Effekter av lavbelastning blodstrømrestriksjonstrening av øvre ekstremitet hos pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom

Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er en vanlig, forebygbar og behandlingsbar sykdom preget av vedvarende luftveissymptomer og irreversibel luftstrømsbegrensning som følge av luftvegs- og/eller alveolære abnormiteter, vanligvis forårsaket av langvarig eksponering for skadelige partikler eller gasser (1). KOLS utgjør en av de ledende dødsårsakene blant kroniske luftveissykdommer og anerkjennes som et stort globalt helseproblem som rammer omtrent 10 % av den voksne befolkningen, med økende forekomst knyttet til aldring av befolkningen. Ifølge Global Burden of Disease (GBD)-studien fra 2017 var den globale dødeligheten tilskrevet KOLS 41,9 dødsfall per 100 000 innbyggere, noe som utgjorde 5,7 % av total dødelighet. Dødeligheten ble rapportert til 46,7 per 100 000 hos menn og 37,0 per 100 000 hos kvinner (2).

Den progressive og vedvarende luftstrømsbegrensningen ved KOLS, sammen med redusert parenchymelastisitet, øker ventilasjonsbehovet og påfører en overdreven belastning på pustemusklene. Hyperinflasjon reduserer ytterligere den effektive kontraksjonsrekkevidden til disse musklene, og skaper en ond sirkel der mekanoreseptorstimulering øker ventilasjonsdriften og forverrer dyspné. Økt dyspné og svekket pustemuskelfunksjon begrenser utførelsen av aktiviteter i dagliglivet (ADL), noe som fører til betydelige reduksjoner i fysisk ytelse (3).

Skelettmuskeldysfunksjon er en hyppig systemisk manifestasjon av KOLS. Reduksjoner i perifer muskelstyrke som involverer øvre og nedre ekstremiteter samt torso begrenser betydelig treningskapasitet og funksjonell ytelse, og påvirker helsetilstanden negativt. Viktig er det at svekket muskelstyrke er identifisert som en sterk prediktor for morbiditet, dødelighet, funksjonshemming og eksaserberingsrisiko, uavhengig av graden av luftveigsobstruksjon (4).

Under aktiviteter med øvre ekstremiteter opplever personer med KOLS ofte markert dyspné og dynamisk hyperinflasjon, som betydelig begrenser funksjonell uavhengighet og understreker den kliniske betydningen av funksjonell kapasitet i øvre ekstremiteter (5). Sammenlignet med friske jevnaldrende, viser personer med KOLS redusert ytelse under aktiviteter med overekstremiteter og rapporterer betydelige vanskeligheter. Denne begrensningen skyldes delvis endret respiratorisk mekanikk, ettersom musklene i øvre ekstremiteter også fungerer som hjelpemuskler for ånden. Følgelig intensiveres dyspné under aktivitet med overekstremiteter, noe som ofte fører til for tidlig avslutning av trening (6).

Gitt den dyspné-fremkallende naturen ved bruk av øvre ekstremiteter og dens negative innvirkning på aktivitetstoleranse, utgjør bevaring og forbedring av funksjon i øvre ekstremiteter et kritisk rehabiliteringsmål ved KOLS. Faktisk, som understreket i den nyeste felles offisielle uttalelsen fra American Thoracic Society (ATS) og European Respiratory Society (ERS), støttes inkludering av trening for øvre ekstremiteter i lunge rehabiliteringsprogrammer sterkt for personer med KOLS (7).

Lunge rehabiliteringsprogrammer inkluderer vanligvis aerobe modaliteter som arm ergometri, samt motstandsbaserte tilnærminger som bruker fler-stasjons systemer, elastiske bånd eller frie vekter for å målrette funksjon i øvre ekstremiteter (8). Selv om aerob trening utgjør hjørnesteinen i lunge rehabilitering, anses effektene på muskelstyrke og muskelmasse som begrensede. Derfor anbefales kombinerte aerobe og motstandstreningstilnærminger for å mer effektivt adressere perifer muskel dysfunksjon (9).

Imidlertid er det omstridt om nåværende tolererte treningsintensiteter – ofte begrenset av ventilasjonsbegrensninger – er tilstrekkelige for å optimalt målrette perifer muskel dysfunksjon. Både ATS og ERS har fremhevet behovet for innovative rehabiliteringsstrategier som kan målrette perifer muskel dysfunksjon ved lavere mekaniske belastninger (10). Tradisjonell moderat-til-høy intensitet motstandstrening kan være effektiv, men er ofte dårlig tolerert hos personer med KOLS på grunn av dyspné, tidlig tretthet og ventilasjonsbegrensning, noe som begrenser overholdelse og langsiktig deltakelse (11).

