PD 帕金森病 2042 - 0080 2090 - 8083 Hindawi出版公司 10.1155 / 2016/9725089 9725089 研究文章 有氧运动可以保持嗅觉功能与帕金森病个体 Rosenfeldt 安森B。 1 戴伊 Tanujit 2 http://orcid.org/0000 - 0002 - 9379 - 3630 爱尔 杰伊·L。 1、3、4 3 4 杨 Yuan-Han 1 生物医学工程系 克利夫兰诊所 欧几里得大街9500号。 克利夫兰 哦44119 美国 clevelandclinic.org 2 定量健康科学 克利夫兰诊所 欧几里得大街9500号。 克利夫兰 哦44119 美国 clevelandclinic.org 3 神经修复中心 克利夫兰诊所 欧几里得大街9500号。 克利夫兰 哦44119 美国 clevelandclinic.org 4 克利夫兰菲斯中心 l·斯托克斯克利夫兰VA医学中心 10701年东大街 克利夫兰 哦44106 美国 2016年 23 11 2016年 2016年 02 09年 2016年 24 10 2016年 2016年 版权©2016安森Rosenfeldt et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

介绍。基于改进的轶事报导嗅觉有氧运动后,本研究的目的是评估一个8周的有氧运动项目的影响对嗅觉功能与帕金森病(PD)的个人。 方法。38个参与者与特发性帕金森病被随机分配一个有氧运动组( n = 23 )或做运动对照组( n = 15 )。有氧运动组完成了60分钟循环三次会议为8周,每周做运动对照组收到任何干预。所有参与者完成了宾州大学嗅觉识别测试(UPSIT)基线,结束治疗,和四周跟进。 结果。改变UPSIT锻炼和做运动组之间分数从基线到测试结束( p = 0.01 ),从基线到测试结束+ 4 ( p = 0.02 喜欢有氧运动组。个人在做集团嗅觉功能恶化随着时间的推移,而锻炼组免于衰退。 讨论。UPSIT分数的差异表明,有氧运动可能改变中枢神经系统通路调节生理或认知过程控制PD患者嗅觉。虽然这些结果提供有前途的初步证据表明,运动可以修改疾病过程,进一步系统的评估是必要的。

 国家卫生研究所 R21HD056316 B6678R弗吉尼亚州 1。介绍

大多数患有帕金森病(PD)经验嗅觉功能障碍( 1, 2]。嗅觉减退和嗅觉缺失症与损失相关联的享受食物,体重管理困难,安全问题(即。检测气体和烟雾),不安全感和体味,和社会隔离 3]。这些因素导致降低抑郁的生活质量和增加利率相比,个体与正常的嗅觉( 4]。

虽然嗅觉丧失的机制在帕金森病是未知的,嗅觉功能障碍可能是由于中枢神经系统(CNS)的变化,而不是损害周围嗅觉系统的结果( 5]。已经提出,嗅觉功能障碍在帕金森病的发展从路易小体形成的嗅球和发展到脑干核如蓝斑和黑质,最终是大脑皮层( 6]。此外,神经递质如乙酰胆碱、去甲肾上腺素,血清素,并在较小程度上,多巴胺,所有这些通常是改变在帕金森病,通过各种直接和间接影响嗅觉通路( 7]。

嗅觉减退的临床重要性继续进化,在PD患者嗅觉测试可以使用一个诊断工具 8)和预测长期的认知能力下降和术后谵妄( 9- - - - - - 11]。群体的新创的病人,据报道,PD患者嗅觉减退表现出更严重的运动症状,需要更大的levodopa-equivalent 2.5年期跟踪患者相比正常嗅觉功能( 12]。日益增长的重要性嗅觉PD的诊断和预测工具在个人强调需要进一步检查。

而嗅觉减退PD治疗本身并不是一个目标,抗帕金森病的药物不会影响嗅觉功能障碍( 13, 14]。它提出了脑深部电刺激(DBS)可能会间接影响到嗅觉;然而,大多数大型随机DBS研究尚未利用嗅觉测量结果,和几个星展银行研究报告一个嗅觉结果进行相对比较小的样本大小和已经产生了相互矛盾的结果 15- - - - - - 18]。有初步证据表明,运动可以对嗅觉有积极的影响。在8周游泳对成年大鼠的干预,synapsin和神经营养因子在嗅球运动组比对照组做运动( 19]。在纵向研究超过1800老年人,那些每周锻炼三次在一个较低的发展中嗅觉功能障碍的风险在10年随访期间( 20.]。这些研究提供了理论基础探讨观点,运动能促进神经可塑性的嗅觉系统。

