 |
Up-to-date method to improve psychosomatic performance in elderly persons
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
116511 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Nyakas, Csaba |
| Title in Hungarian |
Korszerű metodika időskorú személyek pszichoszomatikus teljesítményének javítására |
| Title in English |
Up-to-date method to improve psychosomatic performance in elderly persons |
| Keywords in Hungarian |
EMF terápia, öregedés, izomerő, állásstabilitás, reakcióidő, agyműködés, állatkísérlet |
| Keywords in English |
EMF therapy, aging, muscle force, stability of stance, reaction time, brain function, animal model |
| Discipline |
| Clinical pharmacology, gene therapy, cell therapy, regenerative medicine (Council of Medical and Biological Sciences) | 60 % | | Public health, health services, environmental and occupational medicine, epidemiology, medical ethics
(Council of Medical and Biological Sciences) | 20 % | | Biological basis of neurological and psychiatric disorders (Council of Medical and Biological Sciences) | 20 % | | Ortelius classification: Neurobiology |
|
| Panel |
Clinical Medicine |
| Department or equivalent |
Research Institute of Sport Sciences (Hungarian University of Sports Science) |
| Participants |
Bretz, Károly
Felszeghy, Klára
Téglás, Tímea
|
| Starting date |
2016-02-01 |
| Closing date |
2019-01-31 |
| Funding (in million HUF) |
9.204 |
| FTE (full time equivalent) |
4.62 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Az egészséges öregedés és az elvárható életminőség biztosítása jelentősen csökkenti az öregedéssel járó mozgás leépülést, mint amilyenek pl. az izomatrófia, elesés veszélye, csökkenő kognitív teljesítmény, mindennapi tevékenység ellátásának jelentős romlása, stb. A testedzés gyakorlatának és megvalósíthatóságának spektruma szélesedik, az öregedés előrehaladta miatt ez figyelemreméltó. A testedzés aktív formái aránylag ismertek, de figyelmet kell fordítani az un. ’passzív’ formákra is, mint amilyenek a passzív fizioterápia, a test mechanikus vibrációja, vagy a kialakulóban lévő un. ’kémiai testedzés’. Az általunk célba vett pulzáló elektromágneses tér (EMF) stimuláció a passzív testedzés kategóriába tartozik.
Kísérleteket tervezünk annak vizsgálatára, hogy a mérsékelt intenzitású, krónikus pulzáló EMF kezelés miképpen hat az idősek fizikai és mentális állapotára. Állatkísérleteket is folytatunk 28-30 hónapos idős patkányokon abból a célból, hogy a hatásmechanizmust megértsük. A vizsgálati módszerek az agy és a harántcsíkolt izomzat állapotát és interakcióját vizsgálják; humán vonatkozásban mérjük az izomerőt, test egyensúly-szabályzást, választásos reakció időt, vér oxigenizációt, pszichokardiális egyensúlyt, kognitív teljesítményt és hangulati állapotot. A patkány kísérletekben mérjük: spontán motilitás, pszichomotilitás, test egyensúlyozása, tanulás, figyelem, emócionalitás. Továbbá, az állatkísérletekben értékeljük a harántcsíkolt izom és az agy egyes molekuláris komponenseit (Western blot) és celluláris (hisztológia, immuncitokémia) funkcionális mutatóit.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Európa lakossága rohamosan öregszik, ami jelentős anyagi és egészségügyi terhet jelent már a közeljövőben magunkra nézve is. Hogyan tudunk ezzel a kihívással megküzdeni? Általánosan elfogadott, hogy a testedzés és a fizikailag aktív életvitel, valószínűen a legjobb mód számos társ-faktor körében arra, hogy a szervezet kóros folyamatait, mint amilyenek pl. az időskorral kapcsolatos megbetegedések, a metabolikus szindróma, a 2-es típusú diabetes, enyhe fokú kognitív károsodás, kardiovaszkuláris és neurodegeneratív patológia, megelőzhessük, vagy lefolyásukat lassíthassuk. Továbbá, hogyan tudunk evidencia alapú ismereteket szerezni e cél érdekében? Az un. passzív típusú testedzést támogató EMF kezelést helyeztük a vizsgálatok középpontjába. A feltételezésünk az, hogy