Paradigmes de la formation de Stimulation électrique extrémité inférieure après une lésion de la moelle épinière

Summary

La moelle épinière est une pathologie traumatique qui peut conduire à des risques élevés de troubles métaboliques secondaires chroniques. Ici, nous avons présenté un protocole formation de stimulation électrique neuromusculaire-résistance superficielle en utilisant conjointement avec fonctionnelles extrémités de stimulation-basse électriques vélo comme une stratégie d’améliorer plusieurs de ces problèmes médicaux.

Abstract

Atrophie du muscle squelettique, adiposité accrue et réduction de l’activité physique sont les principaux changements observés après une lésion de la moelle épinière (SCI) et sont associés de nombreuses conséquences sur la santé cardiométabolique. Ces changements sont susceptibles d’augmenter le risque de développer des problèmes de santé chroniques secondaires et impact sur la qualité de vie chez les personnes atteintes Sci. Surface résistance induite par la stimulation électrique neuromusculaire (NMES-RT) de formation a été mis au point une stratégie visant à atténuer le processus d’atrophie du muscle squelettique, réduire l’adiposité ectopique, améliorer la sensibilité à l’insuline et améliorer la capacité mitochondriale. Cependant, NMES-RT est limitée à seulement un groupe musculaire unique. Impliquant plusieurs groupes musculaires des membres inférieurs peut maximiser les avantages pour la santé de la formation. Fonctionnelle extrémité de stimulation-basse électrique cyclisme (FES-ESL) permet l’activation de 6 groupes de muscles, qui est susceptible d’évoquer une plus grande adaptation métabolique et cardiovasculaire. Connaissance appropriée des paramètres de la stimulation est essentielle pour maximiser les résultats de la formation de stimulation électrique chez les personnes atteintes Sci. adopter des stratégies pour une utilisation à long terme du NMES-RT et FES-ESL au cours de la remise en état peut maintenir l’intégrité de la système musculo-squelettique, une condition sine qua non pour des essais cliniques visant à rétablir la marche après une blessure. Le manuscrit actuel présente un protocole combiné à l’aide de NMES-RT avant FES-LEC. Nous émettons l’hypothèse que les muscles conditionnés pour 12 semaines avant le cyclisme sera capables de générer une plus grande puissance, cycle contre une résistance plus élevée et entraîner une plus grande adaptation chez les personnes souffrant de SCI.

Introduction

On estime qu’environ 282 000 personnes aux Etats-Unis vivent actuellement avec la moelle épinière lésions (SCI)¹. En moyenne, il y a environ 17 000 nouveaux cas par an, principalement causés par les collisions de véhicules automobiles, les actes de violence et d’activités sportives¹. SCI entraîne une interruption partielle ou totale de la transmission neuronale à travers et sous le niveau de blessure², conduisant à la perte sub-lesional de sensoriel ou moteur. Après une blessure, l’activité du muscle squelettique au-dessous du niveau de la lésion est grandement réduite, conduisant à une baisse rapide de la masse maigre et concomitante infiltration du tissu adipeux ectopique ou gras intramusculaire (FMI). Des études ont montré que le muscle squelettique extrémité inférieur connaît une atrophie importante dans les premières semaines de blessures, tout au long de la fin de la première année^3,4. Dès après lésion de 6 semaines, les personnes ayant expérimenté complète SCI une diminution de 18 à 46 % sub-lesional muscle taille par rapport à l’âge et poids abled-bodied témoins. Par blessure après 24 semaines, section transversale du muscle squelettique (CSA) pourrait être aussi faible que 30 à 50 %³. Gorgey et Dudley a montré que le muscle squelettique continue à s’atrophier par 43 % de la taille originale 4,5 mois après l’accident et a noté une trois fois plus grande quantité du FMI chez les personnes atteintes SCI incomplet par rapport au corps abled contrôle⁴. Perte de masse maigre métaboliquement active entraîne une réduction de taux métabolique basal (BMR)^2,6, qui représente pour ∼65 – 70 % de la dépense d’énergie quotidienne totale ; ces réductions de BMR peuvent conduire à un déséquilibre de l’énergie néfaste et augmentant l’adiposité après blessure^{2,7,8,9,10,18}. Adiposité accrue a été lié au développement des chroniques secondaires, y compris l’hypertension, de type II diabète sucré (T2DM) et les maladies cardiovasculaires^{2,10,11, 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18}. en outre, les personnes avec SCI peuvent souffrent de malnutrition et recours à un régime riche en graisses. Consommation de matières grasses alimentaire expliqueraient 29 à 34 % de la masse graisseuse chez les personnes avec la SCI, ce qui est probablement un facteur expliquant augmentant l’adiposité et la prévalence croissante de l’obésité au sein de la SCI population^12,13.

