文摘
本研究的目的是调查是否损伤肢体肌肉的耐力普遍发现在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,影响甚至那些有轻度到中度的疾病或相对正常的体育活动。此外,本研究旨在确定疲劳的生理病理学在当地耐力测试和股四头肌耐力的下降是否可以预测从肌肉力量测量。
共有75名志愿者被分配到两个组根据肺功能测试:慢性阻塞性肺病患者或健康的年龄组。功能评估包括股四头肌力量(最大随意收缩(QMVC)),股四头肌耐力(收缩对负载相当于问10%MVC直到任务失败或长达30分钟的时间限制(QTlim))。
慢性阻塞性肺病患者显示减少∼43% QMVC在Q和∼77%Tlim相比之下,控制。任务失败发生在慢性阻塞性肺病患者,是由于肌肉疲劳,因为限制症状与股四头肌的中值频率减少electromyographical信号和一个可逆减少QMVC。骨骼肌疲劳的损伤是目前甚至在轻度到中度气流梗阻患者和患者相对正常的体育活动,并且无论肺功能变量,anthropometrical数据或股四头肌的力量。
外围肌肉耐力在慢性阻塞性肺疾病患者受损,甚至在那些相对正常的体育活动和轻度到中度气流阻塞。这种损伤与早期出现肌肉疲劳和无法预测疾病的严重程度和减少股四头肌的力量。
本研究由红Respira (RTIC C03/11,洋底de Investigacion疗养地,研究院祝您健康卡洛斯三世),皇家社会诺拉德Neumologia Cirugia Toracia, Ministerio de Educacion文化y Deporte de Espana格兰特72.129.052代码。
进行体育锻炼的能力是由多个器官和系统1,2。慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者经历数度损伤的能力执行体育活动(如。锻炼和日常身体活动(PA))3- - - - - -6。损害他们的通气功能代表的主要限制因素在大多数患者运动能力。然而,其他肺外因素也扮演了一个重要的角色在限制运动。Maltaiset al。7表明外围肌肉功能障碍(即。早发性乳酸酸中毒)似乎参与了严重的慢性阻塞性肺病患者的早期运动终止在增量运动试验。这个骨骼肌功能障碍显示相关的临床意义,因为它是一个增加需要医疗援助和减少慢性阻塞性肺病患者的生存8- - - - - -11。此外,改善运动能力有限已经证明在慢性阻塞性肺病患者接受肺或合并心肺移植手术12- - - - - -14。
骨骼肌有两个功能特征:力量和耐力。最大肌肉力量下降了在COPD患者中,被发现是一个重要的贡献者工作能力限制3,15。目前,很少有数据可以在骨骼肌的耐力16外围肌肉性能的评估,单独孤立的肌肉力量太严格了。在一群17 COPD病人,serreet al。16显示出具体之间的正向关系(当地)股四头肌耐力和PA得分,气流阻塞程度(即。一秒钟用力呼气容积(FEV1))和动脉氧张力(P啊,一个2)。他们的研究结果清楚地表明骨骼肌受损耐力在COPD患者肺功能改变有关,缺乏身体活动有关。作者是不可能确定各自的组件支气管阻塞和退化改变骨骼肌性能。因此,研究比较健康对照组和慢性阻塞性肺病患者根据PA需要调查支气管阻塞的作用改变骨骼肌功能。此外,作者的知识,不存在任何报告描述electromyographical更改或心肺反应在执行本地股四头肌锻炼。本研究的目的是进一步描述稳定的慢性阻塞性肺病患者的股四头肌肌肉耐力决定:1)是否损伤肢体肌肉的耐力普遍发现在慢性阻塞性肺病患者影响有轻度到中度的疾病,正常体重和相对保留PA;2)疲劳的生理病理学在当地的股四头肌耐力测试;和3)减少股四头肌耐力是否可以预测强度测量的肌肉。当地,轻快单一的肢体,高频运动进行的正常负载(相当于股四头肌最大强度的10%)。症状和生理反应在演习中进行分析。