有氧运动,在帕金森症动物模型,已被证明有神经保护和neurorestorative效果,可能通过调制支持血管再生和突触发生的神经营养因子,抑制氧化应激,提高线粒体功能( 21]。最近,我们已经证明,一个特定模式的有氧运动,迫使锻炼(FE),减少电动机以盲法临床症状评估,改善上肢运动功能和控制,并产生改变大脑皮层和皮层下功能连通性( 22- - - - - - 25]。在我们的初步研究强制和自愿的速度骑自行车,一些参与者与PD自我改善嗅觉有氧运动后,从而导致有氧运动的假设可能会促进神经可塑性在嗅觉系统。这个项目的目的是正式评估的影响一个8周的强制和自愿的有氧运动项目在帕金森症患者嗅觉功能。

 2。方法 2.1。参与者

38患者诊断为特发性帕金森病完成了知情同意过程由克利夫兰诊所的机构审查委员会批准。主要包含标准临床诊断特发性帕金森病的神经学家,年龄在30 - 75岁之间,Hoehn和Yahr阶段ii iii当抗帕金森病的药物。主要排除标准是现有心肺疾病或中风、痴呆,和任何医疗或肌肉骨骼运动的禁忌症。参与者完成了心肺锻炼(CPX)测试固定自行车配备MedGraphics CardiO2 / CP系统风软件和twelve-lead心电图仪屏幕心脏异常可能被排除在研究之外。

 2.2。结果测量

宾夕法尼亚大学的嗅觉识别测试(UPSIT),一个40-item“划痕和嗅”测试,建立了一个有效的和可靠的工具,嗅觉障碍患者和健康对照组 26]。抓气味区域后,参与者选择一个气味从4选项强迫选择范式。更高的分数(40分)表明更好的气味识别。UPSIT是自行测试与答案关键客观地得分。在基线测试完成,结束治疗(测试结束),和四周后续治疗结束后(测试结束+ 4)。为了测试的参与者off-medication状态,受试者被要求避免他们前一天晚上8点后PD药物。

蒙蔽了他自己完成了统一帕金森病评定量表(UPDRS)电机检查,一个标准化的测试,评估PD患者的运动功能。

 2.3。实验设计

基线测试后,下列个人被随机分配到一个组:(1)铁循环(FE),(2)自愿的运动自行车(VE),和(3)做对照组。随机化是由参与者从nonreplenished框画一个信封。值得注意的是,嗅觉测试添加到研究测试协议进行有氧运动研究的受试者的自我改善的气味;因此,样本大小不均匀分布。

 2.4。运动干预

参与者已经和菲团体参加了练习会话在克利夫兰诊所的神经控制实验室,三次每周总共八个星期。参与者被要求把他们规定的PD治疗神经学家在每个练习会话。VE组在运动的会议中,与会代表进行了10分钟的热身,40分钟运动组,10分钟冷却semirecumbent自行车速度自我选择的。参与者被鼓励去维持一个目标心率区基于心率的60 - 80%(嗯)方法使用个人最大CPX测试结果。

铁集团行使相同的时间和目标心率区semirecumbent静止的运动周期定制设计与电动机和相应的控制算法,旨在增强个人的扭矩生产在骑车,从而导致一个稳定、高效的节奏。重要的是要注意,有限元方法需要参与者的积极参与和骑自行车不是被动的。运动帮助个人实现骑车的速度大于30%首选自愿CPX测试期间所确定的利率,百分比增加,导致全球汽车改进与PD(在我们以前的工作 22, 27]。对于运动团体,节奏每分钟的转数(rpm)和心率为每个会话记录。

对照组收到任何运动干预和被要求继续目前的体力活动水平。

 2.5。统计分析

主要结果是UPSIT分数的变化从(1)基准测试结束,(2)基准测试结束+ 4。Shapiro-Wilk测试是用来确定正常的变量被认为是在这项研究中。一个3×3方差分析(方差分析)模型被用来检查UPSIT得分变化在三个时间点(基线,测试结束,测试结束+ 4)为三组(铁、VE、和做运动)和时间之间的交互和组变量。一个两个示例 t 确定执行以及运动性能的影响变量,抑扬顿挫,嗯,两个运动之间的组织。协方差分析(ANCOVA)模型用于确定UPSIT和运动性能之间的关系变量,嗯,抑扬顿挫。所有假设检验完成后在5%水平的意义。

