Экзоскелетная ходьба в сочетании с чрескожной стимуляцией спинного мозга: влияние на визуализационные и сывороточные биомаркеры мышечной массы и прочности костей.

Фон: Иммобилизация приводит к потере костной массы, что предрасполагает к остеопорозу и переломам, которые могут осложниться несращением, инфекцией и тромбозом глубоких вен. Снижение мышечного сокращения после ПСМТ и повышенное высвобождение кортизола способствуют катаболическому состоянию, что приводит к потере массы мышечной ткани (ММТ) ниже уровня поражения. Через шесть месяцев после полного двигательного ПСМТ средняя площадь поперечного сечения мышц (ППС) значительно уменьшается в четырехглавой мышце бедра, подколенных сухожилиях и приводящих мышцах бедра (14-16%), а в камбаловидной и икроножной мышцах — на 12% и 24% соответственно. После ПСМТ четырехглавые мышцы генерируют меньше общей силы и силы на единицу площади при стимуляции поверхностными электродами. Эта потеря ППС и силы мышц нижних конечностей ограничивает способность стоять, передвигаться и сохранять костную ткань — даже если в будущем можно будет реализовать стратегии нейрорегенерации. Помимо выраженной атрофии скелетных мышц, люди с неподвижным полным двигательным ПСМТ также испытывают резкую потерю минерального содержания кости (МСК) и минеральной плотности кости (МПК) до 1% в неделю ниже уровня поражения. У лиц с неполными двигательными поражениями, которые не достигли своего потенциала передвижения, все еще наблюдается значительная потеря костной массы из-за иммобилизации, которая может достичь порога перелома спустя годы после травмы. Эта быстрая потеря костной массы в течение первых двух лет после ПСМТ приводит к снижению объемной МПК (оМПК) в ДФ и ПТ примерно на 50% и 26% в трабекулярном и кортикальном отделах соответственно. В хронической фазе ПСМТ потеря костной массы продолжается медленнее на протяжении всей жизни человека. Эта потеря мышц и костей подвергает людей с ПСМТ высокому риску хрупких переломов. Более 50% людей с ПСМТ испытывают хрупкий перелом в течение своей жизни. Цели: Цель 1: Сравнить эффекты 108 сеансов ЭХХ + имитация тСКС против ЭХХ + активная тСКС на мышечно-костную единицу у участников с хроническим ПСМТ, зависящих от инвалидной коляски. Цель 2 (исследовательская): Определить острые временные реакции на сывороточные/плазменные биомаркеры резорбции и формирования кости, сократительной активности мышц и профили мРНК циркулирующих экзосом, собранные до (время 0), а также через 30, 60, 120, 180 минут и 24 и 48 часов после острого сеанса как ЭХХ + активная тСКС, так и ЭХХ + имитация тСКС тренировочных вмешательств. Место проведения: Набор участников, клиническое испытание вмешательства (ЭХХ + имитация тСКС против ЭХХ + активная тСКС), сбор данных ЭМГ, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (ДРА), периферическая количественная компьютерная томография (пККТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) для измерения площади поперечного сечения средней части бедра, а также временные реакции на сывороточные/плазменные биомаркеры резорбции и формирования кости и сократительной активности мышц будут проводиться в Фонде Кесслера и Медицинском центре ветеранов Джеймса Дж. Питерса. Дизайн: После соответствия критериям отбора пользователи инвалидных колясок с хроническим ПСМТ будут рандомизированы блоками в группу ЭХХ + активная тСКС или группу ЭХХ + имитация тСКС (по n=12 в каждой группе). Обе группы будут получать 60 минут тренировки ЭХХ по земле за сеанс, всего 108 сеансов (3 раза в неделю в течение 36 недель). В дополнение к тренировке ЭХХ, группа ЭХХ + активная тСКС будет получать одновременную пояснично-крестцовую тСКС, направленную на активацию центрального генератора паттерна локомоции. Участники: Двадцать четыре участника (12 участников/группа) с ПСМТ будут набраны в течение 4-летнего периода и случайным образом распределены в группу ЭХХ + имитация тСКС или ЭХХ + активная тСКС. К концу первого года примерно 3 участника завершат протокол. Показатели результатов: На исходном уровне исследователи проведут визуализацию для измерения плотности и прочности костей, поверхностную ЭМГ для оценки сократимости мышц и временную реакцию на сывороточные мышечные и костные биомаркеры после острого сеанса ЭХХ. Исследователи снова соберут эти же данные после примерно 54 тренировочных сеансов (середина) и после 108 тренировочных сеансов (временная точка 9 месяцев). Кроме того, МРТ обеих ног для ППС мышц будет проведена на исходном уровне и в момент времени 9 месяцев.