Nel protocollo di Vivo degli impatti di testa Subconcussive controllata per la convalida dei dati dello studio di campo
Summary
Il modello di intestazione subconcussive soccer è un approccio metodologico sicuro e conciso per isolare e misurare gli effetti degli impatti di testa subconcussive.
Abstract
Subconcussive hits rappresentano una minaccia per la salute di un neurone che hanno dimostrato di indurre danno strutturale di un neurone e danno funzionale senza provocare sintomatologia verso l’esterno e sembrano essere un fattore chiave per una malattia neurodegenerativa irreversibile, cronica encefalopatia traumatica (CTE). Inoltre, gli atleti possono incorrere in più di 1.000 di questi accessi per stagione. Il modello di intestazione di calcio subconcussive (SSHM) è un metodo pertinente, riproducibile e leader di isolare ed esaminando gli effetti di questi impatti testa subconcussive. Controllando le variabili quale la sfera di velocità, la frequenza degli impatti, intervallo, posizionamento di palla alla testa, di viaggio e anche misurando la grandezza di urto della testa, la SSHM fornisce la comunità scientifica con una superior avenue di indagare l’acuta subconcussive effetti sulla salute di un neurone. In questa carta, dimostriamo l’utilità di SSHM nello studiare una corso di tempo espressione del polipeptide luce dei neurofilamenti (NF-L) nel plasma in modo misure ripetute. NF-L è un marcatore di ferita axonal che precedentemente è stato indicato per essere elevati in pugili e giocatori di calcio che seguono subconcussive trauma capo. Trentaquattro adulto invecchiato calciatori sono stati reclutati e assegnati a caso a entrambi un titolo di calcio (n = 18) o calci (n = 16) gruppo. Il gruppo di intestazione eseguito 10 intestazioni con palloni da calcio proiettate ad una velocità di 25 km/h su 10 min. Il gruppo calci ha seguito lo stesso protocollo con 10 calci. Campioni di plasma sono stati ottenuti prima e a 0 h, 2h e 24 h dopo intestazione/calci e valutati per le espressioni NF-L. Il gruppo di intestazione ha mostrato un aumento graduale nel plasma espressione di NF-L e ha alzato a 24 h dopo il protocollo di intestazione, mentre il gruppo calci è rimasta coerenza attraverso i punti di tempo. Questi risultati hanno confermato i dati NF-L da studi in campo clinico, incoraggiando l’uso di SSHM per convalidare i dati clinici subconcussion.
Introduction
A lungo termine, l’esposizione ripetuta agli impatti testa subconcussive è stata proposta come uno dei fattori chiave per sviluppare la malattia di neurodegenerative CTE1,2,3,4,5 . Ogni anno, circa 2,5 milioni high school e college atleti impegnano in sport di contatto che inducono frequentemente questi insulti subconcussive attraverso la rapida accelerazione-decelerazione del corpo e la testa6,7. In particolare, atleti di sport di contatto possono verificarsi diversi 100 fino a 1.000 di tali effetti al stagione6,8,9. Inoltre, altre popolazioni, come militari, uomini e donne, hanno registrato più di 300.000 ferite alla testa dal 2001, che ha manifestato nella diagnosi recente di CTE all’interno di un ex veterano militare10. Questa diagnosi di parallels con 110 cervelli post mortem di CTE di giocatori di football americano e quattro giocatori di calcio post mortem per presentare un fiorente sanità pubblica problema11,12. Alla luce della prevalenza sconcertante, urto della testa ricerca deve spostare il suo sguardo per includere suoni precisi metodi di analizzare i successi subconcussive debito acuta sono indurre in una varietà di arene.
