Wpływ wspomaganego egzoszkieletem chodu w połączeniu z przezskórną stymulacją rdzenia kręgowego na wytrzymałość kości.

Tło: Unieruchomienie prowadzi do utraty masy kostnej, co predysponuje do osteoporozy i złamań, które mogą być powikłane niezespoleniem, infekcją i zakrzepicą żył głębokich. Zmniejszenie skurczów mięśni po URM oraz zwiększone uwalnianie kortyzolu przyczyniają się do stanu katabolicznego, skutkując utratą beztłuszczowej masy tkankowej (LTM) poniżej poziomu uszkodzenia. Sześć miesięcy po całkowitym urazie rdzenia kręgowego z zaburzeniami ruchowymi średni przekrój poprzeczny mięśni (CSA) znacząco zmniejsza się w mięśniach czworogłowych uda, mięśniach kulszowo-goleniowych i przywodzicielach bioder (14-16%), a w mięśniu płaszczkowatym i brzuchatym łydki odpowiednio o 12% i 24%. Po URM mięśnie czworogłowe generują mniejszą całkowitą siłę i siłę na jednostkę powierzchni przy stymulacji elektrycznej za pomocą elektrod powierzchniowych. Ta utrata CSA i siły mięśni kończyn dolnych ogranicza zdolność do stania, chodzenia i zachowania kości – nawet gdyby w przyszłości można było zastosować strategie regeneracji nerwów. Oprócz znacznego zaniku mięśni szkieletowych, osoby z niechodzącym całkowitym urazem rdzenia kręgowego doświadczają również gwałtownej utraty zawartości mineralnej kości (BMC) i gęstości mineralnej kości (BMD) nawet o 1% tygodniowo poniżej poziomu uszkodzenia. U osób z niecałkowitymi urazami ruchowymi, które nie osiągnęły swojego potencjału chodzenia, nadal występuje znaczna utrata masy kostnej z powodu unieruchomienia, która może osiągnąć próg złamania lata po urazie. Ta szybka utrata masy kostnej w ciągu pierwszych dwóch lat po URM powoduje, że objętościowa BMD (vBMD) w DF i PT zmniejsza się odpowiednio o ~50% i 26% w przedziałach beleczkowym i korowym. Podczas przewlekłej fazy URM utrata masy kostnej postępuje wolniej przez całe życie danej osoby. Ta utrata mięśni i kości naraża osoby z URM na wysokie ryzyko złamania kruchości. Ponad 50% osób z URM doświadcza złamania kruchości w ciągu swojego życia.

Cele: Cel 1: Porównanie efektów 108 sesji EAW + pozorowanej tSCS versus EAW + aktywnej tSCS na jednostkę mięśniowo-kostną u uczestników z przewlekłym URM zależnych od wózka inwalidzkiego.

Cel 2 (badawczy): Określenie ostrych odpowiedzi czasowych dla biomarkerów resorpcji i tworzenia kości w surowicy/osoczu, aktywności skurczowej mięśni oraz profili mRNA krążących egzosomów zebranych przed (czas 0), a następnie po 30, 60, 120, 180 minutach oraz 24 i 48 godzinach po ostrej sesji zarówno interwencji treningowych EAW + aktywnej tSCS, jak i EAW + pozorowanej tSCS.

Miejsce: Rekrutacja uczestników, interwencja kliniczna (EAW + pozorowana tSCS versus EAW + aktywna tSCS), zbieranie danych EMG, absorpcjometria rentgenowska podwójnej energii (DXA), ilościowa tomografia komputerowa obwodowa (pQCT), obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI) do pomiaru pola przekroju poprzecznego środkowej części uda oraz odpowiedzi czasowe dla biomarkerów resorpcji i tworzenia kości w surowicy/osoczu i aktywności skurczowej mięśni będą przeprowadzane w Fundacji Kesslera i Centrum Medycznym VA Jamesa J. Petersa.

Projekt: Po spełnieniu kryteriów kwalifikacyjnych, użytkownicy wózków inwalidzkich z przewlekłym URM zostaną zrandomizowani blokowo do grupy EAW + aktywnej tSCS lub grupy EAW + pozorowanej tSCS (n=12 w każdej grupie). Obie grupy otrzymają 60 minut treningu EAW na sesję, łącznie 108 sesji (3 razy w tygodniu przez 36 tygodni). Oprócz treningu EAW, grupa EAW + aktywnej tSCS otrzyma jednoczesną lędźwiowo-krzyżową tSCS ukierunkowaną na aktywację centralnego generatora wzorca lokomocji.

Uczestnicy: Dwudziestu czterech uczestników (12 uczestników/grupa) z URM zostanie zrekrutowanych w ciągu 4 lat i losowo przydzielonych do grupy EAW + pozorowanej tSCS lub EAW + aktywnej tSCS. Pod koniec pierwszego roku około 3 uczestników ukończy protokół.

Miary wyników: Na początku badacze przeprowadzą obrazowanie w celu pomiaru gęstości i wytrzymałości kości, powierzchniowe EMG w celu oceny kurczliwości mięśni oraz odpowiedź czasową dla biomarkerów mięśni i kości w surowicy po ostrej sesji EAW. Badacze ponownie zebiorą te same dane po około 54 sesjach treningowych (punkt środkowy) oraz po 108 sesjach treningowych (punkt czasowy miesiąca 9). Dodatkowo, MRI obu nóg w celu określenia CSA mięśni zostanie przeprowadzony w punkcie wyjściowym i punkcie czasowym miesiąca 9.