Sympathische-somatomotorische koppeling bij menselijk ruggenmergletsel

De regulatie van cardiovasculaire systemen tijdens spieractiviteit wordt slecht begrepen bij mensen met onvolledige dwarslaesie (SCI). In het verleden zijn verstoringen in de somatomotorische en sympathische controle apart onderzocht bij dwarslaesie. We stellen voor om de koppeling van sympathische en somatomotorische controle te onderzoeken, omdat het relevant is om trainingsparadigma's te oefenen die zijn ontworpen om de somatomotorische functie of fysieke fitheid te verbeteren. Onze aanpak bestaat uit het meten van pees-tikreflexen, vrijwillige spieractivatie en doorbloeding van de knie (onder de blessure) en elleboog (boven de blessure) voor en na sympathische stimuli bestaande uit koudedruktesten, mentale wiskunde en een acute periode van lichaamsbeweging. Deze gegevens zullen informatie verschaffen over sympathische controle van de bloedstroom tijdens spieractiviteit. Ook de plasticiteit van de sympathische somatomotorische koppeling zal onderzocht worden door metingen te doen voor en na een loopbandtrainingsprogramma. Met deze experimenten kunnen we drie doelen bereiken. Doel 1 is het karakteriseren van de koppeling van sympathische en somatomotorische systemen onder het niveau van ruggenmergletsel. Dit doel zal de spinale sympathische en motorische reflexen en hun interacties onderzoeken. Het zal ook onderzoeken hoe de dalende somatomotorische koppeling wordt verstoord door het ruggenmergletsel. In doel 2 zullen we veranderingen identificeren in de interacties van sympathische en somatomotorische systemen boven een dwarslaesie. Vanwege het letsel en de veranderingen die onder het letsel optreden, is de kans groot dat de sympathische-somatomotorische koppeling in de arm verstoord is. Doel 3 zal vervolgens de plasticiteit van sympathische-somatomotorische koppeling na inspanningstraining demonstreren. Er zullen drie verschillende trainingsprogramma's van acht weken worden getest, waaronder 1) loopbandtraining met een inspanningsniveau dat overeenkomt met 70-80% van de HRR 2) loopbandtraining met 30-40% HRR. De oefentraining zal worden getest in een gerandomiseerde cross-over studieopzet met één maand tussen de oefentrainingparadigma's. We verwachten dat er plasticiteit zal zijn van sympathische-somatomotorische koppeling en dat de trainingseffecten van de oefening de controle over deze systemen zullen normaliseren. Vanwege de blessure verwachten we echter dat aanpassingen zullen verschillen van niet-geblesseerde controles.

Deze studie heeft implicaties voor oefentraining bij menselijke dwarslaesie. De koppeling van sympathische en somatomotorische systemen zal naar verwachting afhangen van het feit of oefening gericht is op het boven- of onderlichaam. Het herstel van de functie vereist zowel een verbetering van de bewegingscontrole als van de regulatie van de bloedtoevoer naar actieve spiergroepen. Bovendien is deze studie belangrijk voor het begrijpen van de potentiële impact van loopbandtraining op de cardiovasculaire conditie, een onderwerp dat steeds meer in de belangstelling staat bij mensen met beperkingen in fysieke activiteit.