Influența performanței cognitive prin restricția calorică

1 De la Clinica de Neurologie a Facultății de Medicină Charité Universitätsmedizin Berlin Disertație Influențând performanța cognitivă prin restricție de calorii pentru a obține diploma academică Doctor medicinae (Dr. med.) Prezentat la Facultatea de Medicină Charité Universitätsmedizin Berlin de Henrike Maximiliane Hermannstädter (născută Rupp) din Hamburg

2 II Recenzor: 1. Prof. Dr. med. A. Flöel 2. Prof. Dr. med. M. Nitsche 3. Prof. Dr. med. A. Pfeiffer Data doctoratului: 22 martie 2013

3 Cuprins Lista abrevierilor Lista tabelelor Lista cifrelor VI VIII IX 1 Introducere Bolile demenței Dezvoltarea performanței cognitive la bătrânețe Restricția caloriilor și mecanismele sale de acțiune Stadiul cercetării: Restricția caloriilor și a cunoașterii Studii epidemiologice asupra oamenilor Modificare nutrițională în experimentele rozătoarelor Transferabilitate la primate Metabolismul glucozei Metabolismul glucozei Inflamarea și performanțele cognitive Metabolismul glucozei Studiu de restricție Metode Proiectarea studiului Criterii pentru recrutarea subiectului Procedura de examinare Examinarea medicală Analiza impedanței bioelectrice Analize de laborator Baterie test neuropsihologic Învățare verbală și test de memorie III

4 CUPRINS IV Test de concentrație de vârstă Gama de numere Test de realizare a traseului Culoare Test de interferență a cuvintelor Vocabular de alegere multiplă Test de inteligență Chestionare Becks Depresie Inventar Stare Trăsătură Anxietate Inventar Afectarea pozitivă și negativă Programul de protecție nutrițională Grupuri de intervenție Grupul de control al grupului CR Analiza statistică Rezultate intervenție Date demografice covariabile Parametri fiziologici Teste neuropsihologice Performanța memoriei Funcția executivă Memoria de lucru Parametrii fiziologici la momentul inițial și modificarea performanței testului neuropsihologic Rezultate suplimentare Discuție Rezultate centrale Discuția rezultatelor Performanța memoriei Performanța memoriei și metabolismul glucozei Mecanisme ale metabolismului glucozei Funcția executivă Funcția executivă Funcția executivă și metabolismul inflamator sau memoria de lucru Memorie de lucru între glucoză și metabolismul inflamator.Rezultate ulterioare

5 CUPRINS V 4.3 Puncte tari și limitări ale studiului Selectarea subiectului Parametri utilizați Influența nivelului de glucoză din sânge la momentul testului Procedura de examinare și teste Conformitatea Fiabilitatea informațiilor și comportamentului subiectului Proiectarea studiului Grupul de control Limitări statistice Concluzii și perspective Interacțiunea dintre factorii genetici și modificările stilului de viață Intervenția CR în alte grupuri de subiecte Alte modificări ale stilului de viață CR- Sumar mimetic 76 Bibliografie 78 Mulțumiri 92 Afidavit 93 Lista publicațiilor 95 Anexa 96 A Informații pentru participanți 96 B Declarație de consimțământ 104 C Screening telefonic 107 D Chestionar de evaluare 111 E Protocol nutrițional 115

6 Lista abrevierilor η a 2-a parțială Eta-pătrat γ-gt. γ-glutamiltransferaza r s. Coeficientul de corelație a rangului conform lui Spearman r pb. corelație punct bisiserială 2-DG dezoxiglucoză în funcție de mărimea eșantionului p. Probabilitatea de eroare r. Coeficientul de corelație conform Pearson SD. Abaterea standard SE. Eroare standard AD. ACT privind demența Alzheimer. Test de concentrație de vârstă AL. lat. ad libitum ALT. Alanina aminotransferaza ApoE. Apolipoproteina E AST. Aspartat aminotransferază BCM. engl. Masa celulelor corporale BDI. Becks Depression Inventory BDNF. engl. Factor neurotrofic derivat din creier BIA. analiza impedanței bioelectrice IMC. Indicele masei corporale COMT. Catecol-O-metiltransferază CR. engl. restricție calorică, restricție calorică CRP. ADN proteic C-reactiv. Acid dezoxiribonucleic ECM. engl. Extra Cellular Mass și colab. lat. și alte fmrt. imagistică prin rezonanță magnetică funcțională FSB. Numele culorii FWIT. Test de interferență culoare-cuvânt VI

