Wpływ liczby cykli kondycjonowania niedokrwiennego kończyn zdalnych na poprawę uczenia się (RLICC)

Obecnie wiadomo, że układ nerwowy ma niezwykłą zdolność adaptacyjną. W szczególności ośrodkowy układ nerwowy zachowuje zdolność do reorganizacji struktury i funkcji w odpowiedzi na doświadczenia behawioralne u osób nienaruszonych neurologicznie oraz u osób z urazami neurologicznymi. Uczenie się poznawcze i motoryczne kierują adaptacją ośrodkowego układu nerwowego i są niezbędnymi składnikami skutecznych paradygmatów treningowych.

Istnieje coraz więcej literatury, która sugeruje, że wywołanie przejściowego stanu ogólnoustrojowego niedokrwienia może potencjalnie wywołać plastyczność kręgosłupa, wzmocnić oszczędzone ścieżki do neuronów ruchowych i prowadzić do poprawy regeneracji motorycznej po urazie neurologicznym.1,2 W szczególności wykazano, że codzienne ogólnoustrojowe kondycjonowanie niedokrwienne poprawia zarówno funkcje motoryczne kończyn przednich, jak i oddechowe w modelach gryzoni z przewlekłym urazem kręgosłupa szyjnego.1,3 Co więcej, ogólnoustrojowe kondycjonowanie niedokrwienne skutkowało zwiększoną siłą stawu skokowego (pojedyncza sesja)2 oraz zwiększoną szybkością i wytrzymałością chodu (5 sesji)4 u ludzi z niecałkowitym uszkodzeniem rdzenia kręgowego.

W pokrewnym obszarze badań wykazano, że kondycjonowanie niedokrwienne podawane obwodowo stanowi strategię wykorzystania endogennych zdolności ochronnych organizmu przed śmiertelnymi poziomami niedokrwienia. Dzięki tej technice zastosowanie krótkiego niedokrwienia i reperfuzji do odległego narządu lub tkanki skutkuje znacznie zmniejszonymi uszkodzeniami wynikającymi z późniejszej ekspozycji na niedokrwienie. Na przykład zastosowanie opaski uciskowej i spowodowanie niedotlenienia tylnej kończyny szczura przez 10 minut zmniejszyło zakres nieprawidłowości serca po długotrwałym urazie niedokrwiennym.5 To samo zjawisko wykazano u ludzi. Założenie napompowanego mankietu do pomiaru ciśnienia krwi na kończynę górną lub dolną wykazało skuteczność ochrony u osób poddawanych zabiegom kardiochirurgicznym,6,7 planowym zabiegom chirurgicznym w celu naprawy tętniaka aorty brzusznej8, u których wystąpił zawał mięśnia sercowego9, oraz u osób z objawowym zwężeniem tętnicy wewnątrzczaszkowej.7

Mechanizmy leżące u podstaw neuroplastycznych i neuroprotekcyjnych efektów kondycjonowania niedokrwiennego nie są w pełni poznane. Obecnie literatura wskazuje, że za ochronę i plastyczność odpowiedzialne są zarówno mechanizmy humoralne, jak i neuronalne. Oczywiste jest, że kondycjonowanie niedokrwienne powoduje rozległe efekty fizjologiczne i że obserwowane efekty działają poprzez wiele ścieżek mechanistycznych.

Następnym krokiem translacyjnym jest zbadanie, czy połączenie warunkowania niedokrwiennego z treningiem behawioralnym ma zdolność zwiększania uczenia się motorycznego. W szczególności zastosujemy kondycjonowanie niedokrwienne odległej kończyny (poprzez nadmuchiwanie / opróżnianie mankietu do pomiaru ciśnienia krwi) w celu aktywacji endogennych szlaków wywołujących neuroplastyczność. Jeśli ostatecznie okaże się skuteczny, RLIC może mieć ogromny wpływ na rehabilitację i powrót funkcji motorycznych u osób po udarze mózgu. Ważne jest, aby najpierw rozpocząć to badanie translacyjne u osób nienaruszonych neurologicznie, aby określić optymalne protokoły dla osób po udarze mózgu.

Celem tego badania jest zbadanie wpływu liczby cykli RLIC na uczenie się motoryczne u dorosłych osób nienaruszonych neurologicznie oraz czy uda nam się znaleźć fizjologiczny marker we krwi związany ze skutecznym podawaniem RLIC. Stawiamy hipotezę, że 3 cykle RLIC wystarczą do wzmocnienia pochylenia motorycznego w porównaniu z kondycjonowaniem pozorowanym i że w uczeniu się będzie zależna od dawki (liczba cykli), dzięki czemu trening będzie bardziej wydajny, skuteczny i trwalszy . Określenie liczby cykli niezbędnych do uzyskania korzyści z RLIC jest ważne w opracowaniu najskuteczniejszego i najmniej uciążliwego leczenia dla przyszłych pacjentów z deficytami motorycznymi.