A csont- és izomrendszer plaszticitása a gerincvelő sérülése után
2022. október 6. frissítette: Richard K Shields
A gerincvelő-sérülésben (SCI) szenvedő betegek sokkal gyakrabban tapasztalnak metabolikus szindrómát, cukorbetegséget, elhízást, nyomási fekélyeket és szív- és érrendszeri betegségeket, mint az általános populációban. Sürgős szükség van egy rehabilitációs módszerre az SCI szisztémás metabolikus következményeinek megelőzésére vagy visszafordítására. Ennek a vizsgálatnak az a célja, hogy meghatározzuk az izomaktivitás azon dózisát, amely fokozhatja az oxidatív izomfenotípust, és javíthatja az anyagcsere egészségének és a csontok forgalmának klinikai markereit SCI-ben szenvedő betegeknél. Ennek a kutatásnak a hosszú távú célja, hogy gyakorlaton alapuló beavatkozásokat fejlesszen ki a másodlagos egészségügyi állapotok, például a cukorbetegség megelőzésére, és végső soron az egészséggel összefüggő életminőség (QOL) védelmére. 1. specifikus cél: Összehasonlítani a vázizom génszabályozásában bekövetkezett változásokat olyan egyéneknél, akik 3 éven keresztül magas frekvenciájú (HF) aktív rezisztens és alacsony frekvenciájú (LF) aktív rezisztencia állásban részesültek. 1. hipotézis: A vázizom-anyagcserét szabályozó gének expressziója alátámasztja, hogy a szívelégtelenség és az LF egyaránt oxidatív izomfenotípus felé tolódást vált ki. Újszerű felfedezés lesz, hogy az LF a vázizomzat oxidatív útvonalainak erőteljes szabályozója. 2. specifikus cél: Összehasonlítani a metabolikus egészség és a csontforgalom szisztémás markereiben bekövetkezett változásokat SCI-ben szenvedő egyénekben, akik 3 évig HF vagy LF kezelésben részesülnek. 2. hipotézis: A HF és az LF egyaránt csökkenti a glükóz/inzulin szintet és a HOMA (homeosztázis modell értékelés) pontszámát.
Másodlagos cél: Az alanyok által jelentett életminőség mérése az EQ-5D felmérés metrikájával. 3. hipotézis: A HF és LF alanyok 3 év után tendenciát mutatnak az önbeszámoló QOL javulása felé. Összefüggés lesz az anyagcsere javulása és a QOL jobb észlelése között. Ezek a megfigyelések alátámasztják, hogy ez a beavatkozás erősen megvalósítható a jövőbeni klinikai fordítás szempontjából.
A tanulmány áttekintése
Állapot
Befejezve
Körülmények
Tanulmány típusa
Beavatkozó
Beiratkozás (Tényleges)
71
Fázis
- Nem alkalmazható
Kapcsolatok és helyek
Ez a rész a vizsgálatot végzők elérhetőségeit, valamint a vizsgálat lefolytatásának helyére vonatkozó információkat tartalmazza.
Tanulmányi helyek
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Egyesült Államok, 52242
- University of Iowa
-
-
Részvételi kritériumok
A kutatók olyan embereket keresnek, akik megfelelnek egy bizonyos leírásnak, az úgynevezett jogosultsági kritériumoknak. Néhány példa ezekre a kritériumokra a személy általános egészségi állapota vagy a korábbi kezelések.
Jogosultsági kritériumok
Tanulmányozható életkorok
21 év (Felnőtt)
Egészséges önkénteseket fogad
Nem
Tanulmányozható nemek
Összes
Leírás
Bevételi kritériumok:
- Motor komplett SCI (AIS A-B)
Kizárási kritériumok:
- Felfekvés
- Krónikus fertőzés
- Az alsó végtag izomösszehúzódásai
- Mélyvénás trombózis
- Vérzési zavar
- Legutóbbi végtagtörések
- Bármilyen komorbid betegség, amelyről ismert, hogy befolyásolja a csontanyagcserét (például a mellékpajzsmirigy diszfunkciója)
- Terhesség
- Osteoporosis elleni gyógyszerek
- D-vitamin-kiegészítők
- Metformin vagy más cukorbetegség elleni gyógyszer.
Tanulási terv
Ez a rész a vizsgálati terv részleteit tartalmazza, beleértve a vizsgálat megtervezését és a vizsgálat mérését.
