- ICH GCP
- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT02622295
Plastizität des Bewegungsapparates nach Rückenmarksverletzung
Bei Patienten mit Rückenmarksverletzungen (SCI) kommt es weitaus häufiger zu metabolischem Syndrom, Diabetes, Fettleibigkeit, Druckgeschwüren und Herz-Kreislauf-Erkrankungen als bei der Allgemeinbevölkerung. Eine Rehabilitationsmethode zur Vorbeugung oder Umkehrung der systemischen Stoffwechselfolgen von SCI ist dringend erforderlich. Der Zweck dieser Studie besteht darin, die Dosis der Muskelaktivität zu bestimmen, die einen oxidativen Muskelphänotyp verstärken und die klinischen Marker der Stoffwechselgesundheit und des Knochenumsatzes bei Patienten mit Querschnittlähmung verbessern kann. Das langfristige Ziel dieser Forschung besteht darin, übungsbasierte Interventionen zu entwickeln, um sekundäre Gesundheitserkrankungen wie Diabetes zu verhindern und letztendlich die gesundheitsbezogene Lebensqualität (QOL) zu schützen. Spezifisches Ziel 1: Vergleich von Veränderungen in der Skelettmuskel-Genregulation bei Personen, die 3 Jahre lang eine aktive Widerstandshaltung mit hoher Frequenz (HF) und eine aktive Widerstandshaltung mit niedriger Frequenz (LF) erhalten. Hypothese 1: Die Expression von Genen, die den Stoffwechsel der Skelettmuskulatur regulieren, wird dafür sprechen, dass sowohl HF als auch LF eine Verschiebung hin zu einem oxidativen Muskelphänotyp auslösen. Eine neue Erkenntnis wird sein, dass LF ein starker Regulator oxidativer Wege in der Skelettmuskulatur ist. Spezifisches Ziel 2: Vergleich von Veränderungen systemischer Marker der Stoffwechselgesundheit und des Knochenumsatzes bei Personen mit Querschnittlähmung, die 3 Jahre lang HF oder LF erhalten. Hypothese 2: HF und LF reduzieren beide den Glukose-/Insulinspiegel und den HOMA-Score (Homöostase-Modellbewertung).
Sekundäres Ziel: Messung der vom Probanden gemeldeten Lebensqualität mithilfe der EQ-5D-Umfragemetrik. Hypothese 3: HF- und LF-Probanden zeigen nach 3 Jahren einen Trend zu einer verbesserten selbstberichteten Lebensqualität. Es besteht ein Zusammenhang zwischen einer Verbesserung des Stoffwechsels und einer verbesserten Wahrnehmung der Lebensqualität. Diese Beobachtungen werden belegen, dass diese Intervention eine gute Machbarkeit für die zukünftige klinische Umsetzung aufweist.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Vereinigte Staaten, 52242
- University of Iowa
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienberechtigte Geschlechter
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Motor komplett SCI (AIS A-B)
Ausschlusskriterien:
- Druckgeschwüre
- Chronische Infektion
- Muskelkontrakturen der unteren Extremitäten
- Tiefe Venenthrombose
- Blutgerinnungsstörung
- Kürzliche Gliedmaßenfrakturen
- Jede Begleiterkrankung, von der bekannt ist, dass sie den Knochenstoffwechsel beeinträchtigt (z. B. Nebenschilddrüsenfunktionsstörung)
- Schwangerschaft
- Medikamente gegen Osteoporose
- Vitamin-D-Ergänzungsmittel
- Metformin oder andere Medikamente gegen Diabetes.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
- Zuteilung: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Akute Genregulation
Anpassungen der Genregulation als Reaktion auf elektrisch induziertes Training in einer einzigen Sitzung
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Eine einzelne Sitzung mit elektrisch induziertem Training für die Quadrizeps- und Oberschenkelmuskelgruppen von Menschen mit Lähmungen.
