Musculoskeletale plasticiteit na ruggenmergletsel
6 oktober 2022 bijgewerkt door: Richard K Shields
Patiënten met een dwarslaesie (SCI) ervaren metabool syndroom, diabetes, obesitas, decubitus en hart- en vaatziekten veel sneller dan de algemene bevolking. Er is dringend behoefte aan een revalidatiemethode om de systemische metabole gevolgen van dwarslaesie te voorkomen of om te keren. Het doel van deze studie is om de dosis spieractiviteit te bepalen die een oxidatief spierfenotype kan verbeteren en klinische markers van metabole gezondheid en botomzetting bij patiënten met dwarslaesie kan verbeteren. Het langetermijndoel van dit onderzoek is om op lichaamsbeweging gebaseerde interventies te ontwikkelen om secundaire gezondheidsproblemen zoals diabetes te voorkomen en uiteindelijk de gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven (QOL) te beschermen. Specifiek doel 1: Vergelijken van veranderingen in skeletspiergenregulatie bij personen die gedurende 3 jaar een hoogfrequente (HF) actief-weerstandsstand en een laagfrequente (LF) actief-weerstandsstand krijgen. Hypothese 1: De expressie van genen die het skeletspiermetabolisme reguleren, zal ondersteunen dat HF en LF beide een verschuiving naar een oxidatief spierfenotype teweegbrengen. Een nieuwe bevinding zal zijn dat LF een krachtige regulator is van oxidatieve routes in skeletspieren. Specifiek doel 2: Veranderingen in systemische markers van metabole gezondheid en botomzetting vergelijken bij personen met dwarslaesie die gedurende 3 jaar HF of LF krijgen. Hypothese 2: HF en LF zullen zowel de glucose-/insulinespiegel als de HOMA-score (homeostasemodelbeoordeling) verlagen.
Secundair doel: door proefpersonen gerapporteerde kwaliteit van leven meten met behulp van de EQ-5D-enquêtestatistiek. Hypothese 3: HF- en LF-proefpersonen zullen na 3 jaar een trend vertonen in de richting van verbeterde zelfgerapporteerde kwaliteit van leven. Er zal een verband zijn tussen metabole verbetering en verbeterde perceptie van kwaliteit van leven. Deze observaties zullen ondersteunen dat deze interventie een sterke haalbaarheid heeft voor toekomstige klinische vertaling.
Studie Overzicht
Toestand
Voltooid
Conditie
Studietype
Ingrijpend
Inschrijving (Werkelijk)
71
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
In dit gedeelte vindt u de contactgegevens van degenen die het onderzoek uitvoeren en informatie over waar dit onderzoek wordt uitgevoerd.
Studie Locaties
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Verenigde Staten, 52242
- University of Iowa
-
-
Deelname Criteria
Onderzoekers zoeken naar mensen die aan een bepaalde beschrijving voldoen, de zogenaamde geschiktheidscriteria. Enkele voorbeelden van deze criteria zijn iemands algemene gezondheidstoestand of eerdere behandelingen.
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
21 jaar tot 60 jaar (Volwassen)
Accepteert gezonde vrijwilligers
Nee
Geslachten die in aanmerking komen voor studie
Allemaal
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Motor compleet SCI (AIS A-B)
Uitsluitingscriteria:
- Decubitus
- Chronische infectie
- Spiercontracturen van de onderste ledematen
- Diepe veneuze trombose
- Bloedstoornis
- Recente ledemaatfracturen
- Elke comorbide ziekte waarvan bekend is dat deze het botmetabolisme beïnvloedt (zoals disfunctie van de bijschildklier)
- Zwangerschap
- Geneesmiddelen tegen osteoporose
- Vitamine D-supplementen
- Metformine of andere medicijnen voor diabetes.
Studie plan
Dit gedeelte bevat details van het studieplan, inclusief hoe de studie is opgezet en wat de studie meet.
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Fundamentele wetenschap
- Toewijzing: Niet-gerandomiseerd
- Interventioneel model: Parallelle opdracht
- Masker: Geen (open label)
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Acute genregulatie
Aanpassingen in genregulatie als reactie op elektrisch geïnduceerde oefening van één sessie
|
Een enkele sessie elektrisch geïnduceerde oefeningen voor de quadriceps- en hamstringspiergroepen van mensen met verlamming.
|
|
Experimenteel: Opleidingsstudie
Aanpassingen in genregulatie, metabole markers en subject-rapportstatistieken als reactie op tot wel 3 jaar elektrisch geïnduceerde inspanning
|
Meerdere sessies van elektrisch geïnduceerde oefeningen voor de quadriceps- en hamstringspiergroepen gedurende maximaal 3 jaar bij mensen met verlamming.