ez a fizikai kezelés hat a sejtekre, azok intracelluláris molekuláris folyamataira, ezeken keresztül a harántcsíkolt izomzatra és az agyra, továbbá e szervek összehangolt szabályozási folyamataira. A tervezett és részben már elkezdett vizsgálatok során tanulmányozzuk az EMF kezelés az izomzatra és az agyra kifejtett funkcionális hatásait idős egyénekben és patkányokban, és az állatkísérletes modell révén a hatásmechanizmus feltárását támogató celluláris és molekuláris folyamatokra. Válaszokat várunk arra, hogy (1) az izomműködés és az izom anyagcsere hogyan változik, valószínűen fokozódik, (2) az agyi tevékenységben, a tanulás és az emócionalitás miképpen befolyásolt, és az állatkísérletekben melyek a támogató biokémiai és morfológiai válaszok, (3) a mozgásban jelentkező viselkedés változás hogyan szerveződik, a neuropszichológiai megközelítés alkalmazásával?
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Az alkalmazott mozgásterápia egy járható út az agy öregedésének, de átfogóan az öregedés egészének preventív jellegű támogatására. A mozgástudományi kutatások közelebb kell, hogy kerüljenek mind az alap mind a gyakorlati gerontológiai és geriátriai kutatásokhoz. Mivel az öregedő egyéneknél egyes szomatikus megbetegedések akadályozhatják a mozgásra épülő tesztedzést, alternatív mozgásterápiás eljárások, mint amilyen az EMF terápia adhatnak segítséget. Ez a kezelési forma általánosan elismert és számos betegség gyógyításában kapott már alkalmazást.
A molekuláris és celluláris szinten elért eddigi alapkutatási eredmények számos megfigyelést szolgáltattak. Azonban szervek és főleg a szervek közötti interakciók területén több ismeretre van szükség a kezelés hasznosságának megítéléséhez. Bíztató eredmények a következők lehetnek: (1) mind humán mind állatkísérletes megközelítéssel eredményeket várunk a mozgás és az agy koordinált kapcsolatának megismerésére neuropszichológiai értelmezésben, (2) irányadó adatok várhatók az izomsejtek energetikai kapacitásának növekedésére az AMP kináz enzim foszforillálásának (pAMPK) mérésével, az oxigén szabadgyök képződés mértékére (karbonilált fehérje mérés), valamint a trofikus faktorok mennyiségére (BDNF, IGF), (3) az agy működését illetően irányadó a tanulási és pszichés hatások átfogó vizsgálata, az energetikai kapacitás (pAMPK) és a trofikus faktorok (BDNF, VEGF) mennyiségének értékelése.
A fenti várható eredmények alapján közelebb kerülhetünk annak megértéséhez, hogy (1) miképpen működik az agy-izomzat kölcsönös funkcionális együttműködése, (2) nő-e a tartalék energia és trofikus kapacitás mindkét szervben, ami csökkenti az izom atrófiát és a neurodegenerációt, ami preventív hatású a sarcopeniára és a demencia kialakulására öregkorban, (3) ad-e gyakorlati hasznosíthatósági eredményt a technikai és ipari fejlesztésekhez is, mivel a megfigyelések ’feed-back’-ként szolgálnak, ami validáció, abból a célból, hogy a biológiai és terápiás hatásoknak jobban megfelelő készülékek kerüljenek forgalomba.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A WHO is hangsúlyozza, hogy a demográfiai ’forradalom’ progrediál, növekszik az átlagos életkor, a 70 év felettiek és ennél idősebbek aránya az egész világon, ami vészjelző hatású a gazdasági, szociális és egészségügyi szektorokra. A napi fizikai aktivitás és természetesen a tudatos testedzés mértéke alapvető szükségletté vált az egészséges életvitelhez az emberi élet valamennyi szakaszában, beleértve az öregedést is. Az emberi mozgás lehet aktív vagy ’passzív’, és ez utóbbi formánál külső energia szükséges a mozgás támogatásához, hogy a testi és mentális tevékenység egészséges maradhasson. Az elektromágneses mező (EMF) okozta stimuláció a passzív típusú mozgáshoz, testedzéshez sorolható, és már számos gyógyító eljárás során alkalmazzák. Jótékony hatás várható számos sejt működéséhez a szervezetben, pl. a csont, izom, immun és idegsejtek működését illetően.
