Alaraajan verenvirtausrajoitusharjoittelun vaikutukset yläraajoihin kroonista keuhkoahtaumatautia sairastavilla potilailla

Krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD) on yleinen, ehkäistävissä oleva ja hoidettavissa oleva sairaus, jolle on ominaista jatkuvat hengitysoireet ja peruuttamaton ilmanvirtausrajoitus, joka johtuu hengitysteiden ja/tai alveolien poikkeavuuksista, yleensä pitkäaikaisen haitallisten hiukkasten tai kaasujen altistuksen vuoksi (1). COPD on yksi tärkeimmistä kuolinsyistä kroonisissa hengityssairauksissa ja tunnustettu merkittäväksi maailmanlaajuiseksi terveysongelmaksi, joka vaikuttaa noin 10 % aikuisväestöstä, ja sen ilmaantuvuus kasvaa väestön ikääntymisen myötä. Vuoden 2017 Global Burden of Disease (GBD) -tutkimuksen mukaan COPD:hen liittyvä maailmanlaajuinen kuolleisuusaste oli 41,9 kuolemaa 100 000 asukasta kohden, mikä vastasi 5,7 % kaikista kuolinsyistä. Kuolleisuusaste oli 46,7 / 100 000 miehillä ja 37,0 / 100 000 naisilla (2).

COPD:n etenevä ja jatkuva ilmanvirtausrajoitus yhdessä vähentyneen parenkymin kimmoisuuden kanssa lisää ventilaatiotarvetta ja aiheuttaa liiallisen kuormituksen hengityslihaksille. Hyperinflaatio vähentää edelleen näiden lihasten tehokasta supistusalueita, luoden noidankehän, jossa mekanoreseptorien stimulaatio lisää ventilaatioajoa ja pahentaa dyspneaa. Lisääntynyt dyspnea ja heikentynyt hengityslihasten toiminta rajoittavat päivittäisten toimintojen suorittamista (ADL), mikä johtaa merkittäviin fyysisen suorituskyvyn heikkenemisiin (3).

Skelettilihasdysfunktio on yleinen systeeminen ilmentymä COPD:stä. Ylä- ja alaraajojen sekä vartalon lihasvoiman väheneminen rajoittaa merkittävästi liikuntakykyä ja toiminnallista suorituskykyä, vaikuttaen negatiivisesti kokonaisterveydentilaan. Tärkeää on, että heikentynyt lihasvoima on tunnistettu vahvaksi sairastuvuuden, kuolleisuuden, vammautumisen ja pahenemisriskin ennustajaksi, riippumatta hengitysteiden obstruktioasteesta (4).

Yläraajatoimintojen aikana COPD-potilaat kokevat usein merkittävää dyspneaa ja dynaamista hyperinflaatiota, mikä rajoittaa merkittävästi toiminnallista itsenäisyyttä ja korostaa yläraajojen toiminnallisen kapasiteetin kliinistä merkitystä (5). Verrattuna terveisiin ikätovereihinsa, COPD-potilaat osoittavat heikompaa suorituskykyä yläraajatoiminnoissa ja raportoivat huomattavia vaikeuksia. Tämä rajoitus johtuu osittain muuttuneista hengitysmekaniikoista, koska yläraajojen lihakset toimivat myös apuhengityslihaksina. Tästä johtuen dyspnea voimistuu yläraajatoiminnan aikana, mikä usein johtaa liikunnan ennenaikaiseen lopettamiseen (6).

Ottaen huomioon yläraajojen käytön dyspneaa aiheuttavan luonteen ja sen negatiivisen vaikutuksen toimintasietoon, yläraajojen toiminnallisuuden säilyttäminen ja parantaminen on kriittinen kuntoutustavoite COPD:ssa. Kuten viimeisimmässä American Thoracic Societyn (ATS) ja European Respiratory Societyn (ERS) yhteisessä virallisessa lausunnossa korostetaan, yläraajojen harjoittelun sisällyttäminen keuhkokuntoutusohjelmiin on vahvasti tuettu COPD-potilailla (7).

Keuhkokuntoutusohjelmat sisältävät yleensä aerobisia menetelmiä, kuten käsipyörämittaria, sekä vastusperusteisia lähestymistapoja, jotka käyttävät moniasemajärjestelmiä, kuminauhoja tai vapaita painoja yläraajojen toiminnallisuuden parantamiseksi (8). Vaikka aerobinen harjoittelu on keuhkokuntoutuksen kulmakivi, sen vaikutukset lihasvoimaan ja -massaan ovat rajallisia. Siksi yhdistettyjä aerobisia ja vastusharjoittelumenetelmiä suositellaan perifeerisen lihasdysfunktion tehokkaampaan hoitoon (9).

Kuitenkin on kiistanalaista, ovatko nykyiset siedetyt harjoitusintensiteetit - usein rajoittuneet ventilaatiotekijöiden vuoksi - riittäviä perifeerisen lihasdysfunktion optimaaliseen hoitoon. Sekä ATS että ERS ovat korostaneet tarpeen innovatiivisille kuntoutusstrategioille, jotka kykenevät kohdistumaan perifeeriseen lihasdysfunktioon alhaisemmilla mekaanisilla kuormilla (10). Perinteinen kohtalaisen tai korkean intensiteetin vastusharjoittelu saattaa olla tehokasta, mutta sitä siedetään usein huonosti COPD-potilailla dyspnean, varhaisen väsymyksen ja ventilaatiorajoituksen vuoksi, mikä rajoittaa sitoutumista ja pitkäaikaista osallistumista (11).

