Ocena wydolności krążeniowo-oddechowej w chorobie zwyrodnieniowej stawów

Zapalenie stawów kręgosłupa (SpA) jest przewlekłą chorobą zapalną, która atakuje stawy krzyżowo-biodrowe, kręgosłup i stawy obwodowe, rozpoczynając się zwykle przed 45 rokiem życia. Częstość występowania wynosi około 1,5% i jest skorelowana z występowaniem genotypu HLA-B27 w populacji. Większość nieleczonych pacjentów ostatecznie doświadcza ograniczonej ruchomości kręgosłupa, bólu, ograniczenia sprawności fizycznej i zmęczenia. Istnieje duże prawdopodobieństwo znacznego pogorszenia jakości życia, zachorowalności i niezdolności do pracy. Ćwiczenia są podstawą leczenia pacjentów ze SpA i wykazano, że nadzorowany trening interwałowy o wysokiej intensywności ma równie pozytywny wpływ na aktywność choroby, jak biologiczne leczenie immunomodulujące. Zapalne choroby stawów charakteryzują się dużą częstością występowania chorób współistniejących, takich jak choroby sercowo-naczyniowe (CVD), spowodowane zarówno tradycyjnymi, jak i nietradycyjnymi czynnikami ryzyka. Choroby sercowo-naczyniowe są ważną przyczyną przedwczesnej śmierci pacjentów z zapalnymi chorobami stawów, w tym SpA. Tradycyjne czynniki ryzyka CVD, takie jak otyłość i niższy poziom aktywności fizycznej, w połączeniu z nietradycyjnymi czynnikami ryzyka, takimi jak zapalenie ogólnoustrojowe, są kluczowymi czynnikami sprawczymi.

Wydolność krążeniowo-oddechowa jest silnym predyktorem śmiertelności z jakiejkolwiek przyczyny i oczekiwanej długości życia również dla pacjentów ze SpA, a poprawa wydolności krążeniowo-oddechowej wydaje się zmniejszać ryzyko chorób sercowo-naczyniowych w sposób ilościowy. Złotym standardem pomiaru wydolności krążeniowo-oddechowej danej osoby, wyrażonej szczytowym zużyciem tlenu (VO2peak), jest bezpośredni pomiar wymiany gazowej podczas maksymalnego wysiłku dużych grup mięśniowych, takich jak bieganie, jazda na rowerze czy pływanie. Jednak bezpośredni pomiar wymiany gazowej jest czasochłonny i wymaga oprzyrządowania technicznego oraz wysoko wykwalifikowanego personelu, dlatego często wygodniej jest posługiwać się szacunkami. Aby maksymalny test wysiłkowy zmierzył prawidłowe poziomy VO2peak lub oszacował prawidłową sprawność fizyczną, uczestnicy muszą być chętni i zdolni do przepychania się przy pomocy dopingu ze strony personelu technicznego, w przeciwnym razie VO2peak zostanie niedoszacowany. Oczywiste jest zatem, że wynik przeprowadzonego testu zależy od maksymalnego wykonywanego wysiłku.

Zmodyfikowany protokół Balke'a jest protokołem często stosowanym w testach maksymalnego wysiłku krążeniowo-oddechowego (CPET) na bieżni. Zgodnie z tym protokołem obciążenie zwiększa się przy podwyższonym nachyleniu do maksymalnie 15%. Jeśli uczestnik jest w stanie dalej zwiększać obciążenie, prędkość bieżni jest zwiększana aż do wyczerpania zawodnika. W teście pośrednim VO2peak jest szacowany na podstawie czasu do wyczerpania (TTE), nachylenia bieżni i prędkości bieżni. Do testu pośredniego wymagana jest bieżnia z regulowanym nachyleniem, pulsometrem i stoperem. Bezpośredni pomiar VO2 odbywa się poprzez pomiar wymiany gazowej powietrza wdychanego i wydychanego oddech po oddechu przez maskę Hansa Rudolpha oraz bezpośrednią analizę za pomocą systemu ergospirometru. Bezpośrednie pomiary gazów wymagają drogiego i zaawansowanego sprzętu oraz przeszkolonego personelu do wykonania testu, a to nie jest standardem w wielu przychodniach. Tym samym badanie pośrednie jest tańsze i mniej czasochłonne dla uczestnika i personelu medycznego, co czyni go bardziej przystępnym badaniem wydolności krążeniowo-oddechowej niż mierzona bezpośrednio wymiana gazowa. Według naszej wiedzy, pośrednie oszacowanie wydolności fizycznej nie zostało jeszcze zweryfikowane w porównaniu z bezpośrednim pomiarem gazu przy użyciu zmodyfikowanego protokołu Balke u pacjentów ze SpA.

Hipoteza i pytanie badawcze Badacze postawili hipotezę, że szacowany VO2peak na podstawie maksymalnego CPET jest dobrze skorelowany z VO2peak mierzonym bezpośrednimi pomiarami gazów u pacjentów ze SpA.

