Spersonalizowany trening fizyczny w POChP

Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) to bardzo rozpowszechniona choroba, która dotyka około 1,2 miliona osób w Wielkiej Brytanii i jest drugą najczęstszą chorobą płuc po astmie. POChP dotyczy nie tylko płuc, ale jest chorobą ogólnoustrojową, której istotną cechą jest dysfunkcja mięśni. Wykazano, że ćwiczenia fizyczne jako część programu rehabilitacji oddechowej (PR) poprawiają wydolność wysiłkową i jakość życia pacjentów z POChP. Jednak pomimo skuteczności PR na poziomie populacji, pozostaje jeszcze miejsce na poprawę. Indywidualna odpowiedź na leczenie jest niejednorodna, niektórzy pacjenci nie osiągają znaczącej klinicznie poprawy, podczas gdy inni mają trudności z przestrzeganiem elementu ćwiczeń lub całkowicie rezygnują. Obecnie, podczas gdy intensywność ćwiczeń („dawka”) jest zindywidualizowana podczas PR, charakter i treść PR są generalnie zapewniane w sposób „jeden dla wszystkich”. Istnieje zatem możliwość modyfikacji treści PR w celu spełnienia indywidualnych potrzeb i podstawowej fizjologii, zwiększając w ten sposób przestrzeganie zaleceń i korzyści.

Medycyna precyzyjna, dostosowując terapię do konkretnych „uleczalnych cech” stanu danej osoby, ma potencjał maksymalizacji efektu leczenia przy jednoczesnej minimalizacji działań niepożądanych. Badacze proponują te same zasady medycyny precyzyjnej, które można wykorzystać do poprawy dostarczania PR poprzez identyfikację indywidualnej reakcji na ćwiczenia podczas rejestracji do PR i wykorzystanie tych informacji do spersonalizowania treningu fizycznego. Istnieje coraz większa liczba różnorodnych, nowatorskich metod szkoleniowych, które okazały się wykonalne i potencjalnie skuteczne w POChP, oferując możliwości realizacji zindywidualizowanego programu szkoleniowego. Kluczowym krokiem w rozwoju tego spersonalizowanego/precyzyjnego podejścia w medycynie ćwiczeń jest zrozumienie i pomiar indywidualnej patofizjologii ćwiczeń, która przewiduje preferencyjne korzyści dla określonej metody treningu wysiłkowego. Jednak związek między wyjściową patofizjologią wysiłku (i rzeczywiście innymi chorobami i zmiennymi demograficznymi) a taką odpowiedzią jest obecnie nieznany.

Ćwiczenia ekscentryczne, napinanie mięśnia podczas jego wydłużania i jazda na jednej nodze to dwie możliwości urozmaicenia PR. Przy danym obciążeniu mięśni, ćwiczenia ekscentryczne powodują mniejsze zapotrzebowanie na energię i zużycie tlenu, a tym samym mniej obciążają układ krążeniowo-oddechowy. W związku z tym ten rodzaj ćwiczeń może być idealny dla pacjentów z chorobami płuc, szczególnie dla tych, którzy przerywają ćwiczenia z powodu ograniczeń wentylacyjnych. Może być bardziej tolerowany przez pacjentów, ponieważ powoduje mniejszą duszność, jednocześnie umożliwiając większą pracę mięśni. Ekscentryczna jazda na rowerze polega na korzystaniu z roweru z dołączonym silnikiem, który napędza pedały w odwrotnej kolejności. Badany musi oprzeć się obracaniu pedałów, aby utrzymać stałą prędkość pedałowania, wykonując w ten sposób ekscentryczną pracę nogami. W przeszłości unikano stosowania ćwiczeń ekscentrycznych jako metody treningowej ze względu na obawę przed uszkodzeniem mięśni. Ekscentryczne ćwiczenia oporowe o wysokiej intensywności prowadzą do opóźnionej bolesności mięśni (DOMS) i od wielu lat są stosowane jako model wywoływania uszkodzeń mięśni. Jednak w ciągu ostatnich 30 lat pojawiło się coraz więcej badań wykazujących kompleksowo, że jeśli obciążenie jest stopniowo zwiększane, uszkodzenia i bolesność mięśni są minimalne i akceptowalne. W populacjach pacjentów, ponieważ osiągane obciążenia są szczególnie niskie, występowanie znacznego uszkodzenia mięśni jest jeszcze rzadsze, a wcześniejsze prace wykazały, że ekscentryczna jazda na rowerze jest dobrze tolerowana przez pacjentów z POChP.

Ćwiczenia całego ciała, takie jak chodzenie lub jazda na rowerze, wymagają angażowania dużej masy mięśniowej generującej duże zapotrzebowanie na tlen. Istnieje jednak rozbieżność między maksymalnym poborem tlenu przez całe ciało a maksymalną wydolnością tlenową mięśni, nawet w zdrowej populacji, aw konsekwencji znaczne zróżnicowanie osiąganych bodźców do treningu mięśni. Podkreśla się to u pacjentów z POChP z ograniczeniem wentylacji do wysiłku fizycznego. Ćwicząc mniejszą masę mięśniową, można ominąć to ograniczenie wentylacji, a poszczególne mięśnie mogą pracować ze znacznie większą intensywnością. Jedną z metod redukcji ćwiczącej masy mięśniowej jest jazda na jednej nodze. Dwa randomizowane kontrolowane badania wykazały większą poprawę V̇O2peak po jeździe na jednej nodze w porównaniu z jazdą na dwóch nogach u pacjentów z POChP. Wykazano, że jazda na jednej nodze jest wykonalnym dodatkiem do programu PR i jest dobrze przyjmowana przez pacjentów i fizjoterapeutów.

To badanie ma na celu określenie, w jaki sposób zmienne fizjologiczne dotyczące choroby, demografii i wysiłku zarejestrowane na początku badania odnoszą się do późniejszego postrzegania i progresji nowych modalności treningowych w porównaniu z treningiem konwencjonalnym. Badacze przeprowadzą kompleksową ocenę reakcji fizjologicznej na ćwiczenia na początku badania pod względem wydolności wysiłkowej, ograniczeń wysiłkowych, objętości i siły mięśni, aktywności fizycznej, osłabienia i składu mięśni. Następnie uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do jednego z 4 trybów szkolenia; jazda na rowerze ekscentrycznym, jazda na jednej nodze, jazda koncentryczna (tradycyjna jazda na dwóch nogach) lub trening oporowy kończyn dolnych.

Jest to badanie pilotażowe/studium wykonalności, którego ogólnym celem jest identyfikacja potencjalnych subfenotypów pacjentów z POChP, którzy mogą preferencyjnie reagować na określone metody szkolenia. Wiedza ta ma kluczowe znaczenie dla opracowania ostatecznych badań klinicznych takich interwencji z zakresu medycyny ćwiczeń, które można zastosować w rutynowej praktyce klinicznej. Cele szczegółowe to:

1. Szczegółowa charakterystyka podstawowych patofizjologicznych cech płucnych i ogólnoustrojowych pacjentów z POChP, którzy są niepełnosprawni z powodu ograniczenia ćwiczeń.
2. Aby zmierzyć progresję obciążeń treningowych podczas każdej interwencji treningowej w stosunku do wartości wyjściowych.
3. Określenie, w jaki sposób charakterystyka wyjściowa i patofizjologia odnoszą się do postępów w treningu i doświadczenia z ćwiczeń.