Comparação entre Estimulação Magnética Repetitiva e Exercício na Função do Quadríceps na DPOC

Tem havido um interesse considerável em encontrar métodos para melhorar a função do quadríceps na DPOC, uma vez que a disfunção do quadríceps está associada à redução da capacidade de exercício5 e à sobrevida dos pacientes16, independentemente da função pulmonar. Os cursos de reabilitação pulmonar (RP) que compreendem exercícios e educação podem aumentar as enzimas oxidativas, a força e a resistência do quadríceps em pacientes com DPOC17 e melhorar a capacidade de caminhada mesmo durante um período de 8 semanas12,18. No entanto, a RP não é uma solução completa: nem todas as regiões do Reino Unido oferecem RP, a RP tem em média apenas 50% de aceitação pelos pacientes e a taxa de desistência é de 30%. Também uma proporção significativa de pacientes (cerca de 30%) não aumenta sua capacidade de exercício como resultado do PR19, talvez porque a falta de ar limite o treinamento que eles completam ou sua força muscular periférica seja normal19. Portanto, há interesse em tratamentos alternativos ou complementos ao exercício, particularmente em termos de tratamentos musculares localizados que não sejam limitados pela função respiratória prejudicada. A estimulação elétrica repetitiva do nervo femoral (rES) parece ser um método alternativo eficaz de treinar passivamente o músculo quadríceps. 30 minutos rES a 10Hz cinco vezes por semana para ambas as pernas aumentaram a força muscular e o desempenho do exercício em pacientes com DPOC21 e naqueles com insuficiência cardíaca22. Resultados semelhantes foram obtidos com quinze minutos de estimulação magnética repetitiva do nervo femoral (rMS) três vezes por semana23. No entanto, os estudos de tratamento com RES para investigar os efeitos no desempenho do exercício frequentemente usaram grupos separados de tratamento e controle, o que introduz diferenças intersujeitos em estudos já limitados pelo tamanho da amostra243 e usaram apenas medidas voluntárias da função do quadríceps96. O único estudo de biópsia de rES usou um design cruzado, mas as biópsias foram feitas apenas antes e depois do período de treinamento de rES e não antes e depois do período de controle.244 O estudo rMS envolveu um total de dezoito indivíduos (dez designados para rMS, oito para controle) e não foram feitas biópsias para avaliar alterações histológicas no músculo. Com este estudo, procurei principalmente avaliar as mudanças nas características da fibra do quadríceps como resultado de um protocolo intensivo de rMS e, secundariamente, comparar as mudanças na função do quadríceps como resultado do rMS com o padrão ouro clínico para melhorar a função muscular, PR.

Métodos

Aprovação ética O Comitê de Ética em Pesquisa do Ealing & West London Mental Health Trust aprovou o estudo (06/Q0410/54). O estudo foi registrado no National Clinical Trials Database (NCT 00737698). 2.13.1

Cálculo do tamanho da amostra O tamanho da amostra necessário para o estudo de treinamento foi baseado em cálculos de potência de um estudo anterior sobre PR de nosso grupo221 e dados piloto de nosso grupo sobre o efeito de rMS na força muscular (Swallow et al, não publicado) usando estatística Stata 10 Programas. Os cálculos de potência foram baseados em melhorias funcionais (aumento de 54m em 6MW como resultado de PR e aumento de 10% no quadríceps TwQ como resultado de rMS, como os incrementos clinicamente significativos mínimos) em vez de aumentos na fibra muscular CSA ou fibra tipo I proporções porque os dados para o último não estavam disponíveis. Escolhemos um aumento de 10% na força de contração como o incremento minimamente significativo, pois dados anteriores de Mador et al mostraram um aumento de 9,7% na força de contração como resultado de 8 semanas PR17. Um poder convencional de 80% com um valor p bicaudal de ≤0,05 foi escolhido, indicando que um mínimo de dez pacientes era necessário para o braço PR e vinte e seis para o braço rMS. Nosso objetivo era recrutar quinze para o grupo PR e trinta para o grupo rMS para permitir o abandono do paciente nas taxas que encontramos anteriormente. Na conclusão, havia dezessete no grupo PR e trinta e sete no grupo rMS.

Seleção de sujeitos Oitenta e seis pacientes com DPOC consentiram para o estudo transversal também consentiram para o estudo de treinamento, portanto, os critérios de inclusão e exclusão foram os mesmos do estudo transversal. Os pacientes foram impedidos de iniciar qualquer novo regime de exercícios ou nova medicação regular desde o consentimento até a conclusão do estudo, e os pacientes foram encorajados a entrar em contato comigo no primeiro dia de uma exacerbação aguda para que o tratamento adequado pudesse ser instituído. O desenho do estudo e o fluxo dos participantes através do estudo são mostrados nas Figuras 4.1 e 4.2.