 3所示。结果

使用UPSIT得分作为因变量方差分析模型中,无论是集团( F2105年= 0.09, p = 0.91 )、时间( F2105年= 0.30, p = 0.74 ),和集团之间的交互和时间( F4105年= 0.24, p = 0.92 )是显著的。虽然VE组的趋势出现在更大强度的锻炼嗯,运动强度没有显著区别VE和铁组57.9和48.9%的嗯,分别为( p = 0.06 )。ANCOVA的结果,使用嗯作为因变量,嗯之间的相互影响和变化显示无UPSIT分数之间已经和铁( p = 0.48 在传输结束; p = 0.51 在传输结束+ 4)。有显著差异之间的节奏已经和铁组,分别为69.7和82.9的rpm, ( p < 0.01 );然而ANCOVA模型,使用节奏作为因变量,显示无意义的节奏和变化之间的互动UPSIT得分之间组( p = 0.13 在传输结束; p = 0.59 在传输结束+ 4)。由于相似的运动性能变量,数据被倒塌在锻炼组做对照组进行比较。基线人口统计学,提供的表 1,类似的锻炼和做运动组之间。

参与者基线人口统计学。

做运动 运动(VE +铁) p 价值
样本大小 15 铁= 9VE = 14
年龄、年(SD) 60.9 (7.2) 60.5 (7.4) 0.85
性别,男 8 16 0.33
疾病持续时间、年(SD) 3.3 (3.1) 3.3 (2.1) 0.93
基线UPSIT,点(SD) 24.0 (7.3) 21.6 (8.2) 0.35
基线UPDRS运动检查,点(SD) 21.9 (5.5) 23.5 (9.9) 0.52

菲:强迫运动;SD:标准差;UPDRS:统一帕金森病评定量表;UPSIT:宾州大学嗅觉识别测试;VE:自愿的运动。

表 2和图 1提供锻炼和对照组的汇总统计数据。一个 t 以及显示显著差异UPSIT锻炼和做运动组之间分数从基线到测试结束( p = 0.01 ),从基线到测试结束+ 4 ( p = 0.02 )。图 2是一个图形化描述个人的反应从每个组从基线到测试结束。在测试结束,没有做运动组的参与者演示了一个改进的UPSIT平均减少2.9(2.3)点。相比之下,12的23个人锻炼组演示UPSIT评分的改善;总有一个平均减少0.5(3.3)点。从基线到测试结束+ 4,做运动组减少2.7(3.4)点UPSIT分数而锻炼组表现出很小的进步的0.2(3.5)点。

汇总统计数据变化UPSIT分数从基线到测试结束,测试结束+ 4。

⁢ 的变化意味着UPSIT(分) 标准偏差(分) 范围(分) p 价值
基线测试结束
做运动 (2.9) 2.3 (-0.0 - 8.0)
锻炼 (0.5) 3所示。3 (-5.0 - 10.0) 0.01
基线测试结束+ 4
做运动 (2.7) 3所示。4 (-4.0 - 10.0)
锻炼 0.2 3所示。5 (-8.0 - 7.0) 0.02

()表示一个分数表明UPSIT分数相对于基线的恶化。一个正数表明UPSIT评分的改善。

测试结束:治疗结束;测试结束+ 4:年底治疗+ 4周;UPSIT:宾州大学嗅觉识别测试。

意味着改变UPSIT分数从基线到测试结束。(表示有显著差异 ∗ )运动和做运动组之间变化UPSIT分数从基线到测试结束,测试结束+ 4,分别。积极改变UPSIT分数表明改善气味识别。

UPSIT分数在基线和传输结束个人锻炼和做运动组。在测试结束,没有做运动组的参与者演示改善UPSIT分数;相比之下,12的23个人锻炼组显示UPSIT评分的改善。值得注意的是,2套个人锻炼组和1组个人做运动组的得分相同从基线到测试结束;因此,线是重叠的。