方法
研究人群
共有75名男性志愿者分配给两个学习小组,根据年龄和肺功能测试。第一组(n = 36)包括COPD患者(年龄在67±8年;FEV118 - 76% pred)缺乏并发症。第二组(n = 39)包括与健康个体(享年61岁±10年;FEV184 - 119% pred)。慢性阻塞性肺病的诊断是由评估的体征和症状,慢性支气管炎或肺气肿,长时间曝光拍摄的香烟烟雾,和功能性慢性和不可逆气流梗阻(FEV的标准1FEV /用力肺活量< 70%1< pred 80%, < FEV 12%的变化1后400µg吸入舒喘灵)17,18。所有患者临床稳定≥4个月的持续恶化和接收吸入支气管扩张剂。心脏病的存在、代谢疾病或关节障碍被认为是排除标准。对照组包括健康的志愿者从一般人群前瞻性招募。健康状态被定义为没有已知的疾病评估系统医学的一次采访中,一般体检(由经验丰富的医生从作者的组)和正常的肺功能。人类调查的研究委员会在市医学研究所,医院德尔(西班牙巴塞罗那)批准了研究和通知书面同意后从每个参与者获得一个完整的解释的目的和特征研究。
研究设计
这是一个横断面研究。选中的志愿者检查,随后接受了测试测量营养状况、肺功能、吸气肌肉力量,手握力,每日PA。肌肉的功能评估包括两个最大的股四头肌力量测量在最大随意收缩(QMVC),股四头肌耐力时间(QTlim)定义为所需的运行时间执行收缩对负载相当于问10%MVC直到任务失败,如下所述。
测量
人体测量学和营养评价
血清白蛋白、胆固醇水平和转铁蛋白作为生物参数决定。体重、身体质量指数(BMI),大腿的长度和周长的两条腿被评估为人体测量参数。
日常身体活动
每日PA被Baecke评估问卷19修改为老年人20.,21。此问卷评估家庭活动,体育活动和其他运动休闲活动在前一年,和给一个总体得分。受试者被要求描述类型的活动,每周几个小时参与和今年的活动的正常进行。所有活动都是分类根据姿态和运动。一个强度代码基于根据架子净能量成本的活动et al。22用于每个活动进行分类。该方法评估老年受试者的活性高,中等或低。通过这种方法,那些获得了分数≤9被划分低PA,因此“久坐”16,20.,21。
肺和呼吸道肌肉功能
肺和呼吸道肌肉功能被强迫呼吸量测定法进行评估23(Datospir 900;扶桑,巴塞罗那,西班牙),静态肺容积,气道阻力和一氧化碳转移因子24(Jaeger Masterlab维尔茨堡,德国)。引用值是那些用于地中海人口25。动脉血液样本从桡动脉获得非惯用手的分压的氧气和二氧化碳分压的测量使用传统的极谱技术(Rapidlab 860;凯龙星/诊断、Wuppertal-Barmen、德国)。口中最大吸气压力的措施包括吸气和呼气肌肉力量,分别。使用引用值被莫拉莱斯获得et al。26地中海的人口。
握力
握力是评估使用手持测功器(Biopac系统、帆船、钙、美国)连接到一个数字测谎仪。的最大随意收缩屈肌肌肉惯用手与非惯用手的评估,和最高价值的三个复制(< 5%之间变化值)演习是用于分析27,28。
股四头肌肌肉功能
