Účinky tréninku horních končetin s omezením průtoku krve při nízké zátěži u pacientů s chronickou obstrukční plicní nemocí

Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) je běžné, preventabilní a léčitelné onemocnění charakterizované přetrvávajícími respiračními příznaky a nevratným omezením průtoku vzduchu vyplývajícím z abnormalit dýchacích cest a/nebo alveol, obvykle způsobené dlouhodobou expozicí škodlivým částicím nebo plynům (1). CHOPN představuje jednu z hlavních příčin úmrtnosti mezi chronickými respiračními onemocněními a je uznávána jako závažný celosvětový zdravotní problém, postihující přibližně 10 % dospělé populace, s rostoucí incidencí spojenou se stárnutím populace. Podle studie Global Burden of Disease (GBD) z roku 2017 byla celosvětová úmrtnost přičitatelná CHOPN 41,9 úmrtí na 100 000 obyvatel, což představuje 5,7 % úmrtí ze všech příčin. Úmrtnost byla hlášena jako 46,7 na 100 000 u mužů a 37,0 na 100 000 u žen (2).

Progresivní a přetrvávající omezení průtoku vzduchu u CHOPN spolu se sníženou elasticitou parenchymu zvyšuje ventilační nároky a klade nadměrnou zátěž na dýchací svaly. Hyperinflace dále snižuje efektivní kontraktilní rozsah těchto svalů, vytvářejíc bludný kruh, ve kterém stimulace mechanoreceptorů zvyšuje ventilační pohon a zhoršuje dušnost. Zvýšená dušnost a narušená funkce dýchacích svalů omezují výkonnost v aktivitách denního života (ADLs), což vede k výraznému snížení fyzické výkonnosti (3).

Dysfunkce kosterního svalstva je častou systémovou manifestací CHOPN. Snížení periferní svalové síly zahrnující horní a dolní končetiny i trup významně omezuje pohybovou kapacitu a funkční výkonnost, negativně ovlivňující celkový zdravotní stav. Je důležité poznamenat, že narušená svalová síla byla identifikována jako silný prediktor morbidity, mortality, invalidity a rizika exacerbace, nezávisle na stupni obstrukce dýchacích cest (4).

Během aktivit horních končetin jedinci s CHOPN často zažívají výraznou dušnost a dynamickou hyperinflaci, což významně omezuje funkční nezávislost a zdůrazňuje klinický význam funkční kapacity horních končetin (5). Ve srovnání se zdravými vrstevníky jedinci s CHOPN vykazují sníženou výkonnost během aktivit horních končetin a hlásí značné obtíže. Toto omezení je částečně přičitatelné změněné respirační mechanice, protože svaly horních končetin také fungují jako pomocné dýchací svaly. Následně se dušnost zintenzivňuje během aktivity horních končetin, často vedouc k předčasnému ukončení cvičení (6).

Vzhledem k dušnost vyvolávající povaze používání horních končetin a jejímu negativnímu dopadu na toleranci aktivity, zachování a zlepšení funkce horních končetin představuje kritický cíl rehabilitace u CHOPN. Skutečně, jak zdůrazňuje nejnovější společný oficiální dokument American Thoracic Society (ATS) a European Respiratory Society (ERS), zařazení cvičení horních končetin do plicních rehabilitačních programů je silně podporováno pro jedince s CHOPN (7).

Plicní rehabilitační programy běžně zahrnují aerobní modality jako arm ergometrii, stejně jako odporové přístupy využívající víceúčelové systémy, elastické pásky nebo volné závaží k zaměření na funkci horních končetin (8). Ačkoliv aerobní cvičení tvoří základ plicní rehabilitace, jeho účinky na svalovou sílu a hmotu jsou považovány za omezené. Proto jsou doporučovány kombinované přístupy aerobního a odporového cvičení k efektivnějšímu řešení periferní svalové dysfunkce (9).

Avšak, zda jsou aktuálně tolerované intenzity tréninku – často omezené ventilačními omezeními – dostatečné k optimálnímu zaměření na periferní svalovou dysfunkci, zůstává kontroverzní. Jak ATS, tak ERS zdůraznily potřebu inovativních rehabilitačních strategií schopných zaměřit se na periferní svalovou dysfunkci při nižších mechanických zátěžích (10). Tradiční středně až vysoce intenzivní odporový trénink může být efektivní, ale je často špatně tolerován u jedinců s CHOPN kvůli dušnosti, časné únavě a ventilačnímu omezení, čímž omezuje adherenci a dlouhodobou účast (11).

