Az ágyéki gerinc izomdegenerációja gátolja a rehabilitáció által kiváltott izomhelyreállítást

CÉLKITŰZÉS: Meghatározni az edzés hatását az izom hipertrófiás, fibrotikus, gyulladásos és adipogén utak indukciójára olyan betegeknél, akiknél a multifidus izom enyhe vagy súlyos zsíros infiltrációja van. Indoklás. Ennek a célnak az a célja, hogy 1) mérje az izom molekuláris válaszait egy jól meghatározott preoperatív gyakorlatra, és 2) meghatározza, hogy a kiindulási morfológiai vagy edzés által kiváltott molekuláris válaszok előrejelzik-e az izomszerkezet helyreállítását és a funkcionális növekedést 6-ig. hónapokkal a műtét után.

Tervezés. Ez egy longitudinális vizsgálat 40, enyhe (< 20%), illetve súlyos (>50%) zsírinfiltrációban szenvedő beteg bevonásával. A nem gyakorlati kontrollok is fontosak lesznek, és a kutatók további kontrollként kívánják felhasználni a más kísérletekből származó biopsziás szövetek egy részét. A műtét előtt a betegeket klinikai és MRI vizsgálatnak vetik alá. Ezenkívül a betegeket a műtét előtt 6 órával torna, majd azonnal egy rövid MRI képalkotó protokollnak vetik alá a terhelés által kiváltott perfúziós változások (IVIM) mérésére. Hat órával az edzés után a kutatók a műtét során biopsziát gyűjtenek a multifidusról, hogy jellemezzék a hipertrófiás, fibrotikus, adipogén és gyulladásos válaszokat. Az elsődleges elemzésekhez a betegcsoportokat az izomzsíros infiltráció súlyossága alapján választják ki. A csoportok életkora és neme megegyezik, mert a kutatók tudják, hogy az alapvonal és a testmozgás által kiváltott génexpresszió az életkorral változik. A sebészeti beavatkozást és a porckorong intraoperatív manipulációját dokumentálni kell, hogy figyelembe vegyék a porckorong és egyéb, az izomszerkezetre gyakorolt ​​​​műtétspecifikus hatásokat. Hat hónappal a műtét után ismételten megmérik az izomszerkezetet MRI segítségével. A 6., 12. és 24. héten az erőt (izokinetikus dinamométer) és a páciens-specifikus funkciót (kérdőíves adatok) a szabványos protokoll szerint mérjük.

Mód:

Fizikális vizsgálat: A gerincsérüléssel kapcsolatos tapasztalattal rendelkező fizikoterapeuta végzi el a klinikai vizsgálatot. Életkor, nem és testtömegindex (BMI), a tünetek időtartama, gyulladáscsökkentő szerek használata, aktív és passzív mozgástartomány, provokatív idegfeszültség tesztek (ízületi mozgástartomány mérése [ROM]), erő és állóképesség mérése izokinetikus dinamométer (MedX Holdings Inc.), a neurovaszkuláris állapot, az Oswestry rokkantsági index (81), a Baecke fizikai aktivitási kérdőív (BPA), a félelemkerülő hitek kérdőíve (FABQ) és a fájdalom katasztrófa skála (PCS) fontos mércék, amelyek mind a fizikai, mind a pszichoszociális tényezők, amelyekről ismert, hogy kapcsolatban állnak az LBP-vel, és a klinikai helyszínen összegyűjtik. Ez a képernyő annak megerősítésére szolgál, hogy a diszkogén tüneteket L4 alatti szintre izolálják, ami lehetővé teszi számunkra, hogy belső kontroll izombiopsziaként a vastus lateralis-t használjuk.

Klinikai MRI: A gerincoszlop standard axiális, sagittalis ferde és koronális ferde MR-képét minden műtétre tervezett betegről gyűjtik. A porckorongsérülés súlyosságának (Pfirrmann fokozat), az izomzsíros infiltrációnak (Kjaer-fokozatú) azonosítására és a sérülés helyének megállapítására a gerincízület T1 és T2 zsírmentes vagy kontrasztanyagos axiális és sagittális MR-képeit használják.

Multimodális MRI: A képalkotás egyetlen munkamenetben történik a legmodernebb 3T MRI rendszeren (GE MR750). A gerinc izomtérfogatának, zsírtérfogatának és kötőszöveti térfogatának mennyiségét és eloszlását hanyatt fekvő szkennelésekből, nagy felbontású (1 mm3) 3D FSPGR, IDEAL zsír-víz elválasztás és UTE pulzusszekvenciák segítségével, illetve 32 csatornás gerinc segítségével határozzuk meg. tömb tekercs. Az IVIM-et arra használják, hogy számszerűsítsék a regionális izomaktivációt egy edzés során.

Gyakorlati protokoll: A műtét előtt a betegeket ágyéki gerinctorna protokollnak vetik alá MedX Lumbar extenzív dinamométeren, medencerögzítő rendszerrel, amely lehetővé teszi az ágyéki gerinc izmainak elkülönítését. Az edzésprotokoll 1 sorozatból áll, 20 ismétlésből (15-25 ismétlési tartomány) 5 másodperc/ismétlés gyakorisággal, a számítógépes erőpontszám 60-80%-a kezdő súllyal. A betegeket arra utasítják, hogy a Borg Rate of Perceived Exertion (RPE) skálán 7/10-es terhelési szintet célozzanak meg a rendelkezésre álló passzív ROM-tartományukon belül a hajlítás-nyújtás felé.

Diéta protokoll: Fontos, hogy a betegek az edzés után is NPO-ban maradnak (étel vagy víz nélkül), de az edzés és a műtét előtt 24 órában szabványos étrendet kell követniük, ami mérsékli a diéta génexpresszióra gyakorolt ​​hatását (137, 150). -152). Az esti étkezés szabványos lesz (1900 óra: 11 kcal/kg; 60% szénhidrát [CHO], 25% zsír [ZSÍR], 15% fehérje [PRO]; 2200 óra (3 kcal/kg; 95% CHO, 2% ZSÍR, 3 % PRO), mert az étkezés összetétele akutan befolyásolhatja a gén- és fehérjeexpressziót.

Az izombiopszia begyűjtése és tárolása: Az izombiopsziát az edzést követő 6 órán belül, a tervezett műtéti időpontban gyűjtik be. Az alanyokat kizárják az elemzésből, ha a biopsziáikat az előírt időponttól számított 1 órán belül nem veszik le. A biopsziákat a multifidus izom középső és mély peremén lévő standard biopsziás bilinccsel veszik az 1. célban leírtak szerint, és azonnal RNAlater-be (Qiagen) helyezik a későbbi qPCR elemzéshez, vagy folyékony nitrogénben lefagyasztják a fehérje bőség/foszforiláció mérésére.

qPCR és Western blot: A génexpressziót és a fehérjebőséget qPCR és Western blotting segítségével mérjük. Röviden, a valós idejű PCR-t Bio-Rad CFX384-ben hajtják végre testreszabott lemezek (PrimePCR, Bio-Rad) használatával. A célgén expresszióját a 18S riboszomális alegység értékeihez viszonyítva számítják ki, mivel az előzetes eredmények azt mutatják, hogy stabilabb, mint a gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz (GAPDH; az adatokat nem közölték). Azoknál a géneknél, amelyekben háromszorosnál nagyobb expressziós változást találunk, Western-blot-vizsgálatot alkalmazunk a fehérjebőség értékelésére, amint azt korábban leírtuk.