Rola tlenu w rozwoju zmęczenia u pacjentów z przewlekłą niewydolnością oddechową (Oxyfatigue)

Zaawansowana przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) z przewlekłą niewydolnością oddechową (CRF) i długotrwałą tlenoterapią (LTOT) to stan o złym rokowaniu, który powoduje objawy, takie jak duszność i zmęczenie, które dramatycznie obniżają jakość życia danej osoby z POChP. Zazwyczaj zaawansowana faza POChP charakteryzuje się zmiennym wzorcem z nawracającymi hospitalizacjami i błędnym kołem, w którym nasila się duszność i zmniejsza się tolerancja wysiłku i aktywność fizyczna, co z kolei prowadzi do depresji, izolacji społecznej i niskiej jakości życia i zdrowia. zwiększone ryzyko śmierci.

Dysfunkcja mięśniowa u tych pacjentów przyczynia się wraz z dynamiczną hiperinflacją do nasilenia zmęczenia i duszności podczas wysiłku, prowadząc do wcześniejszego przerwania wysiłku i zmniejszenia maksymalnej wydolności tlenowej. U pacjentów z CRF wzrost utlenowania krwi tętniczej mógłby mieć korzystny skutek poprzez bezpośrednie hamowanie stymulacji receptorów kłębuszków szyjnych poprzez zmniejszenie wentylacji i częstości oddechów.

Wzrost utlenowania krwi tętniczej może również sprzyjać wzrostowi utlenowania mięśni poprzez i) zmniejszenie produkcji mleczanów podczas wysiłków izo-pracy oraz ii) zwiększenie rozszerzenia naczyń płucnych, aw konsekwencji pojemności minutowej serca, a tym samym dostarczania tlenu do ćwiczącego mięśnia. Co ciekawe, wzrost dotlenienia mięśni prawdopodobnie opóźnia wystąpienie zmęczenia przepony.

W warunkach klinicznych badania wykazały, że doraźne podawanie tlenu jest przydatne w zmniejszaniu zapotrzebowania na wentylację u pacjentów z POChP poprzez zmniejszenie wentylacji minutowej i częstości oddechów oraz poprawę tolerancji wysiłku. Wydaje się, że u pacjentów z POChP z przewlekłą niewydolnością oddechową i bez niej ostre podanie tlenu poprawia wytrzymałość, maksymalną wydolność wysiłkową, duszność i wentylację minutową. U pacjentów z umiarkowaną/ciężką POChP bez niedotlenienia w spoczynku i podczas ćwiczeń trening z suplementacją tlenem przynosi większe korzyści w zakresie tolerancji wysiłku i wzorca oddychania. Zamiast tego, u pacjentów z normoksją w spoczynku i desaturacją wywołaną wysiłkiem, tolerancja wysiłku oceniana za pomocą testu sześciominutowego marszu stopniowo poprawia się wraz z dodatkiem tlenu, chociaż istnieje ogromna zmienność w poszczególnych grupach.

W tej populacji dodanie tlenu podczas ćwiczeń prowadzi do marginalnych efektów związanych jedynie z niewielkimi korzyściami w zakresie duszności. Dlatego do tej pory ten schemat leczenia był skierowany wyłącznie do pacjentów z desaturacją wywołaną wysiłkiem fizycznym z towarzyszącą ciężką dusznością. W związku z tym literatura ma niewielkie poparcie dla oferowania tlenoterapii podczas treningu fizycznego pacjentom z POChP. Poza tym brakuje solidnych badań prowadzących do jednoznacznych wniosków na temat stosowania tlenoterapii ze szczególnym uwzględnieniem korzyści w zakresie wyników czynnościowych, objawów i jakości życia.

Podczas gdy większość badań dotyczy pacjentów z normoksyczną POChP w stanie spoczynku, istnieje niewiele lub nie ma żadnego piśmiennictwa poświęconego POChP z CRF i LTOT. Według naszej wiedzy brakuje badań fizjologicznych oceniających odpowiedź (rozszerzenie naczyń, zmęczenie nerwowo-mięśniowe i dotlenienie mięśni) na zastosowanie różnych dawek tlenoterapii u chorych na POChP z towarzyszącą CRF i LTOT.

Ta informacja pozwoliłaby lepiej opisać przyczyny nietolerancji wysiłku i ukierunkować klinicystę na najbardziej odpowiednie dawkowanie tlenoterapii, aby uzyskać najlepszą odpowiedź fizjologiczną na wysiłek.

PROTOKÓŁ W tym badaniu zostanie ocenione zmęczenie nerwowo-mięśniowe przy trzech różnych stężeniach FiO2.

