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Impact of Muscle Afferent Feedback During Exercise in Patients With Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD)

27 janvier 2012 mis à jour par: Philippe Gagnon, PhD Candidate, Laval University

Impact of Somatosensory Feedback on Peripheral Muscle Fatigue and Exercise Tolerance in Patients With COPD

Recently, direct evidences point to the contributing role of peripheral muscle fatigue in exercise tolerance among patients with COPD. However, the physiological mechanisms by which peripheral muscle fatigue impairs exercise tolerance are still unknown, as factors regulating peripheral muscle fatigue in COPD may be complex. One possible link between limb muscle fatigue and exercise intolerance could be enhanced afferent signals from the active limb muscles to the central command, thereby limiting central motor output and eventually leading to exercise termination.

A direct method to investigate the regulation of peripheral muscle fatigue during exercise in patients with COPD is the blockade of peripheral neural afferents via lumbar anesthesia. Consequently, investigating the interplay between the peripheral muscular component and the central motor command during self-paced exercise could shed light on the regulation of peripheral muscle fatigue in COPD and its implication in exercise intolerance.

Aperçu de l'étude

Statut

Complété

Les conditions

Intervention / Traitement

Description détaillée

The aim of the study is to characterize the role of peripheral muscle afferents on the development of muscle fatigue, cardiorespiratory response and exercise tolerance to constant-workrate endurance cycling exercise in patients with COPD.

In a double-blind randomized design, patients with GOLD stage II-III COPD will be recruited and will complete a constant-workrate cycling test following either the injection of a placebo [NaCl, interspinous L2-L3] or an opioid [Fentanyl 25 µg, intrathecal L2-L3] inhibiting central feedback of peripheral muscles sensory afferents. Quadriceps force (TwQ) will be measured by magnetic stimulation of the femoral nerve and central chemoreceptors response will be assessed by CO2 rebreathing, both performed before and after the injection. Finally, TwQ will also be measured after the endurance cycling test to assess the magnitude of quadriceps fatigue induced by symptom-limited exercise.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Réel)

8

Phase

  • N'est pas applicable

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Lieux d'étude

  • Canada
    • Quebec
      • Québec, Quebec, Canada, G1V 4G5
        • Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec - Université Laval

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

55 ans à 75 ans (Adulte, Adulte plus âgé)

Accepte les volontaires sains

Non

Sexes éligibles pour l'étude

Homme

La description

Inclusion Criteria:

  • Smoking history > 15 pack-years
  • COPD GOLD II-III (30 % predicted < FEV1 < 80 % predicted; FEV1/FVC < 0.70)

Exclusion Criteria:

  • Unstable condition
  • Recent exacerbation (<3 months)
  • Recent cancer (<3 months)
  • Myopathy, neuromuscular disease
  • Unstable cardiac disease
  • Hepatic, kidney, intestinal disease
  • BMI > 35
  • PaCO2 > 45 mmHg
  • PaO2 < 60 mmHg

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

  • Répartition: Randomisé
  • Modèle interventionnel: Affectation croisée
  • Masquage: Quadruple

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Expérimental: Placebo
Médicament: Placebo comparator
placebo [NaCl]
Expérimental: Fentanyl
Médicament: Fentanyl
Single-dose of intrathecal fentanyl [25ug] Duration of fentanyl : 3.5 hours

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Endurance time
Délai: 60-min post-anesthesia - From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients)
Exercise tolerance is referred as the endurance time (sec) during constant-workrate cycling test at 80 % of the predetermined maximal workload in every conditions (placebo and fentanyl)
60-min post-anesthesia - From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients)

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Ventilatory response
Délai: 60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients)
The ventilatory response (Ventilation, L/min) will be monitored continuously during the cycling test and will be compared between the two conditions (placebo vs. fentanyl)
60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients)
Quadriceps muscle fatigue
Délai: 15-min after the end of constant-workload cycling test
The quadriceps muscle fatigue will be monitored before and after the cycling test to quantify the extent of muscle fatigue produced by the cycling test. This will be done by magnetic stimulation of the femoral nerve and maximal voluntary contraction. Also, non-invasive surface electromyography (EMG) of the quadriceps will help to better characterize muscle fatigue.
15-min after the end of constant-workload cycling test
Dynamic hyperinflation
Délai: 60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients) - Every 2-min during exercise
Dynamic hyperinflation will be monitored periodically every 2-min during the cycling test by manoeuvres of inspiratory capacity and will be compared between the two conditions (placebo vs. fentanyl)
60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients) - Every 2-min during exercise
Effort perception
Délai: 60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients) - Every 2-min during exercise
Leg fatigue and dyspnea perception (Borg scale scores) will be monitored periodically every 2-min during the cycling test and will be compared between the two conditions (placebo vs. fentanyl)
60-min post-anesthesia-From the start to the end of the constant-workload cycling test (limited by symptoms of the patients) - Every 2-min during exercise

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Parrainer

Laval University

Les enquêteurs

  • Chercheur principal: François Maltais, MD, Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec, University Laval

Publications et liens utiles

La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.

Publications générales

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude

1 octobre 2010

Achèvement primaire (Réel)

1 janvier 2012

Achèvement de l'étude (Réel)

1 janvier 2012

Dates d'inscription aux études

Première soumission

20 janvier 2012

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

27 janvier 2012

Première publication (Estimation)

1 février 2012

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Estimation)

1 février 2012

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

27 janvier 2012

Dernière vérification

1 janvier 2012

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Mots clés

Termes MeSH pertinents supplémentaires

Autres numéros d'identification d'étude

  • SPINAL-20520

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