Auswirkungen einer ischämischen Fernkonditionierung auf die Handanwendung bei Personen mit Rückenmarksverletzung und amyotropher Lateralsklerose

Bei den meisten Rückenmarksverletzungen (SCI) handelt es sich nicht um vollständige Durchtrennungen, was darauf hinweist, dass nach der Verletzung noch Restnervenkreise vorhanden sind. Es hat sich gezeigt, dass Rehabilitationsmaßnahmen nach SCI, einschließlich körperlichem Training und neuraler Stimulation, die motorischen Bahnen im Gehirn, im Kortikospinaltrakt (CST) und auf der Wirbelsäulenebene reorganisieren; ein Prozess, der als neuronale Plastizität bezeichnet wird. Die funktionelle Verbesserung aufgrund der neuralen Plastizität nach SCI könnte von einer verbesserten Erregbarkeit verbleibender neuraler Schaltkreise oder dem Sprießen von Axonen herrühren, was in Tierversuchen gezeigt wurde. Sowohl körperliches Training als auch neurale Stimulation erfordern jedoch eine große Anzahl von Wiederholungen, und die Beibehaltung der Interventionseffekte kann flüchtig sein. Daher besteht weiterhin Bedarf an einem wirksamen Ansatz zur synergetischen Verbesserung der Neuroplastizität in Kombination mit anderen Interventionen. Es hat sich gezeigt, dass die ischämische Fernkonditionierung (RIC) die neurale Plastizität fördert und praktische und theoretische Vorteile haben kann, darunter: 1) RIC erfordert minimale Ausrüstung (ein Timer und ein manuelles Blutdruckgerät); und 2) RIC fördert nachweislich den Hypoxie-induzierbaren Faktor 1a (HIF-1a) und entzündungshemmende Mediatoren, die möglicherweise die Neuroplastizität fördern. Tatsächlich hat eine kürzlich durchgeführte Studie bei gesunden Probanden gezeigt, dass die Einführung von RIC vor einer motorischen Lernintervention eine größere und länger anhaltende Wirkung auf die Verbesserung der motorischen Leistung hatte als eine Scheinkonditionierung vor dem motorischen Lernen. In dieser vorgeschlagenen Studie werden die Forscher RIC in Verbindung mit körperlichem Training untersuchen, um die Neuroplastizität in den Handmuskeln nach einer zervikalen SCI zu fördern. Dies wird die erste Studie sein, in der RIC in Querschnittslähmungspopulationen eingeführt wird. Die Forscher gehen davon aus, dass RIC durch die Erhöhung der kortikospinalen Erregbarkeit akut mit dem motorischen Aufgabentraining synergetisch zusammenwirken wird. Die Identifizierung der zugrunde liegenden Mechanismen, die für die Erhöhung der kortikospinalen Erregbarkeit verantwortlich sind, wie z. B. 1) erhöhtes kortikales Feuern, 2) verstärkte synaptische Übertragung, 3) verbesserte Rekrutierung von motorischen Neuronen des Rückenmarks oder 4) andere Mechanismen, ist ein wichtiger Schritt zur Förderung der funktionellen Erholung nach neurologischen Verletzungen. Ziel 1: Bestimmung der Wirkungen von aktivem versus Schein-RIC vor einer Muskelkontraktionsübung auf die motorische kortikospinale Erregbarkeit am Musculus abductor pollicis brevis (APB). Die Forscher werden auch intrakortikale Fazilitation/Hemmung und periphere Nervenleitungsprofile bewerten, um das Ausmaß der Veränderungen in der kortikospinalen Erregbarkeit zu lokalisieren. Ziel 2: Untersuchung der Wirkungen von aktivem gegenüber Schein-RIC auf systemische Entzündungsmediatoren bei Personen mit SCI. Personen, die mit QSL leben, zeigen oft Anzeichen einer chronischen Entzündung und andere Aspekte einer dysregulierten Funktion des Immunsystems. Studien an gesunden Erwachsenen haben gezeigt, dass eine einzelne Anwendung von RIC die entzündliche Genexpression in zirkulierenden Leukozyten 15 Minuten und 24 Stunden später unterdrücken kann. Die Hochregulierung von entzündlichen Zytokinen ist mit einer verringerten Expression von Genen verbunden, die die Neuroplastizität fördern, wie z. B. BDNF. Hier werden die Forscher bestimmen, ob RIC die systemische Entzündung bei Personen mit chronischer SCI verringert, wie es bei gesunden Personen der Fall ist, indem sie eine Untergruppe von Entzündungsmediatoren im Blut vor und nach RIC messen. Ziel 3: Bestimmung von Veränderungen der Herzfrequenz (HR), des Blutdrucks (BP) und der Sauerstoffsättigung (SaO2) während aktiver gegenüber Schein-RIC bei Personen mit unvollständigem cSCI und nicht behinderten Probanden. RIC hat sich bei der gesunden Bevölkerung sowie bei Personen mit Herzerkrankungen und sogar bei kritisch kranken Patienten mit Subarachnoidalblutung als sicher erwiesen. Es gibt jedoch keine Daten, die die Sicherheit von RIC bei Personen mit SCI beschreiben. Eine Schädigung des autonomen Nervensystems (ANS) trägt zu einer kardiovaskulären Dysregulation bei und kann die physiologischen Reaktionen auf RIC verändern. Darüber hinaus hat die SCI-Population, insbesondere diejenigen mit zervikaler SCI, weit verbreitete sensorische Beeinträchtigungen, einschließlich einer eingeschränkten Fähigkeit, Schmerzen/Unbehagen zu empfinden. Die Ermittler werden nicht nur HF-, BP- und SaO2-Antworten während RIC in Echtzeit aufzeichnen, sondern auch die Schmerzskala und alle Nebenwirkungen von RIC bei Personen mit cSCI und gesunden Probanden dokumentieren.