Attività di lunga durata e controllo metabolico dopo lesione del midollo spinale

Il muscolo scheletrico è un organo critico per la regolazione del glucosio e dell'insulina nel corpo nel suo insieme e gli adattamenti post-lesione del midollo spinale (SCI) nel muscolo minano gravemente questa capacità. La riabilitazione LM contemporanea per le persone con LM completa non interviene per proteggere la funzione del muscolo scheletrico paralizzato come regolatore chiave dell'omeostasi metabolica. Attraverso i suoi effetti deleteri su più sistemi, la malattia metabolica è una delle principali fonti di morbilità, mortalità e costi sanitari per questa popolazione.

Nella popolazione non affetta da LM, contrazioni muscolari pervasive, frequenti e di bassa intensità possono aumentare il dispendio energetico del 50,3% rispetto ai livelli da seduti. La perdita di questa componente dell'attività muscolare contribuisce allo squilibrio energetico e alla disregolazione metabolica osservati nella SCI. Sovvenzionare le contrazioni muscolari di bassa entità può offrire un importante stimolo metabolico per le persone con LM. Il significato di questo studio è che si basa su lavori precedenti che dimostrano adattamenti genici trascrizionali e traslazionali salutari in risposta all'allenamento di stimolazione elettrica nella SCI. Questi adattamenti possono avviare miglioramenti nei biomarcatori sistemici della salute metabolica e miglioramenti nelle condizioni di salute secondarie e nella qualità della vita correlata alla salute.

Nel nostro lavoro precedente, abbiamo dimostrato che la regolare stimolazione elettrica del muscolo paralizzato regola PGC-1α, un coattivatore trascrizionale chiave per il muscolo scheletrico e l'adattamento metabolico. Il nostro lavoro precedente indica anche che la stimolazione elettrica altera l'espressione dei geni che controllano la biogenesi mitocondriale. Tuttavia, sappiamo molto poco sulla quantità ottimale di attività muscolare evocata elettricamente da fornire per promuovere adattamenti metabolici positivi. È probabile che le contrazioni di lunga durata e di bassa forza siano le più vantaggiose per promuovere la stabilità metabolica nelle persone con LM cronica, che hanno anche l'osteoporosi e non sono in grado di ricevere contrazioni muscolari ad alta forza indotte dai protocolli di riabilitazione convenzionali. Questo studio interverrà con un protocollo di stimolazione muscolare a bassa forza e lunga durata progettato per stimolare adattamenti metabolici sistemici. Nello studio proposto ipotizziamo che gli adattamenti a livello genico produrranno miglioramenti a livello tissutale nell'utilizzo del glucosio che faciliteranno miglioramenti sistemici nei marcatori clinici del controllo metabolico, culminando in un minor numero di condizioni di salute secondarie e in una migliore qualità della vita correlata alla salute.