Studie-effecten van intermitterende hypoxie op het herstel van de handfunctie na dwarslaesie

Het doel van de studie is om de effecten te onderzoeken van herhaalde ademhalingsafleveringen van milde intermitterende hypoxie (verminderde zuurstof) training op handkracht en grijpvermogen na letsel aan de cervicale wervelkolom, en om te bepalen of deze veranderingen resulteren in een verbeterde handfunctie. Als dat het geval is, kunnen dergelijke veranderingen wijzen op hypoxie-geïnduceerde spinale plasticiteit (vermogen van het zenuwstelsel om neurale paden te versterken op basis van nieuwe ervaringen), wat zou kunnen resulteren in verbeteringen in handgebruik voor personen met een dwarslaesie (SCI).

Dit idee komt voort uit dierstudies over ademhaling, waarin onderzoekers hebben aangetoond dat intermitterende hypoxie spinale plasticiteit induceert, waardoor neurale verbindingen in het ruggenmerg worden versterkt door een mechanisme dat bekend staat als respiratoire langdurige facilitatie. Blootstelling aan milde hypoxie activeert zuurstofsensoren in het zenuwstelsel, wat resulteert in een cascade van gebeurtenissen, waaronder een verhoogde productie van belangrijke eiwitten en een verhoogde gevoeligheid van de circuits van het ruggenmerg die nodig zijn voor een betere ademhaling.

Omdat eerder werk met diermodellen heeft aangetoond dat vergelijkbare gebeurtenissen plaatsvinden langs niet-respiratoire routes, stellen de onderzoekers voor om te onderzoeken of een vergelijkbaar doseringsschema van dagelijkse, milde intermitterende hypoxie een positieve invloed kan hebben op de functie van de bovenste ledematen bij personen met cervicale dwarslaesie.

Ten eerste veronderstellen de onderzoekers dat dagelijkse blootstelling aan intermitterende hypoxietraining (7 opeenvolgende dagen) zal resulteren in een aanhoudende verbetering van de functie van de voorpoot van de rat die dosisafhankelijk is. Om deze hypothese te testen, zullen de onderzoekers de effecten kwantificeren van variaties in het aantal intermitterende hypoxie-episodes op de functie van de voorpoten bij ratten met verwondingen aan de cervicale wervelkolom.

Ten tweede veronderstellen de onderzoekers dat dagelijkse blootstelling aan intermitterende hypoxietraining de handfunctie zal verbeteren bij personen met letsel aan de cervicale wervelkolom. Om deze hypothese te testen, zullen de onderzoekers het effect van milde intermitterende blootstelling aan hypoxie kwantificeren, met behulp van een protocol dat is afgeleid van het diermodel, op de wilskracht en de grijpfunctie bij personen met cervicale dwarslaesie.

De effecten van milde intermitterende hypoxie, waarvan bekend is dat het de motorische activiteit van de wervelkolom verhoogt, zullen worden beoordeeld als een mogelijke therapeutische interventie om functioneel nuttig handherstel te bevorderen. De resultaten van deze studie zullen waardevol zijn voor het identificeren van nieuwe strategieën om de prikkelbaarheid van spinale neuronen te beheersen en voor het verbeteren van de motorische functie bij personen met een dwarslaesie.