Función del músculo esquelético en la enfermedad pulmonar intersticial

OBJETIVO:

El objetivo principal del trabajo propuesto es caracterizar la función del músculo esquelético en pacientes con enfermedad pulmonar intersticial (EPI) y determinar las consecuencias fisiológicas y sensoriales del deterioro de la función del músculo esquelético en la EPI durante el ejercicio.

HIPÓTESIS:

Las hipótesis son triples; i) los pacientes con ILD tendrán una función del músculo esquelético deteriorada en comparación con los controles sanos, ii) las deficiencias en la función del músculo esquelético predisponen a los pacientes con ILD a la fatiga del músculo cuádriceps inducida por el ejercicio, aumentan la percepción de disnea de esfuerzo y reducen la tolerancia al ejercicio, y iii) el suministro de oxígeno suplementario durante el ejercicio mitiga la fatiga muscular del cuádriceps inducida por el ejercicio, atenúa la intensidad percibida de la disnea y mejora la tolerancia al ejercicio.

OBJETIVO:

El objetivo del estudio propuesto es investigar exhaustivamente la disfunción del músculo esquelético en pacientes con EPI y caracterizar su impacto en la disnea y la tolerancia al ejercicio. Al hacerlo, el trabajo propuesto será el primero en evaluar exhaustivamente la función del músculo esquelético en pacientes con EPI, así como en determinar sus consecuencias funcionales. Los resultados proporcionarán información importante sobre el papel putativo de la disfunción del músculo esquelético en la limitación del ejercicio en pacientes con ILD.

JUSTIFICACIÓN:

La EPI se refiere a un grupo diverso de enfermedades que comparten características fisiológicas comunes resultantes de la inflamación y/o fibrosis del parénquima pulmonar. La EPI tiene una prevalencia estimada de aproximadamente 67-81 casos por cada 100 000 personas. Sin embargo, dada la heterogeneidad de los subtipos de enfermedades, es difícil determinar una mediana de supervivencia precisa para los pacientes con EPI; en pacientes con fibrosis pulmonar idiopática, el subtipo de EPI más común, tienen una mediana de supervivencia de solo 2-3 años desde el momento del diagnóstico. Para pacientes con EPI, disnea (es decir, disnea) es el síntoma más común. La disnea puede ser extremadamente debilitante, particularmente durante el esfuerzo físico. La importancia clínica de la disnea en la EPI se destaca por su fuerte correlación con la calidad de vida y la mortalidad. Los pacientes intentan minimizar la disnea evitando la actividad física, lo que provoca pérdida de forma física y una reducción asociada de la capacidad funcional. La importancia de mantener la capacidad funcional se destaca por el hecho de que los pacientes con EPID con los niveles más bajos de actividad física tienen la calidad de vida más baja y la mortalidad más alta. Por lo tanto, el manejo efectivo de la disnea y la intolerancia al ejercicio es de importancia crítica cuando se considera el manejo de pacientes con ILD.

Los mecanismos fisiopatológicos de la disnea y la intolerancia al ejercicio en la EPI son complejos, multifactoriales y poco conocidos. De hecho, relativamente pocos estudios han investigado adecuadamente la base mecánica de la disnea y la intolerancia al ejercicio en pacientes con EPI. En general, se acepta que la limitación del ejercicio en la EPI está relacionada con la combinación de la mecánica respiratoria alterada, el deterioro del intercambio de gases y la limitación circulatoria. Sin embargo, se supone que la disnea y la intolerancia al ejercicio están exclusivamente relacionadas con el deterioro respiratorio y circulatorio asociado con la patogenia de la EPI. Si bien esta suposición es razonable, ignora el papel potencialmente crucial de la disfunción del músculo esquelético como fuente de disnea e intolerancia al ejercicio. Pruebas experimentales recientes indican que la disfunción del músculo esquelético contribuye tanto a la disnea como a la intolerancia al ejercicio en la EPOC.

