Effetto del numero di cicli di condizionamento ischemico degli arti remoti sul miglioramento dell'apprendimento (RLICC)

È ormai noto che il sistema nervoso ha una notevole capacità di adattamento. Nello specifico, il sistema nervoso centrale conserva la sua capacità di riorganizzarsi nella struttura e nel funzionamento in risposta all'esperienza comportamentale in persone neurologicamente intatte e in individui con lesioni neurologiche. L'apprendimento cognitivo e motorio guidano l'adattamento del sistema nervoso centrale e sono componenti essenziali di paradigmi di allenamento efficaci.

C'è un crescente corpo di letteratura che suggerisce che l'induzione di uno stato transitorio di ischemia sistemica ha il potenziale per indurre plasticità spinale, rafforzare i percorsi risparmiati ai motoneuroni e portare a un migliore recupero motorio dopo una lesione neurologica.1,2 In particolare, è stato dimostrato che il condizionamento ischemico sistemico quotidiano migliora sia la funzione motoria dell'arto anteriore che quella respiratoria nei modelli di roditori con lesione spinale cervicale cronica.1,3 Inoltre, il condizionamento ischemico sistemico ha comportato un aumento della forza della caviglia (singola sessione)2 e una maggiore velocità di deambulazione e resistenza (5 sessioni)4 negli esseri umani con lesioni motorie incomplete del midollo spinale.

In un'area di ricerca correlata, è stato dimostrato che il condizionamento ischemico somministrato perifericamente rappresenta una strategia per sfruttare le capacità protettive endogene del corpo contro livelli letali di ischemia. Con questa tecnica, l'applicazione di una breve ischemia e riperfusione a un organo o tessuto remoto provoca danni significativamente ridotti dalle successive esposizioni all'ischemia. Ad esempio, l'applicazione di un laccio emostatico e la creazione di ipossia nell'arto posteriore di un ratto per 10 minuti ha ridotto l'entità delle anomalie cardiache a seguito di un insulto ischemico prolungato.5 Questo stesso fenomeno è stato mostrato negli esseri umani. L'applicazione di un bracciale per la pressione sanguigna gonfiato all'arto superiore o inferiore si è dimostrata efficace per la protezione nelle persone sottoposte a cardiochirurgia,6,7 sottoposti a chirurgia elettiva per riparare l'aneurisma dell'aorta addominale,8 con infarto del miocardio,9 e con stenosi arteriosa intracranica sintomatica.7

I meccanismi alla base degli effetti neuroplastici e neuroprotettivi del condizionamento ischemico non sono completamente compresi. In questo momento, la letteratura indica che esistono meccanismi sia umorali che neurali responsabili della protezione e della plasticità. È chiaro che il condizionamento ischemico si traduce in effetti fisiologici diffusi e che gli effetti osservati funzionano attraverso molteplici percorsi meccanicistici.

Il prossimo passo traslazionale è indagare se la combinazione del condizionamento ischemico con l'allenamento comportamentale ha la capacità di aumentare l'apprendimento motorio. Nello specifico, utilizzeremo il condizionamento ischemico dell'arto remoto (tramite gonfiaggio/sgonfiaggio di un bracciale per la pressione sanguigna) con l'obiettivo di attivare i percorsi endogeni mostrati per suscitare la neuroplasticità. Se alla fine efficace, RLIC potrebbe avere un profondo effetto sulla riabilitazione e sul recupero della funzione motoria nelle persone con ictus. È importante iniziare prima questa indagine traslazionale in persone neurologicamente intatte al fine di determinare protocolli ottimali per le persone con ictus.

Lo scopo di questo studio è testare l'effetto del numero di cicli RLIC sull'apprendimento motorio in adulti neurologicamente intatti e se possiamo trovare un marcatore ematico fisiologico correlato alla somministrazione efficace di RLIC. Ipotizziamo che 3 cicli di RLIC saranno sufficienti per migliorare l'inclinazione motoria rispetto al condizionamento fittizio e che ci sarà una risposta dose-dipendente (numero di cicli) nell'apprendimento, rendendo così l'allenamento più efficiente, più efficace e più duraturo . Determinare il numero di cicli necessari per ottenere i benefici della RLIC è importante per sviluppare il trattamento più efficace e meno gravoso per i futuri pazienti con deficit motori.