Sympathisch-somatomotorische Kopplung bei Verletzungen des menschlichen Rückenmarks

Die Regulierung des Herz-Kreislauf-Systems während der Muskelaktivität bei Menschen mit unvollständiger Rückenmarksverletzung (SCI) ist kaum bekannt. In der Vergangenheit wurden Störungen der somatomotorischen und sympathischen Kontrolle bei SCI getrennt untersucht. Wir schlagen vor, die Kopplung von sympathischer und somatomotorischer Kontrolle zu untersuchen, da sie für Trainingsparadigmen relevant ist, die darauf abzielen, die somatomotorische Funktion zu verbessern oder die körperliche Fitness zu verbessern. Unser Ansatz besteht darin, Sehnenklopfreflexe, willkürliche Muskelaktivierung und die Durchblutung des Knies (unterhalb der Verletzung) und des Ellenbogens (über der Verletzung) vor und nach sympathischen Reizen zu messen, die aus Kaltdrucktests, mentaler Mathematik und einer akuten Trainingseinheit bestehen. Diese Daten liefern Informationen über die sympathische Kontrolle des Blutflusses während der Muskelaktivität. Die Plastizität der sympathisch-somatomotorischen Kopplung wird auch durch Messungen vor und nach einem Laufbandtraining untersucht. Diese Experimente werden es uns ermöglichen, drei Ziele zu erreichen. Ziel 1 wird sein, die Kopplung sympathischer und somatomotorischer Systeme unterhalb der Wirbelsäulenverletzung zu charakterisieren. Dieses Ziel besteht darin, die sympathischen und motorischen Reflexe der Wirbelsäule und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen. Außerdem wird untersucht, wie die absteigende somatomotorische Kopplung durch die Wirbelsäulenverletzung gestört wird. In Ziel 2 werden wir Veränderungen in den Interaktionen des sympathischen und somatomotorischen Systems oberhalb einer Wirbelsäulenverletzung identifizieren. Aufgrund der Verletzung und der unterhalb der Verletzung auftretenden Veränderungen ist es wahrscheinlich, dass auch die sympathisch-somatomotorische Kopplung im Arm gestört ist. Ziel 3 wird dann die Plastizität der sympathisch-somatomotorischen Kopplung nach dem Training demonstrieren. Es werden drei verschiedene achtwöchige Trainingsprogramme getestet, darunter 1) Laufbandtraining mit einem Belastungsniveau, das auf 70–80 % der HRR abgestimmt ist, 2) Laufbandtraining mit 30–40 % HRR. Das Übungstraining wird in einem randomisierten Crossover-Studiendesign mit einem Monat zwischen den Übungstrainingsparadigmen getestet. Wir gehen davon aus, dass es zu einer Plastizität der sympathisch-somatomotorischen Kopplung kommen wird und dass die Trainingseffekte die Kontrolle über diese Systeme normalisieren werden. Aufgrund der Verletzung gehen wir jedoch davon aus, dass die Anpassungen von denen der nicht verletzten Kontrollen abweichen werden.

Diese Studie hat Auswirkungen auf das Trainingstraining bei menschlicher Querschnittlähmung. Es wird erwartet, dass die Kopplung von sympathischem und somatomotorischem System davon abhängt, ob das Training auf den Ober- oder Unterkörper abzielt. Die Wiederherstellung der Funktion erfordert sowohl eine Verbesserung der Bewegungskontrolle als auch der Regulierung des Blutflusses zu aktiven Muskelgruppen. Darüber hinaus ist diese Studie wichtig, um die möglichen Auswirkungen von Laufbandtraining auf die Herz-Kreislauf-Fitness zu verstehen, ein Thema, das bei Menschen mit eingeschränkter körperlicher Aktivität von zunehmendem Interesse ist.