- ICH GCP
- Amerikanska kliniska prövningsregistret
- Klinisk prövning NCT02622295
Muskuloskeletal plasticitet efter ryggmärgsskada
Patienter med ryggmärgsskada (SCI) upplever metabolt syndrom, diabetes, fetma, trycksår och hjärt-kärlsjukdom i mycket högre grad än befolkningen i allmänhet. En rehabiliteringsmetod för att förhindra eller vända de systemiska metaboliska konsekvenserna av SCI är ett trängande behov. Syftet med denna studie är att bestämma dosen av muskelaktivitet som kan förbättra en oxidativ muskelfenotyp och förbättra kliniska markörer för metabol hälsa och benomsättning hos patienter med SCI. Det långsiktiga målet med denna forskning är att utveckla träningsbaserade interventioner för att förebygga sekundära hälsotillstånd som diabetes och för att i slutändan skydda hälsorelaterad livskvalitet (QOL). Specifikt mål 1: Att jämföra förändringar i skelettmuskelgenens reglering hos individer som får högfrekvent (HF) aktiv motståndsställning och lågfrekvent (LF) aktiv motståndsställning under 3 år. Hypotes 1: Uttrycket av gener som reglerar skelettmuskelmetabolism kommer att stödja att HF och LF båda sätter igång en förändring mot en oxidativ muskelfenotyp. En ny upptäckt kommer att vara att LF är en kraftfull regulator av oxidativa vägar i skelettmuskulaturen. Specifikt mål 2: Att jämföra förändringar i systemiska markörer för metabol hälsa och benomsättning hos individer med SCI som får HF eller LF i 3 år. Hypotes 2: HF och LF kommer båda att minska glukos/insulinnivåer och HOMA (homeostas model assessment) poäng.
Sekundärt mål: Att mäta ämnesrapporterad QOL med hjälp av EQ-5D-undersökningsmåttet. Hypotes 3: HF- och LF-ämnen kommer att visa en trend mot förbättrad självrapporterad QOL efter 3 år. Det kommer att finnas ett samband mellan metabolisk förbättring och förbättrad uppfattning om QOL. Dessa observationer kommer att stödja att denna intervention har en stark genomförbarhet för framtida klinisk översättning.
Studieöversikt
Status
Betingelser
Intervention / Behandling
Studietyp
Inskrivning (Faktisk)
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Studieorter
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Förenta staterna, 52242
- University of Iowa
-
-
Deltagandekriterier
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
Tar emot friska volontärer
Kön som är behöriga för studier
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- Motor komplett SCI (AIS A-B)
Exklusions kriterier:
- Trycksår
- Kronisk infektion
- Muskelkontrakturer i nedre extremiteter
- Djup ventrombos
- Blödarsjuka
- Senaste lemfrakturer
- Alla komorbida sjukdomar som är kända för att påverka benmetabolismen (såsom bisköldkörteldysfunktion)
- Graviditet
- Läkemedel mot osteoporos
- D-vitamintillskott
- Metformin eller andra mediciner för diabetes.
Studieplan
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
- Primärt syfte: Grundläggande vetenskap
- Tilldelning: Icke-randomiserad
- Interventionsmodell: Parallellt uppdrag
- Maskning: Ingen (Open Label)
Vapen och interventioner
Deltagargrupp / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Experimentell: Akut genreglering
Anpassningar i genreglering som svar på ensession elektriskt inducerad träning
|
En enda session med elektriskt inducerad träning för quadriceps och hamstringsmuskelgrupper hos personer med förlamning.
|
|
Experimentell: Träningsstudie
Anpassningar i genreglering, metaboliska markörer och ämnesrapporter som svar på upp till 3 års elektriskt inducerad träning
|
Flera sessioner av elektriskt inducerad träning för muskelgrupperna quadriceps och hamstring i upp till 3 år hos personer med förlamning.
