Post-stroke BDNF Concentration Changes Following Physical Exercise: A Systematic Review Academic Article

abstract

  • Background: Research over the last two decades has highlighted the critical role of Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in brain neuroplasticity. Studies suggest that physical exercise may have a positive impact on the release of BDNF and therefore, brain plasticity. These results in animal and human studies have potential implications for the recovery from damage to the brain and for interventions that aim to facilitate neuroplasticity and, therefore, the rehabilitation process.Purpose: The aim of this study was to carry out a systematic review of the literature investigating how aerobic exercises and functional task training influence BDNF concentrations post-stroke in humans and animal models.Data Sources: Searches were conducted in PubMed (via National Library of Medicine), SCOPUS (Elsevier), CINAHL with Full Text (EBSCO), MEDLINE 1946—present with daily updates (Ovid) and Cochrane.Study Selection: All of the database searches were limited to the period from January, 2004 to May, 2017.Data Extraction: Two reviewers extracted study details and data. The methodological quality of the studies that used animal models was assessed using the ARRIVE Guidelines, and the study that evaluated human BDNF was assessed using the PEDro Scale.Data Synthesis: Twenty-one articles were included in this review. BDNF measurements were performed systemically (serum/plasma) or locally (central nervous system). Only one study evaluated human BDNF concentrations following physical exercise, while 20 studies were experimental studies using a stroke model in animals. A wide variation was observed in the training protocol between studies, although treadmill walking was the most common type of intervention among the studies. Studies were of variable quality: the studies that used animal models scored from 8/20 to 15/20 according to the ARRIVE Guidelines. The only study that evaluated human subjects scored 5/10 according to the PEDro scale and, which indicates a quality classified as “fair”.Conclusions: The results of the current systematic review suggest that aerobic exercise promotes changes in central BDNF concentrations post-stroke. On the other hand, BDNF responses following functional exercises, such as reaching training and Constraint Induced Movement Therapy (CIMT), seem to be still controversial. Given the lack of studies evaluating post-stroke BDNF concentration following physical exercise in humans, these conclusions are based on animal work.
  • Introducción: la investigación en las últimas dos décadas ha resaltado el papel crítico del Factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) en la neuroplasticidad cerebral. Los estudios sugieren que el ejercicio físico puede tener un impacto positivo en la liberación de BDNF y, por lo tanto, em la plasticidad cerebral. Estos resultados en estudios en animales y humanos tienen implicaciones potenciales para la recuperación del daño al cerebro y para las intervenciones que tienen como objetivo facilitar la neuroplasticidad y, por lo tanto, los procesos de rehabilitación.Propósito: El objetivo de este estudio fue llevar a cabo una revisión sistemática de la literatura que investiga cómo el ejercicio aeróbico y el entrenamiento de tareas funcionales influyen en las concentraciones de BDNF en humanos y en modelos animales.Fuentes de datos: las búsquedas se realizaron en PubMed (a través de la Biblioteca Nacional de Medicina), SCOPUS (Elsevier), CINAHL con texto completo (EBSCO), MEDLINE 1946-presente con diário actualizaciones (Ovid) y Cochrane.Selección de los estudios: todas las búsquedas en la base de datos se limitaron al período de enero 2004 a mayo de 2017. Extracción de datos: dos revisores extrajeron detalles y datos del estudio. La calidad metodológica de los estudios que utilizaron modelos animales fue evaluada mediante guia ARRIVE. El único estúdio que evaluó el BDNF em humanos fue evaluado se mediante la escala PEDro.Síntesis de Datos: Veintiún artículos fueron incluidos en esta revisión. Mediciones de BDNF se realizaron sistémicamente (suero / plasma) o localmente (sistema nervioso central). Solamente un estudio evaluó las concentraciones humanas de BDNF después del ejercicio físico, mientras que 20 estudios fueron estudios experimentales usando un modelo de accidente cerebrovascular en animales. Una amplia variación fue observada en el protocolo de entrenamiento entre los estudios, aunque la caminata em la banda sin fin fue el tipo de intervención más común entre los estudios. Los estudios fueron de calidad variable: los estudios que utilizaron modelos animales obtuvieron puntajes de 8/20 a 15/20 según ARRIVE. El único estudio que evaluó sujetos humanos obtuvo una puntuación de 5/10 de acuerdo con la Escala PEDro y, que indica una calidad clasificada como "pobre".Conclusiones: los resultados de la revisión sistemática actual sugieren que el ejercicio aeróbico promueve cambios en las concentraciones centrales de BDNF después del accidente cerebrovascular. Por otro lado, las respuestas de BDNF después de ejercicios funcionales, como entrenamiento de alcance y terapia de movimiento inducido por restricción (CIMT), parecen ser todavía controvertidas. Dada la falta de estudios que evalúen la concentración de BDNF en accidente cerebrovascular después del ejercicio físico en humanos, estas conclusiones se basan en estudios con animales.

publication date

  • 2018/8/1
  • 2018/8/28

edition

  • 9

keywords

  • humano

International Standard Serial Number (ISSN)

  • 1664-2295