Эффекты аэробных упражнений с ограничением кровотока на воспаление, гипоксию, физическую работоспособность и функцию легких при ХОБЛ (BFR-COPD)

1. ОБОСНОВАНИЕ И ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

   Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – прогрессирующее респираторное заболевание, характеризующееся ограничением воздушного потока, системным воспалением, нарушением газообмена и значительной дисфункцией скелетных мышц. У людей с ХОБЛ часто наблюдается снижение толерантности к физической нагрузке, слабость периферических мышц, хроническая гипоксемия, усталость, нарушения сна и снижение качества жизни. Эти системные проявления способствуют увеличению симптоматической нагрузки и снижению функциональной независимости.

   Легочная реабилитация (ЛР) – это устоявшееся вмешательство, которое улучшает толерантность к физической нагрузке, уменьшает одышку и повышает качество жизни. Однако многие пациенты не могут выполнять высокоинтенсивные упражнения из-за вентиляционных ограничений, ранней мышечной усталости или десатурации кислорода. Это создает потребность в альтернативных стратегиях упражнений, обеспечивающих адекватный физиологический стимул, оставаясь при этом переносимыми для людей с ограниченными резервами физической нагрузки.

   Упражнения с ограничением кровотока (ОКК) – это метод тренировок низкой интенсивности, который вызывает локальный гипоксический и метаболический стресс, способствуя физиологическим адаптациям, таким как увеличение мышечной активации и улучшение функциональной работоспособности. Хотя ранние данные свидетельствуют о потенциальной пользе ОКК, его эффекты при интеграции в программу ЛР – особенно в отношении системного воспаления, оксигенации, функции дыхательных мышц и толерантности к физической нагрузке – не были всесторонне изучены.

   Цель данного исследования – сравнить обычную ЛР с ЛР в сочетании с аэробными упражнениями низкой интенсивности, выполняемыми под ОКК, у людей со стабильной ХОБЛ. Исследование будет оценивать маркеры системного воспаления, реакции оксигенации и гипоксемии, толерантность к физической нагрузке, спирометрические показатели, силу дыхательных мышц, газы артериальной крови и симптомы, о которых сообщают пациенты. Оценивая вместе физиологические, функциональные и субъективные исходы, исследование стремится определить потенциальную дополнительную ценность аэробных тренировок с поддержкой ОКК в рамках легочной реабилитации.

   Ожидается, что результаты прояснят, может ли ОКК повысить эффективность ЛР, предоставить более переносимый вариант тренировок для людей с ограниченной толерантностью к физической нагрузке и поддержать разработку индивидуализированных стратегий реабилитации для людей с ХОБЛ.

2. ДИЗАЙН Для данного исследования выборка будет состоять из пациентов в возрасте 40-80 лет с диагнозом ХОБЛ, направленных в отделение легочной реабилитации кафедры пульмонологии Учебно-исследовательской больницы Султана Абдулхамида Хана при Университете медицинских наук пульмонологом. Участники будут случайным образом распределены на две группы с использованием компьютеризированного метода рандомизации: группа обычной легочной реабилитации (контрольная группа) и группа, получающая ограничение кровотока (ОКК) во время аэробных упражнений, что является одним из параметров легочной реабилитации (интервенционная группа). Программы легочной реабилитации для обеих групп будут проводиться опытным физиотерапевтом под наблюдением пульмонолога. Перед началом реабилитационной программы кардиолог определит сердечно-сосудистую пригодность пациентов для легочной реабилитации. Программа начнется после получения медицинского одобрения с указанием «пригоден для легочной реабилитации». Исследование имеет многодисциплинарную и многомерную структуру.

   Обе группы будут участвовать в общей сложности в 16 сеансах легочной реабилитации, проводимых два раза в неделю в течение 8 недель в условиях стационара. Каждый сеанс будет длиться 60 минут.

   2.1. Интервенционная группа В интервенционной группе программа легочной реабилитации будет включать активный цикл дыхательных техник, диафрагмальное дыхание, дыхание через сомкнутые губы и тренировку дыхательных мышц. Кроме того, будет предоставлена программа двусторонних упражнений с сопротивлением, нацеленная на сгибатели плеча, сгибатели локтя и мышечные группы квадрицепсов. Кроме того, аэробные упражнения с ограничением кровотока (ОКК) будут выполняться на велоэргометре.

