Saúde Metabólica em Indivíduos com Lesão Medular (LM) (SCI)

A prevalência crescente de distúrbios metabólicos em indivíduos com lesão medular (LM) de longa data destaca a necessidade urgente de intervenções precoces para prevenção e melhoria da qualidade de vida. Indivíduos com lesão medular, embora relativamente jovens, correm alto risco de desenvolver resistência à insulina e diabetes tipo 2 logo após o início da lesão. O músculo esquelético é o principal local de eliminação da glicose dietética, mas a relação entre as adaptações no músculo esquelético após a lesão medular e o desenvolvimento de distúrbios metabólicos permanece pouco compreendida. Dentro de 6 meses após a LME, os músculos dos membros inferiores atrofiam em até 45% e os indivíduos apresentam um aumento de 3 vezes nos níveis de gordura intramuscular em comparação com os controles saudáveis ​​(AB). Além disso, dentro de 6 meses após a LME, as fibras musculares resistentes à fadiga e oxidativas Tipo I e Tipo IIa se transformam em fibras musculares altamente fatigáveis, glicolíticas Tipo IIax e IIx com metabolismo oxidativo prejudicado. A manutenção de massa muscular e função metabólica adequadas nunca foi apontada como uma estratégia potencial para prevenir distúrbios metabólicos crônicos em indivíduos com LM. Espera-se que a prevenção precoce dessas adaptações deletérias seja mais eficaz do que tentar reverter as alterações vários meses ou anos após a LM.

Entre as estratégias experimentais disponíveis para reverter a atrofia e melhorar o metabolismo do músculo esquelético em indivíduos com LM, parece haver consenso de que a contração muscular via estimulação elétrica neuromuscular (NMES) é a abordagem mais potente. Os investigadores mostraram recentemente que 8 semanas de exercícios de resistência NMES em pessoas com LME de longa duração aumentaram efetivamente o tamanho das miofibras e a distribuição das miofibras Tipo IIa; no entanto, esta intervenção não aumentou a distribuição de fibras tipo I. Há uma necessidade de novos programas de NMES que induzam adaptações moleculares chave para exercícios de resistência e aeróbicos para manter um fenótipo oxidativo, resistente à fadiga e sensível à insulina após a lesão medular.

Aqui, os investigadores propõem uma intervenção precoce de NMES combinada (Comb-NMES). Este programa combina resistência induzida eletricamente e exercícios aeróbicos no grupo muscular extensor do joelho (quadríceps) com o objetivo de manter ou mesmo melhorar a massa muscular e a função metabólica. O programa Comb-NMES proposto enfatiza repetidamente os músculos extensores do joelho paralisados ​​com estimulação elétrica de baixa frequência (treinamento aeróbico) para melhorar o metabolismo oxidativo e reter as fibras do Tipo I e estimulação elétrica de alta frequência (treinamento de resistência) com contrações dinâmicas para prevenir atrofia e reter fibras do tipo fibras IIa.

Os investigadores testarão a seguinte hipótese central de que, em comparação com um grupo de controle, aqueles tratados com Comb-NMES por 6 semanas logo após a lesão medular manterão um melhor perfil metabólico de todo o corpo, amplamente impulsionado pela manutenção da massa muscular paralisada, fenótipo de fibra ( manutenção das fibras tipo I e IIa) e função metabólica oxidativa muscular. Os investigadores testarão essa hipótese em um ensaio clínico controlado de pacientes com LM com os seguintes objetivos específicos:

Objetivo 1: Quantificar os efeitos do Comb-NMES em medidas clinicamente importantes da função metabólica.

Hipótese 1. Em comparação com um grupo de controle, 6 semanas de Comb-NMES (3 dias/semana) manterão maior tolerância à glicose e sensibilidade à insulina em todo o corpo.

Objetivo 2: Quantificar as adaptações celulares, moleculares e funcionais no músculo quadríceps que são responsáveis ​​por melhorias no metabolismo muscular e no perfil metabólico geral.

Hipótese 2.1. Em comparação com um grupo de controle, 6 semanas de Comb-NMES (3 dias/semana) manterão uma melhor utilização de glicose muscular, metabolismo oxidativo, tamanho muscular, força e resistência à fadiga, bem como um fenótipo de fibra muscular saudável (distribuição homogênea de tipo fibras I, IIa e IIx).

Hipótese 2.2. Melhorias induzidas por Comb-NMES no perfil metabólico geral serão refletidas em mudanças nas assinaturas de metabólitos relacionadas à função mitocondrial muscular e ao metabolismo intermediário.