Przedoperacyjny trening mięśni wdechowych

Wysoce aktywne mięśnie, takie jak przepona, są szczególnie wrażliwe zarówno na nieużywanie, jak i trening. Na przykład włókna przepony kontrolowanych, wentylowanych mechanicznie młodych dorosłych zanikają o ponad 50% w ciągu 36 godzin całkowitej bezczynności, a wentylacja mechaniczna (MV) inicjuje szlaki sygnałowe w ciągu pierwszych kilku godzin bezczynności, które sprzyjają postępującej dysfunkcji włókien przepony. Badacze wykazali, że powszechna sygnalizacja atrofii rozpoczyna się na sali operacyjnej podczas operacji kardiochirurgicznej, już po kilku godzinach MV. Oprócz tego zaniku włókien, MV prowadzi do znacznych spadków siły przepony, co może wydłużyć czas potrzebny do odzwyczajenia się od MV. Kliniczne występowanie wczesnej, postępującej dysfunkcji kurczliwości definiuje się jako dysfunkcję przepony wywołaną respiratorem (VIDD). VIDD jest uważany za główną przyczynę trudności z odstawieniem od MV.

I odwrotnie, badacze wykazali, że IMT zwiększa zdolność generowania ciśnienia przepony i mięśni synergetycznych wdechu oraz ułatwia odzwyczajanie pacjentów z VIDD. Podobno przedoperacyjna IMT przez zaledwie 1-2 tygodnie zwiększa siłę mięśni wdechowych. Wykazano, że IMT przed operacją kardiochirurgiczną zmniejsza pooperacyjne powikłania płucne, takie jak niedodma, zapalenie płuc lub opóźnione odłączenie od respiratora. Dodatkowo przyrost siły związany z przedoperacyjnym IMT wiąże się z krótszym czasem pobytu na OIOM-ie i w szpitalu, co może potencjalnie przynieść korzyści finansowe.

Niestety, bardzo niewiele wiadomo na temat adaptacji nerwowo-mięśniowych i mechanizmów sygnalizacyjnych, które przyczyniają się do tych zalet klinicznych IMT. Szczególnie nowatorskim aspektem tego projektu jest to, że będzie to pierwsze badanie mechanizmów, które przyczyniają się do wzmocnienia przepony. Lepsze zrozumienie tych mechanizmów może pomóc przyszłym badaczom w opracowaniu bardziej skutecznych zaleceń dotyczących ćwiczeń, aby zrównoważyć użycie MV w przypadkach takich jak chirurgia, a także może pomóc zidentyfikować cząsteczki i ćwiczenia, które mogłyby chronić przepony osób, które nie mogą wcześniej ćwiczyć, jak w przypadku przypadku ostrych infekcji, które utrudniają oddychanie.

Ogólnym celem tego badania jest zbadanie przebudowy nerwowo-mięśniowej przepony związanej z przedoperacyjnym, telezdrowotnym IMT, w porównaniu z relaksacyjnym treningiem oddechowym (RLX). Wykazano, że ćwiczenia RLX z przewodnikiem poprawiają odczuwanie bólu pooperacyjnego i nieznacznie obniżają skurczowe ciśnienie krwi u osób z nadciśnieniem, ale nie uważa się, że znacząco zmieniają siłę przepony.

Czterdziestu dorosłych ochotników przejdzie szkolenie IMT (n=20) lub RLX (n=20) przez 2-4 tygodnie przed planowaną kardiochirurgią i przejdzie testy wydolności oddechowej przed okresem szkolenia i po nim. Biopsja pełnej grubości (około 6 mm x 20 mm) z prawej brzusznej przepony żebrowej zostanie pobrana, gdy tylko przepona zostanie odsłonięta podczas zabiegu chirurgicznego. Dodatkowo zostanie pobrana biopsja mięśnia piersiowego większego i wykorzystana jako niećwiczony mięsień kontrolny. Przeprowadzone zostaną analizy histologiczne i sekwencjonowania RNA w celu zbadania mechanizmów, które przyczyniają się do adaptacji nerwowo-mięśniowej do treningu.