De rol van zuurstof bij de ontwikkeling van vermoeidheid bij patiënten met chronisch ademhalingsfalen (Oxyfatigue)

Gevorderde chronische obstructieve longziekte (COPD) met chronisch ademhalingsfalen (CRF) en langdurige zuurstoftherapie (LTOT) is een aandoening met een slechte prognose die symptomen veroorzaakt zoals kortademigheid en vermoeidheid die de kwaliteit van leven van de persoon dramatisch verminderen met COPD. De gevorderde fase van COPD wordt typisch gekenmerkt door een fluctuerend patroon met terugkerende ziekenhuisopnames en een vicieuze cirkel waarin dyspnoe toeneemt en inspanningstolerantie en fysieke activiteit afnemen, wat op zijn beurt leidt tot depressie, sociaal isolement en een lage kwaliteit van leven en verhoogd risico op overlijden.

Spierdisfunctie bij deze patiënten draagt, samen met dynamische hyperinflatie, bij aan de toename van vermoeidheid en kortademigheid tijdens inspanning, wat leidt tot het vroegtijdig stoppen van de inspanning en de afname van de maximale aërobe capaciteit. Bij patiënten met CRF zou de toename van arteriële oxygenatie een gunstig resultaat kunnen hebben door de directe remming van de stimulatie van de halsslagaderreceptoren door de ventilatie en de ademhalingsfrequentie te verminderen.

De toename van de arteriële oxygenatie zou ook de toename van de spieroxygenatie kunnen bevorderen door i) de productie van lactaten te verminderen tijdens inspanningen op iso-work en ii) de pulmonale vasodilatatie en bijgevolg de cardiale output en dus de zuurstofafgifte aan de oefenende spier te verhogen. Interessant is dat de toename van spieroxygenatie waarschijnlijk het begin van middenrifvermoeidheid vertraagt.

In de klinische setting hebben onderzoeken aangetoond dat de acute toediening van zuurstof nuttig is bij het verminderen van de ademhalingsbehoefte van de COPD-patiënt door de minuutventilatie en ademhalingsfrequentie te verminderen en de inspanningstolerantie te verbeteren. Bij COPD-patiënten met en zonder chronisch ademhalingsfalen lijkt acute zuurstoftoediening het uithoudingsvermogen, het maximale inspanningsvermogen, kortademigheid en minuutventilatie te verbeteren. Bij patiënten met matige/ernstige niet-hypoxische COPD in rust en tijdens inspanning levert training met zuurstofsuppletie een groter voordeel op voor de inspanningstolerantie en het ademhalingspatroon. In plaats daarvan verbetert bij patiënten met normoxie in rust en door inspanning geïnduceerde desaturatie de inspanningstolerantie, geëvalueerd met de zes-minuten-wandeltest, progressief door de toevoeging van zuurstof, hoewel er een enorme variabiliteit is binnen de individuele groepen.

Bij deze populatie leidt de toevoeging van zuurstof tijdens inspanning tot marginale effecten die slechts verband houden met een gering voordeel voor kortademigheid. Daarom is dit behandelingsregime tot op heden alleen gericht op patiënten met door inspanning veroorzaakte desaturatie met bijbehorende ernstige kortademigheid. Er is dan ook weinig steun vanuit de literatuur om patiënten met COPD uitgebreid zuurstoftherapie aan te bieden tijdens fysieke training. Bovendien is er een gebrek aan degelijke studies die leiden tot harde conclusies over het gebruik van zuurstoftherapie, met bijzondere verwijzing naar de voordelen op functionele uitkomsten, symptomen en kwaliteit van leven.

Hoewel de meeste studies betrekking hebben op normoxische patiënten met COPD in rust, is er weinig of geen literatuur gewijd aan COPD met CRF en LTOT. Voor zover wij weten, is er een gebrek aan fysiologische studies die de respons (vasodilatatie, neuromusculaire vermoeidheid en spieroxygenatie) onderzoeken van de toepassing van verschillende doseringen van zuurstoftherapie bij patiënten met COPD geassocieerd met CRF en LTOT.

Deze informatie zou het mogelijk maken om de oorsprong van inspanningsintolerantie beter te beschrijven en de clinicus te begeleiden bij het bepalen van de meest geschikte zuurstoftherapiedosering om de beste fysiologische respons op inspanning te verkrijgen.

PROTOCOL In deze studie zal neuromusculaire vermoeidheid bij drie verschillende FiO2-concentraties worden geëvalueerd.

Het onderzoek duurt 5 dagen Dag 1: gewenning Dag 2: uitputtingstest (Tlim) van submaximale isometrische contracties bij 30% MVC met een herhaalde cyclus van 3" AAN en 3" UIT zal worden uitgevoerd Dag 3, 4 en 5 vooraf en neuromusculaire beoordelingen na vermoeidheid zullen worden uitgevoerd bij verschillende FiO2. Het vermoeidheidsprotocol omvat het uitvoeren van submaximale isometrische contracties met tussenpozen gedurende een duur die gelijk is aan 80% van de Tlim. Elke toestand werd geëvalueerd na stabilisatie van ten minste 10 minuten.

