اثر تمرین در منزل بر پاتولوژی و غلظت متابولیت های تالاموس در افراد مبتلا به مالتیپل اسکلروزیس: شواهد برگرفته از تصویربرداری تشدید مغناطیسی، اسپکتروسکوپی و دیفیوژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد فیزیولوژی ورزشی، دانشکدۀ علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استاد نرولوژی، مرکز تحقیقات مالتیپل اسکلروزیس، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

4 استادیار، مرکز تحقیقات مالتیپل اسکلروزیس، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

5 استاد فیزیولوژی ورزشی، دانشکده پزشکی ورزشی سلولی‌ مولکولی، دانشگاه ورزش کلن، کلن، آلمان

چکیده
برای افزایش دانش در زمینه نقش فعالیت‌بدنی منظم بر ساختار و عمکلرد مغز در مالتیپل اسکلروزیس، این مطالعه به بررسی اثر 6 ماه تمرین در منزل بر پاتولوژی و غلظت متابولیت‌های تالاموس با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی، دیفیوژن و اسپکتروسکوپی می‌پرداخت. در این مطالعه 56 فرد مبتلا به مالتیپل‌اسکلروزیس(39 زن و 13 مرد، سن: 59/9±33/37 سال) بطور تصادفی در دو گروه تمرین در منزل و کنترل تقسیم شدند. مداخله شامل تمرین هوازی(سه جلسه در هفته، 50 تا 75 درصد ضربان قلب ذخیره) و مقاومتی(دو جلسه در هفته، شاخص درک فشار 5 تا 8) بود. حجم مغز و تالاموس با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی، متابولیت‌های ناحیه تالاموس با استفاده از اسپکتروسکوپی و تغییرات ریزساختاری تالاموس با استفاده از تکنیک دیفیوژن پیش و پس از مداخله، ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تمرین در منزل اثر معناداری بر حجم مغز، تالاموس و پارامترهای دیفیوژن شامل ناهمسانگردی کسری، متوسط نفوذ، نفوذ محوری و نفوذ شعاعی ندارد(05/0p>). آنالیز متابولیت‌های تالاموس نشان داد که تمرین در منزل منجر به افزایش معنادار نسبت مجموع N-acetylaspartate و N-acetylaspartylglutamate به کراتین(007/0=p) و کاهش معنادار نسبت کولین و اینوزیتل به کراتین شد (بترتیب 022/0=p و 002/0=p). در مجموع نتایج، شواهدی از اثر سودمند فعالیت‌بدنی منظم بر متابولیت‌های ناحیه تالاموس مرتبط با زوال میلین و عملکرد آکسون‌ها در مغز افراد مبتلا به مالتیپل‌اسکلروزیس را بوسیله تصویربرداری اسپکتروسکوپی نشان داد. با این وجود، تمرین در منزل با بهبود پارامترهای دیفیوژن بعنوان نشانگرهای تغییر ریز ساختارهای تالاموس، همراه نبود که نشان دهنده نیاز به مداخله طولانی مدت‌تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

