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Serotonin 1A agonist and cardiopulmonary improvements with whole-body exercise in acute, high-level spinal cord injury: A retrospective analysis - 09/06/21

Doi : 10.1016/j.rmr.2021.02.059 
I. Vivodtzev 1, 2, 3, , G. Picard 2, K. O’Connor 1, 2, J.A. Taylor 1, 2
1 Harvard Medical School, Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Boston, MA, USA 
2 Spaulding Rehabilitation Hospital, Cardiovascular Research Laboratory, Cambridge, MA, USA 
3 Sorbonne University, Inserm, UMR_S1158: Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique, Paris, France 

Corresponding author.

Résumé

Introduction

High-level spinal cord injury (SCI) can result in spinal and supraspinal respiratory control deficits leading to insufficient ventilatory responses to exercise and training-related adaptations. We hypothesized a serotonin agonist, known to improve respiratory function in animal models, would improve adaptations to whole-body functional electrical stimulation (FES) exercise training in patients with acute high-level SCI.

Methods

We identified ten patients (<2 years of injury with SCI from C4-T3) in our program who had performed six months of FES-row training while on the Buspirone, a serotonin 1A agonist (29±17mg/day), between 2012 and 2018. We also identified well-matched individuals who trained for six months but not on Buspirone (n=11). A peak incremental FES-rowing exercise test and resting pulmonary function test had been performed before and after training.

Results

Those on Buspirone demonstrated greater increases in peak oxygen consumption (VO2peak: +0.24±0.23 vs. +0.10±0.13L/min, P=0.08) and peak ventilation (VEpeak: +6.5±8.1 vs. -0.7±6.9L/min, P<0.05) compared to control. In addition, changes in VO2peak and VEpeak were correlated across all patients (r=0.63, P<0.01), but most strongly in those on Buspirone (r=0.85, P<0.01). Furthermore, changes in respiratory function correlated to increased peak tidal volume in the Buspirone group (r>0.66, P<0.05).

Conclusion

These results suggest Buspirone improves cardiorespiratory adaptations to FES-exercise training in individuals with acute, high-level SCI. The strong association between increases in ventilatory and aerobic capacities suggests improved respiratory function is a mechanism, however controlled studies are needed to determine if this preliminary finding is reproducible.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Physiologie, Contrôle ventilatoire


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Vol 38 - N° 6

P. 596 - juin 2021 Retour au numéro
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