Comparación de la estimulación magnética repetitiva y el ejercicio sobre la función del cuádriceps en la EPOC

Ha habido un interés considerable en encontrar métodos para mejorar la función del cuádriceps en la EPOC, ya que la disfunción del cuádriceps se asocia con una capacidad de ejercicio reducida5 y supervivencia en los pacientes16, independientemente de la función pulmonar. Los cursos de rehabilitación pulmonar (RP) que comprenden ejercicio y educación pueden aumentar las enzimas oxidativas, la fuerza y ​​la resistencia de los cuádriceps en pacientes con EPOC17 y mejorar la capacidad de caminar incluso durante un período de 8 semanas12, 18. Sin embargo, PR no es una solución completa: no todas las regiones del Reino Unido ofrecen PR, PR solo tiene en promedio una tasa de aceptación del 50% por parte de los pacientes y la tasa de abandono es del 30%. También una proporción significativa de pacientes (alrededor del 30%) no aumentan su capacidad de ejercicio como resultado de la PR19, quizás porque la disnea limita el entrenamiento que completan o porque su fuerza muscular periférica es normal19. Por lo tanto, existe interés en tratamientos alternativos o complementos del ejercicio, en particular en términos de tratamientos musculares localizados que no estén limitados por la función respiratoria alterada. La estimulación eléctrica repetitiva del nervio femoral (rES) parece ser un método alternativo efectivo para entrenar pasivamente el músculo cuádriceps. 30 minutos rES a 10 Hz cinco veces por semana en ambas piernas aumentaron la fuerza muscular y el rendimiento del ejercicio en pacientes con EPOC21 y aquellos con insuficiencia cardíaca22. Se han logrado resultados similares con quince minutos de estimulación magnética repetitiva del nervio femoral (rMS) tres veces por semana23. Sin embargo, los estudios de tratamiento con rES para investigar los efectos sobre el rendimiento del ejercicio a menudo han utilizado grupos de control y tratamiento separados, lo que introduce diferencias entre sujetos en estudios que ya están limitados por el tamaño de la muestra243 y solo han utilizado medidas voluntarias de la función del cuádriceps96. El único estudio de biopsia de rES utilizó un diseño cruzado, pero las biopsias solo se tomaron antes y después del período de entrenamiento de rES y no antes y después del período de control.244 El estudio de rMS involucró un total de dieciocho sujetos (diez asignados a rMS, ocho al control) y no se tomaron biopsias para evaluar los cambios histológicos en el músculo. Con este estudio, busqué principalmente evaluar los cambios en las características de la fibra del cuádriceps como resultado de un protocolo intensivo de rMS y, en segundo lugar, comparar los cambios en la función del cuádriceps como resultado de la rMS con el estándar de oro clínico para mejorar la función muscular, PR.

Métodos

Aprobación ética El Comité de Ética de Investigación de Ealing & West London Mental Health Trust aprobó el estudio (06/Q0410/54). El ensayo se registró en la base de datos nacional de ensayos clínicos (NCT 00737698). 2.13.1

Cálculo del tamaño de la muestra El tamaño de la muestra requerido para el estudio de entrenamiento se basó en cálculos de potencia de un estudio previo sobre PR de nuestro grupo221 y datos piloto de nuestro grupo sobre el efecto de la rMS en la fuerza muscular (Swallow et al, no publicado) utilizando Stata 10 estadístico software. Los cálculos de potencia se basaron en mejoras funcionales (aumento de 54 m en 6MW como resultado de PR y aumento del 10 % en TwQ del cuádriceps como resultado de rMS, como los incrementos mínimos clínicamente significativos) en lugar de aumentos en la fibra muscular CSA o fibra tipo I proporciones ya que los datos de este último no estaban disponibles. Elegimos un aumento del 10 % de la fuerza de contracción como el incremento mínimamente significativo, ya que los datos anteriores de Mador et al. mostraron un aumento del 9,7 % en la fuerza de contracción como resultado de 8 semanas PR17. Se eligió un poder convencional del 80 % con un valor de p de dos colas de ≤0,05, lo que indica que se requería un mínimo de diez pacientes para el brazo de PR y veintiséis para el brazo de rMS. Nuestro objetivo era reclutar quince para el grupo de PR y treinta para el grupo de rMS para permitir el abandono de los pacientes a las tasas que hemos encontrado anteriormente. Al finalizar, había diecisiete en el grupo PR y treinta y siete en el grupo rMS.

Selección de sujetos Ochenta y seis pacientes con EPOC que dieron su consentimiento para el estudio transversal también dieron su consentimiento para el estudio de entrenamiento, por lo que los criterios de inclusión y exclusión fueron los mismos que para el estudio transversal. Se impidió que los pacientes comenzaran cualquier nuevo régimen de ejercicio o nueva medicación regular desde el consentimiento hasta la finalización del estudio, y se animó a los pacientes a que se pusieran en contacto conmigo el día 1 de una exacerbación aguda para poder instituir el tratamiento adecuado. El diseño del estudio y el flujo de participantes a través del estudio se muestran en las figuras 4.1 y 4.2.

El FFMI de aleatorización se calculó utilizando la impedancia bioeléctrica (capítulo Métodos, Sección 2.4.2.1) y los pacientes se estratificaron en FFMI bajo (<15 kg/m2 para mujeres, <16 kg/m2 para hombres) y FFMI normal. Los grupos de FFMI bajo y normal se aleatorizaron por separado (por lo que los pacientes con FFMI bajo se distribuyeron uniformemente entre los grupos de tratamiento) utilizando un sistema de sobres cerrados y un procedimiento de bloque de 4 ponderado 2:1:1 para rMS: PR: sin tratamiento activo como cálculo de potencia sugirió que se requería al menos el doble de pacientes en el brazo de PR que en el brazo de rMS.

