Exoskeletární asistence při chůzi v kombinaci s transkutánní stimulací míchy: Vliv na zobrazovací a sérové biomarkery kosterní svalové hmoty a pevnosti kostí.

Pozadí: Imobilizace vede k úbytku kostní hmoty, která predisponuje k osteoporóze a zlomeninám, což může být komplikováno nesrůstáním, infekcí a hlubokou žilní trombózou. Snížená svalová kontrakce po poranění míchy a zvýšené uvolňování kortizolu přispívají ke katabolickému stavu, což vede ke ztrátě hmoty libové tkáně (LTM) pod úrovní léze. Šest měsíců po motoricky úplném poranění míchy se průměrný průřez svalů (CSA) významně snižuje u čtyřhlavého svalu stehenního, hamstringů a přitahovačů kyčle (14–16 %), u lýtkového svalu a tricepsu surálního o 12 % a 24 %. Po poranění míchy generují čtyřhlavé svaly méně celkové síly a síly na jednotku plochy při vyvolání povrchovou elektrodou elektrickou stimulací. Tato ztráta svalového CSA a síly v dolních končetinách omezuje schopnost stát, chodit a zachovat kost – i kdyby mohly být v budoucnu implementovány strategie nervové regenerace. Kromě výrazné atrofie kosterního svalstva osoby s neambulantním motoricky úplným poraněním míchy zažívají také prudký pokles obsahu kostních minerálů (BMC) a hustoty kostních minerálů (BMD) až o 1 % týdně pod úrovní léze. U jedinců s motoricky neúplnými lézemi, kteří nedosáhli svého chůzového potenciálu, stále dochází k značné ztrátě kostní hmoty v důsledku imobilizace, která může dosáhnout prahu zlomeniny roky po úrazu. Tento rychlý úbytek kostní hmoty během prvních dvou let po poranění míchy vede k tomu, že objemová BMD (vBMD) na DF a PT klesá přibližně o 50 % a 26 % v trabekulárních a kortikálních kompartmentech. Během chronické fáze poranění míchy pokračuje úbytek kostní hmoty pomaleji po celý život jedince. Tato ztráta svalové a kostní hmoty vystavuje osoby s poraněním míchy vysokému riziku křehkých zlomenin. Více než 50 % osob s poraněním míchy zažije křehkou zlomeninu v průběhu svého života. Cíle: Cíl 1: Porovnat účinky 108 sezení EAW + sham tSCS versus EAW + aktivní tSCS na svalově-kostní jednotku u účastníků s chronickým poraněním míchy závislých na vozíku. Cíl 2 (exploratorní): Určit akutní časové průběhy odpovědí pro sérové/plazmatické biomarkery kostní resorpce a tvorby, svalové kontraktilní aktivity a mRNA profily cirkulujících exosomů odebraných před (čas 0) a znovu 30, 60, 120, 180 minut a 24 a 48 hodin po akutním sezení obou tréninkových intervencí EAW + aktivní tSCS a EAW + sham tSCS. Prostředí: Zařazení účastníků, klinická zkouška intervence (EAW + sham tSCS versus EAW + aktivní tSCS), sběr dat EMG, dvouenergiová rentgenová absorpciometrie (DXA), periferní kvantitativní výpočetní tomografie (pQCT), magnetická rezonance (MRI) pro měření průřezové plochy středního stehna a časové průběhy odpovědí pro sérové/plazmatické biomarkery kostní resorpce a tvorby a svalové kontraktilní aktivity budou provedeny v Kessler Foundation a v James J. Peters VA Medical Center. Design: Po splnění kritérií způsobilosti budou uživatelé vozíků s chronickým poraněním míchy blokově randomizováni do skupiny EAW + aktivní tSCS nebo EAW + sham tSCS (n=12 v každé skupině). Obě skupiny obdrží 60 minut tréninku EAW po zemi na sezení, celkem 108 sezení (3× týdně po dobu 36 týdnů). Kromě tréninku EAW skupina EAW + aktivní tSCS obdrží simultánní lumbosakrální tSCS zaměřenou na aktivaci centrálního generátoru chůzového vzoru. Účastníci: Během 4letého období bude rekrutováno 24 účastníků (12 účastníků/skupina) s poraněním míchy a náhodně přiřazeno ke skupině EAW + sham tSCS nebo EAW + aktivní tSCS. Na konci prvního roku přibližně 3 účastníci dokončí protokol. Výsledné měření: Na počátku vyšetřovatelé provedou zobrazování pro měření hustoty a síly kostí, povrchové EMG pro posouzení svalové kontraktility a časový průběh odpovědi pro sérové svalové a kostní biomarkery po akutním sezení EAW. Vyšetřovatelé zaznamenají stejná data znovu po přibližně 54 tréninkových sezeních (střední bod) a po 108 tréninkových sezeních (časový bod v 9. měsíci). Navíc bude provedeno MRI obou nohou pro svalové CSA v počátečním bodě a v časovém bodě v 9. měsíci.