Az ember öregedése során az izomtömeg csökken, ami még kifejezettebb a társuló krónikus betegségek előfordulásával. Mozgáskorlátozottaknak, akár ha ülő vagy inaktív életmódot folyatatnak, kerekesszékbe kényszerülnek, vagy akár súlyos kórházi betegek, szükségük van a fizikai aktivitásra, az izomzatuk aktivációjára, legyen az aktív vagy passzív testedzés eredménye.
Az izomzatot stimuláló kezelések, mint amilyen az EMF kezelés az izomműködést passzív módon fokozzák. E kezelések molekuláris, sejt- és szervezet szintű hatásmechanizmusát tisztázni kell az evidencia-alapú követelmények alapján. Erre állatkísérletek alkalmasak, melyek célzottak a jelen vizsgálatokban és idős patkányokat használnak.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Improved physical status with major impact on healthy aging and an overall quality of life reduces problems related to age and inactivity of the elderly (i.e. sarcopenia, risk of falls, cognitive impairment, loss of ability to perform daily activities, etc.). Regarding the different abilities to perform exercise during aging a wide range of exercise modalities should be viewed in concert. The active types of exercise are rather well known, but we also should consider the ‘passive’ types, like passive physiotherapy, body vibration or 'chemical exercise' for stimulation muscle activity and metabolism. Our target the usage of pulse electromagnetic field (EMF) stimulation belongs to this later group.
We are conducting research on how EMF therapy influences physical and mental condition of elderly peoples. To know more about the mechanism of action on organic, cellular and molecular levels is a necessitate. Thus, animal studies are also conducted using aged rats of 28-30 months old. According to our view, brain and body works together and the series of studies planned in this project follow this line of reasoning. The EMF treatment is of chronic type with moderate intensity in both the human and animal studies. The readout is measures of physical and brain-related performances in human: muscle strength, body stance, reaction time, blood oxygenation, psychocardiac balance, cognitive performance, and mood. In rats they are the spontaneous motility, psychomotility, learning, attention, emotionality. Furthermore, in the rat studies, molecular (Western blot) and cellular (morphology) markers are also evaluated to uncover cellular-subcellular mechanisms.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The human population is rapidly aging in Europe which projects enormous financial and health care burden also to our country. How can we cope with this demand? We are well aware of the fact that exercise and the physically active life style are probably the best way among several other factors to prevent pathological development, i.e. aging-associated diseases, metabolic syndrome, type 2 diabetes, mild cognitive impairment, cardiovascular and neurodegenerative pathologies, and other disorders associated with sedentary lifestyle. Furthermore, how are we able to find evidence based facts to support this goal? Among the passive type of exercise treatments the electromagnetic field (EMF) stimulation is in our focus. Our assumption is that this physical treatment acts on cells, intracellular molecular processes, organ functions in striatal muscle and brain, furthermore, on their regulatory mechanisms influencing movement behavior. In the course of planned and recently already started experiments we study the functional effect of EMF stimulation in both elderly peoples and aged rats on muscle and brain functions, and the supportive basic cellular and subcellular mechanisms uncovered in the animal model studies. We are expecting answers on (1) how muscle function and metabolism is influenced - probably enhanced - by mimicking exercise effect in a passive and probably harmless way, (2) how brain function like learning ability, mood promotion, etc. are influenced, also by the additional highlights from the physiological, biochemical and morphological observations, (3) and how movement behavior as a whole is organized in the light of neurosomatic and psychosomatic measurements?
