Efectos del entrenamiento físico sobre la inflamación sistémica y la reparación muscular según el fenotipo de la enfermedad pulmonar crónica obstructiva (EPOC)

POBLACIÓN DE ESTUDIO: Pacientes diagnosticados de EPOC según los criterios establecidos por la ATS (Sociedad Americana del Tórax) y la SEPAR (Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica) que presentan obstrucción de la vía aérea de moderada a grave (FEV1 <60%) y repercusión clínica de su enfermedad . Los pacientes deben estar estables y con la terapia adecuada, y no deben haber sufrido exacerbaciones de la enfermedad durante un período de tres meses antes del estudio, y sin tratamiento con corticoides orales durante al menos el mismo período.

TAMAÑO DE LA MUESTRA: 30 pacientes diagnosticados en el Servicio de Neumología del Hospital Virgen del Rocío de Sevilla, consentimiento informado.

Cálculo del tamaño de la muestra: Analizando el tamaño del efecto a expensas de una mejora en el trabajo logrado sobre 15 W en la prueba de esfuerzo, y considerando una desviación estándar de este parámetro +/- 10W, que permita detectar diferencias en las variables metabólicas musculares, tomando algunas riesgos alfa < 0,05 y beta < 0,2 y calculando un porcentaje de pérdidas del 15%, los investigadores estiman un tamaño de muestra de 15 pacientes para cada grupo (PC-size).

CRITERIOS DE SALIDA DEL ESTUDIO:

• descompensación clínica del paciente
• Pérdida de 3 o 5 sesiones consecutivas del programa de entrenamiento discontinuado.
• Por iniciativa del paciente

CARACTERÍSTICAS DE LOS GRUPOS Y DISEÑO DEL ESTUDIO:

Se trata de un caso-control prospectivo, con una doble orientación ex vivo e in vitro.

Los pacientes difieren en EPOC "enfisema de predominio" (15 pacientes) o EPOC sin "predominio de enfisema" (15 pacientes) alcanzado según criterios objetivos por métodos cuantitativos de una Tomografía Computarizada de Alta Resolución.

El estudio seguirá las recomendaciones de la Declaración de Helsinki sobre experimentación humana y los niveles de seguridad de protección de datos exigidos por la Ley 15/1999, de 13 de diciembre. El estudio fue aprobado por el comité de ética de nuestra institución y se obtendrá el consentimiento informado de los individuos reclutados.

PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO DEL AÑO:

Todos los pacientes se sometieron a un programa de entrenamiento a realizar durante 12 semanas en sesiones de 60 minutos:

1. .- 20 minutos de bicicleta ergométrica con un nivel de carga inicial de alrededor del 70% del consumo pico de oxígeno basal, aumentando la carga cada dos semanas según lo tolere.
2. - Levantamiento de pesas en 2 series de 6 repeticiones de 5 ejercicios simples. Estos se llevan a cabo en una estación multigimnastyc (CLASSIC Fitness Center, KETTLER) y comprenden: o simple flexión de brazos (tirar del cable al pecho "Chest pulls"): efectos sobre el dorsal ancho, deltoides y bíceps. Sentado frente al drive de la torre, acercando la barra al pecho y luego extendiendo los brazos después de regresar a la posición inicial.

o simple extensión de brazos ("Shoulder press"): Efectos sobre los deltoides y tríceps. Sentado erguido en el banco y sujetando el peso a la altura de los hombros, allí se irán extendiendo los brazos por encima de la cabeza, volviendo lentamente después de doblar los brazos a la posición inicial.

o Flexión y extensión de brazos contra resistencia (Butterfly "Butterfly"): Efectos sobre los músculos pectorales y deltoides. Sentado erguido en el banco con los antebrazos y los codos sobre una palanca, lo lleva hasta la línea media, dando paso lentamente a la posición inicial.

o estiramiento de piernas ("Leg extension"): Efectos sobre los cuádriceps. Sentado en el banco, la extensión de piernas se realiza contra resistencia.

o sentadillas ("Leg curls"): Efectos sobre los bíceps femorales y pantorrillas. Acostado boca abajo en el banco, las piernas están dobladas contra el peso.

