Lannerangan lihasten rappeutuminen estää kuntoutuksen aiheuttamaa lihasten palautumista

TAVOITE: Selvittää harjoituksen vaikutus lihasten hypertrofisten, fibroottisten, tulehduksellisten ja adipogeenisten reittien induktioon potilailla, joilla on lievä tai vaikea rasvainfiltraatio multifidus-lihakseen. Perustelut. Tämän tavoitteen tavoitteena on 1) mitata lihasten molekyylivasteita tarkasti määritellyssä ennen leikkausta harjoittavassa harjoituksessa ja 2) määrittää, ennustavatko lähtötason morfologiset tai harjoituksen aiheuttamat molekyylivasteet lihasten rakenteellista palautumista ja toiminnallista paranemista jopa 6 kuukautta leikkauksen jälkeen.

Design. Tämä on pitkittäinen tutkimus 40 potilaalla, joilla on lievä (< 20 %) verrattuna vaikeaan (> 50 %) rasvainfiltraatioon. Ei-harjoituskontrollit ovat myös tärkeitä, ja tutkijat aikovat käyttää lisäkontrollina osaa muista kokeista peräisin olevasta kudoksesta, josta on otettu biopsia. Ennen leikkausta potilaille tehdään kliiniset ja MRI-tutkimukset. Lisäksi potilaat käyvät läpi 6 tuntia ennen leikkausta harjoittelua, minkä jälkeen heille suoritetaan välittömästi lyhyt MRI-kuvausprotokolla, jolla mitataan rasituksen aiheuttamia perfuusiomuutoksia (IVIM). Kuusi tuntia harjoituksen jälkeen tutkijat keräävät biopsiat multifiduksesta leikkauksen aikana hypertrofisten, fibroottisten, adipogeenisten ja tulehdusvasteiden karakterisoimiseksi. Ensisijaisia ​​analyysejä varten potilasryhmät valitaan lihaksen rasvainfiltraation vakavuuden perusteella. Ryhmien iät ja sukupuolet sovitetaan yhteen, koska tutkijat tietävät, että lähtötilanne ja harjoituksen aiheuttama geeniekspressio vaihtelevat iän mukaan. Kirurginen toimenpide ja levyn manipulointi leikkauksen aikana dokumentoidaan, jotta voidaan ottaa huomioon mahdolliset levy- ja muut leikkauskohtaiset vaikutukset lihasrakenteeseen. Kuusi kuukautta leikkauksen jälkeen tehdään toistuvia lihasrakenteen mittauksia MRI:llä. Viikoilla 6, 12 ja 24 mitataan vahvuus (isokineettinen dynamometri) ja potilaskohtainen toiminta (kyselylomakkeen tiedot) standardiprotokollan mukaisesti.

Menetelmät:

Fyysinen tarkastus: Fysioterapeutti, jolla on kokemusta selkärangan vammoista, suorittaa kliinisen tutkimuksen. Ikä, sukupuoli ja painoindeksi (BMI), oireiden kesto, tulehduskipulääkkeiden käyttö, aktiivinen ja passiivinen liikerata, provokatiiviset hermojännitystestit (mittaavat nivelten liikelaajuutta [ROM]), voimaa ja kestävyyttä mitattuna isokineettinen dynamometri (MedX Holdings Inc.), neurovaskulaarinen tila, Oswestry Disability Index (81), Baecke Physical Activity Questionnaire (BPA), Fear Avoidance Beliefs Questionnaire (FABQ) ja Pain Catastrophizing Scale (PCS) ovat tärkeitä mittareita, jotka kuvaavat sekä fyysistä että fyysistä psykososiaaliset tekijät, joiden tiedetään liittyvän LBP:hen, ja kerätään kliinisessä paikassa. Tätä näyttöä käytetään vahvistamaan, että diskogeeniset oireet on eristetty L4:n alapuolelle, mikä mahdollistaa vastus lateralis -lihaksen käytön sisäisen kontrollin lihaskoepalana.