SSHM presentato qui è uno che soddisfa le necessità metodologica per indurre sicuro comuni sollecitazioni meccaniche riposte tessuto neurale durante attività sportive di contatto. L’implementazione di questo modello permette gli investigatori gestire meticolosamente palla velocità, la frequenza degli impatti, intervallo, posizionamento di palla alla testa, di viaggio così come misure della testa impatto magnitudo13,14. Mentre questi fattori sono praticamente impossibili da controllare nell’impostazione del campo, la SSHM fornisce una presa per i ricercatori di isolare gli effetti degli impatti di testa subconcussive. Inoltre, attraverso l’eliminazione delle variabili di confusione visto durante il gioco (ad esempio, gli effetti da esercizio vigoroso, danno corpo, variazione della temperatura corporea e idratazione/sudore), la SSHM fornisce un metodo superiore di convalida osservazioni cliniche .
Il SSHM ha diretti paralleli agli impatti testa visti specificamente nell’ambito dello sport. Come tale, la letteratura ha già iniziato a mostrare la sua utilità e confermano i risultati della testa cumulativo onere di impatto da altri ricercatori. Ad esempio, abbiamo dimostrato che il peso della testa subconcussive influisce significativamente la disfunzione neuro-oftalmologici unità tra calcio atleti13,15. In aggiunta, come pochi come 10 impatti subconcussive hanno dimostrati immediatamente di perturbare la funzione vestibolare che possa essere normalizzata dopo 24 h di riposo16. In questa relazione metodologica, descriviamo l’applicazione di SSHM per studiare gli effetti degli impatti di testa subconcussive e introdurre una delle nostre scoperte che impatti testa subconcussive ripetitivi gradualmente aumentano la concentrazione di un neurone-derivato in sicurezza biomarcatore del sangue, vale a dire NF-L14. Ciò che trova non solo sostanzia risultati precedenti della presenza di NF-L da subconcussive ripetitivi colpi alla testa17,18 , ma consente inoltre di verificare che il SSHM può riprodurre tali risultati in modo clinico controllato.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mentre gli sport di contatto come il calcio americano potrebbe sembrare essere guida la necessità di un modello di ricerca concisa per studiare gli impatti subconcussive, altri sport come il calcio può rappresentare la quota dominante dell’esposizione subconcussive tutto il mondo come circa 265 milioni di persone partecipare a quella che è forse più popolare sport19 del mondo. Tuttavia, mentre la maggior parte degli effetti neurodegenerative sospetta di subconcussion è stati sottoposti ad aut…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desidera ringraziare la sig. ra Angela Wirsching, che era un fattore chiave per la ricerca che citiamo nella sezione risultati rappresentativi.
Materials
| JUGS Soccer Machine | JUGS Sports | http://jugssports.com/products/soccer-machine.html | |
| SIM-G Triaxial Accelerometer | Triax Technologies | https://www.triaxtec.com/workersafety/wp-content/uploads/2017/08/SIM-G-User-Manual_V4-2-01.pdf |
Riferimenti
- Goldstein, L. E., et al. Chronic traumatic encephalopathy in blast-exposed military veterans and a blast neurotrauma mouse model. Science Translational Medicine. 4 (134), 134ra60 (2012).
- Kraus, M. F., et al. White matter integrity and cognition in chronic traumatic brain injury: a diffusion tensor imaging study. Brain: A Journal of Neurology. 130 (Pt 10), 2508-2519 (2007).
- McKee, A. C., et al. The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy. Brain: A Journal of Neurology. 136 (Pt. 136 (Pt 1), 43-64 (2013).
- Mez, J., et al. Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football. JAMA. 318 (4), 360-370 (2017).
- Tagge, C. A., et al. Concussion, microvascular injury, and early tauopathy in young athletes after impact head injury and an impact concussion mouse model. Brain: A Journal of Neurology. 141 (2), 422-458 (2018).
- Bailes, J. E., Petraglia, A. L., Omalu, B. I., Nauman, E., Talavage, T. Role of subconcussion in repetitive mild traumatic brain injury. Journal of Neurosurgery. 119 (5), 1235-1245 (2013).
