Regulacja przepływu krwi i funkcja nerwowo-mięśniowa po udarze

W tym badaniu zbadana zostanie regulacja obwodowego przepływu krwi w ćwiczących mięśniach osób po udarze i określenie związku między przekrwionym przepływem krwi a wielkością funkcjonalnej sympatolizy za pomocą pomiarów zmęczenia mięśni. W Celu 3 badacze przeprowadzą równoległe, randomizowane, kontrolowane badanie kliniczne z podwójnie ślepą próbą, w którym zbadany zostanie wpływ warunkowania niedokrwiennego na funkcjonalną reakcję sympatolizy, odporność na zmęczenie mięśni i wskaźniki męczliwości mięśni. W sumie badacze zamierzają zrekrutować 60 osób, które przeżyły przewlekły udar, oraz 20 osób z grupy kontrolnej dobranych pod względem wieku i płci. Osoby, które przebyły udar, będą rekrutowane z baz danych zgodnych z HIPAA oraz z przychodni leczenia udarów na Wydziale Medycyny Fizycznej i Rehabilitacji Medical College of Wisconsin.

W ramach Celu 1 badacze proponują rekrutację 20 osób, które przebyły przewlekły udar mózgu oraz 20 osób z grupy kontrolnej dobranych pod względem wieku i płci. Osoby, które przeżyły udar, zostaną poproszone o odbycie sześciu wizyt w laboratoriach na Uniwersytecie Marquette i Medical College of Wisconsin, a badacze dokonają pomiarów zarówno nóg niedowładnych, jak i zdrowych (trzy sesje testowe na każdej nodze). Uczestnicy kontroli zostaną poproszeni o trzykrotne wizyty w laboratoriach, a badacze sprawdzą nogę dominującą. Podczas jednej wizyty oceniana będzie funkcjonalna reakcja sympatolizy, poprzez wykonanie przez uczestników izometrycznych, powtarzanych skurczów prostowników stawu kolanowego o wartości 40% maksymalnego momentu dobrowolnego skurczu izometrycznego (MVIC) na dynamometrze Biodex przez łącznie siedem minut. Podczas ostatnich dwóch minut protokołu ćwiczeń stopa niećwiczącej nogi zostanie umieszczona w łaźni lodowej, aby zwiększyć aktywność współczulnego układu nerwowego. Ciśnienie krwi i przepływ krwi przez powierzchowną tętnicę udową będą stale monitorowane, a wielkość odpowiedzi funkcjonalnej sympatolizy będzie obliczana jako zmiana przewodnictwa naczyniowego w nogach od stanu kontrolnego wysiłku do stanu wysiłku + lodu. Podczas oddzielnej wizyty noga testowa wykona pojedynczy, izometryczny, trwały, męczący skurcz mięśni z mięśniami prostownikami kolana, równy 30% MVIC. Szybkość wyzwalania jednostek motorycznych będzie mierzona w sposób ciągły podczas skurczu mięśnia za pomocą elektromiografu powierzchniowego (EMG). Wreszcie podczas trzeciej sesji testowej akumulacja metabolitów mięśniowych będzie mierzona podczas izometrycznych skurczów prostowników kolana za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego 31P (MRS). Po zakończeniu wszystkich sesji testowych badacze porównają wielkość funkcjonalnej sympatolizy pomiędzy trzema grupami testowymi (noga niedowładna, noga nie niedowładna, noga kontrolna) i sprawdzą, czy istnieje związek pomiędzy wielkością funkcjonalnej sympatolizy a 1) czasem na zmęczenie mięśni, 2) zmianę szybkości wyzwalania jednostek motorycznych podczas męczącego skurczu mięśni i 3) gromadzenie się metabolitów w mięśniach (szczytowe stężenie H2PO4) podczas męczących skurczów.

W ramach Celu 2 badacze zrekrutują także 20 osób, które przebyły przewlekły udar, oraz 20 osób z grupy kontrolnej dobranych pod względem wieku i płci. Uczestnicy, którzy ukończyli Cel 1, zostaną również poproszeni o realizację Celu 2. Osoby, które przebyły udar, zostaną poproszone o dwie wizyty w Jednostce Badań Translacyjnych w Medical College of Wisconsin, natomiast uczestnicy kontrolni zostaną poproszeni o jedną wizytę. Podczas tych wizyt badacze oddzielnie zbadają wazoaktywne działanie noradrenaliny i acetylocholiny +/- inhibitora śródbłonkowego tlenku azotu L-NAME w mikrokrążeniu skórnym nóg za pomocą laserowej przepływomierzy dopplerowskich i mikrodializy skórnej. Badacze obliczą zmianę przewodnictwa naczyń skórnych dla każdego podawanego we wlewie związku i porównają maksymalną zmianę pomiędzy trzema grupami (noga niedowładna, noga nie niedowładna i noga kontrolna). Badacze zbadają także związek pomiędzy maksymalną zmianą przewodnictwa naczyń skórnych podczas wlewu acetylocholiny (tj. maksymalnym rozszerzeniem naczyń) a 1) wielkością funkcjonalnej sympatolizy, 2) czasem do zmęczenia mięśni, 3) zmianą szybkości wyzwalania jednostek motorycznych podczas męczącego skurczu mięśni oraz 4) gromadzenie się metabolitów w mięśniach (szczytowe stężenie H2PO4) podczas męczących skurczów.

W Celu 3 badacze przeprowadzą równoległe, randomizowane, kontrolowane badanie kliniczne z podwójnie ślepą próbą, w którym uczestnicy badania zostaną włączeni albo do grupy interwencyjnej pacjentów z kondycjonowaniem niedokrwiennym (IC), albo do grupy kontrolnej IC-Sham. Badacze zarejestrują w sumie 40 osób, które przeżyły chroniczny udar mózgu (20 osób podzielonych na dwie grupy), a badacze przeprowadzą badania wyłącznie na nodze niedowładnej. Uczestnicy badania zostaną poproszeni o odbycie łącznie dziesięciu wizyt w laboratoriach na Uniwersytecie Marquette i Medical College of Wisconsin w ciągu sześciu tygodni. Uczestnicy obu grup otrzymają podręczny ciśnieniomierz i mankiet do pomiaru ciśnienia krwi, a interwencja będzie przeprowadzana w domu co drugi dzień (w sumie sześć sesji). W przypadku grupy IC mankiet należy założyć wokół bliższego, niedowładnego uda i napompować do 225 mmHg przez 5 minut, u uczestników w pozycji na plecach lub półleżącej, a następnie puścić na 5 minut okresu rekonwalescencji. Przeprowadzonych zostanie pięć cykli inflacji/ożywienia. IC Sham będzie miał taką samą konfigurację fizyczną jak powyżej, ale mankiet będzie napompowany tylko do 10 mmHg. Ten sam zestaw testów opisany w Celu 1 zostanie przeprowadzony na początku badania, bezpośrednio po dwutygodniowej interwencji i dwa tygodnie po zakończeniu okresu interwencji. Badacze ustalą, czy reakcja na funkcjonalną sympatolizę poprawiła się w grupie IC w porównaniu z grupą IC-Sham i zbadają zależności między zmianą w funkcjonalnej sympatolizie a 1) czasem do wystąpienia zmęczenia mięśni, 2) zmianą szybkości wyzwalania jednostek motorycznych podczas wysiłku fizycznego. męczące skurcze mięśni i 3) gromadzenie się metabolitów w mięśniach (w szczególności maksymalne stężenie H2PO4) podczas męczących skurczów.