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The adapted movement therapy is one of the most effective preventive mean to handle brain aging and aging in general. Movement science research should be more closely adjusted to gerontology and geriatrics both theoretically at the basic science research level and in the practice. Since the aging population may suffer from somatic diseases hampering physical ability to cope with exercise, alternative physical therapeutic techniques, like electromagnetic field stimulation (EMF) is an option at least partly to overcome the problem. This technique is used as therapeutic means to treat a number of diseases.
Previous basic science research on molecular and cellular level produced ample amount of observations. However, system biology including age dependency is still in debt and it is worth to study the usefulness of this technique in that level too. Promising new perspectives based on basic research are: (1) in both human and animal studies new results are awaited in coordination of movement and brain functions in way of neuropsychological integration, (2) animal studies in aged rats would reveal changes in muscle cell metabolism, like energy capacity measured by phosphorylation of AMP kinase, the level of free radical formation by measuring the amount of carbonylated proteins, and the production of trophic factors (BDNF, IGF) in the cells and the circulation, (3) in the brain changes in the function of cognitive and emotional processes would add data to handle prevention of age-related neural diseases, by measuring energy capacity (pAMPK), oxygenation of proteins and the presence of trophic factors (BDNF, VEGF).
Based on these obtainable results we would get closer to understand (1) the muscle-brain mutual functional connectivity, (2) its aspects on cellular energy availability and trophic factors attenuating muscle atrophy and neurodegeneration, the two most prominent phenomena during aging leading to sarcopenia and dementia, respectively, (3) and finally a feed back to technical and industrial development can also be imagined to develop better-adapted EMF instruments to biological functions and to increase the benefit/side-effect ratio.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The WHO reporting also emphasizes that demographic revolution in progress and will lead to the increase of the number of people aged 70 or more in the world together with the emergence of a need for economic, social and health services. Daily physical activity, but also exercise is a basic need for survival and healthy living in all periods of human life, including aging. Exercise, but also the basal daily physical activity can be either active or passive. In this later ‘passive’ type an additional external energy source is needed to support movement and its bodily and mental functions. The electromagnetic field (EMF) stimulation belongs to the passive type of exercise and is believed to act through the metabolism of cells in the body including osseous, muscle, nerve or immune cells. The function of muscle mass is crucial for not only top sport competitors but also for maintaining vitality of the body and mind. The striated muscle mass as a special organ provides this support through its involvement in neural, hormonal and immune control and activity.
