Função do músculo esquelético na doença pulmonar intersticial

PROPÓSITO:

O objetivo principal do trabalho proposto é caracterizar a função do músculo esquelético em pacientes com doença pulmonar intersticial (DPI) e determinar as consequências fisiológicas e sensoriais do comprometimento da função do músculo esquelético na DPI durante o exercício.

HIPÓTESES:

As hipóteses são tríplices; i) pacientes com DPI terão função muscular esquelética prejudicada quando comparados a controles saudáveis, ii) deficiências na função muscular esquelética predispõem pacientes com DPI à fadiga muscular do quadríceps induzida por exercício, aumentam a percepção de dispneia de esforço, bem como reduzem a tolerância ao exercício, e iii) a oferta de oxigênio suplementar durante o exercício atenua a fadiga muscular do quadríceps induzida pelo exercício, atenua a intensidade percebida da dispnéia e melhora a tolerância ao exercício.

OBJETIVO:

O objetivo do estudo proposto é investigar de forma abrangente a disfunção muscular esquelética em pacientes com DPI e caracterizar seu impacto na dispneia e na tolerância ao exercício. Ao fazê-lo, o trabalho proposto será o primeiro a avaliar de forma abrangente a função do músculo esquelético em pacientes com DPI, bem como determinar suas consequências funcionais. Os resultados fornecerão informações importantes sobre o papel putativo da disfunção do músculo esquelético na limitação do exercício em pacientes com DPI.

JUSTIFICAÇÃO:

DPI refere-se a um grupo diverso de doenças que compartilham características fisiológicas comuns resultantes da inflamação e/ou fibrose do parênquima pulmonar. A DPI tem uma prevalência estimada de aproximadamente 67-81 casos por 100.000 indivíduos. Dada a heterogeneidade dos subtipos da doença, é difícil determinar uma sobrevida mediana precisa para pacientes com DPI; em pacientes com fibrose pulmonar idiopática, o subtipo mais comum de DPI, têm uma sobrevida média de apenas 2-3 anos a partir do momento do diagnóstico. Para pacientes com DPI, dispnéia (i.e. falta de ar) é o sintoma mais comum. A dispneia pode ser extremamente debilitante, particularmente durante o esforço físico. O significado clínico da dispneia na DPI é enfatizado por sua forte correlação com a qualidade de vida e mortalidade. Os pacientes tentam minimizar a dispneia evitando atividades físicas, resultando em descondicionamento e uma redução associada na capacidade funcional. A importância da manutenção da capacidade funcional é destacada pelo fato de que os pacientes com DPI com os níveis mais baixos de atividade física apresentam a menor qualidade de vida e a maior mortalidade. O manejo efetivo da dispneia e intolerância ao exercício é, portanto, de importância crítica quando se considera o manejo de pacientes com DPI.

Os mecanismos fisiopatológicos da dispneia e da intolerância ao exercício na DPI são complexos, multifatoriais e pouco compreendidos. De fato, relativamente poucos estudos investigaram adequadamente a base mecanística da dispneia e intolerância ao exercício em pacientes com DPI. É geralmente aceito que a limitação do exercício na DPI está relacionada à combinação de mecânica respiratória alterada, comprometimento das trocas gasosas e limitação circulatória. No entanto, supõe-se que a dispneia e a intolerância ao exercício estejam relacionadas exclusivamente ao comprometimento respiratório e circulatório associado à patogênese da DPI. Embora essa suposição seja razoável, ela ignora o papel potencialmente crucial da disfunção do músculo esquelético como fonte de dispneia e intolerância ao exercício. Evidências experimentais recentes indicam que a disfunção do músculo esquelético contribui tanto para a dispneia quanto para a intolerância ao exercício na DPOC.