股四头肌肌肉的功能是由肌肉力量和耐力的主要评估特定期间腿(本地)单腿练习在一个长椅上锻炼。具体地说,肌肉的强度评估通过等距最大随意收缩(QMVC)占统治地位的下肢而病人坐在大腿与躯干和固定在刚性支承的一个锻炼的平台(Domyos HGH 050;十项全能、里尔、法国)。最高的价值从三个简短(3 s)可再生的问MVC演习(< 5%之间变化值)是包括在分析中。包括来自Decramer引用值et al。29日。耐力的股四头肌被serre评估以下描述的方法et al。16。负载是修改为10%的问MVC大腿,正常化的扩展和肌电图(EMG)记录活动。主要的结果变量是问Tlim。志愿者进行间歇膝盖在运动平台上扩展。力量是量化的等距测功器(Biopac系统)连接到一个数字测谎仪(Biopac系统)。的轴旋转,位移和角度的范围远端附件所有个体都是相同的。收缩模式是正常的频率每分钟12扩展,与外部负载相当于问10%MVC,允许2 s收缩和3 s放松。收缩循环是由使用一个数字音频信号(榫接机操作工+ 4.8.1;美国加利福尼亚州圣何塞Leepoware,)。张力时间(TT)指数(TT问股四头肌)是由下列公式计算: 在哪里TC收缩时间,T合计每个周期的持续时间和W是外部负载(重量)。症状的感知锻炼腿和呼吸困难被评估为次要结果变量。两个视觉类比量表是使用2分钟间隔到应承担的任务失败,这是由两个标准之一30.;首先,无法保持腿扩展相当于≥80%的最大扩展在三个连续收缩,其次,不能继续运动由于无效的症状。锻炼完了,如果志愿者达到QTlim30分钟没有屈服于任务的失败。问的分析Tlim测试还包括两个变量相关的潜在出现肌肉疲劳。第一个变量分析是肌电图的变化活动和评估的计算EMG平均频率(f肌电图)在每个周期的contraction-relaxation股四头肌31日。为了这个目的,一个连续的肌记录了通过使用双极电极表面符合传统的技术32。电极放置在股外侧肌约之间的中点的大转子和股骨外侧髁。EMG信号放大频段范围100 - 2、000 Hz。中值频率决定通过执行一个快速傅里叶变换的三个收缩的肌电图记录的开始每五分位数的QTlim记录其次是集成和正常化的光谱。第二个变量评估潜在的变化在问MVC测量后,任务失败。通气反应,耗氧量(V”O2)和生产的二氧化碳(V”有限公司2)也被不断地测量在耐力测验(Oxyconα;Jaeger)。心率和脉搏oxymetry记录使用pulse-oxymeter (MM205;医疗Artema Bd, Sundbyberg,瑞典)。
统计分析
所有参数都检查常态分布。慢性阻塞性肺病患者和健康对照组之间的差异进行评估使用一个未配对t检验独立样本。的变化f肌电图评估使用重复的分析ofvariance测试措施。连续变量之间的联系是评估使用皮尔逊系数和线性回归分析。
结果
营养状况和anthropometrical数据
营养变量都是在两个学习小组中的参考价值(表1⇓)。体重、BMI和大腿长度中类似的学习小组。大腿周长小往往是慢性阻塞性肺病患者(平均差∼4厘米)相比,aged-matched控制。然而,这种差异统计学意义。
肺功能
所有控制个人显示正常肺功能测试。COPD患者的包括范围广泛的气流阻塞(FEV118 - 76% pred)。总共35例(97%)显示肺困气(定义为残余体积:肺活量> 35%),18例(50%)显示肺恶性通货膨胀(pred定义为肺活量> 120%),23例(72%)显示,减少公司转移因子(表1所示⇓)。共有26个病人显示低氧血(P啊,一个2< 10.6 kPa),而八满足标准的慢性呼吸衰竭(P啊,一个2< 8.0 kPa)。
日常身体活动分数
每日PA得分中值的2.6 - -26.6 11。13名患者在巴勒斯坦权力机构问卷得分< 9。PA得分无显著统计学差异之间的观察COPD患者和控制(表1⇓)。
股四头肌肌肉的力量
Q的值MVC显示广泛的两个研究小组(表2⇓)。对照组显示问MVC23 - 65公斤。慢性阻塞性肺病患者显示股四头肌软弱如图所示的显著下降MVC控制值的值(∼43%,p < 0.01)(图。1⇓)。
讨论