I denne sammenhengen har lav-belastning blodstrømsbegrensningstrening (LL-BFRT) dukket opp som et lovende alternativ. Til tross for bruken av lave mekaniske belastninger, induserer LL-BFRT lokal iskemi og økt metabolisk stress, noe som fører til betydelige gevinster i muskelstyrke og hypertrofi. Denne metoden kan representere et gjennomførbart alternativ for personer med KOLS som ikke tåler høye mekaniske belastninger (12).

Selv om bevis som støtter LL-BFRT hovedsakelig stammer fra studier utført på friske personer og hovedsakelig målrettet musklene i nedre ekstremiteter (12-14), er data om dens anvendelse på musklene i øvre ekstremiteter hos personer med KOLS fortsatt begrenset. Med tanke på at aktiviteter med overekstremiteter påfører større ventilasjonsbehov og utløser dyspné tidligere, fortjener de potensielle fordelene med LL-BFRT i denne regionen undersøkelse. Denne forskningsgapet understreker nødvendigheten av å evaluere effektiviteten av LL-BFRT-basert motstandstrening for øvre ekstremiteter ved KOLS.

Studiens formål Formålet med denne studien er å komparativt undersøke effektene av LL-BFRT og sham-BFRT, gitt i tillegg til et aerobt treningsprogram, på muskelstyrke i øvre ekstremiteter, funksjonell kapasitet i øvre ekstremiteter, utførelse av aktiviteter i dagliglivet, livskvalitet, funksjonell treningskapasitet, muskeloksygenering og lungefunksjonsparametere hos personer diagnostisert med stadium II og III KOLS.

Intervensjoner Deltakere i begge grupper vil gjennomgå et treningsprogram to ganger i uken i 8 uker.

Begge grupper vil utføre aerob trening for øvre ekstremiteter ved hjelp av en arm sykkel ergometer. Hver økt vil begynne med en 5-minutters oppvarming på 0 Watt, etterfulgt av 20 minutters aerob trening ved 60-70 % av aldersforutsatt maksimal hjertefrekvens. Initiell motstand vil bli satt mellom 35-50 Watt og opprettholdes innenfor dette området i henhold til individuell trenings toleranse. Dyspné vil bli overvåket ved hjelp av den modifiserte Borg-skalaen. En 5-minutters nedkjøling på 0 Watt vil følge etter den aerobe fasen.

Intervensjonsgruppe (LL-BFRT) I tillegg til aerob trening, vil deltakere i intervensjonsgruppen motta LL-BFRT. En pneumatisk mansjett vil plasseres proksimalt på den øvre ekstremiteten. Oklusjonstrykk vil bli satt til 30-40 % av arteriell oklusjonstrykk (AOP). Motstand vil bli satt til 30 % av en-repetisjon maksimum (1RM). Øvelser vil følge en standardisert 4-sett protokoll (30-15-15-15 repetisjoner) med 45-sekunders hvileperioder mellom settene, hvor mansjett trykket vil opprettholdes.

Målrettede muskelgrupper vil inkludere biceps brachii, triceps brachii og anterior deltoid. Etter fullføring av hver øvelse, vil mansjett trykket bli løslatt for en 5-minutters reperfusjonsperiode før man fortsetter til neste øvelse. Dyspné vil bli nøye overvåket ved hjelp av den modifiserte Borg-skalaen, og treningen vil avsluttes hvis dyspné når ≥6, noe som indikerer trenings intoleranse.

Kontrollgruppe (Sham-BFRT) Deltakere i kontrollgruppen vil motta det samme aerobe treningsprotokollen og identisk motstandstrening struktur. Imidlertid vil mansjett trykket under sham-BFRT bli satt til et nivå utilstrekkelig til å produsere terapeutisk blodstrømsbegrensning.

Vurderinger Demografiske data inkludert alder, kjønn, høyde og vekt vil bli registrert. Kroppsmasseindeks (BMI) vil bli beregnet. Røykehistorikk vil bli dokumentert i pakkeår. Sykdomsvarighet og KOLS-stadium (i henhold til GOLD-klassifisering) vil bli bestemt fra medisinske journaler. Oksygenterapi og bruk av inhalasjonsbehandling vil bli registrert. Eksaserberingsfrekvens, definert som antall eksaserberinger og sykehusinnleggelser innenfor de siste 12 månedene, vil også bli dokumentert.

Denne studien forventes å gi bevis om den kliniske effektiviteten og fysiologiske mekanismene til LL-BFRT i å forbedre funksjon i øvre ekstremiteter hos personer med KOLS, og å informere treningsforeskrivelse innen lunge rehabiliteringsprogrammer.