Chodzenie wspomagane egzoszkieletem w połączeniu z przezskórną stymulacją rdzenia kręgowego: wpływ na obrazowanie i biomarkery surowicy dotyczące masy mięśni szkieletowych i wytrzymałości kości.

Tło: Unieruchomienie prowadzi do utraty masy kostnej, co predysponuje do osteoporozy i złamań, które mogą być skomplikowane przez brak zrostu, infekcję i zakrzepicę żył głębokich.
Zmniejszona kurczliwość mięśni po SCI i zwiększone uwalnianie kortyzolu przyczyniają się do stanu katabolicznego, skutkując utratą beztłuszczowej masy tkankowej (LTM) poniżej poziomu uszkodzenia.
Sześć miesięcy po całkowitym uszkodzeniu ruchowym SCI, średni przekrój poprzeczny mięśnia (CSA) znacząco zmniejsza się w mięśniach czworogłowych uda, mięśniach kulszowo-goleniowych i przywodzicielach biodra (14-16%), oraz odpowiednio o 12% i 24% w mięśniu brzuchatym łydki i mięśniu płaszczkowatym.
Po SCI, mięśnie czworogłowe uda generują mniejszą całkowitą siłę i siłę na jednostkę powierzchni, gdy są pobudzane elektrostymulacją za pomocą elektrod powierzchniowych.
Ta utrata CSA mięśni i siły w kończynach dolnych ogranicza zdolność do stania, chodzenia i zachowania kości – nawet jeśli strategie regeneracji nerwowej mogłyby zostać wdrożone w przyszłości.
Oprócz znacznego zaniku mięśni szkieletowych, osoby z niechodzącym całkowitym uszkodzeniem ruchowym SCI doświadczają również gwałtownej utraty zawartości mineralnej kości (BMC) i gęstości mineralnej kości (BMD) nawet o 1% tygodniowo poniżej poziomu uszkodzenia.
U osób z niepełnymi uszkodzeniami 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 SCI powoduje, że objętościowa BMD (vBMD) w DF i PT zmniejsza się odpowiednio o ~50% i 26% w przedziałach beleczkowym i korowym.
Podczas przewlekłej fazy SCI utrata masy kostnej postępuje wolniej przez całe życie osoby.
Ta utrata mięśni i kości naraża osoby z SCI na wysokie ryzyko złamania kruchości.
Ponad 50% osób z SCI 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 SCI zależnych od wózka inwalidzkiego.
Cel 2 (eksploracyjny): Określenie ostrych odpowiedzi czasowych dla biomarkerów resorpcji i formowania kości w surowicy/osoczu, aktywności kurczliwej 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 obu interwencji treningowych EAW + aktywnej tSCS i EAW + pozorowanej tSCS.
Miejsce: Rekrutacja uczestników, interwencja kliniczna (EAW + pozorowana tSCS versus EAW + aktywna tSCS), zbiór danych EMG, absorpcjometria rentgenowska podwójnej energii (DXA), ilościowa tomografia komputerowa obwodowa (pQCT), obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI) do pomiaru przekroju poprzecznego środkowej części uda oraz odpowiedzi czasowe dla biomarkerów resorpcji i formowania kości w surowicy/osoczu i aktywności kurczliwej mięśni będą przeprowadzane w Kessler Foundation i James J. Peters VA Medical Center.
Projekt: Po spełnieniu kryteriów kwalifikacyjnych, użytkownicy wózków inwalidzkich z przewlekłym SCI zostaną zrandomizowani blokowo do grupy EAW + aktywnej tSCS lub grupy EAW + pozorowanej tSCS (n=12 w każdej grupie).
Obie grupy będą otrzymywać 60 minut treningu EAW na sesję, w sumie 108 sesji (3 razy w tygodniu przez 36 tygodni).
Oprócz treningu EAW, grupa EAW + aktywnej tSCS będzie otrzymywać jednoczesną lędźwiowo-krzyżową tSCS ukierunkowaną na aktywację centralnego generatora wzorca lokomocji.
Uczestnicy: Dwudziestu czterech uczestników (12 uczestników/grupa) z SCI 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 wykonają obrazowanie do pomiaru gęstości i wytrzymałości kości, powierzchniowe EMG do oceny kurczliwości mięśni oraz odpowiedź czasową dla biomarkerów mięśni i kości w surowicy po ostrej sesji EAW.
Badacze ponownie zarejestrują te same dane po około 54 sesjach treningowych (punkt środkowy) i po 108 sesjach treningowych (punkt czasowy miesiąc 9).
Dodatkowo, MRI obu nóg dla CSA mięśni zostanie wykonany w punkcie początkowym i punkcie czasowym miesiąc 9.