   Активный цикл дыхательных техник (АЦДТ) АЦДТ состоит из серии техник, применяемых для повышения эффективности вентиляции. Эти техники укрепляют дыхательные мышцы и улучшают дыхательную функцию. В этом цикле различные дыхательные стратегии применяются последовательно для увеличения вентиляционной способности. У пациентов с ХОБЛ эти техники помогают открыть дыхательные пути и оптимизировать вентиляцию. Техники включают глубокое дыхание, задержку дыхания и стратегии контролируемого выдоха.

   Диафрагмальное дыхание Диафрагмальное дыхание – это метод вдоха, выполняемый с использованием диафрагмы вместо вспомогательных мышц. Эта техника увеличивает вентиляцию нижних отделов легких, улучшает поглощение кислорода и снижает усталость дыхательных мышц. У пациентов с ХОБЛ диафрагмальное дыхание уменьшает работу дыхания и позволяет пациентам дышать более эффективно.

   Дыхание через сомкнутые губы Дыхание через сомкнутые губы – это техника, которая помогает держать дыхательные пути открытыми во время выдоха. Пациент медленно выдыхает через слегка сомкнутые губы во время дыхания. Эта техника облегчает преодоление сопротивления дыхательных путей, регулирует воздушный поток у пациентов с ХОБЛ и позволяет дышать более эффективно. Она также помогает исправить вентиляционно-перфузионные нарушения и уменьшает одышку.

   Тренировка дыхательных мышц В этом исследовании тренировка инспираторных мышц будет проводиться с использованием устройства Powerbreathe Medic Plus (серое) два раза в неделю в течение 8 недель. Начальная нагрузка будет установлена на уровне 30% от измеренного максимального инспираторного давления (МИД) пациента. Прогрессия будет осуществляться в соответствии с уровнем воспринимаемой трудности, сообщаемым во время упражнений на основе модифицированной шкалы Борга (0-10), поддерживая воспринимаемое усилие (ВУ) между 3-4 и увеличивая нагрузку на 5-10% каждую неделю. Целью будет достижение 60% от МИД. Тренировка будет следовать протоколу 5 вдохов × 6 подходов, с интервалами отдыха, скорректированными в зависимости от переносимости пациента.

   Тренировка периферических мышц Тренировка с сопротивлением будет применяться как 2 подхода × 8 повторений при ВУ 3-4 по модифицированной шкале Борга. Целевые мышечные группы будут включать четырехглавую мышцу бедра, сгибатели плеча и сгибатели локтя.

   Программа ОКК + аэробных упражнений ОКК будет применяться с использованием беспроводной манжеты AirBands, размещенной проксимально на бедре на уровне бедренной артерии при 45% от давления окклюзии конечности (ДОК) для каждой конечности. Аэробные упражнения будут выполняться на велоэргометре при 40-60% от целевой частоты сердечных сокращений (низкая-умеренная интенсивность). Целевая частота сердечных сокращений будет определяться с использованием формулы Карвонена [ЦЧСС = (ЧССмакс - ЧССпокоя) × %интенсивности + ЧССпокоя]. Каждый сеанс будет состоять из 3 минут разминки, 15 минут упражнений и 3 минут заминки (всего 21 минута). ОКК начнется после разминки и останется накачанным на протяжении всего упражнения. В конце сеанса манжета будет снята, за которым последует 5-минутный период реактивной гиперемии. Прогрессия упражнений будет индивидуализирована в соответствии с показателями ВУ по шкале Борга, зарегистрированными во время каждого сеанса; целевое воспринимаемое усилие будет поддерживаться между 2-3 (легкое-умеренное), и рабочая нагрузка (ватты) будет увеличиваться на 5-10% еженедельно по мере переносимости.

   2.2. Контрольная группа В контрольной группе программа легочной реабилитации будет включать активный цикл дыхательных техник, диафрагмальное дыхание, дыхание через сомкнутые губы и тренировку дыхательных мышц. Кроме того, будет реализована программа двусторонних тренировок с сопротивлением, нацеленная на сгибатели плеча, сгибатели локтя и мышечные группы квадрицепсов. Тренировка аэробных упражнений будет выполняться на велоэргометре без использования ОКК.

   Активный цикл дыхательных техник (АЦДТ) АЦДТ состоит из техник, применяемых для повышения эффективности дыхания. Эти техники укрепляют дыхательные мышцы и улучшают дыхательную функцию. Различные дыхательные стратегии применяются последовательно для увеличения вентиляционной способности. У пациентов с ХОБЛ эти стратегии открывают дыхательные пути, оптимизируют вентиляцию и улучшают воздушный поток. Цикл включает техники, такие как глубокое дыхание, задержка дыхания и контролируемый выдох.