  1. 1. McDonald WI, Compston A, Edan G, Goodkin D, Hartung HP, Lublin FD, et al. Recommended diagnostic criteria for multiple sclerosis: guidelines from the International Panel on the diagnosis of multiple sclerosis. Ann Neurol. 2001;50(1):121-7.
  2. 2. Negaresh R, Motl RW, Zimmer P, Mokhtarzade M, Baker JS. Exercise training effects on multiple sclerosis biomarkers of central nervous system and disease status: a systematic review of intervention studies. Eur J Neurol. 2019;26(5):711-721.
  3. 3. Filippi M, Rocca MA, Ciccarelli O, De Stefano N, Evangelou N, Kappos L, et al. MRI criteria for the diagnosis of multiple sclerosis: MAGNIMS consensus guidelines. Lancent Neurol. 2016;15(3):292-303.
  4. 4. Filippi M, Brück W, Chard D, Fazekas F, Geurts JJ, Enzinger C, et al. Association between pathological and MRI findings in multiple sclerosis. Lancent Neurol. 2019;18(2):198-210.
  5. 5. Rovira A, Auger C, Alonso JJTaind. Magnetic resonance monitoring of lesion evolution in multiple sclerosis. Ther Adv Neurol Disord. 2013;6(5):298-310.
  6. 6. Khan O, Seraji‐Bozorgzad N, Bao F, Razmjou S, Caon C, Santiago C, et al. The relationship between brain mr spectroscopy and disability in multiple sclerosis: 20‐year data from the US glatiramer acetate extension study. Neuroimaging. 2017;27(1):97-106.
  7. 7. Sbardella E, Tona F, Petsas N, Pantano P. DTI measurements in multiple sclerosis: evaluation of brain damage and clinical implications. Mul Scler Int. 2013;2013.
  8. 8. Zivadinov R, Bergsland N, Hagemeier J, Carl E, Kolb H, Hojnacki D, et al. Effect of teriflunomide on gray and white matter brain pathology in multiple sclerosis using volumetric and diffusion-tensor imaging MRI measures. J Neurol Sci. 2018;388:175-81.
  9. 9. Kousi E, Tsougos I, Eftychia KJNFoANI. Proton magnetic resonance spectroscopy of the central nervous system. Neuropsychol Rev. 2013;2013:19-50.
  10. 10. Geurts JJ, Reuling IE, Vrenken H, Uitdehaag BM, Polman CH, Castelijns JA, et al. MR spectroscopic evidence for thalamic and hippocampal, but not cortical, damage in multiple sclerosis.Megan Reson Med. 2006;55(3):478-83.
  11. 11. Negaresh R, Motl RW, Mokhtarzade M, Dalgas U, Patel D, Shamsi MM, et al. Effects of exercise training on cytokines and adipokines in multiple sclerosis: a systematic review. multiple sclerosis and related disorders. Mult Scler Relat Disord. 2018;24:91-100.
  12. 12. Keytsman C, Van Noten P, Spaas J, Nieste I, Van Asch P, Eijnde BOJMs, et al. Periodized home-based training: A new strategy to improve high intensity exercise therapy adherence in mildly affected patients with Multiple Sclerosis.Mult Scler Relat Disord. 2019;28:91-7.
  13. 13. Faramarzi M, Banitalebi E, Raisi Z, Samieyan M, Saberi Z, Ghahfarrokhi MM, et al. Effect of combined exercise training on pentraxins and pro-inflammatory cytokines in people with multiple sclerosis as a function of disability status. Cytokine. 2020;134:155196.
  14. 14. Gharakhanlou R, Wesselmann L, Rademacher A, Lampit A, Negaresh R, Kaviani M, et al. Exercise training and cognitive performance in persons with multiple sclerosis: A systematic review and multilevel meta-analysis of clinical trials. Mult Scler. 2020:1352458520917935.
  15. 15. Ensari I, Motl RW, Pilutti LA. Exercise training improves depressive symptoms in people with multiple sclerosis: results of a meta-analysis. J Psychosom Res. 2014;76(6):465-71.
  16. 16. Smith JC, Nielson KA, Antuono P, Lyons J-A, Hanson RJ, Butts AM, et al. Semantic memory functional MRI and cognitive function after exercise intervention in mild cognitive impairment. J Alzaimers Dis. 2013;37(1):197-215.
  17. 17. Colcombe SJ, Erickson KI, Scalf PE, Kim JS, Prakash R, McAuley E, et al. Aerobic exercise training increases brain volume in aging humans. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2006;61(11):1166-70.
  18. 18. Mahajan KR, Nakamura K, Cohen JA, Trapp BD, Ontaneda DJAoN. Intrinsic and extrinsic mechanisms of thalamic pathology in multiple sclerosis. Annal Neurol. 2020;88(1):81-92.
  19. 19. Smith SM, Zhang Y, Jenkinson M, Chen J, Matthews P, Federico A, et al. Accurate, robust, and automated longitudinal and cross-sectional brain change analysis. Neuroimage. 2002;17(1):479-89.
  20. 20. Patenaude B, Smith SM, Kennedy DN, Jenkinson MJN. A Bayesian model of shape and appearance for subcortical brain segmentation. Neuroimage. 2011;56(3):907-22.
  21. 21. Avants BB, Tustison NJ, Song G, Cook PA, Klein A, Gee JCJN. A reproducible evaluation of ANTs similarity metric performance in brain image registration. Neuroimage. 2011;54(3):2033-44.
  22. 22. Stefan D, Di Cesare F, Andrasescu A, Popa E, Lazariev A, Vescovo E, et al. Quantitation of magnetic resonance spectroscopy signals: the jMRUI software package. Eur J Radiol. 2009;20(10):104035.
  23. 23. Pan J, Krupp L, Elkins L, Coyle PJAN. Cognitive dysfunction lateralizes with NAA in multiple sclerosis. Appl Neuropsychol. 2001;8(3):155-60.
  24. 24. Cifelli A, Arridge M, Jezzard P, Esiri MM, Palace J, Matthews PMJAoNOJotANA, et al. Thalamic neurodegeneration in multiple sclerosis. Annal Neurol. 2002;52(5):650-3.