Kliininen MRI: Normaalit aksiaaliset, vino sagitaali- ja koronaaliset vino-MR-kuvat selkärangasta kerätään kaikista potilaista, joille on määrä leikkaukseen. Levyvaurion vakavuuden (Pfirrmann-aste), lihasrasvaisen tunkeutumisen (Kjaer-aste) tunnistamiseksi ja vamman sijainnin vahvistamiseksi käytetään T1- ja T2-rasvattomia selkärangan nivelen aksiaalisia ja sagittaalisia MR-kuvia.

Multimodaalinen MRI: Kuvaus suoritetaan yhdessä istunnossa huippuluokan 3T MRI -järjestelmällä (GE MR750). Selkärangan lihastilavuuden, rasvatilavuuden ja sidekudoksen tilavuuden määrä ja jakautuminen suoritetaan makuulla tehdyistä skannauksista käyttämällä korkearesoluutioisia (1 mm3) 3D FSPGR-, IDEAL-rasva-vesi-erotus- ja UTE-pulssijaksoja käyttäen 32-kanavaista selkärankaa. ryhmän kela. IVIM:ää käytetään alueellisen lihasaktivaation kvantifiointiin vasteena harjoitusotteluun.

Harjoitusprotokolla: Ennen leikkausta potilaille tehdään lannerangan harjoitusprotokolla MedX Lannerangan laajennusdynamometrillä, jossa on lantion kiinnitysjärjestelmä, joka mahdollistaa lannerangan lihasten eristämisen. Harjoitusprotokolla koostuu 1 sarjasta 20 toistoa (alue 15-25 toistoa) nopeudella 5 sekuntia/toistoa, ja lähtöpaino on 60-80 % heidän tietokoneistetun voiman pistemäärästä. Potilaita ohjeistetaan kohdistamaan rasitustasolle 7/10 Borgin havaittu rasitusaste (RPE) asteikolla käytettävissä olevan passiivisen ROM-alueen sisällä fleksio-extension.

Ruokavalioprotokolla: Tärkeää on, että potilaat pysyvät NPO:na (ei ruokaa tai vettä) harjoituksen jälkeen, mutta heillä on standardoitu ruokavalio 24 tuntia ennen harjoittelua ja leikkausta, mikä lieventää ruokavalion vaikutuksia geenien ilmentymiseen (137, 150). -152). Ilta-ateriat standardisoidaan (1900h: 11kcal/kg; 60% hiilihydraattia [CHO], 25% rasvaa [FAT], 15% proteiinia [PRO]; 2200 h (3 kcal/kg; 95% CHO, 2% FAT, 3) % PRO), koska aterian koostumus voi vaikuttaa akuutisti geenien ja proteiinien ilmentymiseen.

Lihasbiopsian kerääminen ja varastointi: Lihasbiopsiat otetaan 6 tunnin sisällä harjoitusottelusta niiden suunniteltuna leikkausaikana. Koehenkilöt suljetaan pois analyysistä, jos heidän biopsiansa ei ole otettu 1 tunnin kuluessa määrätystä ajankohdasta. Biopsiat otetaan tavallisella biopsiapuristimella multifiduslihaksen keski- ja syväreunoilla, kuten tavoitteessa 1 on mainittu, ja ne asetetaan välittömästi RNAlateriin (Qiagen) myöhempää qPCR-analyysiä varten tai jäädytetään nestetypessä proteiinien runsauden/fosforylaatiomittauksia varten.

qPCR ja Western blot: Geenien ilmentyminen ja proteiinien runsaus mitataan vastaavasti qPCR:llä ja Western blot -menetelmällä. Lyhyesti sanottuna reaaliaikainen PCR suoritetaan Bio-Rad CFX384:ssä käyttämällä räätälöityjä levyjä (PrimePCR, Bio-Rad). Kohdegeenin ilmentyminen lasketaan suhteessa 18S ribosomaalisen alayksikön arvoihin, koska alustavat havainnot osoittavat sen olevan vakaampi kuin glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi (GAPDH; tietoja ei esitetä). Geeneille, joissa havaitsemme yli 3-kertaisen ilmentymisen muutoksen, Western blot -menetelmää käytetään proteiinien runsauden arvioimiseen, kuten aiemmin on kuvattu.