Hogyan készül a tanulmány?
Tervezési részletek
- Elsődleges cél: Alapvető tudomány
- Kiosztás: Nem véletlenszerű
- Beavatkozó modell: Párhuzamos hozzárendelés
- Maszkolás: Nincs (Open Label)
Fegyverek és beavatkozások
Résztvevő csoport / kar |
Beavatkozás / kezelés |
|---|---|
|
Kísérleti: Akut génszabályozás
A génszabályozás adaptációi az egymenetes elektromosan indukált edzésre adott válaszként
|
Egyszeri elektromosan indukált gyakorlat a bénult emberek négyfejű és combhajlító izomcsoportjainak.
|
|
Kísérleti: Képzési tanulmány
A génszabályozás, a metabolikus markerek és a tárgyi jelentés mérőszámainak adaptációja akár 3 éves elektromosan indukált edzés hatására
|
Többszöri elektromosan indukált gyakorlat a négyfejű izomzat és a combhajlító izomcsoportok számára, akár 3 évig bénult betegeknél.
|
Mit mér a tanulmány?
Elsődleges eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
Akut génszabályozás: MSTN
Időkeret: 3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
Akut posztstimulációs hatás a vázizom-miosztatin (MSTN) expressziójára, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
|
Akut génszabályozás: PGC1-alfa
Időkeret: 3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
Akut posztstimulációs hatás a vázizom peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor gamma koaktivátor alfa (PGC1-alfa) expressziójára, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
|
Akut génszabályozás: PDK4
Időkeret: 3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
Akut posztstimulációs hatás a vázizom piruvát-dehidrogenáz kinázra, az izoenzim 4 (PDK4-alfa) expressziójára, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
|
Akut génszabályozás: SDHB
Időkeret: 3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
Akut posztstimulációs hatás a vázizom-szukcinát-dehidrogenáz-B (SDHB) expressziójára, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
3 órával egyetlen elektromos stimuláció után
|
|
Edzés utáni génszabályozás: MSTN
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni vázizom-miosztatin (MSTN) expresszió, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni génszabályozás: PGC1-alfa
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni vázizom peroxiszóma proliferátor aktivált receptor gamma koaktivátor alfa (PGC1-alfa) expresszió, izombiopsziával és exon sor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni génszabályozás: PDK4
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni vázizom piruvát-dehidrogenáz kináz, izoenzim 4 (PDK4-alfa) expresszió, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni génszabályozás: SDHB
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni vázizom-szukcinát-dehidrogenáz-B (SDHB) expresszió, izombiopsziával és exonsor elemzéssel mérve.
A szonda összegzését és a próbakészlet normalizálását robusztus többcsipes átlaggal végeztük, amely magában foglalta a háttér korrekciót, a kvantilis normalizálást, a log2 transzformációt és a medián polírozó próbakészlet összegzését. A 0 azt jelenti, hogy nincs mRNS expresszió, a magasabb értékek pedig nagyobb expressziót jelentenek a microarray összes génjéhez képest.
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni anyagcsere: éhomi glükóz
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni éhomi glükóz, vénapunkcióval és standard laboratóriumi vizsgálatokkal mérve
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni anyagcsere: éhgyomri inzulin
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni éhgyomri inzulin, vénapunkcióval és standard laboratóriumi vizsgálatokkal mérve
|
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni anyagcsere: HOMA Score
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni HOMA pontszám, a Homeostasis Model Assessment egyenlettel számítva. Maximális/minimális értékek: nem alkalmazható. A >2 pontszám inzulinrezisztenciát jelez. |
legfeljebb 3 évig
|
|
Edzés utáni csontforgalom: Osteocalcin
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni szérum osteocalcin, vénapunkcióval és enzimhez kötött immunszorbens vizsgálattal mérve
|
legfeljebb 3 évig
|
Másodlagos eredményintézkedések
Eredménymérő |
Intézkedés leírása |
Időkeret |
|---|---|---|
|
A képzés utáni tantárgyi jelentés intézkedései: EQ-5D
Időkeret: legfeljebb 3 évig
|
Edzés előtti és utáni QALY (minőség szerint korrigált életévek) az EQ-5D tantárgyi jelentés felmérési eszközön keresztül. A skála -0,287 és 0,992 között mozog. A magasabb értékek magasabb önértékelésű egészségi állapotot jeleztek. |
legfeljebb 3 évig
|
Együttműködők és nyomozók
Itt találhatja meg a tanulmányban érintett személyeket és szervezeteket.