- Schnebel, B., Gwin, J. T., Anderson, S., Gatlin, R. In vivo study of head impacts in football: a comparison of National Collegiate Athletic Association Division I versus high school impacts. Neurosurgery. 60 (3), 490-496 (2007).
- Guskiewicz, K. M., et al. Measurement of head impacts in collegiate football players: relationship between head impact biomechanics and acute clinical outcome after concussion. Neurosurgery. 61 (6), 1244-1253 (2007).
- Combat veterans coming home with CTE. CBS News Available from: https://www.cbsnews.com/news/60-minutes-combat-veterans-coming-home-with-cte-brain-injury/ (2018)
- Ward, J., Williams, J., Manchester, S. 111 N.F.L. Brains. All But One Had C.T.E. The New York Times. , (2017).
- Ling, H., et al. Mixed pathologies including chronic traumatic encephalopathy account for dementia in retired association football (soccer) players. Acta Neuropathologica. 133 (3), 337-352 (2017).
- Kawata, K., Tierney, R., Phillips, J., Jeka, J. J. Effect of Repetitive Sub-concussive Head Impacts on Ocular Near Point of Convergence. International Journal of Sports Medicine. 37 (5), 405-410 (2016).
- Wirsching, A., Chen, Z., Bevilacqua, Z. W., Huibregtse, M. E., Kawata, K. Association of Acute Increase in Plasma Neurofilament Light with Repetitive Subconcussive Head Impacts: A Pilot Randomized Control Trial. Journal of Neurotrauma. , (2018).
- Coon, S. . Acute Effects of Sleep Deprivation on Ocular-Motor Function as Assessed by King-Devick Test Performance. , (2018).
- Hwang, S., Ma, L., Kawata, K., Tierney, R., Jeka, J. J. Vestibular Dysfunction after Subconcussive Head Impact. Journal of Neurotrauma. 34 (1), 8-15 (2017).
- Oliver, J. M., et al. Serum Neurofilament Light in American Football Athletes over the Course of a Season. Journal of Neurotrauma. 33 (19), 1784-1789 (2016).
- Shahim, P., Zetterberg, H., Tegner, Y., Blennow, K. Serum neurofilament light as a biomarker for mild traumatic brain injury in contact sports. Neurology. 88 (19), 1788-1794 (2017).
- FIFA Communications Division, Information Services. FIFA Big Count 2006: 270 million people active in football Available from: https://www.fifa.com/mm/document/fifafacts/bcoffsurv/bigcount.statspackage_7024.pdf (2007)
- Dorminy, M., et al. Effect of soccer heading ball speed on S100B, sideline concussion assessments and head impact kinematics. Brain Injury. , 1-7 (2015).
- Bretzin, A. C., Mansell, J. L., Tierney, R. T., McDevitt, J. K. Sex Differences in Anthropometrics and Heading Kinematics Among Division I Soccer Athletes. Sports Health. 9 (2), 168-173 (2017).
- Crisco, J. J., et al. Frequency and location of head impact exposures in individual collegiate football players. Journal of Athletic Training. 45 (6), 549-559 (2010).
- Duma, S. M., et al. Analysis of real-time head accelerations in collegiate football players. Clinical Journal of Sport Medicine. 15 (1), 3-8 (2005).
- Reynolds, B. B., et al. Practice type effects on head impact in collegiate football. Journal of Neurosurgery. , 1-10 (2015).
- Kawata, K., et al. Association of Football Subconcussive Head Impacts With Ocular Near Point of Convergence. JAMA Ophthalmology. 134 (7), 763-769 (2016).
- Wilcox, B. J., et al. Head impact exposure in male and female collegiate ice hockey players. Journal of Biomechanics. 47 (1), 109-114 (2014).
- Wallace, C., et al. Heading in soccer increases serum neurofilament light protein and SCAT3 symptom metrics. BMJ Open Sport & Exercise Medicine. 4 (1), e000433 (2018).