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Acute genregulatie: MSTN
Tijdsspanne: 3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
Acuut poststimulatie-effect op expressie van skeletspiermyostatine (MSTN), gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
|
Acute genregulatie: PGC1-alfa
Tijdsspanne: 3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
Acuut poststimulatie-effect op skeletspier peroxisoom proliferator-geactiveerde receptor gamma-coactivator alfa (PGC1-alfa) expressie, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
|
Acute genregulatie: PDK4
Tijdsspanne: 3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
Acuut poststimulatie-effect op skeletspierpyruvaatdehydrogenasekinase, isozyme 4 (PDK4-alpha)-expressie, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
|
Acute genregulatie: SDHB
Tijdsspanne: 3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
Acuut poststimulatie-effect op skeletspiersuccinaatdehydrogenase-B (SDHB) -expressie, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
3 uur na een enkele sessie elektrische stimulatie
|
|
Genregulatie na de training: MSTN
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Expressie van skeletspiermyostatin (MSTN) vóór en na de training, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
tot 3 jaar
|
|
Genregulatie na de training: PGC1-alpha
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training skeletspier peroxisoom proliferator-geactiveerde receptor gamma-coactivator alfa (PGC1-alfa) expressie, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
tot 3 jaar
|
|
Genregulatie na de training: PDK4
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training skeletspierpyruvaatdehydrogenasekinase, isozyme 4 (PDK4-alpha)-expressie, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
tot 3 jaar
|
|
Genregulatie na de training: SDHB
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Expressie van skeletspiersuccinaatdehydrogenase-B (SDHB) vóór en na de training, gemeten via spierbiopsie en exon-array-analyse.
Samenvatting van de sondes en normalisatie van de sondeset werden uitgevoerd met behulp van een robuust multichip-gemiddelde, waaronder achtergrondcorrectie, kwantielnormalisatie, log2-transformatie en samenvatting van de mediaan-polijstsondeset. 0 staat voor geen mRNA-expressie en hogere waarden vertegenwoordigen een grotere expressie in vergelijking met alle genen in de microarray.
|
tot 3 jaar
|
|
Metabolisme na de training: nuchtere glucose
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training nuchtere glucose, gemeten via aderpunctie en standaard laboratoriumtesten
|
tot 3 jaar
|
|
Metabolisme na de training: nuchtere insuline
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training nuchtere insuline, gemeten via venapunctie en standaard laboratoriumtesten
|
tot 3 jaar
|
|
Metabolisme na de training: HOMA-score
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
HOMA-score voor en na de training, berekend via de Homeostasis Model Assessment-vergelijking. Maximum-/minimumwaarden: niet van toepassing. Scores >2 zijn indicatief voor insulineresistentie. |
tot 3 jaar
|
|
Botomzetting na de training: osteocalcine
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training serum osteocalcine, gemeten via venapunctie en enzym-gekoppelde immunosorbent-assay
|
tot 3 jaar
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Post-training Subject-rapport Maatregelen: EQ-5D
Tijdsspanne: tot 3 jaar
|
Pre- en post-training QALY (quality-adjusted life-years) via het EQ-5D subject-report survey-instrument. Schaal varieert van -0,287 tot 0,992. Hogere waarden duidden op een hogere zelf ervaren gezondheidstoestand. |
tot 3 jaar
|
Medewerkers en onderzoekers
Hier vindt u mensen en organisaties die betrokken zijn bij dit onderzoek.
Sponsor
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Richard K Shields, PhD, PT, University of Iowa
Publicaties en nuttige links
De persoon die verantwoordelijk is voor het invoeren van informatie over het onderzoek stelt deze publicaties vrijwillig ter beschikking. Dit kan gaan over alles wat met het onderzoek te maken heeft.
Algemene publicaties
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
- Dudley-Javoroski S, Littmann AE, Iguchi M, Shields RK. Doublet stimulation protocol to minimize musculoskeletal stress during paralyzed quadriceps muscle testing. J Appl Physiol (1985). 2008 Jun;104(6):1574-82. doi: 10.1152/japplphysiol.00892.2007. Epub 2008 Apr 24.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Assessment of physical function and secondary complications after complete spinal cord injury. Disabil Rehabil. 2006 Jan 30;28(2):103-10. doi: 10.1080/09638280500163828.
- Adams CM, Suneja M, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Altered mRNA expression after long-term soleus electrical stimulation training in humans with paralysis. Muscle Nerve. 2011 Jan;43(1):65-75. doi: 10.1002/mus.21831.
- Frey Law LA, Shields RK. Femoral loads during passive, active, and active-resistive stance after spinal cord injury: a mathematical model. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2004 Mar;19(3):313-21. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2003.12.005.
- Kunkel SD, Suneja M, Ebert SM, Bongers KS, Fox DK, Malmberg SE, Alipour F, Shields RK, Adams CM. mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):627-38. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.020.
- McHenry CL, Wu J, Shields RK. Potential regenerative rehabilitation technology: implications of mechanical stimuli to tissue health. BMC Res Notes. 2014 Jun 3;7:334. doi: 10.1186/1756-0500-7-334.
