Firme neurali dell’affaticamento delle mani in uomini e donne diabetici di tipo 1

Il diabete di tipo 1 (T1D) è associato a una ridotta forza muscolare e a una maggiore affaticabilità muscolare. Insieme ai cambiamenti nei meccanismi muscolari, il T1D è anche collegato a cambiamenti strutturali nel cervello. Come i meccanismi neurofisiologici alla base dell’affaticamento muscolare vengono alterati con il T1D e le differenze legate al sesso di questi meccanismi non sono ancora ben studiati. 

Lo scopo di questo studio era di determinare l’impatto del T1D sui correlati neurali dell’affaticamento della presa della mano ed esaminare le differenze legate al sesso e al T1D nei parametri delle prestazioni neuromuscolari, nell’attivazione neurale e nei modelli di connettività funzionale tra le regioni motorie del cervello. 

Quarantadue adulti, bilanciati per condizione (sano vs T1D) e sesso (maschio vs femmina), hanno eseguito contrazioni isometriche sottomassimali dell’impugnatura fino all’esaurimento volontario. 

Forza iniziale, sono state raccolte misure di tempo di resistenza, perdita di forza, variabilità della forza e complessità. Inoltre, sono state ottenute risposte emodinamiche da regioni corticali correlate alla funzione motoria, utilizzando la spettroscopia funzionale del vicino infrarosso (fNIRS). Nel complesso, le femmine hanno mostrato una forza iniziale inferiore (p <0,0001) e una maggiore perdita di forza ( p = 0,023) rispetto ai maschi. 

Mentre la forza iniziale era significativamente inferiore nel gruppo T1D ( p = 0,012) rispetto al gruppo sano, i tempi di resistenza e la perdita di forza erano paragonabili tra i due gruppi. La complessità della forza, misurata come entropia approssimativa, è stata trovata inferiore durante l’esperimento per il gruppo T1D ( p = 0,0378), indicando una minore adattabilità motoria online. Sebbene, i gruppi T1D e sani si siano affaticati in modo simile, solo il gruppo T1D ha mostrato una maggiore attivazione neurale nelle aree motorie supplementari sinistra ( p = 0,095) e destra ( p = 0,072) (SMA) nel tempo. Un effetto di interazione sesso × condizione × fatica ( p= 0,044) ha mostrato che, mentre è stata osservata una maggiore attivazione sia nelle femmine T1D che nei maschi sani dalla fase iniziale a quella centrale, ciò non è stato osservato nelle femmine sane o nei maschi T1D. 

Questi risultati dimostrano che gli adulti con T1D avevano una minore adattabilità alla fatica che compensavano aumentando lo sforzo neurale. 

Lo  studio evidenzia l’importanza di esaminare le firme delle prestazioni sia neurali che motorie quando si studia l’impatto delle condizioni croniche sulla fatica neuromuscolare. Inoltre, i risultati hanno implicazioni per lo sviluppo di strategie di intervento per considerazioni di formazione, riabilitazione ed ergonomia per le persone con condizioni croniche.

Studio pubblicato in Frontiers in Human Neuroscience il 25 novembre 2020.

Ricerca condotta dal Dipartimento di ingegneria industriale e dei sistemi, Texas A&M University, Stati Uniti.
e dal Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, Texas A&M University in Qatar, Doha, Qatar.