Szponzor
Együttműködők
Nyomozók
- Kutatásvezető: Richard K Shields, PhD, PT, University of Iowa
Publikációk és hasznos linkek
A vizsgálattal kapcsolatos információk beviteléért felelős személy önkéntesen bocsátja rendelkezésre ezeket a kiadványokat. Ezek bármiről szólhatnak, ami a tanulmányhoz kapcsolódik.
Általános kiadványok
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
- Dudley-Javoroski S, Littmann AE, Iguchi M, Shields RK. Doublet stimulation protocol to minimize musculoskeletal stress during paralyzed quadriceps muscle testing. J Appl Physiol (1985). 2008 Jun;104(6):1574-82. doi: 10.1152/japplphysiol.00892.2007. Epub 2008 Apr 24.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Assessment of physical function and secondary complications after complete spinal cord injury. Disabil Rehabil. 2006 Jan 30;28(2):103-10. doi: 10.1080/09638280500163828.
- Adams CM, Suneja M, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Altered mRNA expression after long-term soleus electrical stimulation training in humans with paralysis. Muscle Nerve. 2011 Jan;43(1):65-75. doi: 10.1002/mus.21831.
- Frey Law LA, Shields RK. Femoral loads during passive, active, and active-resistive stance after spinal cord injury: a mathematical model. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2004 Mar;19(3):313-21. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2003.12.005.
- Kunkel SD, Suneja M, Ebert SM, Bongers KS, Fox DK, Malmberg SE, Alipour F, Shields RK, Adams CM. mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):627-38. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.020.
- McHenry CL, Wu J, Shields RK. Potential regenerative rehabilitation technology: implications of mechanical stimuli to tissue health. BMC Res Notes. 2014 Jun 3;7:334. doi: 10.1186/1756-0500-7-334.
- McHenry CL, Shields RK. A biomechanical analysis of exercise in standing, supine, and seated positions: Implications for individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2012 May;35(3):140-7. doi: 10.1179/2045772312Y.0000000011.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. A minimal dose of electrically induced muscle activity regulates distinct gene signaling pathways in humans with spinal cord injury. PLoS One. 2014 Dec 22;9(12):e115791. doi: 10.1371/journal.pone.0115791. eCollection 2014.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. Low force contractions induce fatigue consistent with muscle mRNA expression in people with spinal cord injury. Physiol Rep. 2014 Feb 25;2(2):e00248. doi: 10.1002/phy2.248. eCollection 2014 Feb 1.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Monitoring standing wheelchair use after spinal cord injury: a case report. Disabil Rehabil. 2005 Feb 4;27(3):142-6. doi: 10.1080/09638280400009337.
- Petrie M, Suneja M, Shields RK. Low-frequency stimulation regulates metabolic gene expression in paralyzed muscle. J Appl Physiol (1985). 2015 Mar 15;118(6):723-31. doi: 10.1152/japplphysiol.00628.2014. Epub 2015 Jan 29.
- Zhorne R, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Skeletal muscle activity and CNS neuro-plasticity. Neural Regen Res. 2016 Jan;11(1):69-70. doi: 10.4103/1673-5374.169623. No abstract available.
- Petrie MA, Kimball AL, McHenry CL, Suneja M, Yen CL, Sharma A, Shields RK. Distinct Skeletal Muscle Gene Regulation from Active Contraction, Passive Vibration, and Whole Body Heat Stress in Humans. PLoS One. 2016 Aug 3;11(8):e0160594. doi: 10.1371/journal.pone.0160594. eCollection 2016.
- Shields RK. Turning Over the Hourglass. Phys Ther. 2017 Oct 1;97(10):949-963. doi: 10.1093/ptj/pzx072.
- Woelfel JR, Kimball AL, Yen CL, Shields RK. Low-Force Muscle Activity Regulates Energy Expenditure after Spinal Cord Injury. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):870-878. doi: 10.1249/MSS.0000000000001187.
