척수 손상(SCI) 환자의 대사 건강 (SCI)

장기간 척수 손상(SCI)이 있는 개인의 대사 장애 유병률이 증가함에 따라 예방 및 삶의 질 향상을 위한 조기 개입이 시급히 필요합니다. 척수손상 환자는 종종 상대적으로 젊지만 손상이 시작된 직후 인슐린 저항성과 제2형 당뇨병이 발생할 위험이 높습니다. 골격근은 식이 포도당 처리의 주요 부위이지만 SCI 후 골격근의 적응과 대사 장애의 발달 사이의 관계는 잘 알려져 있지 않습니다. SCI 후 6개월 이내에 하지 근육이 최대 45%까지 위축되고 개인은 건강한 신체(AB) 대조군에 비해 근육 내 지방 수치가 3배 증가합니다. 또한 SCI 후 6개월 이내에 피로 저항성 및 산화성 유형 I 및 유형 IIa 근육 섬유는 산화 대사 장애가 있는 고도로 피로하고 당 분해성 유형 IIax 및 IIx 근육 섬유로 변환됩니다. 적절한 근육량과 대사 기능의 유지는 SCI 환자의 만성 대사 장애를 예방하기 위한 잠재적인 전략으로 목표로 삼은 적이 없습니다. 이러한 유해한 적응의 조기 예방은 SCI 후 몇 달 또는 몇 년 후에 변화를 되돌리려는 시도보다 더 효과적일 것으로 예상됩니다.

SCI 환자의 위축을 역전시키고 골격근 대사를 개선하기 위한 사용 가능한 실험 전략 중에서 신경근 전기 자극(NMES)을 통한 근육 수축이 가장 강력한 접근 방식이라는 합의가 있는 것 같습니다. 연구자들은 최근 장기간 척수손상 환자에서 NMES 저항성 운동을 8주 동안 실시한 결과 유형 IIa 근섬유의 근섬유 크기와 분포가 효과적으로 증가했음을 보여주었습니다. 그러나이 개입은 유형 I 섬유의 분포를 증가시키지 않았습니다. SCI 후 산화, 피로 저항 및 인슐린 민감성 표현형을 유지하기 위해 저항 및 유산소 운동 모두에 대한 주요 분자 적응을 유도하는 새로운 NMES 프로그램이 필요합니다.

여기에서 조사관은 결합된 NMES(Comb-NMES)의 조기 개입을 제안합니다. 이 프로그램은 근육량과 신진대사 기능을 유지하거나 심지어 향상시키는 것을 목표로 전기적으로 유도된 저항과 무릎 신전근군(사두근)에 대한 유산소 운동을 결합합니다. 제안된 Comb-NMES 프로그램은 산화 대사를 개선하고 Type I 섬유를 유지하기 위한 저주파 전기 자극(호기성 훈련)과 위축을 방지하고 Type I 섬유를 유지하기 위한 동적 수축을 통한 고주파(저항 훈련) 전기 자극으로 마비된 무릎 신근 근육에 반복적으로 스트레스를 줍니다. IIa 섬유.

연구자들은 대조군과 비교하여 SCI 후 6주 동안 Comb-NMES로 치료받은 사람들이 주로 마비된 근육량, 섬유질 표현형의 유지에 의해 더 나은 전신 대사 프로필을 유지할 것이라는 다음과 같은 중심 가설을 테스트할 것입니다. 유형 I 및 IIa 섬유의 유지) 및 근육 산화 대사 기능. 조사관은 다음과 같은 특정 목표를 가진 SCI 환자의 통제된 임상 시험에서 이 가설을 테스트할 것입니다.

목표 1: 임상적으로 중요한 대사 기능 측정에 대한 Comb-NMES의 효과를 정량화합니다.

가설 1. 대조군에 비해 Comb-NMES 6주(3일/주)는 더 높은 포도당 내성과 전신 인슐린 감수성을 유지할 것입니다.

목표 2: 근육 대사 및 전반적인 대사 프로파일의 개선을 담당하는 대퇴사두근의 세포, 분자 및 기능적 적응을 정량화합니다.

가설 2.1. 대조군에 비해 6주간의 Comb-NMES(3일/주)는 더 나은 근육 포도당 활용, 산화 대사, 근육 크기, 강도 및 피로 저항뿐만 아니라 건강한 근육 섬유 표현형(유형의 균질한 분포)을 유지할 것입니다. I, IIa 및 IIx 섬유).

가설 2.2. 전체 대사 프로필의 Comb-NMES 유도 개선은 근육 미토콘드리아 기능 및 중간 대사와 관련된 대사산물 서명의 변화에 ​​반영됩니다.