本研究的主要发现是,骨骼肌耐力降低社区noncomorbid COPD患者,甚至在那些缺乏sedentarism。值得注意的是,股四头肌耐力的下降是现在不仅严重的患者还在那些轻度或中度气流阻塞。虽然受损的股四头肌耐力FEV弱相关1,它不显示任何关联与营养状况、静态肺容积,动脉血液气体或PA的分数。这项研究证实了减少慢性阻塞性肺病患者股四头肌的力量。然而,肌肉耐力无论肌肉力量和易感性增加有关外围肌肉疲劳是任务失败与减少有关f肌电图锻炼大腿和暂时的失去力量。
功能障碍的外围肌肉被描述与其他慢性疾病,如心脏和肾功能衰竭,艾滋病和肿瘤。这表明存在一个常见的场景在所有这些疾病。最近的理论整合的知识来源于不同的研究和建议肌肉功能障碍是一组因素的结果(sedentarism系统性影响16炎性细胞因子,34和生长因子35与一群当地因素(交互)进步活动,氧化还原系统的不平衡36和酸中毒37,38)。
各种调查人员提出,sedentarism之一可能是COPD患者股四头肌功能受损的主要原因16,40,41。在目前的研究中,所有慢性阻塞性肺病患者显示增加了容易疲劳,而健康对照组显示所有公差30分钟的运动。所有的病人显示限制症状的组合,降低了f肌电图和暂时的损失强度的锻炼大腿端点的耐力测试。这意味着疾病的存在与骨骼肌疲劳受损有关。
的小说方面目前的研究可以概括为四个主要的概念。第一个概念是受损的问Tlim在轻度或中度COPD患者被发现。这一发现意味着受损骨骼肌肉耐力的发展甚至在疾病的早期阶段。第二点处理问没有差异Tlim当患者分层根据PA的分数。小说作者的贡献是显著损伤骨骼肌耐力可以发现即使在患者没有严重sedentarism,建议应该考虑其他因素来解释损伤与慢性阻塞性肺病股四头肌的力量和耐力。这个结果,这与那些来自serre形成鲜明对比et al。16,令人惊讶的,因为相同的肌肉组织和中使用了相同的问卷分析。病人披露严重降低他们的巴勒斯坦权力机构(PA的得分越低),有一半的人在目前的研究中获得的。目前作者假定,文化变量可能不占这样的差别,因为肺功能的损害是相似的在这两个研究和种族背景似乎蒙彼利埃和巴塞罗那之间的相似42。日常活动水平评估问卷允许调查人员进行回顾性评估活动。其他作者也使用相同的问卷调查,认为这是一个可靠和有效的方法分类岁受试者的活动水平20.,21。然而,调查问卷有一些局限性的速率工作很少考虑执行。这是相关的,因为病人变得更加受损,他们减少工作的强度和持续时间延长,在减少症状强度的一种有效策略。尽管预期和限制在很短的时间内,免费评估可能包括计步器或者运动计数器的方法。第三个概念与负载的大小对股四头肌的锻炼。一些作者认为,健康的骨骼肌可以容忍一个锻炼下去如果TT指数< 0.1543。作者的知识,这是第一个研究表明任务失败在慢性阻塞性肺病患者的早期开始锻炼对负载相当于只有一条腿问只有10%MVC和TT问指数一致< 0.04(尽管没有心脏或通气的限制在这个特定的运动)。当前作者修改serre描述的协议et al。16评估一个负载相当于20% QMVC。在他们的研究中,大多数病人都能够执行几个收缩(每分钟12运动)长达3分钟(即。∼30肌肉收缩)。在当前作者的意见为了分析这些数据不是最佳的肌肉耐力作为连续变量线性回归关系。最后,第四点处理症状和光谱肌电图的变化。cardioventilatory峰值响应的分析表明,慢性阻塞性肺病对股四头肌疲劳的易感性存在即使没有通气或心脏的局限性。目前作者试图确定外围因素很重要,通过测量EMG平均频率和QMVC在耐力跑。所有慢性阻塞性肺病患者披露大腿不适的限制症状相关任务失败,显著减少f肌电图和问MVC。后者部分恢复后10分钟的休息。这些数据支持这样的疲惫的理论是没有正当理由的,只要在练习的过程中感性因素,而且还通过收缩疲劳。