During normal aging the ability to move as well as the muscle mass is gradually declining which is happening even more rapidly in chronic diseases. Movement disabled peoples, living either in sedentary life, or siting in wheel chair or unconscious and can’t move, need physical activity, active and/or passive exercise. 'Passive exercise' like EMF stimulation may find its way along this need. In addition we also need animal experiments to find out the molecular, cellular and organ-related mechanisms of action of EMF exposure and to enhance the evidence based scientific views for the medical and everyday practice.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Tímea Téglás, Zoltán Németh, Ákos Koller, Eddy A. van der Zee, Paul G.M. Luiten, Csaba Nyakas: Effects of long-term moderate intensity exercise on cognitive behaviors and cholinergic forebrain in the aging rat, Neuroscience 411: 65-75, 2019 | | Teglas T, Dörnyei G, Bretz K, Nyakas C: EMF Stimulation As Passive Exercise Improves Cognition And Psychomotor Activity In Senescent Rats, Medicine and Science in Sport and Exercise, 50 (5S): p 84. doi: 10.1249/01.mms.0000535359.96842.23, 2018 | | Teglas T, Dörnyei G, Bretz K, Nyakas C: Whole-body pulsed EMF stimulation improves cognitive and psychomotor activity in senescent rats, Behavioural Brain Research, 349: 163-168. DOI 10.1016/j.bbr 2018.04.036, 2018 | | Medveczky E, Szalay P, Nyakas Cs, Bretz K: A statikus és a dinamikus egyensúlytartás méréstechnikája Duchenne és Becker izomdystrophia kórképekben, Mozgás – Biológia – Sport – Tudomány. Szerk.: Hamar P. és Köpf K. Magyar Edzők Társasága, Budapest. 122-129 old., 2018 | | Bretz K, Vinogradsky B, Lopatyev A, Nyakas C: Balance of sharpshooters while aiming with high precision, Global Journal for Research Analysis, 2016 | | Nyakas Csaba, Tóth Kata, Téglás Tímea, Felszeghy Klára, Lévay György: Preklinikai gerontokineziológia: a mozgás és tanulás neurobiológiai kapcsolata, Idősgyógyászat, 2016 | | Téglás Tímea, Bretz Károly, Nyakas Csaba: Az aktív és passzív testedzés hatása idős patkányokban, Idősgyógyászat, 2016 | | Nyakas Csaba: Gerontokineziológia és az egészséges öregedés, Magyar Sporttudományi Füzetek-XIV. Magyar Sporttudományi Szemle különszám, 2016 | | Téglás Tímea, Eddy van der Zee, Paul GM Luiten, Bretz Károly, Nyakas Csaba: Az aktív és a passzív mozgéstréning jelentősége az időskori kognitív zavarok prevenciójában, Magyar Sporttudományi Füzetek-XIV. Magyar Sporttudományi Szemle különszám, 2016 | | Nyakas Csaba, Téglás Tímea, Bretz Károly: A passzív testedzés gerontokineziológiai szemlélete, Kutatás-fejlesztés és Innováció Workshop, Eszterházy Károly Egyetem, ISBN 978-615-5621-63-5 (PDF), 2017 | | Téglás T, Bretz K, Nyakas C: Effect of chronic active and passive exercise for psychomotor and cognitive functions in senescent rats, 22nd Annual Congress of the European College of Sport Science: Book of Abstracts, 2017 | | Téglás T: Egy új gerontokineziológiai mozgásforma: a passzív testedzés hatása idős patkányokban, Tavaszi Szél Konferencia 2017: Nemzetközi Multidiszciplináris Konferencia: Absztrakt kötet, 2017 | | Nyakas Cs, Bretz K: A pulzáló EMF stimuláció gerontokineziológiai aspektusai, Egészséges és aktív idősödés – Új eredmények a prevenció és a rehabilitáció területén. II. Komparatív Egészségtudományi Szimpózium, Semmelweis Egyetem Egészségtudományi K, 2018 | | Nyakas Cs, Téglás T, Oroszi T, Bretz K: Időskorú nők és férfiak járásának bionikai szemléletű analízise, 48. Mozgásbiológiai Konferencia, Testnevelési Egyetem, Budapest, 12 old., 2018 | | Medveczky E, Szalay P, Nyakas Cs, Bretz K: A koordináció instabilitása és aszimmetriája statikus és dinamikus egyensúlytartásnál, 47. Mozgásbiológiai Konferencia: program, előadás-kivonatok, pp. 15-16., 2017 | | Teglas T, Németh B, Koller A, Van der Zee EA, Luiten PGM, Nyakas C: Effects of long-term moderate intensity exercise on cognitive behaviors and cholinergic forebrain in the aging rat, Neuroscience, 2019 | | Nyakas C: The face of WBV in the dialogue between active and passive exercise: a case of Hungary., Whole Body Vibration as an intervention in physical and mental health, 2nd International WAVEX Meeting, University of Groningen August 23-24, 2018 | | Nyakas C, Bretz K: Erhöhung der kognitiven Fähigkeiten und des Wachstumsfaktors BDNF bei Anwendungen mit sanza., Wissenschaftliche Tage Santerra Forschungs- und Vertriebs GmbH, Piding, 23. und 24. Februar 2019, 2019 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
