Функция скелетных мышц при интерстициальном заболевании легких

ЦЕЛЬ:

Основной целью предлагаемой работы является характеристика функции скелетных мышц у пациентов с интерстициальным заболеванием легких (ИЗЛ) и определение физиологических и сенсорных последствий нарушения функции скелетных мышц при ИЗЛ во время физической нагрузки.

ГИПОТЕЗЫ:

Гипотезы троякие; i) у пациентов с ИЗЛ будет нарушена функция скелетных мышц по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы, ii) нарушения функции скелетных мышц предрасполагают пациентов с ИЗЛ к усталости четырехглавой мышцы, вызванной физической нагрузкой, усиливают ощущение одышки при физической нагрузке, а также снижают толерантность к физической нагрузке, и iii) подача дополнительного кислорода во время тренировки снижает утомляемость четырехглавой мышцы, вызванную физической нагрузкой, ослабляет воспринимаемую интенсивность одышки и улучшает толерантность к физической нагрузке.

ЦЕЛЬ:

Цель предлагаемого исследования — всесторонне изучить дисфункцию скелетных мышц у пациентов с ИЗЛ и охарактеризовать ее влияние на одышку и толерантность к физической нагрузке. При этом предлагаемая работа будет первой, в которой будет комплексно оцениваться функция скелетных мышц у пациентов с ИЗЛ, а также определяться ее функциональные последствия. Полученные результаты дадут важное представление о предполагаемой роли дисфункции скелетных мышц в ограничении физических нагрузок у пациентов с ИЗЛ.

ОБОСНОВАНИЕ:

ИЗЛ относится к разнообразной группе заболеваний, которые имеют общие физиологические характеристики, возникающие в результате воспаления и/или фиброза паренхимы легких. Распространенность ИЗЛ составляет примерно 67-81 случай на 100 000 человек. Однако, учитывая гетерогенность подтипов заболевания, трудно определить точную медиану выживаемости для пациентов с ИЗЛ; у пациентов с идиопатическим легочным фиброзом, наиболее распространенным подтипом ИЗЛ, медиана выживаемости составляет всего 2-3 года с момента постановки диагноза. У пациентов с ИЗЛ одышка (т. одышка) является наиболее распространенным симптомом. Одышка может быть крайне изнурительной, особенно при физической нагрузке. Клиническое значение одышки при ИЗЛ подчеркивается ее сильной корреляцией с качеством жизни и смертностью. Пациенты пытаются свести к минимуму одышку, избегая физической активности, что приводит к ухудшению состояния и связанному с этим снижению функциональных возможностей. Важность сохранения функциональной работоспособности подчеркивается тем фактом, что пациенты с ИЗЛ с самым низким уровнем физической активности имеют самое низкое качество жизни и самую высокую смертность. Таким образом, эффективное лечение одышки и непереносимости физической нагрузки имеет решающее значение при рассмотрении вопроса о лечении пациентов с ИЗЛ.

Патофизиологические механизмы одышки и непереносимости физической нагрузки при ИЗЛ сложны, многофакторны и плохо изучены. Действительно, относительно немного исследований, в которых адекватно изучались механистические основы одышки и непереносимости физической нагрузки у пациентов с ИЗЛ. Общепризнанно, что ограничение физических нагрузок при ИЗЛ связано с комбинацией измененной механики дыхания, нарушениями газообмена и ограничением кровообращения. Однако предполагается, что одышка и непереносимость физической нагрузки связаны исключительно с нарушениями дыхания и кровообращения, связанными с патогенезом ИЗЛ. Хотя это предположение разумно, оно игнорирует потенциально решающую роль дисфункции скелетных мышц как источника одышки и непереносимости физической нагрузки. Недавние экспериментальные данные указывают на то, что дисфункция скелетных мышц способствует как одышке, так и непереносимости физической нагрузки при ХОБЛ.

