脊髓损伤后的长时间活动和代谢控制
2023年1月19日 更新者：Richard K Shields
骨骼肌是体内最大的内分泌器官，在葡萄糖稳态中起着不可或缺的作用。
脊髓损伤 (SCI) 会阻止骨骼肌执行这一重要功能。
葡萄糖代谢失调导致 SCI 的代谢综合征、糖尿病和其他继发性健康状况 (SHC) 发生率很高。
这些 SHC 对健康相关生活质量 (HRQOL) 产生负面影响。
新发现支持全天低水平的活动比短暂的、间歇性的锻炼更有效地刺激新陈代谢。
拟议的研究将通过使用低强度、长时间的电肌肉刺激来补贴日常活动水平，将这一新兴概念转化为 SCI 患者群体。
最近，我们证明这种类型的刺激会上调关键基因，这些关键基因会在麻痹肌肉中促进氧化、胰岛素敏感表型。
我们现在将测试这种类型的活动是否可以改善慢性麻痹患者的葡萄糖稳态和代谢功能。
我们假设代谢功能的改善将伴随着 SHC 的减少和自我报告的 HRQOL 的伴随改善。
本研究的长期目标是制定康复策略，以保护完全 SCI 患者的肌肉骨骼健康、代谢功能和与健康相关的生活质量。
研究概览
详细说明
骨骼肌是调节全身葡萄糖和胰岛素的重要器官，肌肉的脊髓损伤后 (SCI) 适应严重破坏了这种能力。 完全 SCI 患者的当代 SCI 康复不会干预以保护瘫痪骨骼肌作为代谢稳态关键调节剂的功能。 通过对多个系统的有害影响，代谢疾病是该人群发病率、死亡率和医疗保健费用的主要来源之一。
在非 SCI 人群中，普遍、频繁、低强度的肌肉收缩可使能量消耗比坐位增加 50.3%。 这种肌肉活动成分的丧失导致在 SCI 中观察到的能量失衡和代谢失调。 补贴低强度肌肉收缩可能为 SCI 患者提供重要的代谢刺激。 这项研究的意义在于，它建立在之前的工作之上，证明了健康的转录和翻译基因适应对 SCI 电刺激训练的反应。 这些适应可能会改善代谢健康的系统生物标志物，并改善次要健康状况和与健康相关的生活质量。
在我们之前的工作中，我们证明了对麻痹肌肉的定期电刺激会上调 PGC-1α，PGC-1α 是骨骼肌和代谢适应的关键转录共激活因子。 我们之前的工作还表明，电刺激会改变控制线粒体生物发生的基因的表达。 然而，我们对为促进积极的代谢适应而传递的电诱发肌肉活动的最佳量知之甚少。 持续时间长、强度低的收缩可能最有利于促进慢性 SCI 患者的代谢稳定性，他们也患有骨质疏松症，无法接受传统康复方案诱导的高强度肌肉收缩。 这项研究将采用低强度、长时间的肌肉刺激方案进行干预，旨在促进全身代谢适应。 在拟议的研究中，我们假设基因水平的适应将在葡萄糖利用方面产生组织水平的改善，从而促进代谢控制临床标志物的系统改善，最终减少继发性健康状况并提高与健康相关的生活质量。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
89
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
-
-
Iowa
-
Iowa City、Iowa、美国、52242
- University of Iowa
-
-
参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
18年 及以上 (成人、年长者)
接受健康志愿者
不
有资格学习的性别
全部
描述
纳入标准：
- 电机完整 SCI (AIS A-B)
排除标准：
- 压疮、慢性感染、下肢肌肉挛缩、深静脉血栓形成、出血性疾病、近期四肢骨折、怀孕、二甲双胍或其他糖尿病药物
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础科学
- 分配：非随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：急性基因调控：低频
基因调控适应单次低频运动。
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股四头肌/腿筋将通过应用低频电刺激进行锻炼。
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实验性的：急性基因调控：高频
适应单次高频运动的基因调控。
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股四头肌/腿筋将通过应用高频电刺激进行锻炼。
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实验性的：训练研究：低频
基因调控、全身代谢标志物和患者报告指标适应低频运动训练。
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股四头肌/腿筋将通过应用低频电刺激进行锻炼。
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实验性的：训练研究：高频
基因调控适应高频运动训练。
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股四头肌/腿筋将通过应用高频电刺激进行锻炼。
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无干预：比较队列
参与者将接受选定的结果测量，以提供实验组的比较值。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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急性基因调控：NR4A3 mRNA 表达前后刺激
大体时间：单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌核受体亚家族 4 A 组成员 3 (NR4A3) 表达的急性刺激后影响。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控：刺激前和刺激后 PGC1-alpha mRNA 表达
大体时间：单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活的伽马共激活因子 (PGC1-alpha) 表达的急性刺激后效应。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控：刺激前后的 ABRA mRNA 表达
大体时间：单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌肌动蛋白结合 Rho 激活蛋白 (ABRA) 表达的急性刺激后效应。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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急性基因调控：PDK4 mRNA 表达前后刺激
大体时间：单次电刺激后 3 小时
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通过肌肉活检和外显子阵列分析测量对骨骼肌丙酮酸脱氢酶激酶 4 (PDK4) 表达的急性刺激后效应。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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单次电刺激后 3 小时
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训练后基因调控：MYH6 mRNA 表达基线和训练后
大体时间：6个月
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训练前和训练后骨骼肌肌球蛋白重链 6 (MYH6) 表达，通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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6个月
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训练后基因调控：MYL3 mRNA 表达基线和训练后
大体时间：6个月
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训练前和训练后骨骼肌肌球蛋白轻链 3 (MYL3) 表达，通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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6个月
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训练后基因调控：MYH7 mRNA 表达基线和训练后
大体时间：6个月