   Диафрагмальное дыхание Диафрагмальное дыхание – это метод дыхания, выполняемый путем эффективного использования диафрагмы, а не брюшных или вспомогательных мышц. Эта техника улучшает вентиляцию нижних отделов легких, увеличивает потребление кислорода и снижает усталость дыхательных мышц. У пациентов с ХОБЛ диафрагмальное дыхание уменьшает работу дыхания и помогает пациентам дышать более эффективно.

   Дыхание через сомкнутые губы Дыхание через сомкнутые губы – это техника, которая помогает поддерживать проходимость дыхательных путей во время выдоха. Пациент медленно выдыхает через слегка сомкнутые губы. Эта техника облегчает преодоление сопротивления дыхательных путей, регулирует воздушный поток у пациентов с ХОБЛ и делает дыхание более эффективным. Она также исправляет вентиляционные нарушения и уменьшает одышку.

   Тренировка дыхательных мышц Тренировка инспираторных мышц будет проводиться с использованием устройства Powerbreathe Medic Plus (серое), два раза в неделю в течение 8 недель. Начальная тренировочная нагрузка будет установлена на уровне 30% от измеренного максимального инспираторного давления (МИД) пациента. Прогрессия будет основываться на воспринимаемом усилии, сообщаемом во время упражнений в соответствии с модифицированной шкалой Борга (0-10), поддерживая ВУ на уровне 3-4, с еженедельным увеличением сопротивления на 5-10%. Цель – достичь 60% от МИД. Тренировка будет следовать формату «5 вдохов × 6 подходов» с индивидуализированными интервалами отдыха в соответствии с переносимостью пациента.

   Тренировка периферических мышц Тренировка с сопротивлением будет применяться как 2 подхода по 8 повторений при ВУ 3-4. Целевые мышечные группы будут включать четырехглавую мышцу бедра, сгибатели плеча и сгибатели локтя.

   Программа аэробных упражнений Протокол аэробных упражнений на велоэргометре будет выполняться при 60-80% от целевой частоты сердечных сокращений. Целевая частота сердечных сокращений будет рассчитана с использованием формулы Карвонена, которая включает резерв частоты сердечных сокращений (РЧСС): [ЦЧСС = (ЧССмакс - ЧССпокоя) × %интенсивности + ЧССпокоя] Эта формула обеспечивает более точную оценку тренировочной частоты сердечных сокращений, особенно в клинических популяциях. Аэробные тренировки будут проводиться два раза в неделю в течение 8 недель, каждый сеанс будет состоять из 3 минут разминки, 15 минут целевых аэробных упражнений и 3 минут заминки (всего 21 минута). Сопротивление педалей и скорость педалирования будут корректироваться в соответствии с показателями ВУ по шкале Борга, сообщаемыми во время сеанса. Целевое ВУ во время упражнений будет поддерживаться на уровне 3-4, с еженедельным увеличением рабочей нагрузки на 5-10%.

3. Расчет размера выборки

   Основным исходом исследования является изменение дистанции в тесте 6-минутной ходьбы (6МХТ). На основе ранее сообщенных клинически значимых различий в дистанции 6МХТ у людей с ХОБЛ и предполагая средний размер эффекта, был проведен анализ мощности с уровнем значимости 0,05 и мощностью 80%. Расчет показал, что 17 участников на группу (всего 34) будет достаточно для обнаружения клинически значимых межгрупповых различий в дистанции 6МХТ.

4. Статистический анализ

Все данные будут проанализированы с использованием статистического программного пакета. Нормальность распределения для непрерывных переменных будет оцениваться с помощью соответствующих тестов. Параметрические переменные будут представлены как среднее ± стандартное отклонение, а непараметрические – как медиана с межквартильным размахом.

Базовые различия между группами будут проанализированы с использованием t-критерия Стьюдента для независимых выборок или критерия Манна-Уитни, в зависимости от ситуации. Категориальные переменные будут сравниваться с помощью критерия хи-квадрат.

Изменения внутри групп от пред- до пост-интервенции будут оценены с использованием парного t-критерия или критерия знаковых рангов Уилкоксона, в зависимости от распределения данных. Взаимодействие группа × время будет исследовано с использованием двухфакторного дисперсионного анализа с повторными измерениями или линейных смешанных моделей.

Корреляции между изменениями маркеров воспаления и изменениями дистанции 6МХТ будут проанализированы с использованием соответствующих коэффициентов корреляции. Для всех анализов p-значение <0,05 будет считаться статистически значимым, и будут представлены размеры эффекта, чтобы помочь в интерпретации клинической значимости.