运动能力下降是导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)进行性失能的突出症状。运动能力的测量通常采用增量循环测功法。虽然这是一项完善的测试,但仍在进行研究以改进测试设计、测试变量和数据解释。例如,在评估康复干预的结果时,高强度恒定工作率周期ergometer测试似乎比增量测试更能提供信息。然而,目前,增量循环ergometry被认为是评估COPD运动损伤病理生理学的黄金标准1。除了降低通气功能,骨骼肌功能障碍已被确定为运动受限的一个重要决定因素在中度至重度COPD。受损的肌肉功能本身可以表现为强度损失和/或作为减少耐力(即。疲劳)。两者都明显参与COPD,但其个别患者运动耐受力相对贡献尚不清楚。在健康受试者和COPD患者的肌力在很大程度上取决于肌肉质量或脂肪质量;不含脂肪的质量确实被认为是运动能力较强的预测2。然而,不含脂肪的质量之间的关系(即。与健康对照组相比,慢性阻塞性肺病患者的肌力和运动能力要弱得多,这可能表明慢性阻塞性肺病患者的肌肉疲劳的作用更为突出。
但该如何进行呢?首先,迫切需要足够的肌肉功能测试和参考值。然而,肌肉疲劳的确定是非常复杂的,因为没有对肌肉疲劳的统一定义,而且现有的测试是不可比较的。
肌肉疲劳功能评价
肌肉疲劳可以定义为由于长时间工作而造成的可逆的肌肉力量损失。一些研究已经应用这一概念来评估慢性阻塞性肺病患者的腿部肌肉疲劳。一些人测量了持续等距收缩时的最大力的下降3.或者是一系列等速的最大自主收缩2。这些测试是强大的(最大收缩)和相当短的持续时间(<1米)。更长的持续时间(∼2-15分钟)的运动方案也被应用:一系列动态的次最大自主收缩的持续时间和工作,直到精疲力竭4;磁刺激前后全身不随意肌力的下降5,6或单腿7使人劳累的任务;运动过程中的肌电图分析6,8;以及重复磁刺激时最大收缩力的下降9。主观腿部疲劳也被评估,大多是通过比较前和运动后博格或视觉模拟量表评分6,10。在这些练习,例如在持续时间,强度和刺激频率变化的性质的大多样性,很可能导致在不同种类的肌肉疲劳。例如,短广泛锻炼肌肉收缩高度依赖于快肌纤维中,磷酸缓冲液和糖酵解代谢,而长时间运动更多地取决于慢肌纤维和氧化代谢。
肌肉疲劳的代谢评估
在COPD减少肌肉耐力独立地发生的肌肉质量损失的;其来源,因此必须在本征肌肉改变,如减小的I型纤维的比例寻求和降低的氧化酶活性的2。体内研究使用非侵入性31核磁共振显示,肌肉中高能磷酸盐(如。三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸和还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)在静止时减少,与健康对照受试者相比,COPD患者在运动中和运动后的再磷酸化较慢,这表明氧化能量代谢受损。由于产生ATP的二磷酸腺苷(ADP)的氧化磷酸化不能满足能量需求,肌肉细胞转而进行厌氧代谢,导致乳酸的形成。运动期间血乳酸升高常被用于监测循环测功期间的肌肉疲劳,而在COPD中,乳酸阈值的早发确实与肌肉氧化能力的降低有关11。
监测肌肉疲劳发作的另一个指标是血氨,它通常与运动过程中的乳酸反应密切相关。当肌肉ATP消耗超过ATP供给时,ATP/ADP比值下降,使肌肉中主要ATP消耗者的功能受损(肌球蛋白三磷酸腺苷酶(70%)和肌浆网ATP酶(25%)),导致肌肉收缩力损失(即。疲劳)。为了维持ATP/ADP比率,腺苷酸激酶将一个能量丰富的磷酸基团从一个ADP转移到另一个ADP,产生一个ATP和一个单磷酸腺苷(AMP)分子。AMP随后被AMP脱氨酶降解为肌苷单磷酸(IMP)和氨12。卡尔弗特et al。13是第一个研究慢性阻塞性肺病循环负荷测量中氨水平的研究。这项研究发表在最新一期的《自然》杂志上188bet体育备用网址欧洲呼吸杂志他们发现,与健康对照组相比,COPD患者中约60%的人在循环运动期间血液氨含量升高,与肌内IMP水平升高有关,尽管他们的绝对工作负荷较低。这表明,这些患者的相对氨生产更高,这反过来表明,由于ATP生产不足以满足能量需求,AMP降解增强。这一发现与COPD患者肌肉氧化表型的减少相吻合。此外,过氧化氢是由黄嘌呤氧化酶在进一步降解IMP到尿酸的过程中形成的,这可能会导致肌肉收缩力的丧失,从而增加肌肉疲劳14。
值得注意的是,在卡尔弗特的研究中et al。13在24例慢性阻塞性肺病患者中,有9例(∼40%)在增量循环过程中没有明显的氨反应。由于AMP脱氨酶活性主要存在于糖酵解型纤维中,故称为Calvertet al。13建议I到II纤维类型的换档,这一直被报道用于COPD,可能不存在于患者这一特定亚组。然而,这是不可能的,因为这将意味着,肌纤维类型分布酷似谁也表现出氨上升的健康对照的是。另一种,虽然很投机,解释可能是通过使用β介绍偏置2-肾上腺素受体激动剂之前的运动测试,因为它已经表明,急性服用这些药物降低血氨水平在运动中的健康受试者15。卡尔弗特也给出了一个更合理的解释et al。13,即在这一亚群的运动过程中,ATP的供给满足了ATP的需求。事实上,有研究表明,在慢性阻塞性肺病患者中,有40%的人把呼吸困难作为一个限制因素16,表明腿部肌肉可能还没有达到疲劳阈值。然而,尽管这些患者的血氨含量没有增加,但血乳酸含量却增加了,这一事实表明情况并非如此。氨反应缺失的另一种解释可能与运动后异常的蛋白质代谢反应有关。Engelenet al。17报道称,与健康对照受试者相比,在COPD患者的亚组中,循环运动期间的蛋白代谢没有显示出预期的增加。
对于肌肉疲劳的慢性阻塞性肺疾病的更好的理解是很关键的验证疲劳的功能和代谢指数彼此抵靠。例如,已发现肌肉疲劳被降低肌肉氧化能力和慢纤维类型的比例在重复磁刺激测试如前所述相关联9。在这个测试中测量乳酸和/或氨动力学也会很有趣,因为它会告诉我们这是否与循环测功测试中出现的疲劳相似。通过这种方法,可以确定肌肉疲劳对慢性阻塞性肺疾病运动耐受不良的本质和相关影响。只有到那时,疲劳肌肉的终点才会在望,下一个挑战才能得以进行,以提高肌肉的性能:个性化的干预策略。
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