Præoperativ Inspiratorisk muskeltræning

Meget aktive muskler som mellemgulvet er særligt følsomme over for både ubrug og træning. For eksempel atrofierer diafragmafibre fra kontrollerede mekanisk ventilerede unge voksne med mere end 50 % inden for 36 timer efter fuldstændig inaktivitet, og mekanisk ventilation (MV) initierer signalveje inden for de første flere timers inaktivitet, der fremmer progressiv diafragmatisk fiberdysfunktion. Efterforskerne har vist, at udbredt atrofi-signalering begynder på operationsstuen under hjertekirurgi, efter kun et par timer med MV. Ud over denne fiberatrofi fører MV til betydelige fald i membranens styrke, hvilket kan forlænge den tid, det tager at afvænne fra MV. Den kliniske forekomst af tidligt indsættende, progressiv kontraktil dysfunktion er defineret som ventilatorinduceret diafragmatisk dysfunktion (VIDD). VIDD anses for at være en primær bidragyder til vanskeligheder med fravænning fra MV.

Omvendt har efterforskerne vist, at IMT øger den trykgenererende kapacitet af mellemgulvet og inspiratoriske synergistiske muskler og letter fravænning hos patienter med VIDD. Præoperativ IMT i så lidt som 1-2 uger øger angiveligt inspiratorisk muskelstyrke. IMT før kardiothoraxkirurgi har vist sig at reducere postoperative lungekomplikationer såsom atelektase, lungebetændelse eller forsinket ventilatorafvænning. Derudover er styrkeforøgelser forbundet med præoperativ IMT forbundet med kortere ICU- og hospitalsindlæggelseslængder, hvilket potentielt kan give en omkostningsfordel.

Desværre er meget lidt forstået om de neuromuskulære tilpasninger og signalmekanismer, der bidrager til disse IMT kliniske fordele. Et særligt nyt aspekt af dette projekt er, at det vil være den første undersøgelse af de mekanismer, der bidrager til membranforstærkning. En større forståelse af disse mekanismer kan hjælpe fremtidige efterforskere til at udvikle mere effektive træningsrecepter for at opveje MV-brug i tilfælde som kirurgi, og det kan hjælpe med at identificere molekyler og træning, der kunne beskytte mellemgulvene hos personer, der ikke kan træne på forhånd, som i tilfælde af akutte infektioner, der kompromitterer vejrtrækningen.

Det overordnede formål med denne undersøgelse er at undersøge diaphragma neuromuskulær remodeling forbundet med præoperativ, telehealth leveret IMT sammenlignet med afspændende vejrtrækningstræning (RLX). Guidede RLX-øvelser har vist sig at forbedre postoperativ smerteopfattelse og beskedent sænke systolisk blodtryk hos hypertensive patienter, men menes ikke at ændre mellemgulvsstyrken væsentligt.

Fyrre voksne frivillige vil modtage enten IMT (n=20) eller RLX-træning (n=20) i 2-4 uger før elektiv kardiothoraxkirurgi og gennemgå åndedrætspræstationstest før og efter træningsperioden. En biopsi i fuld tykkelse (ca. 6 mm x 20 mm) fra den højre ventrale kystdiafragma vil blive erhvervet, så snart mellemgulvet er blotlagt under operationen. Derudover vil en biopsi fra pectoralis major blive opnået og brugt som en ikke-udøvet kontrolmuskel. Histologiske og RNA-sekventeringsanalyser vil blive udført for at undersøge de mekanismer, der bidrager til neuromuskulære tilpasninger til træning.