7 Lista abrevierilor VII FWL. Culoare cuvânt citind GCP. buna practica clinica GLUT. Transportor de glucoză HbA1c. hemoglobina glicată HOMA. Evaluarea modelului homeostaziei hscrp. Proteină C-reactivă, măsurată ultra-sensibil HSP. Proteină de șoc termic IF. engl. post intermitent, post intermitent IGT. engl. afectarea toleranței la glucoză IL. Interleukin INT. Interferență kcal. Kilocalorie MCI. Insuficiență cognitivă ușoară mmhg. Milimetru de mercur MMSE. engl. Examen RMN mini-mental. Imagistica prin rezonanță magnetică MWT-B. Test de inteligență cu vocabular cu alegeri multiple NIDDM. engl. diabet zaharat non-insulinodependent, diabet zaharat tip 2 NMDA. N-metil-D-aspartat PANAS. engl. Program de afectare pozitivă și negativă ROS. engl. specii reactive de oxigen STAI. Inventarul fricii de trăsături de stat TMT-A. Test de traseu A TMT-B. Test de traseu B TNF-α. Factor de necroză tumorală-alfa VaD. demență vasculară VLMT. Învățare verbală și test de memorie SNC. Sistem nervos central

8 Lista tabelelor 2.1 Criterii de includere Criterii de excludere Parametrii sângelui Diviziile grupurilor Caracteristici demografice ale subiecților în funcție de grupurile de intervenție Caracteristici demografice ale subiecților în funcție de grupurile IMC Covariate în funcție de grupurile de intervenție Testele neuropsihologice în funcție de grupurile de intervenție Rezultatele testelor neuropsihologice în funcție de grupurile IMC Schimbarea absolută a performanței testului neuropsihologic între momentul inițial și urmărirea în comparația de grup între grupurile de intervenție Modificarea absolută a performanței testului neuropsihologic între momentul inițial și urmărirea în comparația de grup între grupurile IMC Relația dintre parametrii fiziologici la momentul inițial și modificările testelor neuropsihologice înțepenit VIII

29 CAPITOLUL 2. METODE 20 Figura 2.1: Cursul studiului

30 CAPITOLUL 2. METODE 21 Tabelul 2.1: Criterii de incluziune Vârsta ani (femei: postmenopauză) Indicele masei corporale Dreptul limbii materne Limba maternă Boli Tabelul 2.2: Criteriile de excludere pentru bolile interne severe netratate Diabet zaharat, IGT (Toleranță la glucoză afectată) Boli acute severe Demență (MMSE) 10 țigări/zi) Consumul de alcool (> 50 g/zi) Consumul de cafea (> 6 căni/zi) Contraindicații RMN Claustrofobie Implanturi metalice, tatuaje Tulburări psihice Tulburări de alimentație: Anorexie nervoasă, Bulemie nervoasă Bolile psihiatrice actuale Antipsihotice, antidepresive sau (anti) dopaminergice actuale Medicamente Alte modificări majore ale greutății în ultimele șase luni Participarea la alte studii