Un creciente cuerpo de literatura apoya la idea de que la disfunción del músculo esquelético es común en la EPI. Si bien los mecanismos precisos siguen sin estar claros, varios factores promotores de la disfunción del músculo esquelético bien establecidos están presentes en muchos pacientes con EPI, que incluyen: hipoxemia crónica, estrés oxidativo, inflamación pulmonar y sistémica, deterioro físico, desnutrición y uso de corticosteroides. Estos factores pueden actuar de forma individual o sinérgica para alterar la función del músculo esquelético al causar atrofia muscular, disfunción mitocondrial, reducción en la proporción de fibras musculares tipo I y aumento de la grasa intramuscular. Hasta donde sabemos, existen datos de imágenes limitados de la morfología del músculo esquelético en la EPI, y no se han obtenido simultáneamente evaluaciones de la capacidad oxidativa del músculo esquelético y la función contráctil. Si está presente, la disfunción del músculo esquelético probablemente reduce la capacidad oxidativa del músculo locomotor, lo que provoca fatiga prematura, aumento de la disnea y disminución de la tolerancia al ejercicio. Lo que es más importante, no hay datos sobre los efectos fisiológicos de la fatiga y la disfunción del músculo esquelético sobre la disnea y la capacidad de ejercicio ni si las opciones de tratamiento específicas, como el suministro de oxígeno suplementario (O2), pueden atenuar la fatiga muscular.

En consecuencia, los objetivos de la investigación propuesta son tres: i) caracterizar la función del músculo esquelético en pacientes con EPI en comparación con controles sanos, ii) determinar la influencia de la disfunción del músculo esquelético en la disnea, la fatiga y la intolerancia al ejercicio en pacientes con EPI en comparación a controles sanos, y iii) determinar si mejorar la tolerancia al ejercicio mediante el uso de oxígeno suplementario alivia la fatiga del músculo esquelético inducida por el ejercicio en pacientes con ILD.

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN:

Hipótesis experimentales probadas usando una combinación de diseños de investigación. Para probar las hipótesis i) y ii), los investigadores utilizarán un diseño transversal. Para probar la hipótesis iii), los investigadores utilizarán un diseño de estudio simple ciego controlado con placebo.

MÉTODOS Los participantes se presentarán en el laboratorio en cuatro ocasiones separadas por un mínimo de 48 horas, y cada visita tendrá una duración de ~ 2-3 horas.

Visita 1:

Los participantes completarán una evaluación del historial médico, completarán una serie de cuestionarios sobre la disnea crónica relacionada con la actividad, la calidad de vida y la actividad física. Luego, se medirá la estatura y el peso de los participantes y se realizarán pruebas de función pulmonar. Finalmente, los participantes realizarán una prueba de ejercicio en bicicleta incremental limitada por síntomas. Se obtendrán mediciones fisiológicas y sensoriales detalladas inmediatamente antes y durante la prueba de ejercicio en bicicleta incremental.

La visita 1 estará destinada a caracterizar la función pulmonar y la capacidad de ejercicio del participante.

Visita 2:

Los participantes se someterán a una resonancia magnética para evaluar el volumen y el porcentaje de grasa de sus músculos cuádriceps. Luego realizarán una serie de pruebas destinadas a evaluar la función de sus músculos cuádriceps, que incluyen: i) evaluación de la fuerza máxima voluntaria de los músculos cuádriceps, y ii ) la evaluación no invasiva de la capacidad oxidativa de su músculo cuádriceps mediante espectroscopia de infrarrojo cercano.

Los datos de la visita 2 se utilizarán para abordar la hipótesis 1 mediante la caracterización de la función del músculo cuádriceps del participante.

Visitas 3:

Los participantes realizarán una prueba de ejercicio de carga constante hasta el agotamiento mientras respiran aire ambiente (es decir, 20,93 % de oxígeno). La carga de trabajo se establecerá en el 75 % de la tasa de trabajo más alta lograda durante la prueba de ejercicio incremental realizada durante la visita 1.

Los datos de las visitas 3 y 4 se utilizarán para abordar la hipótesis 2 mediante la caracterización del efecto del ejercicio sobre la fatiga del músculo esquelético en pacientes con ILD y controles sanos.

Visita 4:

Los participantes realizarán una prueba de ejercicio de carga constante mientras respiran oxígeno suplementario (es decir, 60% de oxígeno). La carga de trabajo se establecerá en el 75 % de la tasa de trabajo más alta alcanzada durante la prueba de ejercicio incremental realizada durante la visita 1 y la prueba finalizará una vez que los participantes alcancen el mismo tiempo que lograron durante la prueba de ejercicio de carga constante el día 3.

Los datos de la visita 4 se usarán para abordar la hipótesis 3 al determinar si se puede usar oxígeno suplementario para aliviar la fatiga del músculo esquelético inducida por el ejercicio en pacientes con ILD y controles sanos.