Randomização O FFMI foi calculado usando impedância bioelétrica (capítulo Métodos, Seção 2.4.2.1) e os pacientes estratificados em FFMI baixo (<15 kg/m2 para mulheres, <16 kg/m2 para homens) e FFMI normal. Os grupos de FFMI baixo e normal foram randomizados separadamente (portanto, os pacientes com FFMI baixo foram distribuídos uniformemente entre os grupos de tratamento) usando um sistema de envelope selado e um bloco de 4 procedimentos ponderados 2:1:1 para rMS: PR: nenhum tratamento ativo como cálculo de potência sugeriram que pelo menos duas vezes mais pacientes eram necessários no braço PR do que no braço rMS.

Avaliações pré-treinamento A função pulmonar, FFMI, força do quadríceps, resistência do quadríceps, atividade física e 6MW e desempenho máximo em cicloergometria e medições de QVRS foram realizadas conforme descrito no capítulo Métodos, Seções 2.4-2.7. Foi realizada biópsia percutânea do quadríceps e análise do tipo de fibra muscular. Os pacientes foram submetidos à avaliação fisiológica pré-treinamento e biópsias dentro de quatro semanas após a randomização. A avaliação foi conforme descrita para o estudo transversal (no grupo rMS ambas as pernas foram testadas no mesmo dia, nos outros dois grupos a perna ipsilateral à mão dominante foi testada) e então os pacientes prosseguiram para o tratamento alocado dentro de dois semanas.

Protocolos de treinamento

Estimulação magnética repetitiva do nervo femoral (rMS) Isso foi feito usando o sistema estimulador de nervo magnético Magstim Rapid (Magstim, Whitland Dyfed, Reino Unido) e supervisionado por mim no RBH Muscle Lab. O paciente sentava-se ereto ou ligeiramente reclinado para trás com o mat coil enrolado no corpo do músculo quadríceps a ser treinado, com o pé da perna estimulada posicionado em uma cinta para que as contrações fossem isométricas (Fig. 2.8). A frequência de estimulação foi de 40 Hz com um ciclo de trabalho de 0,4 (1s ligado, 4s desligado). Os pacientes tiveram três horas contínuas de rMS (além das pausas para ir ao banheiro) duas vezes por semana durante um período de 8 semanas com pelo menos vinte e quatro horas de descanso entre as sessões. Na primeira sessão, a intensidade do estímulo foi aumentada de 22% de potência para 40% de potência, e as sessões subsequentes foram de 40% de potência, pois esse era o limite superior do que os pacientes podiam tolerar e a máquina podia fornecer durante toda a sessão. 40% de potência geralmente gerada entre 10-20% do MVC do paciente.

Reabilitação Pulmonar (RP) Isso foi executado por um fisioterapeuta respiratório de pesquisa no Royal Brompton Hospital duas vezes por semana com um máximo de três pacientes por sessão, portanto o treinamento foi supervisionado de perto. O treinamento consistiu em um aquecimento, depois uma hora de trabalho aeróbico com os sujeitos se exercitando em uma bicicleta ergométrica em uma carga de trabalho que produziu 80% de seu pico de VO2 em um protocolo de cicloergometria incremental máximo, em esteira, subindo escadas e uma combinação de exercícios de resistência das pernas envolvendo pesos nas pernas, agachamentos e manobras de sentar e levantar, seguidos de relaxamento. Tentativas foram feitas a cada sessão para aumentar a intensidade e/ou o número de repetições de cada exercício. A folha de exercícios usada pelo fisioterapeuta supervisor para registrar as conquistas é mostrada na Fig. 2.9.

Nenhum tratamento ativo (Controles) Os controles foram solicitados a continuar com suas atividades habituais e foram contatados por telefone duas a três vezes durante o período de 8 semanas para minimizar o abandono e monitorar as exacerbações agudas da DPOC. Após a conclusão do estudo, esses pacientes foram inscritos no curso de RP da RBH, se assim o desejassem.

Avaliações pós-treinamento Para os grupos PR e rMS, os testes fisiológicos foram feitos quatro a cinco dias após a última sessão de treinamento, e três a quatro dias depois as biópsias foram feitas. Os controles foram avaliados na mesma semana que os demais. O tempo visava minimizar as diferenças entre os grupos devido aos vários atrasos entre a última sessão de treinamento e o teste. As avaliações pós-treinamento envolveram todos os mesmos testes da avaliação pré-treinamento.

Análise estatística As medidas de resultados primários foram a) mudança nas proporções de fibra do quadríceps e fibra CSA na perna treinada versus perna não treinada no grupo rMS eb) mudança na função do quadríceps no grupo rMS versus grupo PR. Todas as análises estatísticas foram realizadas usando o SPSS (SPSS 15, Chicago, EUA). O teste Mann-Whitney U foi usado para avaliar as diferenças de grupo (pacientes vs controles, perna treinada vs não treinada, mudança na perna treinada vs mudança na perna não treinada), o coeficiente de correlação de Spearman foi calculado para avaliar as correlações e o teste Wilcoxon Signed-Ranks usado examinar as diferenças entre os resultados pré e pós-treinamento tanto na perna treinada quanto na não treinada (dados não distribuídos normalmente). Um fator de interação foi calculado para avaliar o efeito da exacerbação durante o estudo. Um valor de p bicaudal de ≤0,05 foi usado para definir a significância estatística.