La resistencia se incrementará gradualmente a partir del 70% del peso máximo que puede levantar el paciente en una sola maniobra (Test 1RM). Cada dos semanas se vuelve a evaluar el peso máximo para ajustar la carga de entrenamiento en cada paciente.

VARIABLES, MUESTREO Y MEDIDA:

Todos los pacientes se sometieron al inicio y después del programa de entrenamiento a las siguientes pruebas.

• Electrocardiograma elemental analítico de 12 derivaciones
• Espirometría y prueba broncodilatadora simple: se realizará en un Datospir 92 al inicio del estudio y tras la administración de 200 microgramos de salbutamol
• gases en sangre
• volúmenes pulmonares estáticos (FRC, RV, TLC) por pletismografía.
• Estudio de difusión (DLCO) mediante técnica de respiración simple (equipo Masterlab).
• presiones musculares máximas tanto inspiratorias como espiratorias, utilizando un manómetro específico (Micro Medical, Rochester, EE. UU.) conectado a un transductor de presión y un sistema de registro digital.
• TAC de tórax (solo basal): Phillips Tomoscan con estación de trabajo Easy Vision versión 4.2 que permite el análisis densitométrico del parénquima pulmonar. El análisis cuantitativo del grado de enfisema se realizó mediante el software 3D MeVisPULMO (MeVis Research, Research Partner, University of Bremen, Germany). Se trata de un prototipo de software que permite el diagnóstico funcional basado en imágenes de TAC y en relación a los compartimentos anatómicos del pulmón. Incluye segmentación automatizada de la vía aérea, pulmones, lóbulos pulmonares y enfoque de segmentos sublobares. Esta característica lo hace especialmente útil para mejorar el proceso de diagnóstico en enfermedades pulmonares graves. El software de análisis proporciona una evaluación regional MeVisPULMO permite medir parámetros adecuados por TC pulmonar, tales como: el volumen total, la densidad media, el índice de píxeles o el índice de bullas (7,22).

• Evaluación de la fuerza muscular:

  1. La prueba de una repetición máxima (prueba de 1 RM) mide la cantidad máxima de peso (en kg) que se puede levantar en una sola maniobra utilizando una estación multigimnástica (Classic Fitness Centre, Kettler, Postfach, EE. UU.). Se puede realizar para cada uno de los cinco ejercicios de miembros superiores e inferiores que se desarrollan (pull de pecho, mariposa, press de hombros, extensión de piernas y curl de piernas).

cuádriceps isométrico máximo b. fuerza dominante. Se dispondrá de un sillón cuádruple especialmente preparado para este procedimiento (HUR Labs, Sanro) y utilizando un cable dinamométrico (Performance recorder). Se realizarán al menos 3 maniobras de fuerza isométrica máxima de 5 a 10 seg de duración. Son ejercicios válidos que presentan una variabilidad inferior al 10%. El valor más alto se toma como fuerza máxima.

• Composición corporal: compartimentos corporales estimados de grasa, grasa y agua corporal por energía de impedancia bioeléctrica (Bodystat 1500, Isla de Man, Reino Unido). El IMC se calcula dividiendo el peso (Kg) entre la altura (m2) masa magra, masa magra (FFM) y grasa (FM) medida por bioimpedancia (). La relación del índice FFM (FFMi) se calcula mediante el FFM (kg) y la altura (m2). La pérdida de masa muscular se define como un índice de FFM <16 kg/m2 para hombres y <15 kg/m2 en mujeres.

• Prueba de ejercicio:

  1. Máximal con cicloergómetro y metodología ya conocida (20), incluyendo: Determinación, a partir de los gases respiratorios, consumo de oxígeno, producción de carbono y umbral anaeróbico indirecto, patrón respiratorio (ventilación minuto, volumen corriente, frecuencia respiratoria), monitorización electrocardiográfica y oximetría de pulso durante ejercicio con control de frecuencia cardiaca, presión arterial y disnea escala de Borg.
  2. Submáxima de resistencia en cicloergómetro al 70% de carga lograda en la prueba final, con control de tiempo de resistencia principalmente, distancia recorrida y control de saturación (pulsioximetría) y frecuencia cardíaca lograda.
  3. Prueba de la caminata de 6 minutos, según lineamientos estándar de la ATS.