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训练前和训练后骨骼肌肌球蛋白重链 7 (MYH7) 表达，通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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6个月
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训练后基因调控：ACTN3 mRNA 表达基线和训练后
大体时间：6个月
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训练前和训练后骨骼肌肌动蛋白 3 (ACTN3) 表达，通过肌肉活检和外显子阵列分析测量。
使用稳健的多芯片平均值执行探针汇总和探针集归一化，包括背景校正、分位数归一化、log2 变换和中值抛光探针集汇总。 0 表示没有 mRNA 表达，较高的值表示与微阵列中的所有基因相比表达更高。
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6个月
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训练后代谢：空腹胰岛素
大体时间：6个月
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训练前和训练后的空腹胰岛素，通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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6个月
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训练后代谢：空腹血糖
大体时间：6个月
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训练前和训练后的空腹血糖，通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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6个月
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训练后代谢：空腹葡萄糖胰岛素比
大体时间：6个月
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空腹血糖与空腹胰岛素训练前后的比率，通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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6个月
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训练后代谢：空腹血红蛋白 A1c (HBA1c)
大体时间：6个月
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训练前和训练后空腹血红蛋白 A1C (HbA1c)，通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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6个月
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训练后代谢：C 反应蛋白 (CRP)
大体时间：6个月
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训练前和训练后 C 反应蛋白 (CRP)，通过静脉穿刺和标准实验室测定法测量
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6个月
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预培训主题报告措施：PROMIS 身体健康
大体时间：基线
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预培训患者报告结果测量信息系统 (PROMIS) 全球健康 - 身体健康 T 分数 理论最小值 = 16.2， 理论最大值 = 67.7， 更高的分数表示更多的结构被测量（例如。 身体健康）。 美国人口平均值 = 50，SD = 10。 |
基线
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预培训主题报告措施：PROMIS 心理健康
大体时间：基线
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预培训患者报告结果测量信息系统 (PROMIS) 全球健康 - 心理健康 T 分数 理论最小值 = 21.2， 理论最大值 = 67.6， 更高的分数表示更多的结构被测量（例如。 精神健康）。 美国人口平均值 = 50，SD = 10。 |
基线
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培训后主题报告措施：PROMIS 身体健康
大体时间：6个月
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培训前和培训后患者报告结果测量信息系统 (PROMIS) 全球健康 - 身体健康 T 分数 理论最小值 = 16.2， 理论最大值 = 67.7， 更高的分数表示更多的结构被测量（例如。 身体健康）。 美国人口平均值 = 50，SD = 10。 |
6个月
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培训后主题报告措施：PROMIS 心理健康
大体时间：6个月
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培训前和培训后患者报告结果测量信息系统 (PROMIS) 全球健康 - 心理健康 T 分数 理论最小值 = 21.2， 理论最大值 = 67.6， 更高的分数表示更多的结构被测量（例如。 精神健康）。 美国人口平均值 = 50，SD = 10。 |
6个月
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 首席研究员：Richard K Shields, PhD, PT、University of Iowa
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
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- 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.
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- 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.
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2015年8月1日
初级完成 (实际的)
2022年4月1日
研究完成 (实际的)
2022年4月1日
研究注册日期
首次提交
2017年4月28日
首先提交符合 QC 标准的
2017年5月2日
首次发布 (实际的)
2017年5月3日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2023年2月16日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2023年1月19日
最后验证
2023年1月1日
更多信息
此信息直接从 clinicaltrials.gov 网站检索，没有任何更改。如果您有任何更改、删除或更新研究详细信息的请求，请联系 register@clinicaltrials.gov. clinicaltrials.gov 上实施更改，我们的网站上也会自动更新.
低频运动的临床试验
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University of Maryland, BaltimoreNational Institute on Aging (NIA)完全的
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The Alfred E. Mann Foundation for Scientific ResearchVA Office of Research and Development完全的