Testy Zmodyfikowany protokół Balke dla maksymalnego CPET Wszyscy uczestnicy proszeni są o powstrzymanie się od jedzenia przez 2 godziny przed badaniem oraz opróżnienie pęcherza bezpośrednio przed rozpoczęciem pomiarów. Przed CPET uczestnicy zapoznają się z marszem na bieżni z 5-minutową rozgrzewką przy nachyleniu 1,5%. Ustawienie wyjściowe dla CPET to 4,5% nachylenia i szacowany poziom wyjściowy (niesprawna kobieta 4,3 km*h-1; niesprawny mężczyzna/normalna kobieta 4,7 km*h-1; sprawna kobieta/normalny mężczyzna 5,3 km*h-1; sprawna człowiek 5,3 km*h-1). Nachylenie jest zwiększane o 2% co minutę, po osiągnięciu nachylenia 15% tempo bieżni jest zwiększane o 0,3 km*h-1 co minutę, przy stałym nachyleniu (15%), aż do wyczerpania zawodnika. Test jest zakończony, gdy uczestnicy osiągną punkt wyczerpania i nie będą w stanie kontynuować testu pomimo słownej zachęty ze strony technika testującego. Protokół zostaje zakończony przed wyczerpaniem, jeśli technik przeprowadzający badanie zaobserwuje nieprawidłowe i/lub niekorzystne wartości testu lub jeśli pacjent poprosi o przerwanie. Borg RPE ≥ 18, plateau VO2 (dwa uśrednione 30-sekundowe kolejne pomiary), wartości referencyjne dla współczynnika wymiany oddechowej dla wieku i płci, mleczanów we krwi powyżej wartości referencyjnych dla wieku i tętna maksymalnego w granicach 90% wartości maksymalnej przewidzianej dla wieku (211- (0,64*wiek) są używane do walidacji CPET jako maksymalnego CPET na zakończenie testu. Uczestnicy, którzy nie spełnią co najmniej 2 z 4 wymagań zostaną wykluczeni z analiz.

Obliczenia

W przypadku szacunków pośrednich do obliczeń VO2peak wykorzystywane są maksymalne dane CPET TTE, nachylenie i prędkość. Do obliczeń pośrednich zostaną użyte dwa równania:

Równanie ACSM:

VO2peak = (0,1 * prędkość (m*s-1) + (1,8 * prędkość (m*s-1) * nachylenie (%)) + 3,5

Równanie HUNT3:

Mężczyźni: 24,24 + (0,599 * nachylenie) + (3,97 * prędkość) - (0,122 * masa ciała) - (0,126 * wiek) Kobiety: 17,21 + (0,582 * nachylenie) + (3,317 * prędkość) - (0,116 * masa ciała) - (0,099 * wiek) Te dwie formuły zostaną porównane i zweryfikowane w porównaniu z bezpośrednim CPET i formułą bez ćwiczeń z Kondiskalkulatoren (World Fitness Level).

Pomiary CPET będzie wykonywany na bieżni z 12-odprowadzeniowym EKG i skalowany zmodyfikowanym Borg RPE (6-20). Ciśnienie krwi jest mierzone przed rozpoczęciem testu (mmHg) i co drugą minutę w trakcie testu. Tętno jest mierzone w sposób ciągły podczas CPET, a Borg RPE jest zgłaszane co minutę. HRpeak jest rejestrowany wraz z momentem jego wystąpienia. Przed wykonaniem CPET mierzy się wzrost (m), masę ciała (kg) oraz obwód bioder (cm) i talii (cm). Skład ciała mierzy się za pomocą analizy impedancji bioelektrycznej (BIA).

Czynność płuc zostanie oceniona za pomocą spirometru zgodnie z wytycznymi, a natężona objętość wydechowa (FEV1 L), natężona pojemność życiowa (L) i szczytowy przepływ wydechowy (L/min) zostaną zarejestrowane z trzech prób pętli maksymalnej objętości wydechowej przepływu. Maksymalna wentylacja dowolna (MVV, l/min) zostanie zmierzona dwukrotnie poprzez głębokie i szybkie oddychanie przez 12 sekund. W przypadku słabej techniki MVV zostanie oszacowane jako FEV1 * 37,5. Wymiana gazowa jest mierzona przez dwukierunkową maskę Hansa Rudolpha za pomocą systemu analizy gazów oddech po oddechu. VO2max definiuje się jako plateau VO2 z dwóch 30-sekundowych próbek, a szczytowe VO2 definiuje się jako najwyższe VO2 zmierzone podczas testu.

Stężenie mleczanu we krwi jest mierzone w małej próbce krwi z opuszki palca w ciągu 60 sekund od zakończenia testu w celu oceny poziomu procesów beztlenowych. CRP mierzy się w małej próbce krwi z opuszki palca przed CPET do obliczeń ASDAS.