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Akut genreglering: MSTN
Tidsram: 3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
Akut post-stimulering effekt på skelettmuskel myostatin (MSTN) uttryck, mätt via muskelbiopsi och exon array analys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
|
Akut genreglering: PGC1-alfa
Tidsram: 3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
Akut poststimuleringseffekt på skelettmuskelperoxisomproliferatoraktiverad receptor gamma-koaktivator alfa (PGC1-alfa) uttryck, mätt via muskelbiopsi och exonmatrisanalys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
|
Akut genreglering: PDK4
Tidsram: 3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
Akut efterstimuleringseffekt på skelettmuskelpyruvatdehydrogenaskinas, uttryck av isozym 4 (PDK4-alfa), mätt via muskelbiopsi och exonmatrisanalys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
|
Akut genreglering: SDHB
Tidsram: 3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
Akut post-stimulering effekt på skelettmuskel succinat dehydrogenas-B (SDHB) uttryck, mätt via muskelbiopsi och exon array analys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
3 timmar efter ett enda pass med elektrisk stimulering
|
|
Genreglering efter träning: MSTN
Tidsram: upp till 3 år
|
Uttryck av skelettmuskelmyostatin (MSTN) före och efter träning, mätt via muskelbiopsi och exonmatrisanalys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
upp till 3 år
|
|
Genreglering efter träning: PGC1-alfa
Tidsram: upp till 3 år
|
Pre- och post-träning skelettmuskel peroxisomproliferator-aktiverad receptor gamma coactivator alfa (PGC1-alfa) uttryck, mätt via muskelbiopsi och exon array analys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
upp till 3 år
|
|
Genreglering efter träning: PDK4
Tidsram: upp till 3 år
|
Skelettmuskelpyruvatdehydrogenaskinas före och efter träning, uttryck av isozym 4 (PDK4-alfa), mätt via muskelbiopsi och exonmatrisanalys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
upp till 3 år
|
|
Genreglering efter träning: SDHB
Tidsram: upp till 3 år
|
Pre- och post-träning skelettmuskel succinat dehydrogenas-B (SDHB) uttryck, mätt via muskelbiopsi och exon array analys.
Sondsammanfattning och sonduppsättningsnormalisering utfördes med hjälp av robust multichip-medelvärde, som inkluderade bakgrundskorrigering, kvantilnormalisering, log2-transformation och mediansammanfattning av polsk sonduppsättning. 0 representerar inget mRNA-uttryck och högre värden representerar större uttryck jämfört med alla gener i mikroarrayen.
|
upp till 3 år
|
|
Metabolism efter träning: Fasteglukos
Tidsram: upp till 3 år
|
Fasteglukos före och efter träning, mätt via venpunktion och standardlaboratorieanalyser
|
upp till 3 år
|
|
Metabolism efter träning: Fastande insulin
Tidsram: upp till 3 år
|
Fasteinsulin före och efter träning, mätt via venpunktion och standardlaboratorieanalyser
|
upp till 3 år
|
|
Metabolism efter träning: HOMA-poäng
Tidsram: upp till 3 år
|
HOMA-poäng före och efter träning, beräknad via ekvationen Homeostasis Model Assessment. Maximum/minimumvärden: ej tillämpligt. Poäng >2 tyder på insulinresistens. |
upp till 3 år
|
|
Benomsättning efter träning: Osteocalcin
Tidsram: upp till 3 år
|
Osteokalcin i serum före och efter träning, mätt via venpunktion och enzymkopplad immunosorbentanalys
|
upp till 3 år
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Efter utbildning Ämnesrapport Åtgärder: EQ-5D
Tidsram: upp till 3 år
|
För- och efterträning QALY (kvalitetsjusterade levnadsår) via EQ-5D ämnesrapportenkätinstrument. Skalan sträcker sig från -0,287 till 0,992. Högre värden tydde på ett högre självupplevt hälsotillstånd. |
upp till 3 år
|
Samarbetspartners och utredare
Sponsor
Samarbetspartners
Utredare
- Huvudutredare: Richard K Shields, PhD, PT, University of Iowa
Publikationer och användbara länkar
Allmänna publikationer
- Dudley-Javoroski S, Saha PK, Liang G, Li C, Gao Z, Shields RK. High dose compressive loads attenuate bone mineral loss in humans with spinal cord injury. Osteoporos Int. 2012 Sep;23(9):2335-46. doi: 10.1007/s00198-011-1879-4. Epub 2011 Dec 21.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Dose estimation and surveillance of mechanical loading interventions for bone loss after spinal cord injury. Phys Ther. 2008 Mar;88(3):387-96. doi: 10.2522/ptj.20070224. Epub 2008 Jan 17.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Active-resisted stance modulates regional bone mineral density in humans with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2013 May;36(3):191-9. doi: 10.1179/2045772313Y.0000000092.