La résistance induite par la stimulation électrique neuromusculaire (NMES-RT) de formation a été conçue pour induire une hypertrophie du muscle squelettique paralysés^{19,20,21,22,23, 24}. Après douze semaines de bihebdomadaire NMES-RT, le muscle squelettique CSA de la cuisse entière, les extenseurs du genou et les groupes de muscles fléchisseurs du genou a augmenté de 28 %, 35 % et 16 %, respectivement le²². Dudley et al. a montré que 8 semaines bihebdomadaire de taille de muscle extenseur NMES-RT restauré du genou à 75 % de la taille d’origine à six semaines après la lésion¹⁹. En outre, Mahoney et al. utilisé le même protocole et a noté une augmentation de 35 % et 39 % dans le droit et gauche rectus femoris muscles après 12 semaines de NMES-RT²⁰.

Fonctionnelles electrical stimulation-bas extrémités cyclisme (FES-ESL) est une technique courante de réhabilitation utilisée pour exercer des groupes musculaires extrémité inférieures après SCI^25,26. Contrairement à NMES-RT, FES-ESL repose sur la stimulation des 6 groupes musculaires, ce qui peut entraîner une hypertrophie et des améliorations dans la cardiométabolique profil^{10,25,26,27, 28}. Dolbow et al. trouvé cet organe total maigre masse a augmenté de 18,5 % après 56 mois de FES-ESL chez une personne souffrant SCI²⁷. Après douze mois de trois fois par semaine FES-LEC, une femme de 60 an avec paraplégie expérimenté une augmentation de 7,7 % dans tout le corps maigre masse et une augmentation de 4,1 % à jambe maigre masse²⁸. Utilisation systématique de la stimulation électrique fonctionnelle (SEF) est liée à l’amélioration des facteurs de risque cardiométabolique conditions après SCI^10,25,26.

Les candidats idéaux pour la formation de la stimulation électrique aura soit moteurs blessures complets ou incomplets, avec les motoneurones périphériques intacts et sensation limitée d’extrémité inférieure. Le manuscrit actuel, décrit une approche combinée à l’aide de NMES-RT et FES-ESL conçu pour améliorer les résultats de la formation de stimulation électrique chez les personnes atteintes chroniques Sci. Le processus de NMES-RT en utilisant des poids aux chevilles on soulignera, tout en soulignant les étapes clés au sein du protocole et de la prestation globale l’intervention fournit aux personnes ayant une chronique Sci. Le deuxième objectif est de décrire le processus de FES-ESL conçu pour maximiser l’effet cardiométabolique global d’intervention. Les travaux précédents a confirmé notre rationnel qu’un protocole de formation combinée peut évoquer des résultats supérieures à 24 semaines de stimulation électrique formation^{20,21,22,23,24 ,25,26,31,32,33,34,35,36}.

Protocol

Le protocole de formation décrit dans ce manuscrit est enregistré avec l’identificateur clinicaltrials.gov (NCT01652040). Le programme de formation implique NMES-RT avec des poids aux chevilles et FES-LEC. Tout le matériel nécessaire est répertorié dans le tableau 2. Le protocole de l’étude et le consentement éclairé ont été examinées et approuvées par le Richmond Lamothe Institutional Review Board (IRB) et la Virginia Commonwealth University (VCU) IRB. Toutes les procédures de l’étu…

Representative Results

Poids aux chevilles a augmenté progressivement pour les 22 participants, plus de 16 semaines de NMES-RT (Figure 6 a). Les poids moyens soulevés par les participants a été 19,6 ± 6,5 lb (jambe droite) et 20 ± 6 lb (jambe gauche) [8-24 lb]. Amplitude du courant a fluctué tout au long de l’essai pour jambes droite et gauche (Figure 6 b). Progression d’un individ…

Discussion

La présente étude démontre deux différents paradigmes de la stimulation électrique. Un paradigme est axé sur la mise en œuvre de chargement progressif du muscle formés pour évoquer l’hypertrophie du muscle squelettique et l’autre paradigme vise principalement à améliorer la performance cardiométaboliques via le renforcement de la capacité aérobie. L’étude fait en sorte de comparer les deux paradigmes et pour mettre en évidence les avantages et les inconvénients de chacun.

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Materials

adhesive carbon electrodes (2 of each)	Physio Tech (Richmond, VA, USA 23233)	PT3X5 PALS3X4 E7300	7.5' x 12.7' 7.5' x 10' 5' x 9'
TheraTouch 4.7 stimulator	Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)	400-082	41.28' x 39.37' x 17.78' (8.91 kg) power: 110 VAC at 60 Hz / 220VAC at 50 Hz power consumption: 110 Watts
Red & White Lead Cords (2)	Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)	A1717	2.0 m
RT300-SL FES Ergometer	Restorative Therapies, Inc. (Baltimore, MD, USA 21231)	RT300-SL	80' x 49' x 92-103' (39 kg) 16 channel speed: 15 – 55 rev/min
elastic NuStim wraps (2)	Fabrifoam (Exton, PA, USA 19341)	PP108666	36"
wooden wheelchair break (2)	n/a	n/a	n/a
pillow/cushion	n/a	n/a	standard
ankle weights	n/a	n/a	2-26 lb.