Submaximal力量持续随时间总是与运动命令和权力之间的关系的变化在单一运动单位。在主观层面上,所需的努力维持电力系统的功率和时间增加。可能问MVC耐力跑后也可以部分相关的激活,减少,这种变化是较大的COPD患者因为腿在这组症状突出。然而,当前作者承认EMG平均频率变化之间的关系和收缩疲劳是有争议的。没有明确的答案可以从当前的研究。测量自愿问MVC有一些局限性,由于潜在的差异程度的激活策略。使用抽动刺激进一步的研究可能会给进一步洞察潜在收缩疲劳。
几项研究已经显示显著降低纤维的大小,毛细血管密度,纤维的比例与氧化代谢和有氧酶活性在COPD患者的股外侧肌44- - - - - -46。功能,这些结构性变化可能与弱点和容易疲劳的股四头肌肌肉,在全身或特定的有氧运动5,47。当前作者发现弱点和早期患者出现疲劳甚至也存在类似的大腿周长控制。然而,大腿周长不可能是足够的灵敏度来探测ofmuscle量的变化,同时与互惠的脂肪分布的变化3,39,40。
一个潜在的限制是问Tlim数据分析在绝对值和参考价值可供股四头肌力量而不是耐力。此外,股四头肌活检并没有因为这个调查并没有设计成结构研究。一些替代方法可能是股四头肌肌肉的代谢研究使用catheterisation股动脉andvein,红外光谱法来评估局部新陈代谢,和成像技术(即。核磁共振或计算机断层扫描)来评估股四头肌肌肉的质量。人体测量学和血清蛋白分析无法检测出显著差异在慢性阻塞性肺病患者的营养状况。此外,体重、BMI和大腿周长是保存在COPD组。这些发现表明,股四头肌力量和耐力可以显著受损即使没有显著的减肥。
潜在的临床意义
目前的研究表明,受损的肌肉功能存在即使在慢性阻塞性肺病患者体重正常显示,缺乏呼吸衰竭和缺乏疾病。的自尊和克拉克et al。48目前的结果表明,受损的股四头肌耐力不应被视为仅仅是一个功能先进的慢性阻塞性肺病,药物、饥饿或疾病。众所周知,功率下降(或强度)与主题活动的持续时间随耐力主题因为生理因素大幅限制力量随着时间改变。目前的研究表明,在慢性阻塞性肺病组有明显差异。此外,目前的数据表明,功能障碍患者的股四头肌肌肉的慢性阻塞性肺病只能被低估强度的措施。事实上,股四头肌耐力无法预测基于强度测量。所有科目的具体执行对相同比例的最大随意收缩股四头肌锻炼。比较慢性阻塞性肺病和控制在一个恒定的比例的力量可能凸显损伤的严重程度。
锻炼是一个集成的活动,必须从系统的角度分析分析。尽管限制因素可以在一个单一的研究领域(如。周围的肌肉),他们必须解释的总影响系统为了理解现象ata整体水平。从临床的观点来看,这些数据确认特定的股四头肌耐力测试提供额外信息,与潜在的临床影响,并应考虑免费股四头肌的力量和一般运动评估。当前作者相信,这和一些以往的研究强调的潜在临床意义评估COPD患者的股四头肌耐力使用相对廉价的,用户友好的技术可用在大多数生理病理学和康复实验室。本地(特定)肢体运动可能导致排除潜在的偏见与通气和心脏有关的限制,这是内在的全身锻炼的协议16,49。
结论
这项研究表明,体重正常和稳定的慢性阻塞性肺疾病患者临床显示amarked耐力的股四头肌肌肉损伤。研究表明,这种障碍,无论体力活动,即使在轻度到中度气流梗阻患者存在。肌肉的耐力无法预测疾病的严重程度和减少股四头肌的力量。疲惫的地方锻炼肌肉疲劳的早期发病有关。这些发现表明,不仅去适应作用,而且其他因素与慢性阻塞性肺疾病是肌肉耐力的决定因素。
确认
作者欣然承认l·林德斯特伦对他有用的建议,和罗伊a . n .太阳系的技术支持。
脚注
↵社论评论见6页。
- 收到了2003年7月9日。
- 接受2004年2月25日。
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