Esercizio fisico personalizzato nella BPCO

La broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è una condizione altamente diffusa che colpisce circa 1,2 milioni di persone nel Regno Unito ed è la seconda malattia polmonare più comune dopo l'asma. La BPCO non colpisce solo i polmoni, ma è una malattia sistemica con la disfunzione muscolare come caratteristica significativa. L'esercizio fisico, come parte di un programma di riabilitazione polmonare (PR), ha dimostrato di migliorare la capacità di esercizio e la qualità della vita dei pazienti con BPCO. Tuttavia, nonostante l'efficacia delle pubbliche relazioni a livello di popolazione, rimane spazio per miglioramenti. La risposta al trattamento individuale è eterogenea con alcuni pazienti che non riescono a ottenere miglioramenti clinicamente significativi, mentre altri faticano ad aderire alla componente dell'esercizio o abbandonano del tutto. Attualmente, mentre le intensità di esercizio (la "dose") sono individualizzate durante il PR, il carattere e il contenuto del PR sono generalmente forniti in un modo "taglia unica". C'è quindi spazio per modificare il contenuto del PR per soddisfare le esigenze individuali e la fisiologia sottostante, migliorando così l'aderenza e i benefici.

La medicina di precisione, adattando la terapia a specifici "tratti curabili" della condizione di un individuo, ha il potenziale per massimizzare l'effetto del trattamento riducendo al minimo gli effetti avversi. I ricercatori propongono che gli stessi principi della medicina di precisione possano essere utilizzati per migliorare l'erogazione di PR identificando la risposta all'esercizio di un individuo al momento dell'iscrizione al PR e utilizzando queste informazioni per personalizzare l'allenamento fisico. Esiste un numero crescente di diverse modalità di allenamento innovative che si sono dimostrate fattibili e potenzialmente efficaci nella BPCO, offrendo opportunità per fornire un programma di allenamento personalizzato. Un passo fondamentale nello sviluppo di questo approccio personalizzato/di precisione nella medicina dell'esercizio è la comprensione e la misurazione della fisiopatologia dell'esercizio individuale che prevede benefici preferenziali per una particolare modalità di allenamento all'esercizio. Tuttavia, la relazione tra la fisiopatologia dell'esercizio di base (e in effetti altre malattie e variabili demografiche) e tale risposta è attualmente sconosciuta.

L'esercizio eccentrico, la contrazione di un muscolo mentre si allunga e il ciclismo con una gamba sola sono due opzioni per diversificare il PR. Per un dato carico di lavoro muscolare, l'esercizio eccentrico comporta una minore richiesta di energia e consumo di ossigeno e quindi mette meno a dura prova il sistema cardiopolmonare. Di conseguenza, questo tipo di esercizio può essere ideale per i pazienti con malattie polmonari, in particolare per coloro che interrompono l'esercizio a causa di limitazioni ventilatorie. Può essere più tollerabile per i pazienti in quanto provoca meno affanno, pur consentendo un maggiore lavoro muscolare specifico. Il ciclismo eccentrico prevede l'uso di una bicicletta con un motore collegato che aziona i pedali in retromarcia. Il soggetto deve resistere alla rotazione dei pedali per mantenere una velocità di pedalata costante, eseguendo così un lavoro eccentrico con le gambe. L'uso dell'esercizio eccentrico come modalità di allenamento era stato storicamente evitato per paura di causare danni muscolari. L'esercizio di resistenza eccentrica ad alta intensità porta a indolenzimento muscolare a insorgenza ritardata (DOMS) ed è stato utilizzato per molti anni come modello per indurre danno muscolare. Tuttavia negli ultimi 30 anni c'è stato un numero crescente di studi che dimostrano in modo completo che se il carico viene gradualmente aumentato, il danno muscolare e l'indolenzimento sono minimi e accettabili. Nelle popolazioni di pazienti, poiché i carichi raggiunti sono particolarmente bassi, il verificarsi di danni muscolari significativi è ancora più raro e il lavoro precedente ha dimostrato che il ciclismo eccentrico è ben tollerato nei pazienti con BPCO.

L'esercizio di tutto il corpo, come camminare o andare in bicicletta, richiede il reclutamento di una grande massa muscolare che genera un'elevata richiesta di ossigeno. Tuttavia, esiste una disparità tra il massimo consumo di ossigeno da parte di tutto il corpo e la massima capacità aerobica muscolare, anche in una popolazione sana, e di conseguenza una variazione significativa negli stimoli di allenamento muscolare raggiunti. Ciò è enfatizzato nei pazienti con BPCO con un limite ventilatorio all'esercizio. Esercitando una massa muscolare più piccola, questa limitazione ventilatoria può essere aggirata e il singolo muscolo può essere lavorato a un'intensità significativamente più elevata. Un metodo per ridurre la massa muscolare durante l'esercizio è il ciclismo con una gamba sola. Due studi randomizzati controllati hanno dimostrato un miglioramento maggiore del V̇O2peak dopo il ciclismo su una gamba rispetto al ciclismo su due gambe nei pazienti con BPCO. Il ciclismo con una gamba sola ha dimostrato di essere un'aggiunta fattibile a un programma di pubbliche relazioni e ben accolto da pazienti e fisioterapisti.

Questo studio mira a determinare in che modo le variabili fisiologiche di malattia, demografiche e di esercizio registrate al basale si riferiscono alla successiva percezione e progressione di nuove modalità di allenamento rispetto all'allenamento convenzionale. I ricercatori eseguiranno una valutazione completa della risposta fisiologica all'esercizio al basale in termini di capacità di esercizio, limitazione dell'esercizio, volume e forza muscolare, attività fisica, fragilità e composizione muscolare. I partecipanti verranno quindi assegnati in modo casuale a una delle 4 modalità di formazione; ciclismo eccentrico, ciclismo con una gamba sola, concentrico (tradizionale ciclismo a 2 gambe) o allenamento di resistenza degli arti inferiori.

Si tratta di uno studio pilota/di fattibilità con l'obiettivo generale di identificare potenziali sottofenotipi di pazienti con BPCO che potrebbero rispondere preferenzialmente a particolari modalità di allenamento. Questa conoscenza è fondamentale per lo sviluppo di sperimentazioni cliniche definitive di tali interventi di medicina fisica che potrebbero essere forniti nella pratica clinica di routine. Le finalità specifiche sono:

1. Caratterizzare in dettaglio le caratteristiche fisiopatologiche polmonari e sistemiche sottostanti dei pazienti con BPCO che sono disabilitati dalla limitazione dell'esercizio.
2. Per misurare la progressione dei carichi di allenamento durante ogni intervento di allenamento rispetto ai valori basali.
3. Determinare in che modo le caratteristiche di base e la fisiopatologia si correlano alla progressione dell'allenamento e all'esperienza di esercizio.