Santé métabolique chez les personnes atteintes d'une lésion de la moelle épinière (SCI) (SCI)

La prévalence croissante des troubles métaboliques chez les personnes atteintes d'une lésion médullaire de longue date (SCI) souligne le besoin urgent d'interventions précoces pour la prévention et l'amélioration de la qualité de vie. Les personnes atteintes de lésions médullaires, bien que souvent relativement jeunes, présentent un risque élevé de développer une résistance à l'insuline et un diabète de type 2 peu après le début de la blessure. Le muscle squelettique est le principal site d'élimination du glucose alimentaire, mais la relation entre les adaptations du muscle squelettique après une lésion médullaire et le développement de troubles métaboliques reste mal comprise. Dans les 6 mois suivant la SCI, les muscles des membres inférieurs s'atrophient jusqu'à 45 % et les individus présentent une augmentation de 3 fois des niveaux de graisse intramusculaire par rapport aux témoins valides (AB). De plus, dans les 6 mois suivant la SCI, les fibres musculaires de type I et de type IIa résistantes à la fatigue et oxydatives se transforment en fibres musculaires glycolytiques de type IIax et IIx hautement fatigables avec un métabolisme oxydatif altéré. Le maintien d'une masse musculaire et d'une fonction métabolique adéquates n'a jamais été ciblé comme stratégie potentielle pour prévenir les troubles métaboliques chroniques chez les personnes atteintes de SCI. On s'attend à ce que la prévention précoce de ces adaptations délétères soit plus efficace que la tentative d'inverser les changements plusieurs mois ou années après la SCI.

Parmi les stratégies expérimentales disponibles pour inverser l'atrophie et améliorer le métabolisme des muscles squelettiques chez les personnes atteintes de SCI, il semble y avoir un consensus sur le fait que la contraction musculaire par stimulation électrique neuromusculaire (NMES) est l'approche la plus puissante. Les chercheurs ont récemment montré que 8 semaines d'exercices de résistance au NMES chez les personnes atteintes de SCI de longue date augmentaient efficacement la taille des myofibres et la distribution des myofibres de type IIa ; cependant, cette intervention n'a pas augmenté la distribution des fibres de type I. Il existe un besoin pour de nouveaux programmes NMES qui induisent des adaptations moléculaires clés à la fois à la résistance et à l'exercice aérobie pour maintenir un phénotype oxydatif, résistant à la fatigue et sensible à l'insuline après une SCI.

Ici, les enquêteurs proposent une intervention précoce de NMES combiné (Comb-NMES). Ce programme couple résistance électriquement induite et exercice aérobie sur le groupe musculaire extenseur du genou (quadriceps) dans le but de maintenir voire d'améliorer la masse musculaire et la fonction métabolique. Le programme Comb-NMES proposé sollicite de manière répétitive les muscles extenseurs du genou paralysés avec à la fois une stimulation électrique à basse fréquence (entraînement aérobie) pour améliorer le métabolisme oxydatif et conserver les fibres de type I et une stimulation électrique à haute fréquence (entraînement en résistance) avec des contractions dynamiques pour prévenir l'atrophie et conserver le type Fibres IIa.

Les enquêteurs testeront l'hypothèse centrale suivante selon laquelle, par rapport à un groupe témoin, les personnes traitées avec Comb-NMES pendant 6 semaines au début de la SCI maintiendront un meilleur profil métabolique du corps entier, en grande partie grâce au maintien de la masse musculaire paralysée, du phénotype des fibres ( maintien des fibres de type I et IIa) et la fonction métabolique oxydative musculaire. Les enquêteurs testeront cette hypothèse dans un essai clinique contrôlé de patients atteints de SCI avec les objectifs spécifiques suivants :

Objectif 1 : Quantifier les effets de Comb-NMES sur des mesures cliniquement importantes de la fonction métabolique.

Hypothèse 1. Par rapport à un groupe témoin, 6 semaines de Comb-NMES (3 jours/semaine) maintiendront une tolérance au glucose et une sensibilité à l'insuline du corps plus élevées.

Objectif 2 : Quantifier les adaptations cellulaires, moléculaires et fonctionnelles du muscle quadriceps qui sont responsables des améliorations du métabolisme musculaire et du profil métabolique global.

Hypothèse 2.1. Par rapport à un groupe témoin, 6 semaines de Comb-NMES (3 jours/semaine) maintiendront une meilleure utilisation du glucose musculaire, le métabolisme oxydatif, la taille musculaire, la force et la résistance à la fatigue, ainsi qu'un phénotype de fibre musculaire sain (répartition homogène du type fibres I, IIa et IIx).

Hypothèse 2.2. Les améliorations induites par Comb-NMES dans le profil métabolique global se refléteront dans les modifications des signatures métabolites liées à la fonction mitochondriale musculaire et au métabolisme intermédiaire.