La dégénérescence musculaire de la colonne lombaire inhibe la récupération musculaire induite par la rééducation

OBJECTIF : Déterminer l'effet de l'exercice sur l'induction des voies musculaires hypertrophiques, fibrotiques, inflammatoires et adipogéniques chez les patients présentant une infiltration graisseuse légère ou sévère du muscle multifide. Raisonnement. Les objectifs de cet objectif sont de 1) mesurer les réponses moléculaires du muscle à une période bien définie d'exercice préopératoire, et 2) de déterminer si les réponses moléculaires morphologiques ou induites par l'exercice de base prédisent la récupération structurelle musculaire et les gains fonctionnels jusqu'à 6 mois après l'opération.

Concevoir. Il s'agira d'une étude longitudinale de 40 patients présentant une infiltration graisseuse légère (< 20 %) versus sévère (> 50 %). Les contrôles sans exercice seront également importants et les chercheurs ont l'intention d'utiliser une partie de tissu biopsié provenant d'autres expériences comme contrôles supplémentaires. Avant la chirurgie, les patients subiront des examens cliniques et IRM. De plus, les patients subiront un exercice d'environ 6 heures avant l'opération, puis subiront immédiatement un court protocole d'imagerie IRM pour mesurer les changements de perfusion induits par l'exercice (IVIM). Six heures après le combat d'exercice, les enquêteurs prélèveront des biopsies du multifide pendant la chirurgie pour caractériser les réponses hypertrophiques, fibrotiques, adipogéniques et inflammatoires. Pour les analyses primaires, les groupes de patients seront sélectionnés en fonction de la gravité de l'infiltration graisseuse musculaire. Les âges et les sexes des groupes seront appariés car les chercheurs savent que l'expression des gènes de base et induite par l'exercice varie avec l'âge. La procédure chirurgicale et la manipulation du disque en peropératoire seront documentées pour tenir compte du potentiel d'effets du disque et d'autres effets spécifiques à la chirurgie sur la structure musculaire. Six mois après l'opération, des mesures répétées de la structure musculaire seront effectuées par IRM. À 6, 12 et 24 semaines, la force (dynamomètre isocinétique) et la fonction spécifique au patient (données du questionnaire) seront obtenues selon le protocole standard.

Méthodes :

Examen physique : Un physiothérapeute ayant de l'expérience dans le domaine des blessures à la colonne vertébrale effectuera l'examen clinique. Âge, sexe et indice de masse corporelle (IMC), durée des symptômes, utilisation d'anti-inflammatoires, amplitude de mouvement active et passive, tests de tension neurale provocateurs (mesure de l'amplitude de mouvement articulaire [ROM]), force et endurance mesurées sur un dynamomètre isocinétique (MedX Holdings Inc.), l'état neurovasculaire, l'indice d'incapacité d'Oswestry (81), le questionnaire d'activité physique de Baecke (BPA), le questionnaire sur les croyances d'évitement de la peur (FABQ) et l'échelle de catastrophisation de la douleur (PCS) sont des mesures importantes qui saisissent à la fois les facteurs physiques et facteurs psychosociaux connus pour être liés à la lombalgie et seront recueillis sur le site clinique. Cet écran sera utilisé pour confirmer que les symptômes discogènes sont isolés à des niveaux inférieurs à L4, ce qui nous permet d'utiliser le vaste latéral comme biopsie musculaire de contrôle interne.

IRM clinique : des images standard axiales, sagittales obliques et coronales obliques de la colonne vertébrale seront recueillies sur tous les patients devant subir une intervention chirurgicale. Pour identifier la gravité de la blessure au disque (grade Pfirrmann), l'infiltration graisseuse musculaire (grade Kjaer) et pour confirmer l'emplacement de la blessure, des images IRM axiales et sagittales T1 et T2 sans suppression de graisse ou à contraste amélioré de l'articulation de la colonne vertébrale seront utilisées.

IRM multimodale : l'imagerie sera réalisée en une seule séance sur un système d'IRM 3T à la pointe de la technologie (GE MR750). La quantité et la distribution du volume musculaire de la colonne vertébrale, du volume de graisse et du volume de tissu conjonctif seront effectuées à partir de scans en décubitus dorsal à l'aide de FSPGR 3D haute résolution (1 mm3), de séparation graisse-eau IDEAL et de séquences d'impulsions UTE, respectivement à l'aide d'une colonne vertébrale à 32 canaux. bobine de réseau. IVIM sera utilisé pour quantifier l'activation musculaire régionale en réponse à une séance d'exercice.

Protocole d'exercice : Avant la chirurgie, les patients seront soumis à un protocole d'exercice de la colonne lombaire sur un dynamomètre d'extension lombaire MedX avec un système de retenue pelvienne permettant d'isoler les muscles de la colonne lombaire. Le protocole d'exercice consiste en 1 série de 20 répétitions (plage de 15 à 25 répétitions) à un rythme de 5 secondes/répétitions avec un poids de départ de 60 à 80 % de leur score de force informatisé. Les patients seront invités à cibler un niveau d'effort de 7/10 sur l'échelle Borg Rate of Perceived Exertion (RPE) dans leur plage d'amplitude de mouvement passive disponible en flexion-extension.

Protocole diététique : il est important de noter que les patients resteront NPO (pas de nourriture ni d'eau) après la séance d'exercice, mais auront un régime alimentaire standardisé pendant 24 heures avant la séance d'exercice et la chirurgie, ce qui atténue les effets du régime sur l'expression des gènes (137, 150 -152). Les repas du soir seront standardisés (1900h : 11 kcal/kg ; 60 % glucides [CHO], 25 % lipides [FAT], 15 % protéines [PRO] ; 2200h (3 kcal/kg ; 95 % CHO, 2 % FAT, 3 % PRO) car la composition des repas peut avoir un impact aigu sur l'expression des gènes et des protéines.

Récolte et stockage de la biopsie musculaire : Les biopsies musculaires seront récoltées dans les 6 heures suivant le combat d'exercice à l'heure prévue de la chirurgie. Les sujets seront exclus de l'analyse si leurs biopsies ne sont pas récoltées dans l'heure suivant le moment prescrit. Les biopsies seront obtenues avec une pince à biopsie standard au niveau des marges moyennes et profondes du muscle multifide comme indiqué dans l'objectif n ° 1 et immédiatement placées dans RNAlater (Qiagen) pour une analyse qPCR ultérieure ou congelées dans de l'azote liquide pour les mesures d'abondance / phosphorylation des protéines.

qPCR et western blot : L'expression des gènes et l'abondance des protéines seront mesurées respectivement par qPCR et western blot. En bref, la PCR en temps réel sera réalisée dans un Bio-Rad CFX384 en utilisant des plaques personnalisées (PrimePCR, Bio-Rad). L'expression du gène cible sera calculée par rapport aux valeurs de la sous-unité ribosomique 18S, car les résultats préliminaires démontrent qu'elle est plus stable que la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH ; données non présentées). Pour les gènes dans lesquels nous trouvons un changement d'expression supérieur à 3 fois, le transfert Western sera utilisé pour évaluer l'abondance des protéines, comme décrit précédemment.