Tässä yhteydessä matalakuormitteinen verenvirtausrajoitusharjoittelu (LL-BFRT) on noussut lupaavaksi vaihtoehdoksi. Huolimatta matalien mekaanisten kuormien käytöstä, LL-BFRT aiheuttaa paikallista iskemiaa ja lisääntynyttä metabolista stressiä, johtaen merkittäviin parannuksiin lihasvoimassa ja hypertrofiassa. Tämä menetelmä saattaa olla toteuttamiskelpoinen vaihtoehto COPD-potilaille, jotka eivät siedä korkeita mekaanisia kuormia (12).

Vaikka LL-BFRT:tä tukevat todisteet perustuvat pääasiassa terveillä henkilöillä suoritettuihin tutkimuksiin, jotka keskittyvät enimmäkseen alaraajojen lihaksiin (12-14), tietoja sen soveltamisesta yläraajojen lihaksiin COPD-potilailla on edelleen vähän. Ottaen huomioon, että yläraajatoiminnot aiheuttavat suuremman ventilaatiotarpeen ja laukaisevat dyspnean aikaisemmin, LL-BFRT:n mahdolliset edut tällä alueella vaativat tutkimusta. Tämä tutkimusaukko korostaa tarpeen arvioida LL-BFRT-pohjaisen yläraajojen vastusharjoittelun tehokkuutta COPD:ssa.

Tutkimuksen tavoite Tämän tutkimuksen tavoitteena on vertailevasti tutkia LL-BFRT:n ja sham-BFRT:n vaikutuksia, jotka annetaan aerobisen harjoitusohjelman lisäksi, yläraajojen lihasvoimaan, yläraajojen toiminnalliseen kapasiteettiin, päivittäisten toimintojen suorituskykyyn, elämänlaatuun, toiminnalliseen liikuntakykyyn, lihasten hapettumiseen ja keuhkotoimintaparametreihin vaiheiden II ja III COPD:hen diagnosoiduilla henkilöillä.

Interventiot Molempien ryhmien osallistujat suorittavat harjoitusohjelman kahdesti viikossa 8 viikon ajan.

Molemmat ryhmät suorittavat yläraajojen aerobista harjoittelua käsipyörämittarilla. Jokainen istunto alkaa 5 minuutin lämmittelyllä 0 watilla, jota seuraa 20 minuuttia aerobista harjoittelua 60-70 % ikään perustuvasta maksimisykkeestä. Alkuperäinen vastus asetetaan 35-50 watin välille ja pidetään tällä alueella yksilöllisen harjoitussiedon mukaan. Dyspneaa seurataan Modified Borg -asteikolla. Aerobisen vaiheen jälkeen suoritetaan 5 minuutin jäähdytys 0 watilla.

Interventioryhmä (LL-BFRT) Aerobisen harjoittelun lisäksi interventioryhmän osallistujat saavat LL-BFRT:tä. Pneumoottinen mansetti asetetaan yläraajan proksimaaliseen osaan. Okluusiopaine asetetaan 30-40 % arteriaalisen okluusiopaineen (AOP) tasolle. Vastus asetetaan 30 % yhden toiston maksimista (1RM). Harjoitukset noudattavat standardoitua 4-sarjaista protokollaa (30-15-15-15 toistoa) 45 sekunnin sarjojen välisillä lepotauoilla, joiden aikana mansetin painetta ylläpidetään.

Kohdelihasryhmiin kuuluvat biceps brachii, triceps brachii ja etumainen deltoideus. Jokaisen harjoituksen jälkeen mansetin paine vapautetaan 5 minuutin reperfuusiojakson ajaksi ennen seuraavaan harjoitukseen siirtymistä. Dyspneaa seurataan tarkasti Modified Borg -asteikolla, ja harjoitus keskeytetään, jos dyspnea saavuttaa ≥6, mikä osoittaa harjoitussietämättömyyttä.

Kontrolliryhmä (Sham-BFRT) Kontrolliryhmän osallistujat saavat saman aerobisen harjoitusprotokollan ja identtisen vastusharjoittelurakenteen. Kuitenkin sham-BFRT:n aikana mansetin paine asetetaan tasolle, joka ei riitä tuottamaan terapeuttista verenvirtausrajoitusta.

Arvioinnit Demografiset tiedot, kuten ikä, sukupuoli, pituus ja paino, tallennetaan. Painoindeksi (BMI) lasketaan. Tupakointihistoria dokumentoidaan savukepakettivuosina. Sairauden kesto ja COPD-vaihe (GOLD-luokituksen mukaan) määritetään sairauskertomuksista. Happiterapia ja inhalaatiolääkityksen käyttö tallennetaan. Pahenemisvälisyys, määriteltynä viimeisen 12 kuukauden aikana tapahtuneiden pahenemisten ja sairaalahoitojen määränä, dokumentoidaan myös.

Odotetaan, että tämä tutkimus tarjoaa todisteita LL-BFRT:n kliinisestä tehokkuudesta ja fysiologisista mekanismeista yläraajojen toiminnallisuuden parantamisessa COPD-potilailla sekä ohjaa harjoitusmäärityksiä keuhkokuntoutusohjelmissa.