Wpływy treningu z ograniczeniem przepływu krwi przy niskim obciążeniu kończyny górnej u pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc

Przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) to powszechna, możliwa do zapobieżenia i leczona choroba charakteryzująca się utrzymującymi się objawami ze strony układu oddechowego oraz nieodwracalnym ograniczeniem przepływu powietrza wynikającym z nieprawidłowości w drogach oddechowych i/lub pęcherzykach płucnych, zwykle spowodowanych długotrwałą ekspozycją na szkodliwe cząstki lub gazy (1). POChP stanowi jedną z wiodących przyczyn śmiertelności wśród przewlekłych chorób układu oddechowego i jest uznawana za poważny globalny problem zdrowotny, dotykający około 10% dorosłej populacji, przy rosnącej zachorowalności związanej ze starzeniem się społeczeństwa. Według badania Global Burden of Disease (GBD) z 2017 roku, globalny wskaźnik śmiertelności przypisywany POChP wynosił 41,9 zgonów na 100 000 mieszkańców, co stanowiło 5,7% śmiertelności z wszystkich przyczyn. Wskaźnik śmiertelności wynosił 46,7 na 100 000 u mężczyzn i 37,0 na 100 000 u kobiet (2).

Postępujące i utrzymujące się ograniczenie przepływu powietrza w POChP, wraz ze zmniejszoną elastycznością miąższu płuc, zwiększa zapotrzebowanie wentylacyjne i nakłada nadmierne obciążenie na mięśnie oddechowe. Hiperinflacja dodatkowo zmniejsza efektywny zakres skurczowy tych mięśni, tworząc błędne koło, w którym stymulacja mechanoreceptorów zwiększa napęd oddechowy i nasila duszność. Zwiększona duszność i upośledzona funkcja mięśni oddechowych ograniczają wykonywanie czynności życia codziennego (ADL), prowadząc do znacznego pogorszenia sprawności fizycznej (3).

Dysfunkcja mięśni szkieletowych jest częstym ogólnoustrojowym objawem POChP. Zmniejszenie siły mięśni obwodowych obejmujących kończyny górne i dolne oraz tułów znacząco ogranicza wydolność wysiłkową i sprawność funkcjonalną, negatywnie wpływając na ogólny stan zdrowia. Co istotne, osłabiona siła mięśni została zidentyfikowana jako silny predyktor zachorowalności, śmiertelności, niepełnosprawności i ryzyka zaostrzeń, niezależnie od stopnia obturacji dróg oddechowych (4).

Podczas czynności kończynami górnymi osoby z POChP często doświadczają znacznej duszności i dynamicznej hiperinflacji, co istotnie ogranicza niezależność funkcjonalną i podkreśla kliniczne znaczenie wydolności funkcjonalnej kończyn górnych (5). W porównaniu ze zdrowymi rówieśnikami, osoby z POChP wykazują obniżoną sprawność podczas aktywności kończynami górnymi i zgłaszają znaczne trudności. To ograniczenie jest częściowo spowodowane zmienioną mechaniką oddechową, ponieważ mięśnie kończyn górnych pełnią również funkcję pomocniczych mięśni oddechowych. W konsekwencji, duszność nasila się podczas aktywności kończynami górnymi, często prowadząc do przedwczesnego zaprzestania wysiłku (6).

Biorąc pod uwagę wywołującą duszność naturę używania kończyn górnych i jej negatywny wpływ na tolerancję aktywności, zachowanie i poprawa funkcji kończyn górnych stanowi kluczowy cel rehabilitacji w POChP. Rzeczywiście, jak podkreślono w najnowszym wspólnym oficjalnym oświadczeniu American Thoracic Society (ATS) i European Respiratory Society (ERS), włączenie treningu wysiłkowego kończyn górnych do programów rehabilitacji płucnej jest zdecydowanie zalecane dla osób z POChP (7).

Programy rehabilitacji płucnej powszechnie obejmują ćwiczenia aerobowe, takie jak ergometria ramienna, oraz podejścia oparte na oporze, wykorzystujące systemy wielostanowiskowe, taśmy elastyczne lub wolne ciężary, mające na celu poprawę funkcji kończyn górnych (8). Chociaż ćwiczenia aerobowe stanowią podstawę rehabilitacji płucnej, ich wpływ na siłę i masę mięśniową uważa się za ograniczony. Dlatego zaleca się połączenie ćwiczeń aerobowych i oporowych, aby skuteczniej przeciwdziałać dysfunkcji mięśni obwodowych (9).

Jednakże, czy obecnie tolerowane intensywności treningu – często ograniczone przez ograniczenia wentylacyjne – są wystarczające do optymalnego oddziaływania na dysfunkcję mięśni obwodowych, pozostaje kontrowersyjne. Zarówno ATS, jak i ERS podkreśliły potrzebę innowacyjnych strategii rehabilitacyjnych zdolnych do oddziaływania na dysfunkcję mięśni obwodowych przy niższych obciążeniach mechanicznych (10). Tradycyjny trening oporowy o umiarkowanej do wysokiej intensywności może być skuteczny, ale często jest słabo tolerowany przez osoby z POChP z powodu duszności, wczesnego zmęczenia i ograniczeń wentylacyjnych, co ogranicza przestrzeganie zaleceń i długoterminowy udział (11).

