Summary

בפרוטוקול Vivo של השפעות על הראש Subconcussive מבוקרת לשם אימות נתוני מחקר שדה

Published: April 18, 2019
doi:

Summary

המודל כותרת כדורגל subconcussive היא גישה מתודולוגי תמציתי ובטוחה כדי לבודד ולמדוד את ההשפעות של השפעות ראש subconcussive.

Abstract

להיטים subconcussive מהווים איום לבריאות עצביים כפי שהם הראו כדי לגרום נזק עצביים, תיפקודי מבלי לגרום symptomology כלפי חוץ, נראה כי התורמת למחלות ניווניות בלתי הפיך, כרונית אנצפלופתיה (CTE). בנוסף, ספורטאים יכולים לחול יותר מ-1,000 של אלה כניסות לכל העונה. המודל כותרת כדורגל subconcussive (SSHM) היא שיטה הרלוונטיים, הדירים המובילים של בידוד ובודקים את השפעות אלה השפעות ראש subconcussive. על ידי שליטה משתנים כגון הכדור בנסיעות מהירות, התדירות של השפעות, מרווח, מיקום הכדור בראש, כמו גם על ידי מדידת גודל ההשפעה ראש, SSHM מספק את הקהילה המדעית עם שדרה עליון של חוקרים חריפה אפקטים subconcussive על בריאות עצביים. בנייר זה, נדגים את התועלת של SSHM בלימוד ביטוי זמן-קורס של neurofilament-אור מפוליפפטיד (NF-L) בפלסמה באופן חוזר ונשנה באמצעים. NF-L היא סמן פציעה axonal דיפוזי זה בעבר הוכח להיות מוגבה למתאגרפים, שחקני כדורגל בעקבות subconcussive מכה בראש. שחקני כדורגל למבוגרים בגילאי שלושים וארבע היו גייס באופן אקראי לקבוצת או כותרת כדורגל (n = 18) או בעיטות (n = 16) קבוצה. קבוצת כותרת להורג 10 כותרות עם כדורי רגל המוקרן במהירות של 25 קמ ש מעל 10 דקות. הקבוצה ובועט בעקבות באותו הפרוטוקול עם 10 בעיטות. פלזמה דגימות שהתקבלו לפני ו- 0 h, 2 h ו- 24 שעות לאחר בעיטות/כותרת, שקובעת ביטויים NF-L. קבוצת כותרת הראו עלייה הדרגתית בפלסמה NF-L ביטוי והגיע לשיאו ב- 24 שעות לאחר פרוטוקול כותרת, ואילו הקבוצה ובועט נשארה עקבית לאורך זמן הנקודות. תוצאות אלה אישרו את הנתונים NF-L מתוך מחקרים קליניים בתחום, לעודד את השימוש SSHM כדי לאמת נתונים קליניים subconcussion.

Introduction

לטווח ארוך, חשיפה חוזרות השפעות ראש subconcussive הוצע בתור אחד התורמים המפתח לפיתוח המחלה ניווניות CTE1,2,3,4,5 . בכל שנה, ספורטאים ובית -ספר גבוה כ- 2.5 מיליון לעסוק בספורט קשר זה לעתים קרובות לגרום את העלבונות subconcussive הללו באמצעות האצה מהירה-ההאטה של הגוף והראש6,7. באופן ספציפי, ספורט מגע ספורטאים עלולים לחוות מספר 100 עד 1,000 כאלה ההשפעות לכל עונה6,8,9. בנוסף, אוכלוסיות אחרות, כגון צבא גברים ונשים, נרשמו יותר מ-300,000 פגיעות ראש משנת 2001, אשר הפגינה לתוך האבחון האחרונות של CTE בתוך הצבא בדימוס ותיק10. האבחנה הזאת הקבלות עם 110 שכל CTE לאחר המוות של שחקני פוטבול אמריקאי, ארבעה שחקני הכדורגל לאחר המוות להציג המתפתחת בריאות הציבור נושא11,12. לאור השכיחות מזעזעת, ההשפעה ראש המחקר חייב להעביר את מבטו לשלב קול, שיטות מדויקות של ניתוח כניסות subconcussive את החוב חריפה הם גרימת במגוון זירות.

SSHM המובאים כאן הוא זה שממלא את הצורך מתודולוגי הנוכחי לזירוז בבטחה נפוצות מכני מדגישה שמונח רקמה עצבית במהלך פעילויות ספורט מגע. היישום של מודל זה מאפשר חוקרים לנהל בקפדנות את הכדור נסיעה במהירות, התדירות של השפעות, מרווח, מיקום הכדור בראש, כמו גם מדידות של הראש השפעה על גודל13,14. בעוד גורמים אלה הם כמעט בלתי אפשרי לשלוט בהגדרת השדה, SSHM מספק פורקן חוקרים לבודד את ההשפעות של השפעות ראש subconcussive. יתר על כן, באמצעות חיסול של המשתנים מבלבלים ראיתי במהלך המשחק (למשל, תופעות תרגיל נמרץ, נזק גוף, שינוי טמפרטורת הגוף, לחות/זיעה), SSHM מספק שיטה מעולה של אימות מחקרים קליניים .