没有急救员之间的关系(那些改善UPSIT分数)和nonresponders(那些保持不变或恶化的UPSIT分数)和人口统计学变量中列出的表 1。

 4所示。讨论

基于UPSIT数据,PD患者没有锻炼了恶化的嗅觉在8周的研究和四周随访期间,而那些参加有氧运动是免于嗅觉功能的进一步恶化。UPSIT分数之间的显著差异运动和做运动团体表明有氧运动可以改变神经生理学通路或神经递质功能,调节生理或认知过程控制嗅觉 19, 20.]。虽然我们不能确定确切的机制嗅觉的拳击,它似乎是合理的,基于动物运动研究的结果,生理变化(即。,increased neurotrophins, neurotransmitters, and improved functional connectivity) and increases in cerebral blood flow associated with intensive aerobic exercise may have facilitated function of the olfaction system centrally or improved the higher level cognitive processes associated with odor detection [ 21, 28, 29日]。虽然我们之前的成像数据支持改变中枢神经系统的初级运动皮层的激活模式,辅助运动区、丘脑、苍白球、壳核( 24, 25),仍有许多未知的有氧运动中扮演的角色在修改中枢神经系统的结构和功能作用。

尽管争论不休,嗅觉功能可能恶化疾病持续时间( 30.),这是符合做小组展示UPSIT成绩下降。UPSIT分数变化的广泛运动组产生的可能性,有一个个性化的神经生理学反应运动([ 28, 31日, 32])。个性化的反应与药理干预PD报道,一些人表现出强烈的左旋多巴治疗的不同反应和其他经验有限的好处( 33]。因为我们先前的研究显示急性发作的铁,导致中枢神经系统的变化与帕金森病药物[相似 24, 25),它是可能的,类似于药物,个人经历不同对有氧运动的反应。遗传响应运动仍然是评估;巴斯和他的同事报道不良气味歧视与脑衍生神经营养因子(BDNF) val66met多态性在小鼠和提出一个在嗅球神经形成机制减少了由于多态性( 34]。虽然我们无法推测如果基因扮演了一个角色在我们的结果中,基因的作用在回应PD患者的练习是一个为未来的研究领域。

目前的研究存在的局限性。首先,样本是一个相对较小的组患者轻度至中度帕金森病;因此,数据应该解释在这个上下文。更大的范围( N = One hundred. )临床试验目前正在测试一种类似自行车的协议,它包括各种电动机和nonmotor结果,包括UPSIT。第二,我们没有屏幕的人可能有先前存在的鼻腔疾病或嗅觉功能障碍。第三,虽然UPSIT研究测试,最小临床重要的区别是未知的;因此我们不能确定是否改变参与者的分数是有意义的。此外,虽然UPSIT气味识别测试,很容易在临床管理设置,气味检测和阈值不是由这个测试测量。值得注意的是,在没有区别UPSIT FE和VE组之间的分数;这样看来,骑自行车的方式不重要,重要的是有氧运动的性质。在未来这将是重要的确定之间的关系模式,频率,持续时间和强度的有氧运动在PD和嗅觉功能障碍。

这些发现,虽然初步的,可能影响PD患者的生活质量。嗅觉减退是一个个人的五大症状诊断为PD≤6年时间( 35],嗅觉障碍患者更有可能报告困难与日常生活活动,依靠社区资源 36]。停止嗅觉缺失症的发展一个有意义的含义与有氧运动是锻炼可能修改的潜在疾病进展。UPSIT分数的差异表现出运动集团支持先前的调查结果,密集的有氧运动是全球变化与PD函数( 22, 23]。这项工作有着重要的意义对于锻炼和大脑功能之间的关系和潜在的修改这种渐进的过程中通过运动神经障碍。

 5。结论

在这项研究中,PD患者参加24日会议的有氧运动UPSIT维护他们的嗅觉功能来衡量,而那些没有锻炼了恶化UPSIT分数。虽然这些结果提供有前途的初步证据表明,运动可以修改疾病过程中,进一步的系统测试是必要的。

 信息披露

完全的责任作者和内容并不一定代表资金来源的观点。

 相互竞争的利益

杰伊·l·艾伯茨撰写相关知识产权的控制算法用于forced-exercise周期。其余作者声明没有利益冲突。

 确认

作者要感谢阿曼达·m·Penko和a·伊丽莎白·詹森的援助与招聘,协议实现,数据收集。本研究通过支持国家卫生研究所的奖项。R21HD056316 B6678R VA绩效审查和戴维斯Phinney基础。

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