Effetti del condizionamento ischemico remoto sull'uso delle mani in individui con lesioni del midollo spinale e sclerosi laterale amiotrofica

La maggior parte delle lesioni del midollo spinale (SCI) non sono transezioni complete, indicando che ci sono circuiti nervosi residui dopo la lesione. È stato dimostrato che gli interventi di riabilitazione dopo la LM, compreso l'allenamento fisico e la stimolazione neurale, riorganizzano le vie motorie nel cervello, nel tratto corticospinale (CST) ea livello spinale; un processo chiamato plasticità neurale. Il miglioramento funzionale dovuto alla plasticità neurale dopo la SCI potrebbe derivare da una maggiore eccitabilità dei circuiti neurali residui o dalla germinazione degli assoni che è stata dimostrata negli studi sugli animali. Tuttavia, sia l'allenamento fisico che la stimolazione neurale richiedono un gran numero di ripetizioni e la conservazione degli effetti dell'intervento può essere fugace. Pertanto, rimane la necessità di un approccio efficace per migliorare sinergicamente la neuroplasticità in combinazione con altri interventi. È stato dimostrato che il condizionamento ischemico remoto (RIC) promuove la plasticità neurale e può avere vantaggi pratici e teorici, che includono: 1) RIC richiede un'attrezzatura minima (un timer e un dispositivo manuale per la pressione sanguigna); e 2) RIC ha dimostrato di promuovere il fattore 1a inducibile dall'ipossia (HIF-1a) e mediatori antinfiammatori che probabilmente promuovono la neuroplasticità. Infatti, uno studio recente ha dimostrato in soggetti normodotati che l'introduzione del RIC prima di un intervento di apprendimento motorio ha avuto un effetto maggiore e più duraturo sul miglioramento delle prestazioni motorie rispetto al condizionamento fittizio prima dell'apprendimento motorio. In questo studio proposto, i ricercatori indagheranno il RIC abbinato all'allenamento fisico per promuovere la neuroplasticità nei muscoli della mano dopo la SCI cervicale. Questo sarà il primo studio a introdurre RIC nella popolazione LM. I ricercatori ipotizzano che RIC si sinergizzerà in modo acuto con l'allenamento del compito motorio aumentando l'eccitabilità corticospinale. Identificare i meccanismi sottostanti responsabili dell'aumento dell'eccitabilità corticospinale, come 1) aumento dell'attivazione corticale, 2) trasmissione sinaptica rafforzata, 3) miglioramento del reclutamento dei motoneuroni spinali o 4) altri meccanismi è un passo importante per la promozione del recupero funzionale dopo la lesione neurologica. Obiettivo 1: Determinare gli effetti del RIC attivo rispetto al sham prima di un periodo di esercizio di contrazione muscolare sull'eccitabilità motoria corticospinale del muscolo abduttore breve del pollice (APB). Gli investigatori valuteranno anche la facilitazione / inibizione intracorticale e i profili di conduzione dei nervi periferici per localizzare il livello dei cambiamenti nell'eccitabilità corticospinale. Obiettivo 2: indagare gli effetti del RIC attivo rispetto al sham sui mediatori dell'infiammazione sistemica in individui con LM. Gli individui che vivono con LM mostrano spesso segni di infiammazione cronica e altri aspetti della funzione del sistema immunitario disregolata. Studi su adulti normodotati hanno dimostrato che una singola applicazione di RIC può sopprimere l'espressione del gene infiammatorio nei leucociti circolanti 15 minuti e 24 ore dopo. La sovraregolazione delle citochine infiammatorie è associata a una ridotta espressione di geni che promuovono la neuroplasticità, come il BDNF. Qui, i ricercatori determineranno se il RIC riduce l'infiammazione sistemica nelle persone con LM cronica, come avviene negli individui normodotati, misurando un sottoinsieme di mediatori dell'infiammazione nel sangue prima e dopo il RIC. Obiettivo 3: determinare i cambiamenti della frequenza cardiaca (HR), della pressione sanguigna (BP) e della saturazione di ossigeno (SaO2) durante il RIC attivo rispetto a quello sham in individui con cSCI incompleta e soggetti normodotati. Il RIC ha dimostrato di essere sicuro nella popolazione sana, nonché negli individui con malattie cardiache e persino nei pazienti in condizioni critiche con emorragia subaracnoidea. Tuttavia, non ci sono dati che descrivano la sicurezza del RIC nelle persone con LM. Il danno al sistema nervoso autonomo (ANS) contribuisce alla disregolazione cardiovascolare e può alterare le risposte fisiologiche al RIC. Inoltre, la popolazione con LM, in particolare quelli con LM cervicale, ha un diffuso deficit sensoriale, inclusa una limitata capacità di provare dolore/disagio. Gli investigatori non solo registreranno in tempo reale le risposte HR, BP e SaO2 durante il RIC, ma documenteranno anche la scala del dolore e gli eventuali effetti avversi del RIC in individui con cSCI e soggetti normodotati.