- Dudley-Javoroski S, Littmann AE, Iguchi M, Shields RK. Doublet stimulation protocol to minimize musculoskeletal stress during paralyzed quadriceps muscle testing. J Appl Physiol (1985). 2008 Jun;104(6):1574-82. doi: 10.1152/japplphysiol.00892.2007. Epub 2008 Apr 24.
- Dudley-Javoroski S, Shields RK. Assessment of physical function and secondary complications after complete spinal cord injury. Disabil Rehabil. 2006 Jan 30;28(2):103-10. doi: 10.1080/09638280500163828.
- Adams CM, Suneja M, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Altered mRNA expression after long-term soleus electrical stimulation training in humans with paralysis. Muscle Nerve. 2011 Jan;43(1):65-75. doi: 10.1002/mus.21831.
- Frey Law LA, Shields RK. Femoral loads during passive, active, and active-resistive stance after spinal cord injury: a mathematical model. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2004 Mar;19(3):313-21. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2003.12.005.
- Kunkel SD, Suneja M, Ebert SM, Bongers KS, Fox DK, Malmberg SE, Alipour F, Shields RK, Adams CM. mRNA expression signatures of human skeletal muscle atrophy identify a natural compound that increases muscle mass. Cell Metab. 2011 Jun 8;13(6):627-38. doi: 10.1016/j.cmet.2011.03.020.
- McHenry CL, Wu J, Shields RK. Potential regenerative rehabilitation technology: implications of mechanical stimuli to tissue health. BMC Res Notes. 2014 Jun 3;7:334. doi: 10.1186/1756-0500-7-334.
- McHenry CL, Shields RK. A biomechanical analysis of exercise in standing, supine, and seated positions: Implications for individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2012 May;35(3):140-7. doi: 10.1179/2045772312Y.0000000011.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. A minimal dose of electrically induced muscle activity regulates distinct gene signaling pathways in humans with spinal cord injury. PLoS One. 2014 Dec 22;9(12):e115791. doi: 10.1371/journal.pone.0115791. eCollection 2014.
- Petrie MA, Suneja M, Faidley E, Shields RK. Low force contractions induce fatigue consistent with muscle mRNA expression in people with spinal cord injury. Physiol Rep. 2014 Feb 25;2(2):e00248. doi: 10.1002/phy2.248. eCollection 2014 Feb 1.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Monitoring standing wheelchair use after spinal cord injury: a case report. Disabil Rehabil. 2005 Feb 4;27(3):142-6. doi: 10.1080/09638280400009337.
- Petrie M, Suneja M, Shields RK. Low-frequency stimulation regulates metabolic gene expression in paralyzed muscle. J Appl Physiol (1985). 2015 Mar 15;118(6):723-31. doi: 10.1152/japplphysiol.00628.2014. Epub 2015 Jan 29.
- Zhorne R, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Skeletal muscle activity and CNS neuro-plasticity. Neural Regen Res. 2016 Jan;11(1):69-70. doi: 10.4103/1673-5374.169623. No abstract available.
