Langzeitaktivität und metabolische Kontrolle nach einer Rückenmarksverletzung

Die Skelettmuskulatur ist ein entscheidendes Organ für die Regulierung von Glukose und Insulin im gesamten Körper, und Anpassungen der Muskulatur nach einer Rückenmarksverletzung (SCI) untergraben diese Fähigkeit erheblich. Die moderne SCI-Rehabilitation für Menschen mit vollständiger SCI greift nicht ein, um die Funktion der gelähmten Skelettmuskulatur als Schlüsselregulator der metabolischen Homöostase zu schützen. Aufgrund ihrer schädlichen Auswirkungen auf mehrere Systeme sind Stoffwechselerkrankungen eine der Hauptursachen für Morbidität, Mortalität und Gesundheitskosten dieser Bevölkerungsgruppe.

In der Nicht-SCI-Population können allgegenwärtige, häufige Muskelkontraktionen geringer Stärke den Energieverbrauch im Vergleich zum Sitzen um 50,3 % erhöhen. Der Verlust dieser Komponente der Muskelaktivität trägt zum Energieungleichgewicht und zur metabolischen Dysregulation bei, die bei Rückenmarksverletzungen beobachtet werden. Die Subventionierung geringer Muskelkontraktionen kann für Menschen mit Querschnittlähmung einen wichtigen Stoffwechselanreiz darstellen. Die Bedeutung dieser Studie besteht darin, dass sie auf früheren Arbeiten aufbaut, die gesunde Transkriptions- und Translationsgenanpassungen als Reaktion auf Elektrostimulationstraining bei Rückenmarksverletzungen demonstrieren. Diese Anpassungen können zu Verbesserungen systemischer Biomarker der Stoffwechselgesundheit sowie zu Verbesserungen sekundärer Gesundheitszustände und der gesundheitsbezogenen Lebensqualität führen.

In unserer vorherigen Arbeit haben wir gezeigt, dass die regelmäßige elektrische Stimulation gelähmter Muskeln PGC-1α hochreguliert, einen wichtigen Transkriptions-Coaktivator für die Anpassung der Skelettmuskulatur und des Stoffwechsels. Unsere bisherigen Arbeiten weisen auch darauf hin, dass elektrische Stimulation die Expression von Genen verändert, die die mitochondriale Biogenese steuern. Wir wissen jedoch nur sehr wenig über die optimale Menge an elektrisch hervorgerufener Muskelaktivität, die zur Förderung positiver Stoffwechselanpassungen abgegeben werden muss. Langfristige Kontraktionen mit geringer Kraft sind wahrscheinlich am vorteilhaftesten für die Förderung der Stoffwechselstabilität bei Menschen mit chronischer Querschnittlähmung, die auch an Osteoporose leiden und nicht in der Lage sind, Muskelkontraktionen mit hoher Kraft durchzuführen, die durch herkömmliche Rehabilitationsprotokolle induziert werden. Diese Studie wird mit einem Protokoll zur Muskelstimulation mit geringer Kraft und langer Dauer intervenieren, das darauf abzielt, systemische Stoffwechselanpassungen auszulösen. In der vorgeschlagenen Studie gehen wir davon aus, dass Anpassungen auf Genebene zu Verbesserungen der Glukoseverwertung auf Gewebeebene führen werden, die systemische Verbesserungen der klinischen Marker der Stoffwechselkontrolle ermöglichen und in weniger sekundären Gesundheitszuständen und einer verbesserten gesundheitsbezogenen Lebensqualität gipfeln.