Gepersonaliseerde oefentraining bij COPD

Chronische obstructieve longziekte (COPD) is een veel voorkomende aandoening die naar schatting 1,2 miljoen mensen in het VK treft en is na astma de meest voorkomende longziekte. COPD tast niet alleen de longen aan, maar is een systemische ziekte waarbij spierdisfunctie een belangrijk kenmerk is. Het is aangetoond dat lichaamsbeweging, als onderdeel van een programma voor longrevalidatie (PR), het inspanningsvermogen en de kwaliteit van leven van patiënten met COPD verbetert. Ondanks de effectiviteit van PR op populatieniveau blijft er echter ruimte voor verbetering. De individuele respons op de behandeling is heterogeen, waarbij sommige patiënten er niet in slagen klinisch significante verbeteringen te bereiken, terwijl anderen moeite hebben om zich aan de oefeningscomponent te houden of helemaal afhaken. Momenteel, terwijl trainingsintensiteiten (de "dosis") worden geïndividualiseerd tijdens PR, wordt het karakter en de inhoud van PR over het algemeen op een "one size fits all" manier aangeboden. Er is daarom ruimte om de inhoud van PR aan te passen om aan individuele behoeften en onderliggende fysiologie te voldoen, waardoor therapietrouw en voordelen worden verbeterd.

Precisiegeneeskunde, waarbij de therapie wordt afgestemd op specifieke "behandelbare kenmerken" van de toestand van een individu, heeft het potentieel om het behandelingseffect te maximaliseren en tegelijkertijd de nadelige effecten te minimaliseren. De onderzoekers stellen voor dat dezelfde principes van precisiegeneeskunde kunnen worden gebruikt om de levering van PR te verbeteren door de inspanningsrespons van een individu bij inschrijving voor PR te identificeren en deze informatie te gebruiken om trainingstraining te personaliseren. Er is een groeiend aantal diverse, nieuwe trainingsmodaliteiten waarvan is aangetoond dat ze haalbaar en potentieel effectief zijn bij COPD, die mogelijkheden bieden voor het leveren van een persoonlijk trainingsprogramma. Een belangrijke stap in de ontwikkeling van deze gepersonaliseerde/precisiebenadering in de oefengeneeskunde is het begrijpen en meten van de individuele inspanningspathofysiologie die de preferentiële voordelen van een bepaalde trainingsmodaliteit voorspelt. De relatie tussen baseline inspanningspathofysiologie (en inderdaad andere ziekte- en demografische variabelen) en een dergelijke respons is momenteel echter onbekend.

Excentrische oefeningen, samentrekking van een spier terwijl deze langer wordt en fietsen op één been zijn twee opties om PR te diversifiëren. Voor een bepaalde spierbelasting resulteert excentrische oefening in een lagere energievraag en zuurstofverbruik en legt daarom minder druk op het cardiopulmonale systeem. Bijgevolg kan dit type oefening bij uitstek geschikt zijn voor patiënten met een longaandoening, met name voor degenen die stoppen met trainen vanwege ademhalingsbeperkingen. Het kan voor patiënten draaglijker zijn omdat het minder kortademigheid veroorzaakt, terwijl er meer spierspecifiek werk mogelijk is. Bij excentrisch fietsen wordt gebruik gemaakt van een fiets met een motor die de pedalen achteruit aandrijft. De proefpersoon moet weerstand bieden aan de rotatie van de pedalen om een ​​constante pedaalsnelheid te behouden, waardoor excentrisch werk met de benen wordt uitgevoerd. Het gebruik van excentrische oefeningen als trainingsmodaliteit werd van oudsher vermeden vanwege de angst om spierschade te veroorzaken. Excentrische weerstandsoefeningen met hoge intensiteit leiden tot vertraagde spierpijn (DOMS) en worden al vele jaren gebruikt als een model voor het induceren van spierbeschadiging. In de afgelopen 30 jaar zijn er echter steeds meer onderzoeken geweest die alomvattend aantonen dat als de belasting geleidelijk wordt verhoogd, spierbeschadiging en spierpijn minimaal en acceptabel zijn. Omdat de bereikte belasting bijzonder laag is, komt het optreden van significante spierbeschadiging nog minder vaak voor in patiëntenpopulaties en eerder werk heeft aangetoond dat excentrisch fietsen goed wordt verdragen door patiënten met COPD.

Lichaamsoefeningen, zoals wandelen of fietsen, vereisen de rekrutering van een grote spiermassa die een hoge zuurstofbehoefte genereert. Er is echter een verschil tussen de maximale zuurstofopname door het hele lichaam en de maximale aerobe capaciteit van de spieren, zelfs bij een gezonde populatie, en dientengevolge een significante variatie in de bereikte spiertrainingsstimuli. Dit wordt benadrukt bij patiënten met COPD met een beademingslimiet om te oefenen. Door een kleinere spiermassa te oefenen, kan deze beademingsbeperking worden omzeild en kan de individuele spier met een aanzienlijk hogere intensiteit worden bewerkt. Een methode om de spiermassa tijdens het sporten te verminderen, is fietsen op één been. Twee gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken hebben een grotere verbetering van V̇O2peak aangetoond na fietsen op één been in vergelijking met fietsen op twee benen bij patiënten met COPD. Fietsen op één been blijkt een haalbare aanvulling te zijn op een PR-programma en wordt goed ontvangen door patiënten en fysiotherapeuten.

Deze studie heeft tot doel te bepalen hoe ziekte-, demografische en inspanningsfysiologische variabelen die bij baseline zijn geregistreerd, verband houden met de daaropvolgende perceptie en progressie van nieuwe trainingsmodaliteiten in vergelijking met conventionele training. De onderzoekers zullen een uitgebreide beoordeling uitvoeren van de fysiologische respons op inspanning bij baseline in termen van inspanningscapaciteit, inspanningsbeperking, spiervolume en -kracht, fysieke activiteit, kwetsbaarheid en spiersamenstelling. Deelnemers worden vervolgens willekeurig toegewezen aan een van de 4 trainingsmodaliteiten; excentrisch fietsen, fietsen op één been, concentrisch (traditioneel fietsen op twee benen) of weerstandstraining van de onderste ledematen.

Dit is een pilot-/haalbaarheidsstudie met als brede doelstelling het identificeren van potentiële subfenotypes van patiënten met COPD die bij voorkeur reageren op bepaalde trainingsmodaliteiten. Deze kennis is cruciaal voor de ontwikkeling van definitieve klinische proeven van dergelijke oefengeneeskundige interventies die in de dagelijkse klinische praktijk kunnen worden uitgevoerd. De specifieke doelen zijn:

1. In detail karakteriseren van de onderliggende pulmonale en systemische pathofysiologische kenmerken van patiënten met COPD die gehandicapt zijn door inspanningsbeperking.
2. Voor het meten van de voortgang van trainingsbelastingen tijdens elke trainingsinterventie ten opzichte van basislijnwaarden.
3. Om te bepalen hoe basiskarakteristieken en pathofysiologie verband houden met trainingsprogressie en trainingservaring.