De dagen worden uitgevoerd in een gerandomiseerde trial.

De drie voorwaarden verschillen als volgt per FiO2:

A) CONDITIE KAMERLUCHT: de patiënt ademt kamerlucht in door het Venturi-masker (Vmask FiO2 21%) en wordt beschouwd als een "schijnaandoening" B) CONDITIE FiO2 30%: de proefpersoon ademt door een Venturi-masker met een FiO2 van 30 %.

C) CONDITIE FiO2 60%: de proefpersoon ademt door een Venturi-masker met een FiO2 van 60%.

MAATREGELEN Aan het begin van het protocol (T0), antropometrische metingen (BMI), comorbiditeiten gemeten met de CIRS-schaal, anamnestische vermoeidheid geëvalueerd door de Fatigue Severity Scale (FSS), anamnestische dyspnoe met Barthel-schaal dyspnoe, levenskwaliteit door CAT- en MRF-scores , bloedgasanalysewaarde in lucht, longfunctie door globale spirometrie

1. Evaluatie van centrale en perifere neuromusculaire vermoeidheid volgens geïnterpoleerd spiertrekkingenprotocol. Onderwerpen zullen rechtop zitten met rugsteun. De heup en knie worden tot 90° gebogen en de kracht wordt gemeten door een krachtopnemer.

   Evaluatie van de isometrische kracht: maximale vrijwillige contractie (MVC). Elektromyografische evaluatie: M-golven worden geregistreerd vanaf de vastus lateraal. Evaluatie van de elektrisch gestimuleerde rustkracht (Qtpot) en van de maximale vrijwillige activering (MVA). De gebruikte elektrische stimulatie bestaat uit enkelvoudige blokgolfpulsen met een duur van 0,1 ms, geleverd door een constante stroomstimulator (DS7AH, Digitimer). De intensiteit van de gebruikte stimulus wordt als volgt gedefinieerd: de stroom wordt progressief verhoogd van 0 mA tot de waarde waarboven de amplitude van de M-golf niet verder toeneemt. De stimulus die voor het onderzoek wordt gebruikt, wordt ingesteld op 125% van de intensiteit die nodig is om een ​​maximale M-golfrespons te produceren. Qtpot wordt 5 seconden na MCV-metingen gemeten. De MVA wordt berekend tijdens de elektrisch gestimuleerde MVC: een enkele samentrekking bovenop de MVC wordt vergeleken met de kracht die wordt geproduceerd tijdens Qtpot. Het protocol voorziet in de herhaling van 2 metingen van MVC en Qtpot voor en na de vermoeiende taak.

2. Meting van gepulseerde zuurstofsaturatie (SatO2), de transcutane paCO2-waarde (tcCO2), BORG-vermoeidheid en kortademigheid.
3. Evaluatie van de mitochondriale functie in vivo door middel van de methode Near InfraRed Spectroscopie (NIRS) door een niet-invasieve sonde toe te passen op vastus lateralis. De spieroxidatieve capaciteitstest meet de relatieve concentratie van deoxyhemoglobine en oxyhemoglobine in weefsels. Het totale hemoglobine (THb = HHb + HbO2) en het Hb-verschil (Hbdiff = HbO2 - HHb) worden verkregen als afgeleide maten.
4. Beoordeling van sternocleidomastoïde accessoire ademhalingsspiervermoeidheid door EMG
5. De evaluatie van de vasculaire functie zal worden uitgevoerd met een Doppler-echografie ter hoogte van de arteria femoralis communis, in basale omstandigheden en tijdens de toepassing van de Single Passive Leg Movement (sPLM)-techniek. De sPLM-test wordt uitgevoerd op de rechter arteria femoralis communis en metingen worden uitgevoerd met behulp van een Doppler-echografiesysteem (Logiq V4-GE, Milwaukee, WI, VS). Het sPLM-protocol bestaat uit 60 seconden basislijngegevensverzameling in rust, gevolgd door een passieve flexie-extensie van 1 seconde van het been. Het been wordt dan gedurende de resterende 60 s na de beweging volledig gestrekt gehouden. Voor elke proefpersoon werden de arteriële diameter in rust, de bloedstroom in rust, de relatieve veranderingen (Dpeak) ten opzichte van rust bepaald, de piekbloedstroom en de Area Under the Curve (AUC) van de femorale bloedstroom tijdens de evaluatie werden verzameld . De piekbloedstroomwaarden, relatieve veranderingen vanuit rust en AUC na beenbeweging worden seconde voor seconde berekend