Camminata assistita da esoscheletro combinata con stimolazione spinale transcutanea: effetto sui biomarcatori di imaging e sierici della massa muscolare scheletrica e della forza ossea.

Background: L'immobilizzazione comporta una perdita ossea che predispone all'osteoporosi e alle fratture, che possono essere complicate da mancata consolidazione, infezione e trombosi venosa profonda. La ridotta contrazione muscolare dopo la SCI e l'elevato rilascio di cortisolo contribuiscono a uno stato catabolico, determinando una perdita di massa magra (LTM) al di sotto del livello della lesione. Sei mesi dopo una SCI motoria completa, l'area della sezione trasversale (CSA) media dei muscoli diminuisce significativamente a livello del quadricipite, degli ischiocrurali e degli adduttori dell'anca (14-16%), e rispettivamente del 12% e del 24% al soleo e al gastrocnemio. Dopo la SCI, i muscoli del quadricipite generano meno forza totale e forza per unità di area quando stimolati elettricamente tramite elettrodi di superficie. Questa perdita di CSA muscolare e forza negli arti inferiori limita la capacità di stare in piedi, deambulare e preservare l'osso, anche se in futuro potessero essere implementate strategie di rigenerazione neurale. Oltre alla marcata atrofia muscolare scheletrica, le persone con SCI motoria completa non ambulatoria sperimentano anche una rapida perdita di contenuto minerale osseo (BMC) e densità minerale ossea (BMD) fino all'1% a settimana al di sotto del livello della lesione. Negli individui con lesioni motorie incomplete che non hanno raggiunto il loro potenziale ambulatorio, c'è comunque una considerevole perdita ossea dovuta all'immobilizzazione che può raggiungere la soglia di frattura anni dopo l'infortunio. Questa rapida perdita ossea durante i primi due anni dopo la SCI comporta una diminuzione della BMD volumetrica (vBMD) a livello del DF e del PT di circa il 50% e il 26% rispettivamente nei compartimenti trabecolare e corticale. Durante la fase cronica della SCI, la perdita ossea continua più lentamente per tutta la vita dell'individuo. Questa perdita di muscolo e osso espone gli individui con SCI ad un alto rischio di fratture da fragilità. Più del 50% degli individui con SCI sperimenta una frattura da fragilità nel corso della vita. Objectives: Obiettivo 1: Confrontare gli effetti di 108 sessioni di EAW + tSCS fittizia rispetto a EAW + tSCS attiva sull'unità muscolo-ossea in partecipanti con SCI cronica dipendenti dalla sedia a rotelle. Obiettivo 2 (esplorativo): Determinare le risposte temporali acute per i biomarcatori sierici/plasmatici del riassorbimento e della formazione ossea, dell'attività contrattile muscolare e i profili mRNA degli esosomi circolanti raccolti prima (tempo 0), e nuovamente a 30, 60, 120, 180 minuti e 24 e 48 ore dopo una sessione acuta di entrambi gli interventi di allenamento EAW + tSCS attiva e EAW + tSCS fittizia. Setting: L'arruolamento dei partecipanti, l'intervento dello studio clinico (EAW + tSCS fittizia versus EAW + tSCS attiva), la raccolta dei dati EMG, l'assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA), la tomografia computerizzata quantitativa periferica (pQCT), la risonanza magnetica (MRI) per misurare l'area della sezione trasversale della coscia media, e le risposte temporali per i biomarcatori sierici/plasmatici del riassorbimento e della formazione ossea e dell'attività contrattile muscolare saranno eseguite presso la Kessler Foundation e il James J. Peters VA Medical Center. Design: Dopo aver soddisfatto i criteri di eleggibilità, gli utenti di sedia a rotelle con SCI cronica saranno randomizzati a blocchi nel gruppo EAW + tSCS attiva o nel gruppo EAW + tSCS fittizia (n=12 in ciascun gruppo). Entrambi i gruppi riceveranno 60 minuti di allenamento EAW su terreno per sessione, per un totale di 108 sessioni (3 volte a settimana per 36 settimane). Oltre all'allenamento EAW, il gruppo EAW + tSCS attiva riceverà simultaneamente tSCS lombosacrale mirata ad attivare il generatore centrale di pattern locomotori. Participants: Ventiquattro partecipanti (12 partecipanti/gruppo) con SCI saranno reclutati in un periodo di 4 anni e assegnati casualmente a un gruppo EAW + tSCS fittizia o EAW + tSCS attiva. Alla fine del primo anno, circa 3 partecipanti avranno completato il protocollo. Outcome measures: Al basale, gli investigatori eseguiranno imaging per misurare la densità e la resistenza ossea, EMG di superficie per valutare la contrattilità muscolare, e una risposta temporale per i biomarcatori sierici muscolari e ossei dopo un episodio acuto di EAW. Gli investigatori acquisiranno nuovamente questi stessi dati dopo circa 54 sessioni di allenamento (punto medio), e dopo 108 sessioni di allenamento (punto temporale del mese 9). Inoltre, la MRI di entrambe le gambe per la CSA muscolare sarà eseguita al basale e al punto temporale del mese 9.