Badanie będzie trwało 5 dni Dzień 1: zaznajomienie Dzień 2: test wyczerpania (Tlim) submaksymalnych skurczów izometrycznych przy 30% MVC z powtarzanym cyklem 3" ON i 3" OFF zostanie przeprowadzony Dzień 3, 4 i 5 przed a oceny nerwowo-mięśniowe po zmęczeniu zostaną przeprowadzone przy różnych FiO2. Protokół zmęczenia będzie obejmował wykonywanie submaksymalnych skurczów izometrycznych w odstępach czasu równych 80% Tlim. Każdy stan oceniano po stabilizacji przez co najmniej 10 minut.

Dni będą wykonywane w randomizowanym badaniu.

Te trzy warunki różnią się w zależności od FiO2 w następujący sposób:

A) WARUNKI POWIETRZA POKOJOWEGO: pacjent będzie oddychał powietrzem pokojowym przez maskę Venturiego (Vmask FiO2 21%) i zostanie uznany za „stan pozorowany” B) WARUNKI FiO2 30%: pacjent będzie oddychał przez maskę Venturiego z FiO2 30 %.

C) WARUNEK FiO2 60%: pacjent będzie oddychał przez maskę Venturiego przy FiO2 równym 60%.

POMIARY Na początku protokołu (T0) pomiary antropometryczne (BMI), choroby współistniejące mierzone skalą CIRS, anamnestyczne zmęczenie oceniane za pomocą Fatigue Severity Scale (FSS), anamnestyczna duszność w skali Barthel, jakość życia w skali CAT i MRF , wartość analizy gazometrii krwi w powietrzu, czynność płuc za pomocą globalnej spirometrii

1. Ocena ośrodkowego i obwodowego zmęczenia nerwowo-mięśniowego zgodnie z interpolowanym protokołem drgań. Badani będą siedzieć prosto z oparciem pleców. Biodro i kolano zostaną zgięte do 90°, a siła zostanie zmierzona za pomocą przetwornika siły.

   Ocena siły izometrycznej: maksymalny dobrowolny skurcz (MVC). Ocena elektromiograficzna: fale M będą rejestrowane od strony obszernej. Ocena elektrycznie stymulowanej siły spoczynkowej (Qtpot) i maksymalnej dobrowolnej aktywacji (MVA). Stosowana stymulacja elektryczna będzie składać się z pojedynczych impulsów fali prostokątnej o czasie trwania 0,1 ms, dostarczanych przez stymulator prądu stałego (DS7AH, Digitimer). Intensywność stosowanego bodźca będzie zdefiniowana w następujący sposób: prąd będzie stopniowo zwiększany od 0 mA do wartości, powyżej której nie będzie dalszego wzrostu amplitudy fali M. Bodziec użyty do badania zostanie ustawiony na 125% intensywności wymaganej do wytworzenia maksymalnej odpowiedzi fali M. Qtpot zostanie zmierzony 5 sekund po pomiarach MCV. MVA zostanie obliczona podczas stymulacji elektrycznej MVC: pojedynczy skurcz nałożony na MVC zostanie porównany z siłą wytwarzaną podczas Qtpot. Protokół przewiduje powtórzenie 2 pomiarów MVC i Qtpot przed i po męczącym zadaniu.

2. Pomiar pulsacyjnego nasycenia tlenem (SatO2), przezskórnej wartości paCO2 (tcCO2), zmęczenia i duszności metodą BORG.
3. Ocena funkcji mitochondriów in vivo metodą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIRS) poprzez nałożenie nieinwazyjnej sondy na mięsień obszerny boczny. Test zdolności oksydacyjnej mięśni mierzy względne stężenie deoksyhemoglobiny i oksyhemoglobiny w tkankach. Hemoglobina całkowita (THb = HHb + HbO2) i różnica Hb (Hbdiff = HbO2 - HHb) zostaną uzyskane jako miary pochodne.
4. Ocena zmęczenia dodatkowych mięśni mostkowo-obojczykowo-sutkowych za pomocą EMG
5. Ocena funkcji naczyniowej zostanie przeprowadzona za pomocą ultrasonografii dopplerowskiej na poziomie tętnicy udowej wspólnej, w warunkach podstawowych oraz podczas stosowania techniki Single Passive Leg Movement (sPLM). Badanie sPLM zostanie wykonane na prawej tętnicy udowej wspólnej, a pomiary zostaną wykonane za pomocą systemu ultrasonograficznego Dopplera (Logiq V4-GE, Milwaukee, WI, USA). Protokół sPLM będzie się składał z 60-sekundowego zbierania danych wyjściowych w spoczynku, po którym następuje 1-sekundowe bierne zginanie-prostowanie nogi. Noga będzie wtedy w pełni wyprostowana przez pozostałe 60 sekund po ruchu. Dla każdego pacjenta średnicę tętnicy w spoczynku, przepływ krwi w spoczynku, względne zmiany zostaną określone (Dpeak) od spoczynku, szczytowy przepływ krwi i pole pod krzywą (AUC) przepływu krwi w kości udowej podczas oceny zostały zebrane . Szczytowe wartości przepływu krwi, względne zmiany od spoczynku i AUC po ruchu nóg będą obliczane sekunda po sekundzie