W tym kontekście trening z ograniczeniem przepływu krwi przy niskim obciążeniu (LL-BFRT) pojawił się jako obiecująca alternatywa. Pomimo stosowania niskich obciążeń mechanicznych, LL-BFRT wywołuje miejscowe niedokrwienie i zwiększony stres metaboliczny, prowadząc do znaczącego wzrostu siły mięśniowej i hipertrofii. Ta metoda może stanowić realną opcję dla osób z POChP, które nie tolerują wysokich obciążeń mechanicznych (12).

Chociaż dowody wspierające LL-BFRT pochodzą głównie z badań przeprowadzonych na zdrowych osobach i dotyczących głównie mięśni kończyn dolnych (12-14), dane dotyczące jego zastosowania w mięśniach kończyn górnych u osób z POChP są nadal ograniczone. Biorąc pod uwagę, że aktywności kończynami górnymi nakładają większe zapotrzebowanie wentylacyjne i wywołują duszność wcześniej, potencjalne korzyści LL-BFRT w tym obszarze wymagają zbadania. Ta luka badawcza podkreśla konieczność oceny skuteczności treningu oporowego kończyn górnych opartego na LL-BFRT w POChP.

Cel badania Celem tego badania jest porównawcze zbadanie wpływu LL-BFRT i sham-BFRT, stosowanych dodatkowo do programu ćwiczeń aerobowych, na siłę mięśni kończyn górnych, wydolność funkcjonalną kończyn górnych, wykonywanie czynności życia codziennego, jakość życia, wydolność wysiłkową funkcjonalną, utlenowanie mięśni oraz parametry czynności płuc u osób z rozpoznaniem POChP w stadium II i III.

Interwencje Uczestnicy obu grup będą uczestniczyć w programie ćwiczeń dwa razy w tygodniu przez 8 tygodni.

Obie grupy będą wykonywać ćwiczenia aerobowe kończyn górnych przy użyciu ergometru ramiennego. Każda sesja rozpocznie się 5-minutową rozgrzewką przy 0 Watach, po której nastąpi 20 minut ćwiczeń aerobowych przy 60-70% przewidywanej maksymalnej częstości serca dla wieku. Początkowy opór zostanie ustawiony między 35-50 Watów i utrzymany w tym zakresie zgodnie z indywidualną tolerancją wysiłku. Duszność będzie monitorowana przy użyciu zmodyfikowanej skali Borga. Po fazie aerobowej nastąpi 5-minutowe schłodzenie przy 0 Watach.

Grupa interwencyjna (LL-BFRT) Oprócz ćwiczeń aerobowych, uczestnicy grupy interwencyjnej otrzymają LL-BFRT. Mankiet pneumatyczny zostanie umieszczony proksymalnie na kończynie górnej. Ciśnienie okluzji zostanie ustawione na 30-40% ciśnienia okluzji tętniczej (AOP). Opór zostanie ustawiony na 30% jednego powtórzenia maksymalnego (1RM). Ćwiczenia będą zgodne ze standaryzowanym protokołem 4 serii (30-15-15-15 powtórzeń) z 45-sekundowymi przerwami między seriami, podczas których ciśnienie w mankiecie będzie utrzymywane.

Docelowymi grupami mięśniowymi będą mięsień dwugłowy ramienia, mięsień trójgłowy ramienia oraz mięsień naramienny przedni. Po zakończeniu każdego ćwiczenia ciśnienie w mankiecie zostanie zwolnione na 5-minutowy okres reperfuzji przed przejściem do następnego ćwiczenia. Duszność będzie ściśle monitorowana przy użyciu zmodyfikowanej skali Borga, a ćwiczenie zostanie przerwane, jeśli duszność osiągnie ≥6, wskazując na nietolerancję wysiłku.

Grupa kontrolna (Sham-BFRT) Uczestnicy grupy kontrolnej otrzymają ten sam protokół ćwiczeń aerobowych i identyczną strukturę ćwiczeń oporowych. Jednak ciśnienie w mankiecie podczas sham-BFRT zostanie ustawione na poziomie niewystarczającym do wywołania terapeutycznego ograniczenia przepływu krwi.

Oceny Dane demograficzne, w tym wiek, płeć, wzrost i masa ciała, zostaną zarejestrowane. Wskaźnik masy ciała (BMI) zostanie obliczony. Historia palenia zostanie udokumentowana w paczkolatach. Czas trwania choroby i stadium POChP (według klasyfikacji GOLD) zostanie określony na podstawie dokumentacji medycznej. Zastosowanie tlenoterapii i leczenia wziewnego zostanie odnotowane. Częstotliwość zaostrzeń, zdefiniowana jako liczba zaostrzeń i hospitalizacji w ciągu ostatnich 12 miesięcy, również zostanie udokumentowana.

Oczekuje się, że to badanie dostarczy dowodów dotyczących skuteczności klinicznej i mechanizmów fizjologicznych LL-BFRT w poprawie funkcji kończyn górnych u osób z POChP oraz przyczyni się do informowania o zaleceniach dotyczących ćwiczeń w ramach programów rehabilitacji płucnej.