A vázizomzat tulajdonságai és a séta metabolikus költsége stroke után

A javasolt kutatás vezérelve az, hogy a vázizom minden mozgás építőköve, és mint ilyen, az izomműködési zavarok végső soron korlátozhatják a rehabilitációs beavatkozásból származó előnyöket. Ezért a maximális nyereség csak akkor érhető el, ha a központi idegrendszer adaptációja eléri a perifériás izomzatot, amely teljes mértékben képes támogatni a fokozott aktivitást.

Az elsődleges hipotézis az, hogy a stroke után hemiparesisben szenvedő betegeknél a perifériás vázizmok metabolikus tulajdonságainak megváltozása a nagyobb mechanikai munkával kombinálva hozzájárul a gyaloglás metabolikus költségeinek növekedéséhez. Másodlagos hipotézis az, hogy a mozgásszervi edzés adaptációkat indukál az alsó végtagi vázizomzatban, ami javítja a mechanikai és metabolikus hatékonyságot. E hipotézisek tesztelése érdekében a következő három konkrét célt kell megcélozni:

1. cél: A boka talpi hajlító izomzatának in vivo metabolikus jellemzőinek meghatározása krónikus post-stroke hemiparesisben szenvedő és neurológiailag egészséges egyénekben. Az in vivo izom metabolikus tulajdonságait foszfor mágneses rezonancia spektroszkópiával (31P-MRS) értékeljük. Konkrétan a nyugalmi foszforilációs potenciált, valamint a boka talpi hajlító izomzatának in vivo oxidációs képességét mérjük. Feltételezzük, hogy a krónikus hemiparesisben szenvedő egyének oxidatív kapacitása csökken, valamint megnövekszik a nyugalmi foszforilációs potenciál az életkorban, nemben, magasságban és testsúlyban megegyező kontrollalanyokhoz képest. Javasoljuk, hogy ezek az alkalmazkodások, amelyek az energetikailag kevésbé hatékony izomzatra jellemzőek, hozzájárulnak a megnövekedett anyagcsere-költségekhez, mint a mozgási izmok által végzett mechanikai munka potenciális növekedése.

2. cél: A metabolikus költségek, valamint az izommechanikai energiafelhasználás számszerűsítése járás közben krónikus post-stroke hemiparesisben szenvedő és neurológiailag egészséges egyéneknél. A stroke utáni hemiparézis számos motoros szabályozási problémával jár, beleértve a mozgás rendellenes szinergikus szerveződését, valamint az izomtevékenység megváltozott időbeli sorrendjét 5, 10, 11. Mivel a normál járás során fellépő izomgerjesztést nagyon hatékonynak tartják 8, 9, 33, valószínű, hogy a stroke utáni megváltozott izomkoordináció, amely a fokozott mechanikai munkában tükröződik, az egyik tényező, amely hozzájárul a járás megnövekedett metabolikus költségeihez. Feltételezzük, hogy a stroke utáni séta metabolikus költsége magasabb lesz, mint a kontrollokhoz képest, megfelelő sebességgel. Ezenkívül a mechanikai munka mértéke, az izommechanikai energiafelhasználás (MMEE) megemelkedett a stroke után, ami a mechanikailag nem hatékony mozgásstratégiákat tükrözi, és a járás megnövekedett metabolikus költségeinek egy részét okozza.

3. cél: Határozza meg a 12 hetes mozgásszervi edzés hatását az in vivo izomanyagcsere-tulajdonságokra, a séta metabolikus költségeire, valamint az MMEE-re krónikus post-stroke hemiparesisben szenvedő betegeknél. Egyre több bizonyíték van arra vonatkozóan, hogy a stroke okozta krónikus neurológiai hiányok javíthatók intenzív, ismétlődő feladatorientált motoros edzéssel (pl. mozgásszervi edzés). A mozgásszervi tréning (LT) fejlesztésének alapja a centrális neuroplaszticitás olyan mechanizmusaira épül, amelyek reagálnak a motoros tanulás alapvető elveire 37, 38, 39. Ezenkívül kísérleti adataink azt mutatják, hogy az LT perifériás adaptációkat is eredményezhet a talpi hajlító izmokban. Így tehát látszólag megvan a lehetőség arra, hogy ezzel a beavatkozási stratégiával központi és perifériás alkalmazkodást indukáljunk. Arra számítunk, hogy az LT enyhíti a meglévő hiányokat, ami megnövekedett oxidatív kapacitást és csökkent nyugalmi foszforilációs potenciált eredményez a boka talpi hajlító izmokban. Ezenkívül az LT csökkentett MMEE-t és a gyaloglás metabolikus költségeit csökkenti, ami a jobb mechanikai és metabolikus hatékonyságot tükrözi. Úgy gondoljuk, hogy fontosnak fog bizonyulni, hogy leírjuk a járásmechanikában, valamint a perifériás izomzaton belüli adaptációkat, amelyek LT után következnek be, és összefüggésbe hozzuk a járás metabolikus költségeivel. Ezen túlmenően, a folyamatos hiányosságok további vagy kiegészítő beavatkozási stratégiák iránti igényt tükröznek, így információt nyújtanak arról, hogyan lehet módosítani vagy bővíteni a jövőbeli rehabilitációs beavatkozásokat az egyéni eredmények javítása érdekében.