  25. 25. Li S, Clements R, Sulak M, Gregory R, Freeman E, McDonough JJNr. Decreased NAA in gray matter is correlated with decreased availability of acetate in white matter in postmortem multiple sclerosis cortex. Neurochem Res. 2013;38(11):2385-96.
  26. 26. Ruiz-Peña JL, Piñero P, Sellers G, Argente J, Casado A, Foronda J, et al. Magnetic resonance spectroscopy of normal appearing white matter in early relapsing-remitting multiple sclerosis: correlations between disability and spectroscopy. BMC Neurol. 2004;4(1):8.
  27. 27. Mayinger MC, Merchant-Borna K, Hufschmidt J, Muehlmann M, Weir IR, Rauchmann B-S, et al. White matter alterations in college football players: a longitudinal diffusion tensor imaging study. Brain Image Behav. 2018;12(1):44-53.
  28. 28. Kjølhede T, Siemonsen S, Wenzel D, Stellmann J-P, Ringgaard S, Pedersen BG, et al. Can resistance training impact MRI outcomes in relapsing-remitting multiple sclerosis? Mult Scler. 2018;24(10):1356-65.
  29. 29. Akbar N, Sandroff BM, Wylie GR, Strober LB, Smith A, Goverover Y, et al. Progressive resistance exercise training and changes in resting-state functional connectivity of the caudate in persons with multiple sclerosis and severe fatigue: a proof-of-concept study. Neuropsychol Rehabili. 2020;30(1):54-66.
  30. 30. Negaresh R, Motl R, Zimmer P, Mokhtarzade M, Baker J. Effects of exercise training on multiple sclerosis biomarkers of central nervous system and disease status: a systematic review of intervention studies. Eur J Neurol. 2019;26(5):711-21.
  31. 31. Latimer-Cheung AE, Pilutti LA, Hicks AL, Ginis KAM, Fenuta AM, MacKibbon KA, et al. Effects of exercise training on fitness, mobility, fatigue, and health-related quality of life among adults with multiple sclerosis: a systematic review to inform guideline development. Arch Phys Med Rehabil. 2013;94(9):1800-28. e3.
  32. 32. Dalgas U, Stenager E, Ingemann-Hansen T. Multiple sclerosis and physical exercise: recommendations for the application of resistance-, endurance-and combined training. Mult Scler. 2008;14(1):35-53.
  33. 33. Lövdén M, Schaefer S, Noack H, Kanowski M, Kaufmann J, Tempelmann C, et al. Performance-related increases in hippocampal N-acetylaspartate (NAA) induced by spatial navigation training are restricted to BDNF Val homozygotes. Cereb Cortex. 2011;21(6):1435-42.
  34. 34. Egan MF, Kojima M, Callicott JH, Goldberg TE, Kolachana BS, Bertolino A, et al. The BDNF val66met polymorphism affects activity-dependent secretion of BDNF and human memory and hippocampal function. Cell. 2003;112(2):257-69.
  35. 35. Wens I, Keytsman C, Deckx N, Cools N, Dalgas U, Eijnde BO. Brain derived neurotrophic factor in multiple sclerosis: effect of 24 weeks endurance and resistance training. Eur J Neurol. 2016;23(6):1028-35.
  36. 36. Mokhtarzade M, Motl R, Negaresh R, Zimmer P, Khodadoost M, Baker JS, et al. Exercise-induced changes in neurotrophic factors and markers of blood-brain barrier permeability are moderated by weight status in multiple Neuropeptides. 2018;70:93-100.
  37. 37. Bernardes D, Oliveira-Lima OC, da Silva TV, Faraco CCF, Leite HR, Juliano MA, et al. Differential brain and spinal cord cytokine and BDNF levels in experimental autoimmune encephalomyelitis are modulated by prior and regular exercise. J Neuroimmunol. 2013;264(1-2):24-34.
  38. 38. Duan Y, Liu Z, Liu Y, Huang J, Ren Z, Sun Z, et al. Metabolic changes in normal-appearing white matter in patients with neuromyelitis optica and multiple sclerosis: a comparative magnetic resonance spectroscopy study. Acta Radiol. 2017;58(9):1132-7.
  39. 39. Kocevar G, Stamile C, Hannoun S, Roch J-A, Durand-Dubief F, Vukusic S, et al. Weekly follow up of acute lesions in three early multiple sclerosis patients using MR spectroscopy and diffusion. J Neuroradiol. 2018;45(2):108-13.
  40. 40. Souza PS, Gonçalves ED, Pedroso GS, Farias HR, Junqueira SC, Marcon R, et al. Physical exercise attenuates experimental autoimmune encephalomyelitis by inhibiting peripheral immune response and blood-brain barrier disruption. Mol Neurobiol. 2017;54(6):4723-37.
  41. 41. MacMillan EL, Schubert JJ, Vavasour IM, Tam R, Rauscher A, Taylor C, et al. Magnetic resonance spectroscopy evidence for declining gliosis in MS patients treated with ocrelizumab versus interferon beta-1a. Mult Scler J Exp Transl Clin. 2019;5(4):2055217319879952.
  42. 42. Bar-Or AJEn. Teriflunomide (Aubagio®) for the treatment of multiple sclerosis. Perspect Infirm. 2014;262:57-65.
  43. 43. Dobson R, Giovannoni G. Multiple sclerosis–a review. Eur J Neurol. 2019;26(1):27-40.
  44. 44. Mokhtarzade M, Agha-Alinejad H, Motl RW, Negaresh R, Baker JS, Zimmer P. Weight control and physical exercise in people with multiple sclerosis: current knowledge and future perspectives. Complement Ther Med. 2019;43:240-6.
  45. 45. Mokhtarzade M, Motl R, Negaresh R, Zimmer P, Khodadoost M, Baker JS, et al. Exercise-induced changes in neurotrophic factors and markers of blood-brain barrier permeability are moderated by weight status in multiple sclerosis. Neuropeptides. 2018;70:93-100.

  • تاریخ دریافت 21 آبان 1399
  • تاریخ بازنگری 18 بهمن 1399
  • تاریخ پذیرش 02 اسفند 1399