Стимулация на гръбначния стълб връща движението на хора с мускулна атрофия

Акценти

Екип от Университета на Питсбърг провежда малко клинично проучване, което разкрива, че немедикаментозен и минимално инвазивен метод може да помогне на пациенти със спинална мускулна атрофия (СМА) – наследствено невромускулно заболяване. Тримата доброволци са подложени на епидурална стимулация на гръбначния стълб, която представлява електрическа стимулация на сетивните гръбначномозъчни нерви с цел активиране на моторните неврони в гръбначния стълб, укрепване мускулите на краката и повишаване на издръжливостта при ходене.

Едномесечна стимулация укрепва мускулите на пациенти със спинална мускулна атрофия

Ранните резултати от изпитанието показват, че едномесечна редовна невростимулация подобрява функцията на невроните, които отговарят за движенията на тялото, увеличава силата и улеснява ходенето при всички участници, без значение каква е тежестта на симптомите им. Това е първото изследване, което доказва, че невротехнологията има потенциал не само да спира, но и да обръща хода на невродегенеративните заболявания. Според учените използваният метод за невростимулация може да е подходящ и за амиотрофична латерална склероза или болест на Хънтингтън, ако е ясно кои клетки трябва да бъдат активирани.

„За да се противодейства на невродегенеративния процес, трябва да предприемем две важни стъпки – да предотвратим смъртта на невроните и да възстановим функцията им. В нашето проучване предлагаме подход, който може да открие и отстрани първопричината за невронната дисфункция и да подпомогне традиционното лечение“, отбелязва асистентът по неврохирургия д-р Марко Капогросо.

Научният труд е публикуван в списание Nature Medicine.

Какво представлява спиналната мускулна атрофия

СМА е генетично невродегенеративно заболяване, което води до прогресивно функционално увреждане и смърт на двигателните неврони – нервните клетки, които контролират движенията ни, като предават сигнали от мозъка през гръбначния стълб до мускулите.

То се предава генетично и се дължи на липса на определена част от гена SMN1. Колкото повече моторни неврони бъдат унищожени, толкова по-голяма е мускулната слабост, което ограничава по различни начини движенията на пострадалия – затруднено ходене, изкачване на стълби и изправяне от седнала позиция. Липсата на SMN е свързана с подборно унищожаване на гръбначни двигателни неврони и прогресивна мускулна атрофия.

» Електрическа стимулация връща движението на парализирани крайници

Терапии за пациенти със СМА

Болестта е нелечима, но през последното десетилетие учените предложиха няколко обещаващи терапии. Сред тях са заместването на гени и медикаментозното лечение, които стимулират производството на важни за нормалното функциониране на двигателните неврони протеини. Те ги предпазват от смърт и забавят развитието на СМА.

Нарушена комуникация между гръбначните нерви

Изследванията сочат, че първите нарушения на движенията при пациенти със спинална мускулна атрофия настъпват още преди невроните да започнат да умират. Това според специалистите може да е следствие от скрита дисфункция в комуникацията между гръбначните нерви.

Стимулацията на сетивните нерви може да подобри движенията

По-старо изследване на екип от Колумбийския университет върху животни със СМА показва, че оцелелите двигателни неврони получават по-малко сигнали от сетивните нерви, които връщат информацията от кожата и мускулите обратно към централната нервна система. Ако слабата стимулация бъде компенсирана по някакъв начин, комуникацията между нервната система и мускулите ще се подобри, което пък ще улесни движението на тялото и ще забави загубата на мускулна маса. „Подобрявайки активността на сетивните неврони, бихме могли да компенсираме загубата на възбудителни сигнали към двигателните и така да възстановим връзките между тях“, отбелязват авторите.

Изследователите от Университета на Питсбърг твърдят, че целенасочена епидурална електрическа стимулация може да възстанови нарушената функция на нервните клетки като увеличи постъпващите сетивни сигнали към двигателните неврони. Настъпилите клетъчни промени от своя страна подобряват двигателните умения.

» Електростимулацията на гръбначния мозък подобрява качеството на живот на децата с церебрална парализа

Начин на провеждане на електрическата стимулация върху пациенти със СМА

Клиничното изпитание продължава 29 дни и включва трима души с по-лека степен на спинална мускулна атрофия (тип 3 или 4). В долната част на гърба, от двете страни на гръбначния стълб, са им поставени по два SCS електрода, които насочват стимулацията основно към корените на сетивните нерви. Тестовете се провеждат пет пъти седмично, по четири часа. След последния, деветнадесети, тест електродите са премахнати.

След стимулацията пациентите изминават с 20 метра повече за едно и също време

След като се уверяват, че стимулацията е успешна и успява да обхване двигателните неврони на гръбначния стълб, учените провеждат серия от тестове, за да измерят мускулната сила и слабост, промените в походката, обхвата на движенията, изминатото разстояние и функцията на невроните. Резултатите сочат, че и тримата участници удължават разстоянието, изминато за 6 минути ходене (тест за мускулна издържливост и слабост) с поне 20 метра. За сравнение, преди това подобрението е с едва 1,4 метра след три месеца по специална програма с физически упражнения, но без стимулация.

Повишаване на мускулната сила със 180%

Освен функционалния напредък, екипът наблюдава и подобрение в невронната функция, включително в способността на двигателните неврони да генерират електрически импулси и да ги предават на мускулите. „Нашият метод за електрическа стимулация повиши мускулната сила на пациентите с до 180%, качеството на походката им, тоест дължината на стъпките, с 40% и издръжливостта при ходене в продължение на 6 минути с цели 26 метра“, уточняват специалистите.

Асистентът по рехабилитация Елвира Пирондини допълва: „Страдащите от спинална мускулна атрофия не очакват подобрение, защото заболяването е прогресивно. Ето обаче че ние намерихме начин да възстановим движенията им. За 4 седмици установихме, че те вече могат да извършват някои основни ежедневни дейности, които преди не са били по силите им. В края на изследването един от пациентите каза, че е успял да се придвижи от дома си до лабораторията, без да се измори.“

Авторите отбелязват, че за първи път стимулацията на гръбначния стълб, която досега се е разглеждала като второстепенна форма на лечение след травма на гръбначния стълб, инсулт или невродегенеративно заболяване, няма за цел да подпомогне движението, а да възстанови нарушените процеси между невроните.