Efeitos do treinamento muscular inspiratório na falta de ar (dispnéia) e controle postural em pacientes com DPOC

O objetivo deste ensaio clínico é elucidar os mecanismos de alívio da dispneia e melhora do controle postural após o treinamento muscular inspiratório (TMI) em pacientes com DPOC.

Um teste de exercício de ciclo de resistência (teste de taxa de trabalho constante (CWR)) será usado para avaliar a intensidade da dispneia e desconforto em esforços respiratórios comparáveis, em taxas de trabalho comparáveis ​​no cicloergômetro, antes e depois do IMT. Os pacientes realizarão um teste CWR a 75% da taxa de trabalho máxima alcançada durante um teste de exercício cardiopulmonar incremental máximo (CPET). Antes, durante e depois dos testes de ciclismo CWR, os pacientes avaliarão sua intensidade de dispnéia, desconforto da dispnéia, ansiedade relacionada à respiração e desconforto nas pernas usando uma escala de Borg modificada de 10 pontos. Os pacientes serão solicitados a relatar descritores qualitativos de dispneia no final do teste de ciclismo CWR. A duração máxima do teste CWR será registrada e os níveis de ventilação minuto serão registrados continuamente durante todo o protocolo de exercício. Com este teste de exercício de resistência os investigadores poderão avaliar as alterações no início da dispneia (intensidade e desconforto) e o desempenho no exercício de resistência antes e depois do TMI.

Eletromiografia de superfície (EMG) e um sistema de cateter de eletrodos esofágicos multipar serão usados ​​durante o exercício CWR para avaliar o recrutamento muscular respiratório, esforço respiratório e impulso neural para os diferentes músculos respiratórios. O cateter será inserido para registrar continuamente Pes (pressão esofágica), Pgas (pressão gástrica) e EMGdi (eletromiograma do músculo diafragma). PesMax (pressão esofágica máxima), PgasMax (pressão gástrica máxima) e PdiMax (pressão transdiafragmática máxima) serão obtidos durante manobras de fungar e tossir máximos. Técnicas de eletromiografia de superfície transcutânea (sEMG) serão aplicadas aos músculos escaleno, esternocleidomastóideo e intercostal paraesternal para registrar o drive neural para esses músculos respiratórios. Com essas medições, os pesquisadores poderão avaliar se há alguma alteração nos padrões de recrutamento dos músculos respiratórios e no drive neural respiratório para os diferentes músculos respiratórios após o TMI.

Durante o exercício, o 'metaborreflexo muscular respiratório' levará à vasoconstrição simpaticamente mediada do músculo locomotor do membro, menos suprimento de sangue e oxigênio para o músculo ativo do membro devido à fadiga muscular locomotora. As forças de contração do quadríceps evocadas por estimulação magnética do nervo femoral serão avaliadas para medir a fadiga muscular locomotora em pontos de tempo de exercício idênticos durante o teste CWR antes e depois da intervenção. Com esta técnica, os investigadores poderão avaliar se o início da fadiga muscular locomotora é retardado após o TMI.

Um teste de hiperpnéia isocápnica será realizado para avaliar a perfusão muscular respiratória, intensidade e desconforto da dispnéia, padrão de recrutamento muscular respiratório, esforço respiratório e drive respiratório neural sem o trabalho da musculatura locomotora antes e após o TMI. Os pacientes serão solicitados a manter um padrão de ventilação por minuto direcionado igual à frequência respiratória, volume corrente e ventilação por minuto registrados em repouso e durante o minuto final do teste de esforço de carga constante (a ~ 75% WRpico). Os experimentadores fornecerão orientação verbal aos pacientes para ajustar a frequência e a profundidade de sua respiração de modo que a ventilação alvo seja obtida e mantida constante em ± 5%. A isocapnia será mantida fazendo com que os sujeitos inspirem a partir de uma bolsa Douglas contendo 5% CO2, 21% O2, balance N2 que será conectada a uma válvula antirrespiração bidirecional (modelo 2700, Hans Rudolph) por um pedaço de tubo.

Testes respiratórios carregados serão realizados para avaliar intensidade e desconforto da dispnéia, padrões de recrutamento muscular respiratório, esforço respiratório e impulso respiratório neural. Os pacientes serão solicitados a respirar através de um dispositivo de carga resistiva de fluxo cônico (TFRL) (powerbreathe KH1) o máximo que puderem (3-7 minutos), a resistência será definida em 50% da PImax dos pacientes. A frequência cardíaca, a saturação de oxigênio e o número de respirações serão monitorados. Antes e após o teste de Borg, dispnéia, esforço inspiratório e desconforto serão registrados. O teste será repetido após 8 semanas de TMI, na mesma resistência. Dispneia, esforço inspiratório e desconforto Borg serão registrados no tempo limite do pré-treinamento e no limite dos sintomas. O tempo mais longo para o pós-treinamento pode ser de até 15 minutos.