V tomto kontextu se jako slibná alternativa objevilo trénink s nízkou zátěží a omezením průtoku krve (LL-BFRT). Navzdory použití nízkých mechanických zátěží LL-BFRT vyvolává lokalizovanou ischemii a zvýšený metabolický stres, vedouc k významným ziskům v svalové síle a hypertrofii. Tato metoda může představovat životaschopnou možnost pro jedince s CHOPN, kteří nejsou schopni tolerovat vysoké mechanické zátěže (12).

Ačkoliv důkazy podporující LL-BFRT primárně pocházejí ze studií provedených u zdravých jedinců a převážně zaměřených na svaly dolních končetin (12-14), data týkající se jeho aplikace na svaly horních končetin u jedinců s CHOPN zůstávají omezená. Vzhledem k tomu, že aktivity horních končetin kladou větší ventilační nároky a vyvolávají dušnost dříve, potenciální výhody LL-BFRT v této oblasti si zaslouží vyšetření. Tato výzkumná mezera podtrhuje nezbytnost vyhodnocení efektivity odporového tréninku horních končetin založeného na LL-BFRT u CHOPN.

Cíl studie Cílem této studie je komparativně vyšetřit účinky LL-BFRT a sham-BFRT, podávaných navíc k aerobnímu cvičebnímu programu, na svalovou sílu horních končetin, funkční kapacitu horních končetin, výkonnost v aktivitách denního života, kvalitu života, funkční pohybovou kapacitu, okysličení svalů a parametry plicní funkce u jedinců diagnostikovaných s CHOPN stadia II a III.

Intervence Účastníci v obou skupinách podstoupí cvičební program dvakrát týdně po dobu 8 týdnů.

Obě skupiny budou provádět aerobní cvičení horních končetin pomocí arm cykloergometru. Každá sezení začne 5minutovým zahřátím na 0 Wattů, následovaným 20 minutami aerobního cvičení na 60-70 % věkem předpokládané maximální srdeční frekvence. Počáteční odpor bude nastaven mezi 35-50 Watti a udržován v tomto rozsahu podle individuální cvičební tolerance. Dušnost bude monitorována pomocí Modifikované Borgovy škály. Po aerobní fázi bude následovat 5minutové zklidnění na 0 Wattů.

Intervenční skupina (LL-BFRT) Kromě aerobního cvičení účastníci intervenční skupiny obdrží LL-BFRT. Pneumatická manžeta bude umístěna proximálně na horní končetině. Okluzní tlak bude nastaven na 30-40 % arteriálního okluzního tlaku (AOP). Odpor bude nastaven na 30 % jednoho opakování maxima (1RM). Cvičení bude následovat standardizovaný 4sériový protokol (30-15-15-15 opakování) s 45sekundovými přestávkami mezi sériemi, během kterých bude tlak v manžetě udržován.

Cílené svalové skupiny budou zahrnovat biceps brachii, triceps brachii a přední deltový sval. Po dokončení každého cvičení bude tlak v manžetě uvolněn na 5minutové reperfuzní období před přechodem k dalšímu cvičení. Dušnost bude pečlivě monitorována pomocí Modifikované Borgovy škály a cvičení bude ukončeno, pokud dušnost dosáhne ≥6, indikující intoleranci cvičení.

Kontrolní skupina (Sham-BFRT) Účastníci kontrolní skupiny obdrží stejný aerobní cvičební protokol a identickou strukturu odporového cvičení. Avšak tlak v manžetě během sham-BFRT bude nastaven na úroveň nedostatečnou k vytvoření terapeutického omezení průtoku krve.

Hodnocení Demografická data včetně věku, pohlaví, výšky a hmotnosti budou zaznamenána. Index tělesné hmotnosti (BMI) bude vypočítán. Kouření v anamnéze bude dokumentováno v balíčkoročích. Délka trvání onemocnění a stadium CHOPN (podle klasifikace GOLD) budou stanoveny z lékařských záznamů. Užívání kyslíkové terapie a inhalační léčby bude zaznamenáno. Frekvence exacerbací, definovaná jako počet exacerbací a hospitalizací za posledních 12 měsíců, bude také dokumentována.

Očekává se, že tato studie poskytne důkazy týkající se klinické účinnosti a fyziologických mechanismů LL-BFRT v zlepšování funkce horních končetin u jedinců s CHOPN a informuje o předpisu cvičení v rámci plicních rehabilitačních programů.