Accoppiamento simpatico-somatomotorio nella lesione del midollo spinale umano

La regolazione dei sistemi cardiovascolari durante l'attività muscolare è poco conosciuta nelle persone con lesione incompleta del midollo spinale (SCI). In passato, le interruzioni nel controllo somatomotorio e simpatico sono state studiate separatamente nella LM. Proponiamo di studiare l'accoppiamento del controllo simpatico e somatomotorio perché è rilevante per esercitare i paradigmi di allenamento progettati per migliorare la funzione somatomotoria o migliorare la forma fisica. Il nostro approccio sarà quello di misurare i riflessi del tap del tendine, l'attivazione muscolare volontaria e il flusso sanguigno del ginocchio (sotto la lesione) e del gomito (sopra la lesione) prima e dopo gli stimoli simpatici costituiti da test pressori freddi, matematica mentale e un intenso periodo di esercizio. Questi dati forniranno informazioni sul controllo simpatico del flusso sanguigno durante l'attività muscolare. Verrà anche studiata la plasticità dell'accoppiamento simpaticosomatomotorio effettuando misurazioni prima e dopo un programma di esercizi di allenamento su tapis roulant. Questi esperimenti ci permetteranno di raggiungere tre obiettivi. Lo scopo 1 sarà quello di caratterizzare l'accoppiamento dei sistemi simpatico e somatomotorio al di sotto del livello di lesione spinale. Questo obiettivo esaminerà i riflessi spinali simpatici e motori e le loro interazioni. Esaminerà anche come l'accoppiamento somatomotorio discendente viene interrotto dalla lesione spinale. Nell'obiettivo 2, identificheremo i cambiamenti nelle interazioni dei sistemi simpatico e somatomotorio al di sopra di una lesione spinale. A causa della lesione e dei cambiamenti che si verificano al di sotto della lesione, è probabile che anche l'accoppiamento simpatico-somatomotorio venga interrotto nel braccio. L'obiettivo 3 dimostrerà quindi la plasticità dell'accoppiamento simpatico-somatomotorio dopo l'esercizio fisico. Verranno testati tre diversi programmi di allenamento di otto settimane, tra cui 1) allenamento su tapis roulant con livello di sforzo corrispondente al 70-80% dell'HRR 2) allenamento su tapis roulant con 30-40% HRR. L'esercizio fisico sarà testato in un disegno di studio incrociato randomizzato con un mese tra i paradigmi dell'esercizio fisico. Prevediamo che ci sarà plasticità dell'accoppiamento simpatico-somatomotorio e che gli effetti dell'esercizio fisico normalizzeranno il controllo di questi sistemi. Tuttavia, a causa della lesione, prevediamo che gli adattamenti differiranno dai controlli non lesi.

Questo studio ha implicazioni per l'esercizio fisico nella LM umana. L'accoppiamento dei sistemi simpatico e somatomotorio dovrebbe dipendere dal fatto che l'esercizio si rivolga alla parte superiore o inferiore del corpo. Il recupero della funzione richiede sia il miglioramento del controllo del movimento che della regolazione del flusso sanguigno ai gruppi muscolari attivi. Inoltre, questo studio è importante per comprendere il potenziale impatto dell'allenamento con tapis roulant sulla forma cardiovascolare, un argomento di crescente interesse per le persone con limitazioni all'attività fisica.