34 CAPITOLUL 2. METODE 25 Tabelul 2.3: Parametrii sângelui Parametru Unitate Metodă Dispozitiv (producător) Metabolizarea glucozei Test de glucoză de post mg/dl Hexokinază Test modular (Roche) HbA1C mmol/mol,% Turbidimetrie Integra 800 (Roche) Insulină de post µu/ml ECLIA (imunoanaliză electrochiluminiscentă) ) E 170 (Roche) HOMA index insulină de post [µu/ml] glucoză de post [mg/dl]/405 Parametri de inflamație hscrp mg/l CLIA (chimioluminescență) Imulit (Siemens) TNF-α pg/ml CLIA (chimioluminescență) Imulit ( Siemens) IL-6 pg/ml CLIA (chemiluminescență) Imulit (Siemens) Parametri de bază Număr mic de sange Citometrie de flux XE2100 (Sysmex) Metoda de referință AST IU/l conform IFCC cu fosfat piridoxal modular (Roche) ALT IU/l metodă de referință conform IFCC cu piridoxal fosfat modular Test de culoare enzimatică γ-gt IU/l conform IFCC Modular (Roche)% rapid coagulometrie Star Evolution (Roche) fibrinogen g/l coagulometrie Star Evolution (Roche)

43 Capitolul 3 Rezultate 3.1 Intervenție Durata intervenției a fost în medie de 187 de zile (SD = 10,5). Pierderea medie în greutate în grupul CR a fost de 0,68 kg, grupul martor a pierdut în medie 0,09 kg (vezi Figura 3.1a). Modificările de greutate nu sunt semnificative statistic în grupurile individuale sau într-o comparație de grup (toate p> 0,05). Cu toate acestea, o diferență de grup semnificativă statistic poate fi observată în modificarea procentului de grăsime corporală (p = 0,007, a se vedea Figura 3.1b). Subiecții grupului de control au avut un procent de grăsime corporală semnificativ statistic (+ 1,87%, p = 0,014) comparativ cu valoarea inițială la urmărire, în timp ce acest lucru nu s-a modificat statistic semnificativ în grupul CR. (a) Modificarea greutății corporale (b) Modificarea grăsimii corporale Figura 3.1: Modificarea greutății corporale și a procentului de grăsime corporală în grupurile de intervenție 34

52 CAPITOLUL 3. REZULTATE Performanța memoriei (a) grupurile de intervenție (b) Grupurile IMC Figura 3.2: Modificarea performanței consolidării într-o comparație de grup; modificare relativă (linia de bază = 100%), bare de eroare: ± 1SE (a) grupuri de intervenție (b) grupuri IMC Figura 3.3: Modificarea performanței recunoașterii într-o comparație de grup; modificare relativă (linia de bază = 100%), bare de eroare: ± 1SE

57 CAPITOLUL 3. REZULTATE 48 Grăsime corporală și interferențe * (1) (corectat), r pb = 0,29, p = 0,026 Figura 3.7: Relația dintre modificările conținutului de grăsime corporală și modificările performanței interferenței în colectivul general (a) grupurile de intervenție (b) IMC Grupuri Figura 3.8: Modificarea performanței testului în testul B de realizare a traseului în comparație de grup; Modificare relativă (linia de bază = 100%), bară de eroare: ± 1SE În testul B de realizare a traseului, grupul CR după intervenție este în medie cu 10,3 s mai rapid, în timp ce grupul de control se îmbunătățește doar cu 2,9 s. Un efect mic poate fi observat în comparația de grup, dar nu atinge semnificația statistică (vezi Tabelul 3.11, Figura 3.8a). Grupul IMC arată o îmbunătățire medie a TMT-B de 11,1 s, în timp ce grupul IMC + se deteriorează cu o medie de 0,6 s în acest test (cf.

59 CAPITOLUL 3. REZULTATE 50 (a) TNF-α și Trail making Test B * (1), total: r = 0,246, p = 0,063 (b) hscrp și interferență * (1), grup CR: rs = 0,333, p = 0,072 (c) interleukină-6 și interferență * (1), total: rs = 0,341, p = 0,005; Grupa IMC: r s = 0,479, p = 0,002 Figura 3.9: Relația dintre modificarea parametrilor inflamației și schimbarea funcției executive