- Petrie MA, Kimball AL, McHenry CL, Suneja M, Yen CL, Sharma A, Shields RK. Distinct Skeletal Muscle Gene Regulation from Active Contraction, Passive Vibration, and Whole Body Heat Stress in Humans. PLoS One. 2016 Aug 3;11(8):e0160594. doi: 10.1371/journal.pone.0160594. eCollection 2016.
- Shields RK. Turning Over the Hourglass. Phys Ther. 2017 Oct 1;97(10):949-963. doi: 10.1093/ptj/pzx072.
- Woelfel JR, Kimball AL, Yen CL, Shields RK. Low-Force Muscle Activity Regulates Energy Expenditure after Spinal Cord Injury. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):870-878. doi: 10.1249/MSS.0000000000001187.
- Yen CL, McHenry CL, Petrie MA, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Vibration training after chronic spinal cord injury: Evidence for persistent segmental plasticity. Neurosci Lett. 2017 Apr 24;647:129-132. doi: 10.1016/j.neulet.2017.03.019. Epub 2017 Mar 16.
- Oza PD, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Modulation of H-Reflex Depression with Paired-Pulse Stimulation in Healthy Active Humans. Rehabil Res Pract. 2017;2017:5107097. doi: 10.1155/2017/5107097. Epub 2017 Oct 31.
- Woelfel JR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Precision Physical Therapy: Exercise, the Epigenome, and the Heritability of Environmentally Modified Traits. Phys Ther. 2018 Nov 1;98(11):946-952. doi: 10.1093/ptj/pzy092.
- Cole KR, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Hybrid stimulation enhances torque as a function of muscle fusion in human paralyzed and non-paralyzed skeletal muscle. J Spinal Cord Med. 2019 Sep;42(5):562-570. doi: 10.1080/10790268.2018.1485312. Epub 2018 Jun 20.
- Dudley-Javoroski S, Lee J, Shields RK. Cognitive function, quality of life, and aging: relationships in individuals with and without spinal cord injury. Physiother Theory Pract. 2022 Jan;38(1):36-45. doi: 10.1080/09593985.2020.1712755. Epub 2020 Jan 8.
- Petrie MA, Sharma A, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Impact of short- and long-term electrically induced muscle exercise on gene signaling pathways, gene expression, and PGC1a methylation in men with spinal cord injury. Physiol Genomics. 2020 Feb 1;52(2):71-80. doi: 10.1152/physiolgenomics.00064.2019. Epub 2019 Dec 23.
- Lee J, Dudley-Javoroski S, Shields RK. Motor demands of cognitive testing may artificially reduce executive function scores in individuals with spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 2021 Mar;44(2):253-261. doi: 10.1080/10790268.2019.1597482. Epub 2019 Apr 3.
- Shields RK. Precision Rehabilitation: How Lifelong Healthy Behaviors Modulate Biology, Determine Health, and Affect Populations. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab248. doi: 10.1093/ptj/pzab248. No abstract available.
- Shields RK, Dudley-Javoroski S. Epigenetics and the International Classification of Functioning, Disability and Health Model: Bridging Nature, Nurture, and Patient-Centered Population Health. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab247. doi: 10.1093/ptj/pzab247.
- Petrie MA, Taylor EB, Suneja M, Shields RK. Genomic and Epigenomic Evaluation of Electrically Induced Exercise in People With Spinal Cord Injury: Application to Precision Rehabilitation. Phys Ther. 2022 Jan 1;102(1):pzab243. doi: 10.1093/ptj/pzab243.
Studieavstämningsdatum
Studera stora datum
Studiestart (Faktisk)
Primärt slutförande (Faktisk)
Avslutad studie (Faktisk)
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
Första postat (Uppskatta)
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
Senast verifierad
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Nyckelord
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- 200412709
- R01HD084645 (U.S.S. NIH-anslag/kontrakt)
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .