Leikkausta edeltävä sisäänhengityslihasharjoittelu

Erittäin aktiiviset lihakset, kuten pallea, ovat erityisen herkkiä sekä käyttämättömälle että harjoitukselle. Esimerkiksi kontrolloidusti mekaanisesti ventiloitujen nuorten aikuisten kalvokuidut surkastuvat yli 50 % 36 tunnin sisällä täydellisestä toimimattomuudesta, ja mekaaninen ventilaatio (MV) käynnistää signalointireittejä useiden ensimmäisten tuntien aikana, kun he eivät ole olleet aktiivisia, jotka edistävät etenevää pallean kuidun toimintahäiriötä. Tutkijat ovat osoittaneet, että laajalle levinnyt atrofiasignalointi alkaa leikkaussalissa sydänleikkauksen aikana, vain muutaman tunnin MV:n jälkeen. Tämän kuidun surkastumisen lisäksi MV johtaa merkittävästi kalvon lujuuden heikkenemiseen, mikä voi pidentää aikaa, joka kuluu MV:stä vieroittamiseen. Varhain alkavan, progressiivisen supistumishäiriön kliininen esiintyminen määritellään hengityslaitteen aiheuttamaksi diafragman toimintahäiriöksi (VIDD). VIDD:tä pidetään ensisijaisena MV:stä vieroitusvaikeuksien aiheuttajana.

Päinvastoin, tutkijat ovat osoittaneet, että IMT lisää pallean ja sisäänhengityksen synergistilihasten painetta tuottavaa kapasiteettia ja helpottaa vieroitusta potilailla, joilla on VIDD. Leikkausta edeltävän IMT:n kerrotaan lisäävän sisäänhengityslihasten voimaa vain 1-2 viikon ajan. IMT:n ennen sydän- ja rintakehäkirurgiaa on osoitettu vähentävän leikkauksen jälkeisiä keuhkokomplikaatioita, kuten atelektaasia, keuhkokuumetta tai viivästynyttä hengityslaitteen vieroitusta. Lisäksi preoperatiiviseen IMT:hen liittyvät voimanlisäykset liittyvät lyhyempiin tehohoito- ja sairaalajaksoihin, mikä saattaa tarjota kustannushyötyä.

Valitettavasti hyvin vähän ymmärretään neuromuskulaarisista mukautuksista ja signalointimekanismeista, jotka edistävät näitä IMT:n kliinisiä etuja. Erityisen uusi näkökohta tässä projektissa on se, että se on ensimmäinen tutkimus mekanismeista, jotka vaikuttavat kalvon vahvistumiseen. Näiden mekanismien parempi ymmärtäminen voi auttaa tulevia tutkijoita kehittämään tehokkaampia harjoitusohjeita MV-käytön kompensoimiseksi leikkauksen kaltaisissa tapauksissa, ja se voi auttaa tunnistamaan molekyylejä ja harjoitusta, jotka voivat suojata sellaisten henkilöiden palleoita, jotka eivät voi harjoitella etukäteen, kuten akuuteissa infektioissa, jotka vaikeuttavat hengitystä.

Tämän tutkimuksen yleisenä tavoitteena on tutkia pallean neuromuskulaarista uudelleenmuotoilua, joka liittyy ennen leikkausta suoritettuun etäterveydelliseen IMT:hen verrattuna rentoutumishengitysharjoitteluun (RLX). Ohjattujen RLX-harjoitusten on osoitettu parantavan leikkauksen jälkeisen kivun havaitsemista ja alentavan hieman systolista verenpainetta verenpainepotilailla, mutta niiden ei uskota merkittävästi muuttavan pallean vahvuutta.

Neljäkymmentä aikuista vapaaehtoista saavat joko IMT- (n=20) tai RLX-koulutusta (n=20) 2-4 viikon ajan ennen valinnaista sydän- ja rintakehäleikkausta, ja heille tehdään hengitystestejä ennen ja jälkeen harjoitusjakson. Täysipaksuinen biopsia (noin 6 mm x 20 mm) oikeasta ventraalisesta kylkikalvosta otetaan heti, kun pallea paljastetaan leikkauksen aikana. Lisäksi otetaan biopsia pectoralis majorista ja sitä käytetään harjoittelemattomana kontrollilihaksena. Histologisia ja RNA-sekvensointianalyysejä tehdään niiden mekanismien tutkimiseksi, jotka vaikuttavat neuromuskulaariseen sopeutumiseen harjoitteluun.