SSHM יש הקבלות ישירות אל ראש משפיע באופן ספציפי בתוך התחום של ספורט. ככזה, הספרות כבר החלה להראות השירות שלה, לאמת את הממצאים של הראש מצטברים הנטל ההשפעה של חוקרים אחרים. לדוגמה, הראו כי הנטל של הראש subconcussive משפיע באופן משמעותי בתפקוד הנוירו-ophthalmologic נסיעה בין כדורגל ספורטאים13,15. בנוסף, כל מעטים כמו 10 השפעות subconcussive הוכחו באופן מיידי perturb הפונקציה שיווי המשקל אשר יכול להיות מנורמל לאחר 24 שעות של מנוחה16. בדו ח זה מתודולוגי, נתאר את היישום של SSHM בבטחה לחקור את ההשפעות של השפעות ראש subconcussive ולהציג אחד הממצאים שלנו חוזרות השפעות ראש subconcussive להגדיל בהדרגה את הריכוז של נוירון-derived סמן דם, כלומר NF-L14. ממצא זה לא רק ממחיש את התוצאות הקודמות של NF-L נוכחות עקב מכות חוזרות subconcussive הראש17,18 אלא גם מאמת SSHM יכול להפיק ממצאים כאלה באופן קליני מבוקר.

Protocol

המחברים וודא אוניברסיטת אינדיאנה מוסדיים לוועדת בדיקה אישרה המחקר (פרוטוקול # 1610743422) בכתב הסכמה מדעת הושג. הערה: SSHM שולבה לעיצוב חוזר ונשנה באמצעים נועדה לברר שינויים בין המשתנים התלויים בתוך נושאים ב 0 h, 2 h ו- 24 שעות שלאחר ההתערבות לעומת הערכים הבודדים התערבות מראש. תכנון המ?…

Representative Results

התוצאות המיוצגות כאן היו מפרשים מן הקודם סעיף14, שבו SSHM היה מנוצל כאמור תיאר. במחקר מסוים זה, כיוונו כדי להראות איך SSHM עשויה לגרום שינויים ברמות הפלסמה של NF-L, המהווה סמן פציעה axonal דיפוזי זה המשוערות כדי לסנן מתוך הגולגולת, למחזור הדם ההיקפיים בעקבות השפעות על ה…

Discussion

בעוד קשר ספורט כמו פוטבול אמריקאי עשוי להופיע לנהוג את הצורך מודל מחקר תמציתי לחקור השפעות subconcussive, ספורט אחרים כמו כדורגל עשוי להסביר המשותף הדומיננטי של חשיפה subconcussive ברחבי העולם כ 265 מיליוני אנשים להשתתף מה הוא אולי הספורט הפופולרי ביותר בעולם,19. עם זאת, בעוד רוב ההשפעות חשד…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים רוצה להכיר גב’ אנג’לה Wirsching, מי היה התורמת למחקר שאנו מצטטים במקטע תוצאות נציג.

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

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Mez, J., et al. Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football. JAMA. 318 (4), 360-370 (2017).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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)
  10. Ward, J., Williams, J., Manchester, S. 111 N.F.L. Brains. All But One Had C.T.E. The New York Times. , (2017).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Coon, S. . Acute Effects of Sleep Deprivation on Ocular-Motor Function as Assessed by King-Devick Test Performance. , (2018).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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)
  19. Dorminy, M., et al. Effect of soccer heading ball speed on S100B, sideline concussion assessments and head impact kinematics. Brain Injury. , 1-7 (2015).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Reynolds, B. B., et al. Practice type effects on head impact in collegiate football. Journal of Neurosurgery. , 1-10 (2015).
  24. Kawata, K., et al. Association of Football Subconcussive Head Impacts With Ocular Near Point of Convergence. JAMA Ophthalmology. 134 (7), 763-769 (2016).
  25. Wilcox, B. J., et al. Head impact exposure in male and female collegiate ice hockey players. Journal of Biomechanics. 47 (1), 109-114 (2014).
  26. 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).

Play Video

Cite This Article
Bevilacqua, Z. W., Huibregtse, M. E., Kawata, K. In Vivo Protocol of Controlled Subconcussive Head Impacts for the Validation of Field Study Data. J. Vis. Exp. (146), e59381, doi:10.3791/59381 (2019).

View Video