• Evaluación de la disnea y calidad de vida:

  1. Los índices de disnea y tasa de transición miden el deterioro funcional, la magnitud de la tarea y la magnitud del esfuerzo (Test de Mahler).
  2. Evaluación de la calidad de vida basada en el cuestionario específico (CRDQ) propuesto por Guyatt para pacientes con EPOC y modificado para su comprensión en sujetos de habla hispana.
• Evaluación de marcadores de inflamación y catabolismo: Realizará un conteo de glóbulos blancos por citometría de flujo y medirá los niveles de PCR en muestras de sangre por PCR cuantitativa en tiempo real. La detección de diversas citocinas circulantes, IL6, IL8, IL10, IL12, TNF alfa, IGF-1 y MIC-A y MIC-B, se realiza mediante ensayo inmunoabsorbente (ELISA) utilizando kits específicos para cada marcador.
• Biopsia del músculo cuádriceps: Se realizaron biopsias en la zona media del muslo, obteniendo muestras del vasto lateral del músculo cuádriceps. Las muestras se obtuvieron en un entorno ambulatorio. Algunas de las biopsias fueron fijadas en formalina e incluidas en bloques de parafina y otras se congelaron con nitrógeno líquido y se almacenaron a -80°C para su posterior uso en estudio genético e inmunohistoquímico.

Para el análisis de expresión de los genes seleccionados, se procede a extraer ARN de tejidos previamente congelados en nitrógeno líquido. Este se utilizará Reactivo Trizol (Invitrogen). A partir del ARN aislado se realizó una transcripción inversa utilizando la transcriptasa inversa del kit Superscript II RNase (Invitrogen) y el ADNc resultante se utilizó para llevar a cabo una PCR cuantitativa en tiempo real. La reacción de PCR se llevó a cabo utilizando fluorocromos como sondas SYBR Green o Taqman (Applied Biosystems). Se evaluarán los siguientes en función de sus genes en el transcriptoma muscular:

• TNF-alfa y sus dos receptores (TNFR-I y TNFR-II), las dos isoformas musculares IGF-1 (IGF-1EA y FGM) y su receptor específico (IGF-1R).
• Genes ligados a la biogénesis: Paired box gene 7 (Pax7), M-cadherina y Myo-D.
• Marcadores de lesión por estrés celular: isoformas adultas de cadena pesada demiosina, tanto embrionarias (MyHC-emb) como perinatales (MyHC-peri).

Los estudios inmunohistoquímicos se realizaron previamente en secciones de 5 um de bloques de tejido en parafina. Estos estudios permitirán detectar marcadores como cadenas pesadas de miosina (MyHC) I y II (para tipificación y estudio morfométrico fibrilar), N-CAM/CD 56 y Met (para cuantificación de células satélite en tejido muscular) y desmina (para determinación del origen muscular). ). Para la detección mediante la técnica estándar de inmunoperoxidasa-biotina.avidinas (DakoCytomation, Dako Dinamarca) con anticuerpos específicos para cada uno de los marcadores.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO:

Para la comparación de variables numéricas entre grupos se utilizaron pruebas no paramétricas o paramétricas, según su distribución (análisis de varianza, prueba t de Student y Mann-Whitney). Para analizar la influencia del entrenamiento sobre las variables funcionales y morfométricas también se realizó un análisis del cambio porcentual [(valor post - valor pre/valor pre) x 100]. Examinar la relación entre distintas variables mediante los coeficientes de correlación de Pearson o de Spearman, según la distribución de las mismas. También se realizará un análisis multivariante, regresión múltiple. Se considerará estadísticamente significativo a p < 0,05. La dispersión de un valor medio se expresa como media ± desviación estándar.