61 CAPITOLUL 3. REZULTATE 52 (a) Insulina și intervalul numeric înapoi, grupul IMC: r = 0,282, p = 0,078 (b) TNF-α și intervalul numeric înapoi, grupul IMC: r = 0,308, p = 0,064 Figura 3.11: Relația între modificarea parametrilor sanguini și modificarea performanței în memoria de lucru 3.6 Parametrii fiziologici la momentul inițial și modificarea performanței testului neuropsihologic S-a investigat măsura în care există conexiuni între parametrii fiziologici la momentul inițial și modificarea performanței testului neuropsihologic. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 3.13. În cea mai mare parte, se pot observa efecte medii. Unele dintre acestea sunt semnificative statistic, iar unele tendințe statistice pot fi observate. Relațiile semnificative statistic sunt, de asemenea, prezentate în diagrame de dispersie a punctelor. Tendința arată că IMC mai mare, tensiunea arterială, glucoza și parametrii de metabolism inflamatori la momentul inițial sunt mai probabil asociați cu o îmbunătățire mai mare a testelor neuropsihologice în timpul studiului. În contrast, există o relație inversă între interleukina-6 la momentul inițial și schimbarea puterii de interferență.

62 CAPITOLUL 3. REZULTATE 53 Tabelul 3.13: Relația dintre parametrii fiziologici la momentul inițial și modificările performanței testului neuropsihologic Parametrii la subiecții de bază Modificarea testului Coeficientul de corelație p IMC Testul tuturor traseelor B r = 0,241 0,061 diast. Tensiunea arterială Toate Consolidarea r = 0,292 0,023 Toate Interferențele r = 0,264 0,045 Glucoză Toate Consolidarea r = 0,224 0,086 HbA1c Toate Consolidarea r = 0,253 0,051 CR Consolidarea r = 0,354 0,040 Toate Interferențele r = 0,298 0,092 Insulina Toate numerele înapoi rs = 0,224 0,083 CR Consolidarea rs = 0,295 0,090 HOMA Toate intervalele de numere înapoi rs = 0,229 0,079 CR Consolidare rs = 0,316 0,069 hscrp Toate testele de urmărire B rs = 0,281 0,031 IMC Test de urmărire a traseului B rs = 0,407 0,010 TNF-α Test de urmărire a tuturor traseelor B r = 0,274 0,035 Interleukină- 6 interferență CR rs = 0,369 0,038 IMC consolidare rs = 0,310 0,062

63 CAPITOLUL 3. REZULTATE 54 (a) Presiune arterială diastolică și consolidare, total: r = 0,292, p = 0,023 (b) tensiune arterială diastolică și interferență * (1), total: r = 0,264, p = 0,045 (c) HbA1c și consolidare, Total: r = 0,253, p = 0,051; Grup CR: r = 0,354, p = 0,040 (d) hscrp și testul de realizare a traseului B * (1), total: r s = 0,281, p = 0,031; Grupul IMC: rs = 0,407, p = 0,010 (e) TNF-α și test de urmărire a traseului B * (1), total: r = 0,274, p = 0,035 (f) interleukină-6 și interferență * (1), CR -Grup: rs = 0,369, p = 0,038 Figura 3.12: Relația dintre parametrii fiziologici la momentul inițial și modificările performanței testului neuropsihologic

64 CAPITOLUL 3. REZULTATE Alte rezultate Studiul a efectuat și teste pentru a măsura atenția și viteza de lucru. După cum sa formulat în ipoteza studiului, nu s-a presupus nicio îmbunătățire a acestor rezultate ale testelor ca urmare a pierderii în greutate. Acest lucru a fost confirmat: În ambele grupuri, rezultatele testelor folosite (ACT, testul de realizare a traseului A, intervalul de numere înainte și citirea cuvintelor de culoare sau denumirea liniei de culoare în testul de interferență culoare-cuvânt) nu au diferit semnificativ unul de altul, nici la momentul inițial, nici la urmărire 0.05, statisticile testelor nu sunt prezentate în tabel). Comparația rezultatelor medii ale testelor atribuite de diferiți testeri nu a arătat diferențe semnificative statistic (toate p> 0,05, valorile medii și statisticile testelor nu sunt prezentate în tabel).