Långvarig aktivitet och metabol kontroll efter ryggmärgsskada

Skelettmuskulaturen är ett kritiskt organ för att reglera glukos och insulin i kroppen som helhet, och anpassningar efter ryggmärgsskada (SCI) i muskler undergräver denna kapacitet allvarligt. Modern SCI-rehabilitering för personer med fullständig SCI ingriper inte för att skydda funktionen av förlamad skelettmuskel som en nyckelregulator för metabolisk homeostas. Genom dess skadliga effekter på flera system är metabola sjukdomar en av de ledande källorna till sjuklighet, dödlighet och hälsovårdskostnader för denna befolkning.

I icke-SCI-populationen kan genomgripande, frekventa, låga muskelsammandragningar öka energiförbrukningen med 50,3 % över sittande nivåer. Förlusten av denna komponent av muskelaktivitet bidrar till energiobalansen och metabolisk dysreglering som observeras vid SCI. Subventionering av muskelsammandragningar i låg magnitud kan erbjuda en viktig metabolisk stimulans för personer med SCI. Betydelsen av denna studie är att den bygger på tidigare arbete som visar hälsosamma transkriptionella och translationella genanpassningar som svar på elektrisk stimuleringsträning i SCI. Dessa anpassningar kan initiera förbättringar av systemiska biomarkörer för metabol hälsa och förbättringar av sekundära hälsotillstånd och hälsorelaterad livskvalitet.

I vårt tidigare arbete visade vi att regelbunden elektrisk stimulering av förlamad muskel uppreglerar PGC-1α, en viktig transkriptionell co-aktivator för skelettmuskulatur och metabol anpassning. Vårt tidigare arbete indikerar också att elektrisk stimulering förändrar uttrycket av gener som styr mitokondriell biogenes. Men vi förstår väldigt lite om den optimala mängden elektriskt framkallad muskelaktivitet att leverera för att främja positiva metaboliska anpassningar. Långvariga, lågkraftsammandragningar är sannolikt mest fördelaktiga för att främja metabolisk stabilitet hos personer med kronisk SCI, som också har osteoporos och inte kan ta emot muskelsammandragningar med hög kraft inducerade av konventionella rehabiliteringsprotokoll. Denna studie kommer att ingripa med ett protokoll med låg kraft, långvarig muskelstimulering utformad för att inleda systemiska metaboliska anpassningar. I den föreslagna studien antar vi att gennivåanpassningar kommer att ge förbättringar på vävnadsnivå i glukosutnyttjande som underlättar systemiska förbättringar av kliniska markörer för metabol kontroll, som kulminerar i färre sekundära hälsotillstånd och förbättrad hälsorelaterad livskvalitet.