Um corpo crescente de literatura apóia a noção de que a disfunção do músculo esquelético é comum na DPI. Embora os mecanismos precisos permaneçam obscuros, vários fatores promotores de disfunção do músculo esquelético bem estabelecidos estão presentes em muitos pacientes com DPI, incluindo: hipoxemia crônica, estresse oxidativo, inflamação pulmonar e sistêmica, descondicionamento físico, desnutrição e uso de corticosteroides. Esses fatores podem agir individual ou sinergicamente para prejudicar a função do músculo esquelético, causando atrofia muscular, disfunção mitocondrial, redução na proporção de fibras musculares tipo I e aumento da gordura intramuscular. Até onde sabemos, há dados de imagem limitados da morfologia do músculo esquelético na DPI, e as avaliações da capacidade oxidativa do músculo esquelético e da função contrátil não foram obtidas simultaneamente. Se presente, a disfunção do músculo esquelético provavelmente reduz a capacidade oxidativa do músculo locomotor, levando a fadiga prematura, aumento da dispneia e diminuição da tolerância ao exercício. Mais importante, não há dados sobre os efeitos fisiológicos da fadiga e disfunção do músculo esquelético na dispneia e na capacidade de exercício, nem se as opções de tratamento direcionadas, como a oferta de oxigênio suplementar (O2), podem atenuar a fadiga muscular.

Assim, os objetivos da pesquisa proposta são três: i) caracterizar a função do músculo esquelético em pacientes com DPI em comparação com controles saudáveis, ii) determinar a influência da disfunção do músculo esquelético na dispneia, fadiga e intolerância ao exercício em pacientes com DPI em comparação para controles saudáveis, e iii) determinar se melhorar a tolerância ao exercício usando oxigênio suplementar alivia a fadiga do músculo esquelético induzida pelo exercício em pacientes com DPI.

PROJETO DE PESQUISA:

Hipóteses experimentais testadas usando combinação de projetos de pesquisa. Para testar as hipóteses i) e ii), os investigadores usarão um delineamento transversal. Para testar a hipótese iii), os investigadores usarão um projeto de estudo simples-cego controlado por placebo.

MÉTODOS Os participantes comparecerão ao laboratório em quatro ocasiões separadas, separadas por um mínimo de 48 horas, e cada visita durará cerca de 2 a 3 horas.

Visita 1:

Os participantes completarão a triagem do histórico médico, preencherão uma série de questionários sobre dispnéia crônica relacionada à atividade, qualidade de vida e atividade física. Os participantes terão sua altura e peso medidos e realizarão testes de função pulmonar. Finalmente, os participantes realizarão um teste de exercício de ciclo incremental limitado por sintomas. Medições fisiológicas e sensoriais detalhadas serão obtidas imediatamente antes e durante o teste de exercício em ciclo incremental.

A visita 1 terá como objetivo caracterizar a função pulmonar e a capacidade de exercício do participante.

Visita 2:

Os participantes serão submetidos a uma ressonância magnética para avaliar o volume e o percentual de gordura de seus músculos quadríceps. Eles então realizarão uma série de testes destinados a avaliar a função muscular do quadríceps, incluindo: i) avaliação da força voluntária máxima dos músculos quadríceps e ii ) a avaliação não invasiva da capacidade oxidativa do músculo quadríceps usando espectroscopia de infravermelho próximo.

Os dados da visita 2 serão usados ​​para abordar a hipótese 1, caracterizando a função do músculo quadríceps do participante.

Visitas 3:

Os participantes realizarão um teste de exercício de carga constante até a exaustão enquanto respiram ar ambiente (ou seja, 20,93% de oxigênio). A carga de trabalho será fixada em 75% da taxa de trabalho mais alta alcançada durante o teste de exercício incremental realizado durante a visita 1.

Os dados das visitas 3 e 4 serão usados ​​para abordar a hipótese 2, caracterizando o efeito do exercício na fadiga do músculo esquelético em pacientes com DPI e controles saudáveis.

Visita 4:

Os participantes realizarão um teste de exercício de carga constante enquanto respiram oxigênio suplementar (ou seja, 60% de oxigênio). A carga de trabalho será fixada em 75% da taxa de trabalho mais alta alcançada durante o teste de exercício incremental realizado durante a visita 1 e o teste será encerrado quando os participantes atingirem o mesmo tempo alcançado durante o teste de exercício de carga constante no Dia 3.

Os dados da visita 4 serão usados ​​para abordar a hipótese 3, determinando se o oxigênio suplementar pode ser usado para aliviar a fadiga muscular esquelética induzida pelo exercício em pacientes com DPI e controles saudáveis.