Długotrwała aktywność i kontrola metaboliczna po urazie rdzenia kręgowego

Mięśnie szkieletowe są kluczowym narządem regulującym poziom glukozy i insuliny w organizmie jako całości, a adaptacje mięśni po urazie rdzenia kręgowego (SCI) poważnie osłabiają tę zdolność. Współczesna rehabilitacja po urazie rdzenia kręgowego u osób z całkowitym urazem rdzenia nie interweniuje w celu ochrony funkcji sparaliżowanego mięśnia szkieletowego jako kluczowego regulatora homeostazy metabolicznej. Poprzez swój szkodliwy wpływ na wiele układów, choroby metaboliczne są jednym z głównych źródeł zachorowalności, śmiertelności i kosztów opieki zdrowotnej w tej populacji.

W populacji osób, które nie doznały SCI, wszechobecne, częste skurcze mięśni o małej sile mogą zwiększyć wydatek energetyczny o 50,3% w porównaniu z poziomem siedzenia. Utrata tego składnika aktywności mięśniowej przyczynia się do zachwiania równowagi energetycznej i dysregulacji metabolicznej obserwowanej w SCI. Subsydiowanie skurczów mięśni o małej sile może stanowić ważny bodziec metaboliczny dla osób po urazie rdzenia kręgowego. Znaczenie tego badania polega na tym, że opiera się ono na wcześniejszych pracach wykazujących zdrowe transkrypcyjne i translacyjne adaptacje genów w odpowiedzi na trening stymulacji elektrycznej w SCI. Te adaptacje mogą zapoczątkować poprawę ogólnoustrojowych biomarkerów zdrowia metabolicznego oraz poprawę wtórnych warunków zdrowotnych i jakości życia związanej ze zdrowiem.

W naszej poprzedniej pracy wykazaliśmy, że regularna stymulacja elektryczna sparaliżowanych mięśni zwiększa regulację PGC-1α, kluczowego koaktywatora transkrypcji dla mięśni szkieletowych i adaptacji metabolicznej. Nasza poprzednia praca wskazuje również, że stymulacja elektryczna zmienia ekspresję genów kontrolujących biogenezę mitochondriów. Jednak niewiele wiemy na temat optymalnej ilości wywołanej elektrycznie aktywności mięśni, jaką należy dostarczyć, aby promować pozytywne adaptacje metaboliczne. Długotrwałe skurcze o niskiej sile są prawdopodobnie najbardziej korzystne dla promowania stabilności metabolicznej u osób z przewlekłym SCI, które również mają osteoporozę i nie są w stanie uzyskać skurczów mięśni o dużej sile wywołanych konwencjonalnymi protokołami rehabilitacji. To badanie będzie interweniować z protokołem długotrwałej stymulacji mięśni o niskiej sile, zaprojektowanej w celu zainicjowania ogólnoustrojowych adaptacji metabolicznych. W proponowanym badaniu stawiamy hipotezę, że adaptacje na poziomie genów przyniosą poprawę wykorzystania glukozy na poziomie tkanek, co ułatwi systemową poprawę klinicznych markerów kontroli metabolicznej, czego kulminacją będzie mniej wtórnych schorzeń i poprawa jakości życia związanej ze zdrowiem.