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Experimental: Ausbildungsstudie
Anpassungen der Genregulation, der Stoffwechselmarker und der Probandenberichtsmetriken als Reaktion auf bis zu drei Jahre elektrisch induziertes Training
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Mehrere Sitzungen mit elektrisch induziertem Training der Quadrizeps- und Oberschenkelmuskelgruppen über einen Zeitraum von bis zu 3 Jahren bei Menschen mit Lähmungen.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Akute Genregulation: MSTN
Zeitfenster: 3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
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Akuter Poststimulationseffekt auf die Expression von Skelettmuskel-Myostatin (MSTN), gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
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|
Akute Genregulation: PGC1-alpha
Zeitfenster: 3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
|
Akuter Poststimulationseffekt auf die Expression des Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptors Gamma-Koaktivator Alpha (PGC1-Alpha) der Skelettmuskulatur, gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
|
|
Akute Genregulation: PDK4
Zeitfenster: 3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
|
Akuter Effekt nach der Stimulation auf die Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase der Skelettmuskulatur und die Expression von Isozym 4 (PDK4-alpha), gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
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Akute Genregulation: SDHB
Zeitfenster: 3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
|
Akuter Poststimulationseffekt auf die Succinatdehydrogenase-B (SDHB)-Expression der Skelettmuskulatur, gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
3 Stunden nach einer einzelnen Elektrostimulationssitzung
|
|
Genregulation nach dem Training: MSTN
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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Expression von Skelettmuskel-Myostatin (MSTN) vor und nach dem Training, gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
bis zu 3 Jahre
|
|
Genregulation nach dem Training: PGC1-alpha
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
|
Expression des Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptors Gamma-Koaktivator Alpha (PGC1-Alpha) vor und nach dem Training, gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
bis zu 3 Jahre
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Genregulation nach dem Training: PDK4
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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Expression der Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase der Skelettmuskulatur vor und nach dem Training, Expression von Isozym 4 (PDK4-alpha), gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
bis zu 3 Jahre
|
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Genregulation nach dem Training: SDHB
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
|
Expression der Succinatdehydrogenase-B (SDHB) der Skelettmuskulatur vor und nach dem Training, gemessen mittels Muskelbiopsie und Exon-Array-Analyse.
Die Sondenzusammenfassung und die Normalisierung des Sondensatzes wurden unter Verwendung eines robusten Multichip-Mittelwerts durchgeführt, der Hintergrundkorrektur, Quantilnormalisierung, log2-Transformation und Zusammenfassung des Medianpolierungs-Sondensatzes umfasste. 0 bedeutet keine mRNA-Expression und höhere Werte bedeuten eine stärkere Expression im Vergleich zu allen Genen im Microarray.
|
bis zu 3 Jahre
|
|
Stoffwechsel nach dem Training: Nüchternglukose
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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Nüchternglukose vor und nach dem Training, gemessen mittels Venenpunktion und Standardlabortests
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bis zu 3 Jahre
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Stoffwechsel nach dem Training: Nüchterninsulin
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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Nüchterninsulin vor und nach dem Training, gemessen mittels Venenpunktion und Standardlabortests
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bis zu 3 Jahre
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Stoffwechsel nach dem Training: HOMA-Score
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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HOMA-Score vor und nach dem Training, berechnet über die Homöostase-Modellbewertungsgleichung. Maximal-/Minimalwerte: nicht anwendbar. Werte >2 weisen auf eine Insulinresistenz hin. |
bis zu 3 Jahre
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Knochenumsatz nach dem Training: Osteocalcin
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
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Serum-Osteocalcin vor und nach dem Training, gemessen mittels Venenpunktion und enzymgebundenem Immunosorbens-Assay
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bis zu 3 Jahre
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
|
Maßnahmen zur Begutachtung nach dem Training: EQ-5D
Zeitfenster: bis zu 3 Jahre
|
QALY (qualitätsbereinigte Lebensjahre) vor und nach dem Training über das Umfrageinstrument EQ-5D für Probandenberichte. Die Skala reicht von -0,287 bis 0,992. Höhere Werte deuteten auf einen höheren selbsteingeschätzten Gesundheitszustand hin. |
bis zu 3 Jahre
|
Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Hauptermittler: Richard K Shields, PhD, PT, University of Iowa
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
- Dudley-Javoroski S, Littmann AE, Iguchi M, Shields RK. Doublet stimulation protocol to minimize musculoskeletal stress during paralyzed quadriceps muscle testing. J Appl Physiol (1985). 2008 Jun;104(6):1574-82. doi: 10.1152/japplphysiol.00892.2007. Epub 2008 Apr 24.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Assessment of physical function and secondary complications after complete spinal cord injury. Disabil Rehabil. 2006 Jan 30;28(2):103-10. doi: 10.1080/09638280500163828.
- Adams CM, Suneja M, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Altered mRNA expression after long-term soleus electrical stimulation training in humans with paralysis. Muscle Nerve. 2011 Jan;43(1):65-75. doi: 10.1002/mus.21831.
- Frey Law LA, Shields RK. Femoral loads during passive, active, and active-resistive stance after spinal cord injury: a mathematical model. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2004 Mar;19(3):313-21. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2003.12.005.
- Kunkel SD, Suneja M, Ebert SM, Bongers KS, Fox DK, Malmberg SE, Alipour F, Shields RK, Adams CM. mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):627-38. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.020.
