Примерно 59 процентов случаев травмы спинного мозга считаются неполными, то есть при таком поражении полностью или частично сохраняется чувствительность и контроль двигательных функций ниже места травмы, остаются неповрежденными некоторые нейральные сигнальные пути между головным мозгом и конечностями.
Как отметил в этой связи ведущий автор работы, Рэнди Трамбоуэр (Randy D. Trumbower) из университета Эмори (Атланта, штат Джорджия), остаточные нейронные связи, теоретически, позволяют спинному мозгу адаптироваться в той мере, чтобы дать возможность пациенту восстановить способность нормально ходить, однако в жизни это случается очень редко. Эффект от применения лечебной физкультуры, массажа, физиотерапии не достаточен для укрепления этих слабых связей и полноценного возвращения мобильности.
В поисках решения этой проблемы Трамбоуэр обратил внимание на исследования группы под руководством Гордона Митчелла (Gordon Mitchell) из университета штата Висконсин. Митчелл и его коллеги, экспериментируя на мышах, обнаружили, что кислородное голодание высвобождает в головном мозге нейромедиатор серотонин, что, в свою очередь, запускает каскад белковых трансформаций, результатом которых становится формирование новых нейронных связей в стволе головного мозга и спинном мозге, регулирующих процесс дыхания. Трамбоуэр предположил, что включение этого механизма может способствовать восстановлению сигнальных путей в травмированном спинном мозге. Для проверки этой гипотезы объединенная группа Трамбоуэра и Митчелла предприняла клинические испытания разработанного ими метода, получившего название ежедневная острая периодическая гипоксия (daily acute intermittent hypoxia, dAIH).
В испытаниях приняли участие 19 волонтеров с различными уровнями повреждения спинного мозга — от C2 (травма шейного отдела) до T12 (травма грудного отдела) — у которых сохранилась, хоть и ограниченная, подвижность суставов ног и способность сделать хотя бы один шаг без поддержки. Участников разделили на две группы. В первой группе часть пациентов пять дней подряд в течение примерно 40 минут через маску получала dAIH — 90-секундные интервалы с пониженным уровнем кислорода (около 9 процентов, что примерно соответствует содержанию кислорода в воздухе на высоте порядка восьми тысяч метров над уровнем моря) чередовались с 60-секундными интервалами с нормальным уровнем содержания кислорода (около 21 процента), а часть получала плацебо — вдыхала воздух с нормальным уровнем кислорода. Эксперимент во второй группе отличался тем, что участники через час после dAIH или плацебо в течение 30 минут тренировались в самостоятельной ходьбе.
В итоге было установлено, что участники, прошедшие пятидневный курс dAIH, самостоятельно преодолевают 10-метровый отрезок в среднем на 3,8 секунды быстрее, чем получавшие плацебо. Те пациенты, которые не только подвергались периодической гипоксии, но и тренировались в ходьбе после сеанса dAIH, показали большую выносливость по сравнению с теми, кто тренировался после получения плацебо — расстояние, которое они могли преодолеть за шесть минут, было в среднем на 100 метров больше.
Терапевтический эффект от пятидневного курса dAIH длился около двух недель, поэтому Трамбоуэр полагает, что более длительные курсы будут иметь, соответственно, более долговременное воздействие, что требует дальнейших исследований. Мы надеемся, что этот метод, применяемый в течение не дней, а месяцев, сможет усилить положительный эффект других методов восстановительной терапии при травмах позвоночника.
