Předoperační trénink inspiračních svalů

Vysoce aktivní svaly, jako je bránice, jsou zvláště citlivé jak na nepoužívání, tak na trénink. Například vlákna bránice kontrolovaně mechanicky ventilovaných mladých dospělých atrofují o více než 50 % během 36 hodin po úplné nečinnosti a mechanická ventilace (MV) spouští signální dráhy během prvních několika hodin nečinnosti, které podporují progresivní dysfunkci vláken bránice. Vyšetřovatelé prokázali, že rozsáhlá signalizace atrofie začíná na operačním sále během kardiochirurgické operace, již po několika hodinách MV. Kromě této atrofie vláken vede MV k významnému poklesu pevnosti bránice, což může prodloužit dobu potřebnou k odvykání od MV. Klinický výskyt časného nástupu progresivní kontraktilní dysfunkce je definován jako ventilátorem indukovaná brániční dysfunkce (VIDD). VIDD je považován za hlavního přispěvatele k potížím s odvykáním od MV.

Výzkumníci naopak prokázali, že IMT zvyšuje tlakotvornou kapacitu bránice a inspiračních synergických svalů a usnadňuje odvykání u pacientů s VIDD. Předoperační IMT po dobu 1-2 týdnů údajně zvyšuje nádechovou svalovou sílu. Bylo prokázáno, že IMT před kardiotorakální operací snižuje pooperační plicní komplikace, jako je atelektáza, pneumonie nebo opožděné odstavení ventilátoru. Kromě toho je nárůst síly spojený s předoperační IMT spojen s kratší dobou pobytu na JIP a v nemocnici, což může potenciálně nabídnout nákladovou výhodu.

Bohužel se velmi málo rozumí neuromuskulárním adaptacím a signalizačním mechanismům, které přispívají k těmto klinickým výhodám IMT. Zvláště novým aspektem tohoto projektu je, že půjde o první studii mechanismů, které přispívají k posilování bránice. Větší pochopení těchto mechanismů může budoucím výzkumníkům pomoci vyvinout účinnější cvičební předpisy, které by kompenzovaly použití MV v případech, jako je chirurgický zákrok, a může pomoci identifikovat molekuly a cvičení, které by mohly chránit bránice jedinců, kteří nemohou cvičit předem, jako např. v případě akutních infekcí, které ohrožují dýchání.

Celkovým cílem této studie je prozkoumat neuromuskulární remodelaci bránice spojenou s předoperační telehealth dodávanou IMT ve srovnání s relaxačním dechovým tréninkem (RLX). Bylo prokázáno, že vedená cvičení RLX zlepšují vnímání pooperační bolesti a mírně snižují systolický krevní tlak u hypertoniků, ale nepředpokládá se, že by významně měnily sílu bránice.

Čtyřicet dospělých dobrovolníků absolvuje trénink IMT (n=20) nebo RLX (n=20) po dobu 2–4 týdnů před elektivní kardiotorakální operací a před a po tréninkovém období podstoupí dechové testy. Biopsie v plné tloušťce (přibližně 6 mm x 20 mm) z pravé ventrální kostální bránice bude pořízena, jakmile je bránice během operace obnažena. Navíc bude získána biopsie z velkého prsního svalu a použita jako neprocvičovaný kontrolní sval. Budou provedeny histologické a RNA sekvenační analýzy za účelem prozkoumání mechanismů, které přispívají k neuromuskulární adaptaci na trénink.