Personalizované cvičení v CHOPN

Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) je vysoce rozšířený stav, který postihuje odhadem 1,2 milionu lidí ve Spojeném království a je druhým nejčastějším plicním onemocněním po astmatu. CHOPN nepostihuje pouze plíce, ale jde o systémové onemocnění, jehož významným rysem je svalová dysfunkce. Cvičení jako součást programu plicní rehabilitace (PR) prokázalo zlepšení zátěžové kapacity a kvality života pacientů s CHOPN. Navzdory účinnosti PR na úrovni populace však zůstává prostor pro zlepšení. Individuální léčebná odpověď je heterogenní, u některých pacientů se nedaří dosáhnout klinicky významných zlepšení, zatímco jiní mají potíže s dodržováním cvičební složky nebo úplně odpadnou. V současné době, zatímco intenzity cvičení ("dávka") jsou během PR individualizovány, charakter a obsah PR jsou obecně poskytovány způsobem "jedna velikost pro všechny". Existuje tedy prostor pro úpravu obsahu PR tak, aby vyhovoval individuálním potřebám a základní fyziologii, čímž se zvýší dodržování a přínosy.

Precizní medicína, která přizpůsobuje terapii specifickým „léčitelným rysům“ stavu jednotlivce, má potenciál maximalizovat účinek léčby a zároveň minimalizovat nežádoucí účinky. Vyšetřovatelé navrhují, že stejné principy přesné medicíny lze použít ke zlepšení poskytování PR tím, že identifikují individuální odezvu na cvičení při zápisu do PR a použijí tyto informace k přizpůsobení tréninku cvičení. Existuje rostoucí počet různorodých, nových školicích modalit, které se ukázaly jako proveditelné a potenciálně účinné u CHOPN a nabízejí příležitosti pro poskytování personalizovaného školícího programu. Klíčovým krokem ve vývoji tohoto personalizovaného/přesného přístupu v cvičební medicíně je pochopení a měření individuální patofyziologie cvičení, která předpovídá preferenční přínosy pro konkrétní modalitu cvičení. Vztah mezi základní patofyziologií cvičení (a skutečně dalšími nemocemi a demografickými proměnnými) a takovou reakcí však není v současnosti znám.

Excentrické cvičení, kontrakce svalu při jeho prodlužování a jízda na kole na jedné noze jsou dvě možnosti, jak zpestřit PR. Při dané svalové zátěži má excentrické cvičení za následek nižší spotřebu energie a kyslíku, a proto méně zatěžuje kardiopulmonální systém. V důsledku toho může být tento typ cvičení ideálně vhodný pro pacienty s onemocněním plic, zejména pro ty, kteří přestali cvičit kvůli ventilačním omezením. Může být pro pacienty snesitelnější, protože způsobuje menší dušnost a zároveň umožňuje větší svalovou specifickou práci. Excentrická jízda na kole zahrnuje použití kola s připojeným motorem, který pohání pedály v opačném směru. Subjekt se musí bránit otáčení pedálů, aby udržoval konstantní rychlost pedálů, a tím provádět excentrickou práci nohama. Použití excentrického cvičení jako tréninkové modality bylo historicky zabráněno kvůli strachu z poškození svalů. Cvičení s excentrickým odporem s vysokou intenzitou vede k opožděnému nástupu svalové bolesti (DOMS) a je již mnoho let používáno jako model indukce svalového poškození. Za posledních 30 let však přibývá studií, které komplexně ukazují, že pokud se zátěž postupně zvyšuje, poškození a bolestivost svalů je minimální a přijatelná. V populaci pacientů, protože dosahované zátěže jsou obzvláště nízké, je výskyt významného svalového poškození ještě méně častý a předchozí práce prokázaly, že excentrické cyklování je u pacientů s CHOPN dobře tolerováno.

Cvičení celého těla, jako je chůze nebo jízda na kole, vyžaduje nábor velké svalové hmoty vytvářející vysokou spotřebu kyslíku. Existuje však nepoměr mezi maximálním příjmem kyslíku celým tělem a maximální aerobní kapacitou svalů, a to i u zdravé populace, a následně významnými variacemi dosažených svalových tréninkových stimulů. To je zdůrazněno u pacientů s CHOPN s ventilačním limitem zátěže. Cvičením menší svalové hmoty lze toto ventilační omezení obejít a jednotlivý sval pracovat výrazně vyšší intenzitou. Jednou z metod redukce svalové hmoty při cvičení je jízda na jedné noze. Dvě randomizované kontrolované studie prokázaly větší zlepšení V̇O2peak po jízdě na jedné noze ve srovnání s jízdou na dvou nohách u pacientů s CHOPN. Cyklistika na jedné noze se ukázala jako proveditelný doplněk PR programu a dobře přijatá pacienty a fyzioterapeuty.

Tato studie si klade za cíl zjistit, jak nemocné, demografické a fyzické fyziologické proměnné zaznamenané na začátku studie souvisí s následným vnímáním a progresí nových tréninkových modalit ve srovnání s konvenčním tréninkem. Vyšetřovatelé provedou komplexní hodnocení fyziologické reakce na cvičení na začátku, pokud jde o kapacitu cvičení, omezení cvičení, svalový objem a sílu, fyzickou aktivitu, křehkost a složení svalů. Účastníci pak budou náhodně rozděleni do jedné ze 4 školicích modalit; excentrická jízda na kole, jízda na jedné noze, koncentrická (tradiční jízda na dvou nohách) nebo trénink odporu dolních končetin.

Jedná se o pilotní studii/studii proveditelnosti s širokým cílem identifikovat potenciální subfenotypy pacientů s CHOPN, kteří by mohli přednostně reagovat na konkrétní způsoby výcviku. Tyto znalosti jsou klíčové pro vývoj definitivních klinických studií takových intervencí pohybové medicíny, které by mohly být poskytovány v běžné klinické praxi. Konkrétní cíle jsou:

1. Podrobně charakterizovat základní plicní a systémové patofyziologické charakteristiky pacientů s CHOPN, kteří jsou postiženi omezením zátěže.
2. Měřit progresi tréninkového zatížení během každého tréninkového zásahu vzhledem k výchozím hodnotám.
3. Zjistit, jak základní charakteristiky a patofyziologie souvisí s progresí tréninku a zkušeností se cvičením.