- Yen CL, McHenry CL, Petrie MA, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Vibration training after chronic spinal cord injury: Evidence for persistent segmental plasticity. Neurosci Lett. 2017 Apr 24;647:129-132. doi: 10.1016/j.neulet.2017.03.019. Epub 2017 Mar 16.
- Oza PD, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Modulation of H-Reflex Depression with Paired-Pulse Stimulation in Healthy Active Humans. Rehabil Res Pract. 2017;2017:5107097. doi: 10.1155/2017/5107097. Epub 2017 Oct 31.
- Woelfel JR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Precision Physical Therapy: Exercise, the Epigenome, and the Heritability of Environmentally Modified Traits. Phys Ther. 2018 Nov 1;98(11):946-952. doi: 10.1093/ptj/pzy092.
- Cole KR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Hybrid stimulation enhances torque as a function of muscle fusion in human paralyzed and non-paralyzed skeletal muscle. J Spinal Cord Med. 2019 Sep;42(5):562-570. doi: 10.1080/10790268.2018.1485312. Epub 2018 Jun 20.
- Dudley-Javoroski S, Lee J, Shields RK. Cognitive function, quality of life, and aging: relationships in individuals with and without spinal cord injury. Physiother Theory Pract. 2022 Jan;38(1):36-45. doi: 10.1080/09593985.2020.1712755. Epub 2020 Jan 8.
- Petrie MA, Sharma A, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Impact of short- and long-term electrically induced muscle exercise on gene signaling pathways, gene expression, and PGC1a methylation in men with spinal cord injury. Physiol Genomics. 2020 Feb 1;52(2):71-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00064.2019. Epub 2019 Dec 23.
- Lee J, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Motor demands of cognitive testing may artificially reduce executive function scores in individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2021 Mar;44(2):253-261. doi: 10.1080/10790268.2019.1597482. Epub 2019 Apr 3.
- Shields RK. Precision Rehabilitation: How Lifelong Healthy Behaviors Modulate Biology, Determine Health, and Affect Populations. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab248. doi: 10.1093/ptj/pzab248. No abstract available.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
- Petrie MA, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Genomic and Epigenomic Evaluation of Electrically Induced Exercise in People With Spinal Cord Injury: Application to Precision Rehabilitation. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab243. doi: 10.1093/ptj/pzab243.
Tanulmányi rekorddátumok
Ezek a dátumok nyomon követik a ClinicalTrials.gov webhelyre benyújtott vizsgálati rekordok és összefoglaló eredmények benyújtásának folyamatát. A vizsgálati feljegyzéseket és a jelentett eredményeket a Nemzeti Orvostudományi Könyvtár (NLM) felülvizsgálja, hogy megbizonyosodjon arról, hogy megfelelnek-e az adott minőség-ellenőrzési szabványoknak, mielőtt közzéteszik őket a nyilvános weboldalon.
Tanulmány főbb dátumok
Tanulmány kezdete (Tényleges)
2015. május 1.
Elsődleges befejezés (Tényleges)
2021. november 18.
A tanulmány befejezése (Tényleges)
2021. november 18.
Tanulmányi regisztráció dátumai
Először benyújtva
2015. december 2.
Először nyújtották be, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
2015. december 3.
Első közzététel (Becslés)
2015. december 4.
Tanulmányi rekordok frissítései
Utolsó frissítés közzétéve (Tényleges)
2022. november 4.
Az utolsó frissítés elküldve, amely megfelel a minőségbiztosítási kritériumoknak
2022. október 6.
Utolsó ellenőrzés
2022. augusztus 1.
Több információ
A tanulmányhoz kapcsolódó kifejezések
Kulcsszavak
További vonatkozó MeSH feltételek
Egyéb vizsgálati azonosító számok
- 200412709
- R01HD084645 (Az Egyesült Államok NIH támogatása/szerződése)
Terv az egyéni résztvevői adatokhoz (IPD)
Tervezi megosztani az egyéni résztvevői adatokat (IPD)?
NEM
Ezt az információt közvetlenül a clinicaltrials.gov webhelyről szereztük be, változtatás nélkül. Ha bármilyen kérése van vizsgálati adatainak módosítására, eltávolítására vagy frissítésére, kérjük, írjon a következő címre: register@clinicaltrials.gov. Amint a változás bevezetésre kerül a clinicaltrials.gov oldalon, ez a webhelyünkön is automatikusan frissül. .