脊髄損傷（SCI）患者のメタボリックヘルス (SCI)

長年の脊髄損傷 (SCI) を持つ個人における代謝障害の有病率の上昇は、予防と生活の質の改善のための早期介入の緊急の必要性を強調しています。 脊髄損傷者は、多くの場合比較的若いが、損傷の発症直後にインスリン抵抗性と 2 型糖尿病を発症するリスクが高い. 骨格筋は食事によるブドウ糖処理の主要な部位ですが、SCI 後の骨格筋の適応と代謝障害の発生との関係はまだよくわかっていません。 SCI 後 6 か月以内に、下肢の筋肉が最大 45% 萎縮し、健常者 (AB) の対照と比較して、筋肉内脂肪レベルが 3 倍に増加します。 さらに、SCI 後 6 か月以内に、疲労抵抗性で酸化的なタイプ I およびタイプ IIa の筋線維は、酸化代謝が損なわれた非常に疲労しやすい解糖系のタイプ IIax および IIx の筋線維に変化します。 適切な筋肉量と代謝機能の維持は、SCI 患者の慢性代謝障害を予防するための潜在的な戦略として目標にされたことはありません。 これらの有害な適応の早期予防は、SCI の数か月または数年後に変化を元に戻そうとするよりも効果的であると予想されます。

SCI患者の萎縮を逆転させ、骨格筋の代謝を改善するために利用可能な実験的戦略の中で、神経筋電気刺激（NMES）による筋肉収縮が最も強力なアプローチであるというコンセンサスがあるようです. 研究者は最近、長期にわたるSCIを持つ人々の8週間のNMES耐性運動が、筋線維のサイズとIIa型筋線維の分布を効果的に増加させることを示しました。ただし、この介入はタイプ I 線維の分布を増加させませんでした。 SCI 後の酸化、疲労耐性、およびインスリン感受性の表現型を維持するために、抵抗運動と有酸素運動の両方に対する重要な分子適応を誘導する新しい NMES プログラムが必要です。

ここで、研究者は、組み合わせた NMES (Comb-NMES) の早期介入を提案します。 このプログラムは、筋肉量と代謝機能を維持または改善することを目的として、電気的に誘発される抵抗と膝伸筋群 (大腿四頭筋) の有酸素運動を組み合わせます。 提案された Comb-NMES プログラムは、酸化的代謝を改善して I 型繊維を保持するための低周波電気刺激 (有酸素トレーニング) と、萎縮を防ぎ、タイプ I 繊維を保持するための動的収縮を伴う高周波 (レジスタンス トレーニング) 電気刺激の両方で、麻痺した膝伸筋に繰り返しストレスを与えます。 IIa繊維。

研究者らは、対照群と比較して、脊髄損傷後 6 週間早期に Comb-NMES で治療された人は、主に麻痺した筋肉量、繊維表現型の維持によって、より良い全身代謝プロファイルを維持するという次の中心的な仮説をテストします (タイプ I および IIa 繊維の維持）、および筋肉の酸化的代謝機能。 研究者は、以下の特定の目的で、SCI患者の対照臨床試験でこの仮説をテストします。

目的 1: 代謝機能の臨床的に重要な測定値に対する Comb-NMES の効果を定量化します。

仮説1。 対照群と比較して、6 週間の Comb-NMES (週 3 日) は、より高い耐糖能と全身のインスリン感受性を維持します。

目的 2: 筋肉の代謝と全体的な代謝プロファイルの改善に関与する大腿四頭筋の細胞、分子、および機能の適応を定量化します。

仮説 2.1. 対照群と比較して、6 週間の Comb-NMES (週 3 日) は、より良い筋肉グルコース利用、酸化代謝、筋肉サイズ、強さ、および疲労抵抗、ならびに健康な筋線維表現型 (型の均一な分布) を維持します。 I、IIa、および IIx 繊維)。

仮説 2.2. Comb-NMES による全体的な代謝プロファイルの改善は、筋肉のミトコンドリア機能と中間代謝に関連する代謝産物の特徴の変化に反映されます。