Las evaluaciones previas al entrenamiento de función pulmonar, FFMI, fuerza del cuádriceps, resistencia del cuádriceps, actividad física y 6MW y rendimiento máximo en cicloergómetro y mediciones de CVRS se realizaron como se describe en las Secciones 2.4-2.7 del capítulo Métodos. Se realizó biopsia percutánea del cuádriceps y análisis del tipo de fibra muscular. Los pacientes se sometieron a la evaluación fisiológica previa al entrenamiento y a biopsias dentro de las cuatro semanas posteriores a la aleatorización. La evaluación fue como se describe para el estudio transversal (en el grupo de rMS se evaluaron ambas piernas el mismo día, en los otros dos grupos se evaluó la pierna ipsolateral a la mano dominante) y luego los pacientes continuaron con el tratamiento asignado dentro de los dos semanas.

Protocolos de entrenamiento

Estimulación magnética repetitiva del nervio femoral (rMS, por sus siglas en inglés) Esto se administró utilizando el sistema estimulador nervioso magnético Magstim Rapid (Magstim, Whitland Dyfed, Reino Unido) y lo supervisé en RBH Muscle Lab. El paciente se sentó erguido o se reclinó ligeramente hacia atrás con la bobina de la colchoneta enrollada alrededor del cuerpo del músculo cuádriceps a entrenar, con el pie de la pierna estimulada colocado en una correa para que las contracciones fueran isométricas (Fig. 2.8). La frecuencia de estimulación fue de 40 Hz con un ciclo de trabajo de 0,4 (1 s encendido, 4 s apagado). Los pacientes tuvieron tres horas continuas de rMS (aparte de los descansos para ir al baño) dos veces por semana durante un período de 8 semanas con al menos veinticuatro horas de descanso entre sesiones. En la primera sesión, la intensidad del estímulo se aumentó del 22 % al 40 % de potencia, y las sesiones posteriores se realizaron al 40 % de potencia, ya que este era el límite superior de lo que los pacientes podían tolerar y la máquina podía administrar durante toda la sesión. El 40 % de la potencia generalmente genera entre el 10 y el 20 % de la MVC del paciente.

Rehabilitación pulmonar (PR) Esto estuvo a cargo de un fisioterapeuta respiratorio de investigación en el Royal Brompton Hospital dos veces por semana con un máximo de tres pacientes por sesión, por lo que el entrenamiento fue supervisado de cerca. El entrenamiento consistió en un calentamiento, luego una hora de trabajo aeróbico con sujetos ejercitándose en una bicicleta estacionaria con una carga de trabajo que producía el 80 % de su VO2 máximo en un protocolo de cicloergometría incremental máxima, en una cinta rodante, subiendo escaleras y una combinación de ejercicios de resistencia para las piernas que incluyen pesas en las piernas, sentadillas y maniobras de sentarse y pararse, seguidos de un enfriamiento. Se hicieron intentos en cada sesión para aumentar la intensidad y/o el número de repeticiones de cada ejercicio. La hoja de ejercicios utilizada por el fisioterapeuta supervisor para registrar los logros se muestra en la figura 2.9.

Sin tratamiento activo (Controles) Se pidió a los controles que continuaran con sus actividades habituales y se les contactó por teléfono dos o tres veces durante el período de 8 semanas para minimizar el abandono y monitorear las exacerbaciones agudas de la EPOC. Después de la finalización del estudio, estos pacientes se inscribieron en el curso de PR en RBH si así lo deseaban.

Evaluaciones post-entrenamiento Para los grupos PR y rMS, las pruebas fisiológicas se realizaron de cuatro a cinco días después de la última sesión de entrenamiento, y tres o cuatro días después se tomaron las biopsias. Los controles se evaluaron en la misma semana que los demás. El tiempo tenía como objetivo minimizar las diferencias entre los grupos debido a los retrasos variables entre la última sesión de entrenamiento y la prueba. Las evaluaciones posteriores a la capacitación involucraron las mismas pruebas que la evaluación previa a la capacitación.

Análisis estadístico Las medidas de resultado primarias fueron a) cambio en las proporciones de fibra del cuádriceps y fibra CSA en la pierna entrenada versus pierna no entrenada en el grupo rMS yb) cambio en la función del cuádriceps en el grupo rMS versus grupo PR. Todos los análisis estadísticos se realizaron con SPSS (SPSS 15, Chicago, EE. UU.). Se utilizó la prueba U de Mann-Whitney para evaluar las diferencias de grupo (pacientes frente a controles, pierna entrenada frente a no entrenada, cambio en la pierna entrenada frente a cambio en la pierna no entrenada), se calculó el coeficiente de correlación de rangos de Spearman para evaluar las correlaciones y se utilizó la prueba de rangos con signo de Wilcoxon examinar las diferencias entre los resultados previos y posteriores al entrenamiento tanto en la pierna entrenada como en la no entrenada (datos que no se distribuyen normalmente). Se calculó un factor de interacción para evaluar el efecto de la exacerbación durante el estudio. Se utilizó un valor de p de dos colas de ≤0,05 para definir la significación estadística.