- McHenry CL, Wu J, Shields RK. Potential regenerative rehabilitation technology: implications of mechanical stimuli to tissue health. BMC Res Notes. 2014 Jun 3;7:334. doi: 10.1186/1756-0500-7-334.
- McHenry CL, Shields RK. A biomechanical analysis of exercise in standing, supine, and seated positions: Implications for individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2012 May;35(3):140-7. doi: 10.1179/2045772312Y.0000000011.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. A minimal dose of electrically induced muscle activity regulates distinct gene signaling pathways in humans with spinal cord injury. PLoS One. 2014 Dec 22;9(12):e115791. doi: 10.1371/journal.pone.0115791. eCollection 2014.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. Low force contractions induce fatigue consistent with muscle mRNA expression in people with spinal cord injury. Physiol Rep. 2014 Feb 25;2(2):e00248. doi: 10.1002/phy2.248. eCollection 2014 Feb 1.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Monitoring standing wheelchair use after spinal cord injury: a case report. Disabil Rehabil. 2005 Feb 4;27(3):142-6. doi: 10.1080/09638280400009337.
- Petrie M, Suneja M, Shields RK. Low-frequency stimulation regulates metabolic gene expression in paralyzed muscle. J Appl Physiol (1985). 2015 Mar 15;118(6):723-31. doi: 10.1152/japplphysiol.00628.2014. Epub 2015 Jan 29.
- Zhorne R, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Skeletal muscle activity and CNS neuro-plasticity. Neural Regen Res. 2016 Jan;11(1):69-70. doi: 10.4103/1673-5374.169623. No abstract available.
- Petrie MA, Kimball AL, McHenry CL, Suneja M, Yen CL, Sharma A, Shields RK. Distinct Skeletal Muscle Gene Regulation from Active Contraction, Passive Vibration, and Whole Body Heat Stress in Humans. PLoS One. 2016 Aug 3;11(8):e0160594. doi: 10.1371/journal.pone.0160594. eCollection 2016.
- Shields RK. Turning Over the Hourglass. Phys Ther. 2017 Oct 1;97(10):949-963. doi: 10.1093/ptj/pzx072.
- Woelfel JR, Kimball AL, Yen CL, Shields RK. Low-Force Muscle Activity Regulates Energy Expenditure after Spinal Cord Injury. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):870-878. doi: 10.1249/MSS.0000000000001187.
- Yen CL, McHenry CL, Petrie MA, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Vibration training after chronic spinal cord injury: Evidence for persistent segmental plasticity. Neurosci Lett. 2017 Apr 24;647:129-132. doi: 10.1016/j.neulet.2017.03.019. Epub 2017 Mar 16.
- Oza PD, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Modulation of H-Reflex Depression with Paired-Pulse Stimulation in Healthy Active Humans. Rehabil Res Pract. 2017;2017:5107097. doi: 10.1155/2017/5107097. Epub 2017 Oct 31.
- Woelfel JR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Precision Physical Therapy: Exercise, the Epigenome, and the Heritability of Environmentally Modified Traits. Phys Ther. 2018 Nov 1;98(11):946-952. doi: 10.1093/ptj/pzy092.
- Cole KR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Hybrid stimulation enhances torque as a function of muscle fusion in human paralyzed and non-paralyzed skeletal muscle. J Spinal Cord Med. 2019 Sep;42(5):562-570. doi: 10.1080/10790268.2018.1485312. Epub 2018 Jun 20.
- Dudley-Javoroski S, Lee J, Shields RK. Cognitive function, quality of life, and aging: relationships in individuals with and without spinal cord injury. Physiother Theory Pract. 2022 Jan;38(1):36-45. doi: 10.1080/09593985.2020.1712755. Epub 2020 Jan 8.
- Petrie MA, Sharma A, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Impact of short- and long-term electrically induced muscle exercise on gene signaling pathways, gene expression, and PGC1a methylation in men with spinal cord injury. Physiol Genomics. 2020 Feb 1;52(2):71-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00064.2019. Epub 2019 Dec 23.
- Lee J, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Motor demands of cognitive testing may artificially reduce executive function scores in individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2021 Mar;44(2):253-261. doi: 10.1080/10790268.2019.1597482. Epub 2019 Apr 3.
- Shields RK. Precision Rehabilitation: How Lifelong Healthy Behaviors Modulate Biology, Determine Health, and Affect Populations. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab248. doi: 10.1093/ptj/pzab248. No abstract available.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
- Petrie MA, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Genomic and Epigenomic Evaluation of Electrically Induced Exercise in People With Spinal Cord Injury: Application to Precision Rehabilitation. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab243. doi: 10.1093/ptj/pzab243.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
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Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
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- 200412709
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