O índice de fluxo sanguíneo muscular respiratório (ou seja, intercostal, escaleno e abdominal) e locomotor (ou seja, vasto lateral) será medido simultaneamente durante os testes de hiperpnéia isocápnica, bem como durante o teste CWR (a 75% da taxa de pico de trabalho) antes e depois do IMT de acordo com um método previamente estabelecido usando espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) e verde de indocianina (ICG). O fornecimento de oxigênio aos músculos respiratório (ou seja, intercostal, escaleno, abdominal) e locomotor (ou seja, vasto lateral) será calculado multiplicando o índice de fluxo sanguíneo pelo conteúdo de oxigênio arterial, este último será calculado de forma não invasiva por oximetria de pulso. A saturação de oxigênio (Stio2) dos músculos respiratório (ou seja, intercostal, escaleno, abdominal) e locomotor (ou seja, vasto lateral) - um índice de disponibilidade de oxigênio que reflete o equilíbrio entre oferta e demanda de oxigênio - será registrada continuamente durante o teste pelo NIRS.

Uma técnica não invasiva para estudar o processamento neural das sensações respiratórias será usada para avaliar as mudanças no componente de desconforto afetivo da dispnéia durante uma tarefa padronizada de respiração carregada. A eletroencefalografia (EEG) será usada para medir os potenciais evocados relacionados à respiração (RREPs) durante a respiração carregada e sem carga. O RREP registrado a partir do EEG é uma medida da atividade cortical cerebral, que é provocada pela ativação dos mecanorreceptores pulmonares e musculares devido a oclusões inspiratórias curtas. Os pacientes usarão sensores EEG [sistema de 129 canais, Electrical Geodesics Inc., Eugene, EUA] e respirarão por meio de um circuito respiratório com uma válvula antirrespiração por meio de um bocal. A inspiração será interrompida brevemente por 150 milissegundos a cada duas a seis respirações pelo acionamento da válvula de oclusão com ar pressurizado, que induz a RREP. Os pacientes avaliarão sua percepção de intensidade e desconforto da dispnéia e intensidade da oclusão em uma escala de Borg, enquanto a carga inspiratória e a oclusão serão aplicadas por meio de uma válvula de respiração. Este método será usado para avaliar se há menos desconforto associado a um determinado nível de dispneia provocado por uma tarefa de respiração resistiva e se essas alterações estão correlacionadas com alterações no processamento central da sensação de dispneia.

Para avaliar o equilíbrio postural, o deslocamento do centro de pressão (CoP) será estimado a partir dos dados brutos da plataforma de força usando a equação: CoP = Mx/Fz (médio-lateral) e CoP=My/Fz (anterior-posterior). O CoP será medido durante a postura ereta com e sem visão, em superfície de apoio estável e instável (almofada de espuma). Durante algumas condições, a vibração muscular local nos músculos do tornozelo e/ou costas será aplicada para avaliar o papel da propriocepção no controle postural. Além disso, em algumas condições, um movimento balístico repetitivo do braço será solicitado para avaliar o efeito de uma perturbação interna no controle postural. Os valores médios quadráticos dos deslocamentos do CoP serão utilizados para a análise das medidas de estabilidade postural e os valores médios serão calculados para os ensaios de vibração para analisar o efeito direcional esperado. Uma razão entre os deslocamentos do CoP do teste de vibração dos músculos do tornozelo em relação ao teste de vibração dos músculos das costas será calculada para determinar a estratégia de controle postural proprioceptivo.

É necessário um tamanho de amostra de 16 participantes para o grupo de intervenção e 8 para o grupo de controle para detectar uma diferença de uma unidade na escala de Borg-10 de dispneia, assumindo um SD de 1 unidade na mudança na pontuação de dispneia entre as medições pré e pós (potência 80 %, nível de significância p<0,05). Essas estimativas são baseadas em trabalhos anteriores sobre dispneia durante o exercício. Portanto, 24 pacientes com DPOC clinicamente estáveis ​​com fraqueza muscular inspiratória (PiMax<70% previsto ou <60cmH2O) e sintomas de dispneia (BDI<7) serão incluídos. Serão excluídos os pacientes que não conseguirem realizar o teste ergométrico.

Os pacientes realizarão treinamento diário composto por duas sessões de treinamento de 30 respirações (intensidade ~50% do PiMax; 4-5 minutos por sessão). Uma sessão por semana será realizada supervisionada no centro de pesquisa. O IMT será realizado usando um dispositivo eletrônico de carregamento resistivo de fluxo cônico (TFRL) [POWERbreath®KH1, HaB International Ltd., Southam, Reino Unido] por 8 semanas. O PiMax será medido todas as semanas de forma a aumentar a intensidade de treino adequada para cerca de 50% do PiMax naquele momento. O grupo simulado realizará IMT em uma carga inspiratória que não se espera que melhore a função muscular inspiratória (intensidade <10% do PiMax basal; inalterada ao longo do protocolo).

As diferenças nos desfechos primários e secundários entre os grupos após 8 semanas de IMT serão comparadas ajustando as diferenças basais em uma análise de covariância (ANCOVA).