- McHenry CL, Shields RK. A biomechanical analysis of exercise in standing, supine, and seated positions: Implications for individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2012 May;35(3):140-7. doi: 10.1179/2045772312Y.0000000011.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. A minimal dose of electrically induced muscle activity regulates distinct gene signaling pathways in humans with spinal cord injury. PLoS One. 2014 Dec 22;9(12):e115791. doi: 10.1371/journal.pone.0115791. eCollection 2014.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. Low force contractions induce fatigue consistent with muscle mRNA expression in people with spinal cord injury. Physiol Rep. 2014 Feb 25;2(2):e00248. doi: 10.1002/phy2.248. eCollection 2014 Feb 1.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Monitoring standing wheelchair use after spinal cord injury: a case report. Disabil Rehabil. 2005 Feb 4;27(3):142-6. doi: 10.1080/09638280400009337.
- Petrie M, Suneja M, Shields RK. Low-frequency stimulation regulates metabolic gene expression in paralyzed muscle. J Appl Physiol (1985). 2015 Mar 15;118(6):723-31. doi: 10.1152/japplphysiol.00628.2014. Epub 2015 Jan 29.
- Zhorne R, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Skeletal muscle activity and CNS neuro-plasticity. Neural Regen Res. 2016 Jan;11(1):69-70. doi: 10.4103/1673-5374.169623. No abstract available.
- Petrie MA, Kimball AL, McHenry CL, Suneja M, Yen CL, Sharma A, Shields RK. Distinct Skeletal Muscle Gene Regulation from Active Contraction, Passive Vibration, and Whole Body Heat Stress in Humans. PLoS One. 2016 Aug 3;11(8):e0160594. doi: 10.1371/journal.pone.0160594. eCollection 2016.
- Shields RK. Turning Over the Hourglass. Phys Ther. 2017 Oct 1;97(10):949-963. doi: 10.1093/ptj/pzx072.
- Woelfel JR, Kimball AL, Yen CL, Shields RK. Low-Force Muscle Activity Regulates Energy Expenditure after Spinal Cord Injury. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):870-878. doi: 10.1249/MSS.0000000000001187.
- Yen CL, McHenry CL, Petrie MA, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Vibration training after chronic spinal cord injury: Evidence for persistent segmental plasticity. Neurosci Lett. 2017 Apr 24;647:129-132. doi: 10.1016/j.neulet.2017.03.019. Epub 2017 Mar 16.
- Oza PD, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Modulation of H-Reflex Depression with Paired-Pulse Stimulation in Healthy Active Humans. Rehabil Res Pract. 2017;2017:5107097. doi: 10.1155/2017/5107097. Epub 2017 Oct 31.
- Woelfel JR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Precision Physical Therapy: Exercise, the Epigenome, and the Heritability of Environmentally Modified Traits. Phys Ther. 2018 Nov 1;98(11):946-952. doi: 10.1093/ptj/pzy092.
- Cole KR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Hybrid stimulation enhances torque as a function of muscle fusion in human paralyzed and non-paralyzed skeletal muscle. J Spinal Cord Med. 2019 Sep;42(5):562-570. doi: 10.1080/10790268.2018.1485312. Epub 2018 Jun 20.
- Dudley-Javoroski S, Lee J, Shields RK. Cognitive function, quality of life, and aging: relationships in individuals with and without spinal cord injury. Physiother Theory Pract. 2022 Jan;38(1):36-45. doi: 10.1080/09593985.2020.1712755. Epub 2020 Jan 8.
- Petrie MA, Sharma A, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Impact of short- and long-term electrically induced muscle exercise on gene signaling pathways, gene expression, and PGC1a methylation in men with spinal cord injury. Physiol Genomics. 2020 Feb 1;52(2):71-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00064.2019. Epub 2019 Dec 23.
- Lee J, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Motor demands of cognitive testing may artificially reduce executive function scores in individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2021 Mar;44(2):253-261. doi: 10.1080/10790268.2019.1597482. Epub 2019 Apr 3.
- Shields RK. Precision Rehabilitation: How Lifelong Healthy Behaviors Modulate Biology, Determine Health, and Affect Populations. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab248. doi: 10.1093/ptj/pzab248. No abstract available.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
- Petrie MA, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Genomic and Epigenomic Evaluation of Electrically Induced Exercise in People With Spinal Cord Injury: Application to Precision Rehabilitation. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab243. doi: 10.1093/ptj/pzab243.
Studie record data
Deze datums volgen de voortgang van het onderzoeksdossier en de samenvatting van de ingediende resultaten bij ClinicalTrials.gov. Studieverslagen en gerapporteerde resultaten worden beoordeeld door de National Library of Medicine (NLM) om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan specifieke kwaliteitscontrolenormen voordat ze op de openbare website worden geplaatst.
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Werkelijk)
1 mei 2015
Primaire voltooiing (Werkelijk)
18 november 2021
Studie voltooiing (Werkelijk)
18 november 2021
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
2 december 2015
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
3 december 2015
Eerst geplaatst (Schatting)
4 december 2015
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
4 november 2022
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
6 oktober 2022
Laatst geverifieerd
1 augustus 2022
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
Andere studie-ID-nummers
- 200412709
- R01HD084645 (Subsidie/contract van de Amerikaanse NIH)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
NEE
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .