Allenamento a intervalli ad alta intensità e allenamento muscolare inspiratorio (training)

Metodi Design dello studio Questo studio è stato condotto come studio randomizzato e controllato per 8 settimane e ha incluso due gruppi. Le procedure di studio sono state eseguite nel Dipartimento di Riabilitazione e Scienze della salute, il Principe Sattam Bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Arabia Saudita tra giugno 2024 e ottobre 2024 considerazione etica Il protocollo di studio è stato approvato dal comitato permanente della ricerca bioetica nel Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Arabia Saudita (ID: SCBR-359/2024). Lo studio è stato condotto in linea con i principi della Dichiarazione di Helsinki. Tutti i partecipanti allo studio hanno firmato un modulo di consenso informato scritto. L'obiettivo, le procedure e i potenziali rischi dello studio sono stati spiegati alla popolazione dello studio.

La randomizzazione Un ricercatore, non coinvolto in qualsiasi altro aspetto di questo studio, ha condotto la randomizzazione creando un programma di randomizzazione a blocchi senza stratificazioni. Inizialmente, i codici di randomizzazione sono stati generati utilizzando Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). L'allocazione è stata quindi nascosta in buste sequenzialmente numerate, sigillate e non trasparenti. I partecipanti idonei sono stati successivamente diretti a un ricercatore responsabile della supervisione del trattamento, che li ha assegnati casualmente allo studio o al gruppo di controllo.

Soggetti:

Un totale di 144 pazienti clinicamente stabili con BPCO sono stati reclutati da strutture sanitarie locali e ospedali e cliniche vicine attraverso annunci pubblicitari per partecipare a questo studio e 100 hanno completato il follow-up dello studio.

I criteri di inclusione erano: 1) Diagnosi di BPCO da lieve a grave secondo i criteri delle linee guida con ostruzione del flusso d'aria lieve o grave (Gold II e III) (20), 2) età ≥40 ma ≤70 anni.

La BPCO è definita da un rapporto FEV1-FVC del flusso d'aria non receibile reversibile inferiore al 70% del previsto, FEV1 uguale o superiore al 30% del previsto dopo la broncodilatazione. 3) Indice di massa corporea tra 18 kg/m2 e <30 kg/m2, i criteri di esclusione erano: 1) Qualsiasi esacerbazione della BPCO, 3) di qualsiasi Muscoloscheletrica, Cardiovascolare o Neurologic Programma o formazione di allenamento organizzata negli ultimi 6 mesi.

Un medico specializzato ha esaminato tutti i partecipanti per escludere coloro che non hanno soddisfatto i criteri di inclusione e per garantire la loro sicurezza per la partecipazione a un programma di esercizi ad alta intensità. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da ciascun partecipante dopo una sessione introduttiva che spiega le procedure dettagliate di valutazione e formazione utilizzate nello studio. Tutti i partecipanti sono stati istruiti a mantenere la loro regolare attività fisica e farmaci durante il periodo di studio. I partecipanti sono stati valutati sia al basale che in seguito all'intervento dell'esercizio. I dati demografici di base sono presentati nel pannello sinistro della Tabella 1.

I soggetti idonei sono stati assegnati in modo casuale a uno dei due gruppi che il gruppo di esercizi (EX Group) ha praticato HIIT e IMT o il gruppo di controllo che ha ricevuto un programma di educazione terapeutica e ciclismo auto-basato di 30 minuti o camminare su ergometri in ciclo o su tapis roulant. Sono stati eseguiti test di funzionalità polmonare, test di ergometro del ciclo incrementale, test di esercizio cardiopolmonare con analisi dello scambio di gas, test di camminata di 6 minuti e resistenza ai muscoli inspirativi e la qualità della vita correlata alla salute (HRQOL) è stata valutata prima e dopo il periodo di intervento.

Calcolo della dimensione del campione La dimensione del campione è stata determinata in base a una dimensione dell'effetto stimata (d = 0,65), derivata da cambiamenti in Pimax osservati nello studio di Larson (21). Per rifiutare l'ipotesi nulla, la probabilità è stata impostata a 0,05, con una potenza di analisi al 90%, calcolata utilizzando il software G*Power 3.1.9.7 (Università di Dusseldorf, Dusseldorf, Germania). Un totale di 100 partecipanti sono stati inizialmente reclutati. Tuttavia, la dimensione del campione è stata aumentata a 120 per tenere conto di un tasso di abbandono previsto fino al 20%.

Valutazioni antropometriche:

Tutti i partecipanti sono stati valutati per il peso corporeo e l'altezza. È stata utilizzata una scala di peso e altezza (rilevamento, prodotto negli Stati Uniti). L'indice di massa corporea (BMI) è stato calcolato usando la seguente formula:

BMI = peso (kg) / altezza (m) 2

Test di funzionalità polmonare Il test della funzione polmonare è stato effettuato dallo stesso personale esperto usando lo spirometro Master Screen Body® Jaeger-Carefusion (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA). Il test è stato ripetuto fino a quando non sono stati ottenuti tre spirogrammi accettabili. Uno spirogramma era considerato accettabile se fosse privo di artefatto, dimostrato una scadenza adeguata, aveva un plateau di 6 secondi alla fine della fase espiratoria forzata e mostrava un'adeguata conformità al paziente. Le misurazioni includevano FEV1, capacità vitale forzata, capacità polmonare totale e volume residuo (22).

La capacità di diffusione del polmone per il monossido di carbonio (DLCO) è stata misurata utilizzando la tecnica a base singola con lo spirometro Master Screen Body® Jaeger-Carefusion (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA) (23). I parametri della funzione polmonare sono stati determinati come percentuale di previsti in base all'altezza, all'età e al sesso del partecipante in base alle equazioni di sintesi (24,25).

Capacità di esercizio Un test di ergometro a ciclo incrementale su un ergometro al ciclo verticale (Kettler Ergorace, Virginia Beach, VA)) con una registrazione ECG continua per misurare il carico di lavoro di picco (W Peak). I pazienti hanno iniziato a pedalare ad un carico iniziale di 20 W, con la resistenza che aumenta di 10 W ogni minuto fino a raggiungere l'esaurimento. Durante la frequenza cardiaca dell'esercizio e la frequenza di respirazione sono stati registrati ogni minuto. La pressione arteriosa sistolica, lo sforzo percepito (scala Borg RPE) e la dispnea (scala Borg CR-10) sono stati valutati ogni due minuti. Tutte le variabili sono state misurate anche prima dell'esercizio e in 1, 2, 4 e 10 minuti dopo l'esercizio.

Sono stati eseguiti test massimi di esercizio cardiopolmonare incrementale (CPET) con monitoraggio continuo dell'ECG per la valutazione della capacità di esercizio dei pazienti usando un carrello metabolico CPET di Quark (Cosmed, Roma, Italia) su un ergometro a ciclo stazionario (800s, Ergolina, Bitz, Germania) secondo alle linee guida ATS (26).

Il test è iniziato con un periodo di riscaldamento senza resistenza che dura 5 minuti pedalando a 20 W, quindi il carico è stato aumentato di 10 W ogni minuto fino all'esaurimento. Il CPET è stato interrotto quando i pazienti hanno indicato di aver raggiunto il massimo sforzo a causa di affaticamento muscolare o dispnea. I criteri per la terminazione del test includevano l'incapacità di mantenere una cadenza di pedalata (<60 giri / min) combinata con segni soggettivi di affaticamento, come la sudorazione e l'iperpnea e uno o più dei seguenti: picco VO2 superiore all'80% del valore previsto, massimo Frequenza cardiaca che supera l'80% della frequenza cardiaca prevista, il rapporto di scambio respiratorio (RER) superiore a 1,0 o il raggiungimento di un plateau VO₂ (dove l'assorbimento di ossigeno non è più aumentato nonostante un continuo aumento del carico di lavoro) (27,28). I parametri cardiorespiratari misurati erano la frequenza cardiaca, la frequenza di respirazione, la ventilazione minuscola, il consumo di O2 di picco, la ventilazione minima, l'assorbimento di ossigeno polmonare (VO2), il flusso di anidride carbonica respinta dal sistema di ventilazione (VCO2), la soglia anaerobica e il rapporto di scambio respiratori (RER) (RER) . La pressione arteriosa sistolica, insieme a rating soggettive di sforzo percepito (usando la scala Borg RPE) e la dispnea (usando la scala Borg CR-10), sono stati registrati ogni due minuti (29).

Capacità di esercizio funzionale La capacità di esercizio funzionale è stata valutata utilizzando il 6MWT condotto su 30 m lungo un corridoio piatto secondo le Linee guida della American Thoracic Society (30). La frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria, la saturazione di ossigeno e la dispnea sono state valutate prima e dopo i test. Ogni paziente ha ricevuto istruzioni pre-test standardizzate e incoraggiamento verbale ogni minuto durante il test. Sono stati condotti due test, con il primo servizio di familiarizzazione e non incluso nell'analisi (31).

Resistenza muscolare respiratoria La forza muscolare respiratoria è stata valutata misurando Pimax con un misuratore di pressione della bocca digitale (Micro RPM®, Micro Medical, Regno Unito). Il valore più alto da tre prove, per quanto variava di meno del 10%è stato registrato, con almeno 30 secondi di riposo tra ciascun tentativo. Un pimax di H2O da 60 cm è stato impostato come limite inferiore per il normale (32).

La qualità relativa alla salute relativa alla salute della vita (HRQOL) è stata valutata utilizzando il questionario respiratorio di St. George (SGRQ) (33), è un questionario autonomo standardizzato progettato per misurare le alterazioni della salute percepite e la qualità della vita Nelle persone con malattie delle vie aeree. Valuta tre domini-sintomi, limitazioni di attività e impatto della malattia con 50 articoli con 76 risposte ponderate, tra cui sintomi (otto elementi), attività (16 articoli) e impatti (26 articoli). Il punteggio totale del questionario, è valutato da 0 a 100, dove 0 rappresenta la migliore qualità della vita e 100 rappresenta la più scarsa qualità della vita.

I sintomi dei partecipanti al test di valutazione della BPCO saranno documentati utilizzando il Test di valutazione della BPCO (CAT) (34), un questionario di otto elementi che copre argomenti come tosse, produzione di espettorato, tensione al torace su colline o scale, limitazioni nelle attività domestiche, sonno qualità e affaticamento. Un punteggio più alto riflette un maggiore impatto della BPCO sulla vita del partecipante (35).

Dispnea La scala Dispnea del Consiglio di ricerca medica modificata (MMRC) è stata utilizzata per valutare la gravità della dispnea. È una scala 0-4 progettata per misurare l'impatto della dispnea sull'attività fisica in soggetti con condizioni respiratorie. Su questa scala, un punteggio di 0 indica dispnea solo durante uno sforzo fisico intenso, mentre un punteggio di 4 riflette una grave mancanza di respiro che impedisce all'individuo di lasciare la casa o provoca difficoltà durante le attività come vestirsi o spogliarsi. I soggetti sono tenuti a contrassegnare il livello di attività in cui sperimentano dispnea (36).

Protocolli HIIT L'allenamento di esercizio è stato effettuato su base ambulatoriale per 8 settimane, con ogni sessione che inizia e termina con 10 minuti di ciclismo su un ergometro al 30% -40% della potenza di picco basale (WRPEAK) per riscaldamento e raffreddamento giù. Il protocollo HIIT (HIIT) Interval Training (HIIT) ha coinvolto quattro intervalli, ciascuno di 4 minuti, a partire dal 70% della potenza massima (WRPEAK) e costruisce a un'intensità target di almeno l'85% della frequenza cardiaca massima (HRMAX). Ogni intervallo è stato seguito da un periodo di recupero attivo di 3 minuti al 30% di WRPEAK. Il blocco a intervallo completo è durato 28 minuti e l'intera sessione è stata di 42 minuti. La frequenza cardiaca è stata continuamente monitorata con un monitor di frequenza cardiaca polare (Polar V800, Polar Electro Oy, Kempele, Finlandia). Tutte le sessioni di esercizio sono state supervisionate, con incoraggiamento verbale dato a intervalli. Le valutazioni della frequenza cardiaca e della scala Borg sono state registrate alla fine di ogni intervallo, mirando a circa il 90% della frequenza cardiaca massima prevista e una valutazione Borg di 5-7 sulla scala Borg modificata. Durante le fasi di riposo attivo di 3 minuti, l'intensità è stata ridotta per ottenere una frequenza cardiaca target del 50-60% del massimo previsto. Un fisioterapista respiratorio ha supervisionato ogni sessione, fornendo assistenza, incoraggiamento e garanzia di sicurezza (29).

IMT Prima di iniziare l'IMT, ai partecipanti allo studio è stata fornita una panoramica di IMT da parte di un fisioterapista addestrato. La massima pressione inspiratoria (PIMAX) è stata registrata prima di iniziare l'allenamento. Tutte le sessioni si sono svolte nella stessa posizione e ora del giorno in una stanza ben ventilata. Prima di ogni sessione, i partecipanti si sono seduti comodamente su una sedia e diversi parametri tra cui la frequenza cardiaca (HR), la saturazione di ossigeno (SPO2), la pressione arteriosa sistolica (SBP), la pressione diastolica (DBP) e il punteggio della scala Borg non misurati. Una volta confermata la stabilità clinica, i soggetti si sono basati per un minimo di cinque minuti e hanno iniziato la sessione quando si sentivano pronti.

I partecipanti si sono seduti in una posizione rilassata con il torace superiore, le spalle e le braccia sostenute. È stata applicata una clip del naso e è stato chiesto loro di prendere il bocchino, sigillare le labbra, inalare profondamente e lentamente per aumentare il volume delle maree, quindi espirare completamente con uno sforzo minimo. È stato consigliato di mantenere la respirazione diaframmatica e di mantenere le spalle e le gambe rilassate dappertutto. Sintomi come vertigini, affaticamento e mancanza di respiro sono stati monitorati da vicino e la frequenza cardiaca e SPO2 sono stati tracciati con un impulso ossimetro. Le sessioni IMT hanno utilizzato il dispositivo soglia IMT® (Respironics New Jersey, Inc., USA) e includevano 2-3 set di 30 respiri (per un totale di 60-90 respiri per sessione), con un riposo di due minuti tra i set, tre giorni per set settimana. Inizialmente, i partecipanti hanno iniziato con una resistenza che richiede il 30% del proprio Pimax per la prima settimana. Questo carico è aumentato gradualmente del 10% settimanale per raggiungere il 60% del proprio Pimax entro la fine del primo mese. Sono state condotte valutazioni settimanali di Pimax per garantire adeguate regolazioni del carico. L'IMT ha quindi continuato al 60% del Pimax di ciascun partecipante, adeguato settimanalmente in base alla misurazione PIMAX più recente. Tutte le valutazioni della forza muscolare respiratoria sono state eseguite dallo stesso fisioterapista addestrato per mantenere la coerenza.

I partecipanti al gruppo di controllo hanno svolto un programma supervisionato per 8 settimane, 3 giorni a settimana. Il programma includeva educazione terapeutica e ciclismo auto-basato di 30 minuti o walking on ciclo ergometri e su tapis roulant. Dopo ogni sessione, è stato misurato lo sforzo percepito di Borg.

Analisi statistiche Analisi statistiche sono state condotte utilizzando il software SPSS versione 23 (Chicago, IL). Tutti i dati sono stati espressi come media ± DS. Il test Shapiro-Wilk è stato utilizzato per verificare se le variabili continue seguivano una distribuzione normale. È stato eseguito un test t indipendente per confermare l'omogeneità delle caratteristiche di base dei dati parametrici tra i due gruppi. Un'analisi mista a due vie della varianza (ANOVA) (2 x 2, tempo di gruppo X) è stata utilizzata per esplorare le differenze prima e dopo il trattamento nelle variabili di interesse tra i gruppi HIIT e di controllo. Il valore p è stato impostato a p <0,05.