Растущий объем литературы поддерживает представление о том, что дисфункция скелетных мышц является обычным явлением при ИЗЛ. Хотя точные механизмы остаются неясными, у многих пациентов с ИЗЛ присутствует несколько хорошо известных факторов, способствующих дисфункции скелетных мышц, в том числе: хроническая гипоксемия, окислительный стресс, легочное и системное воспаление, физическое ухудшение состояния, недоедание и использование кортикостероидов. Эти факторы могут действовать индивидуально или синергически, нарушая функцию скелетных мышц, вызывая мышечную атрофию, митохондриальную дисфункцию, уменьшение доли мышечных волокон I типа и увеличение внутримышечного жира. Насколько нам известно, данные визуализации морфологии скелетных мышц при ИЗЛ ограничены, а одновременная оценка окислительной способности скелетных мышц и сократительной функции не проводилась. При наличии дисфункции скелетных мышц, вероятно, снижается окислительная способность локомоторных мышц, что приводит к преждевременной усталости, усилению одышки и снижению толерантности к физической нагрузке. Что наиболее важно, нет данных о физиологическом влиянии усталости и дисфункции скелетных мышц на одышку и толерантность к физической нагрузке, а также о том, могут ли целевые варианты лечения, такие как дополнительная подача кислорода (O2), ослабить мышечную усталость.

Соответственно, предлагаемое исследование преследует три цели: i) охарактеризовать функцию скелетных мышц у пациентов с ИЗЛ по сравнению со здоровым контролем, ii) определить влияние дисфункции скелетных мышц на одышку, утомляемость и непереносимость физической нагрузки у пациентов с ИЗЛ по сравнению с со здоровым контролем, и iii) определить, снижает ли улучшение толерантности к физической нагрузке с помощью дополнительного кислорода усталость скелетных мышц, вызванную физической нагрузкой, у пациентов с ИЗЛ.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ:

Экспериментальные гипотезы проверены с использованием комбинации исследовательских планов. Чтобы проверить гипотезы i) и ii), исследователи будут использовать схему поперечного сечения. Для проверки гипотезы iii) исследователи будут использовать план однослепого плацебо-контролируемого исследования.

МЕТОДЫ Участники будут отмечаться в лаборатории четыре раза с промежутком не менее 48 часов, и каждое посещение будет длиться около 2-3 часов.

Посещение 1:

Участники пройдут проверку истории болезни, заполнят серию анкет, касающихся хронической одышки, связанной с активностью, качества жизни и физической активности. Затем участникам измерят рост и вес, а также проведут тестирование функции легких. Наконец, участники выполнят нагрузочный тест с ограниченным количеством симптомов. Подробные физиологические и сенсорные измерения будут получены непосредственно перед и во время нарастающего цикла нагрузочного теста.

Визит 1 будет предназначен для характеристики легочной функции и физической нагрузки участника.

Визит 2:

Участники пройдут магнитно-резонансную томографию для оценки объема и процентного содержания жира в их четырехглавых мышцах. Затем они проведут серию тестов, направленных на оценку функции их четырехглавых мышц, включая: i) оценку максимальной произвольной силы четырехглавых мышц, и ii ) неинвазивная оценка окислительной способности их четырехглавой мышцы с использованием ближней инфракрасной спектроскопии.

Данные визита 2 будут использоваться для решения гипотезы 1 путем характеристики функции четырехглавой мышцы участника.

Посещения 3:

Участники будут выполнять нагрузочный тест с постоянной нагрузкой до изнеможения, вдыхая окружающий воздух (т. е. 20,93% кислорода). Рабочая нагрузка будет установлена ​​на уровне 75% от максимальной рабочей скорости, достигнутой во время теста с дополнительной нагрузкой, выполненного во время визита 1.

Данные визитов 3 и 4 будут использованы для подтверждения гипотезы 2 путем описания влияния физических упражнений на утомляемость скелетных мышц у пациентов с ИЗЛ и здоровых лиц контрольной группы.

Визит 4:

Участники выполнят тест с постоянной нагрузкой, вдыхая дополнительный кислород (т. Е. 60% кислорода). Рабочая нагрузка будет установлена ​​на уровне 75% от максимальной скорости работы, достигнутой во время теста с возрастающей нагрузкой, выполненного во время визита 1, и тест будет прекращен, как только участники достигнут того же времени, что и во время теста с постоянной нагрузкой в ​​день 3.

Данные визита 4 будут использованы для проверки гипотезы 3 путем определения того, можно ли использовать дополнительный кислород для облегчения усталости скелетных мышц, вызванной физической нагрузкой, у пациентов с ИЗЛ и у здоровых людей.