摘要
运动训练对运动表现的改善在慢性阻塞性肺疾病患者之间差异很大。在部分病人中,在运动训练中施加的肌肉刺激可能不足以引起训练效果。我们调查了训练后出现股四头肌收缩疲劳的患者是否有更有利的康复方案的效果。
46例患者接受了为期3个月的高强度运动训练计划。在计划前后测量运动能力、四头肌力量和生活质量。磁刺激康复1个月后评估运动训练引起的四头肌收缩疲劳。训练15分钟后,股四头肌力量下降≥15%视为显著疲劳。
29例(63%)中的46名患者产生了显着的疲劳。疲劳的患者在6分钟的步行距离增加(中位数(四分位数)57(47-103)m与17 (7-46) m;p=0.0023)和慢性呼吸系统疾病问卷得分(平均值±sd22±12分与14±12分;P =0.028)。在两个亚组中,四头肌力量和最大运动能力的改善相似。
在运动训练中出现四头肌收缩疲劳的患者在功能运动能力和健康相关生活质量方面表现出更大的训练效果。
肺康复是慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者必不可少的非药物治疗选择[1那2].全面的肺康复可减少呼吸困难,增加运动耐受性,改善与健康有关的生活质量,并减少对医疗资源的使用[3.那4.].虽然肺康复是一种多学科治疗,但运动训练形成其效果的基础[3.].
在一些慢性阻塞性肺病患者中,运动训练计划后运动耐受性改善程度较低[5.].一般来说,肌肉无力和低基线运动耐受性患者的呼吸受限较少,他们的运动能力得到更大的改善[5.-7.].只有有限数量的训练反应的可变性可以用这些变量来解释,为其他潜在的预测运动训练成功的因素留下了空间。
骨骼肌过载是一个重要的训练原则,表明训练载荷的水平必须足以应对肌肉来获得生理培训适应[8.-10].我们推测,运动过程中出现的收缩肌疲劳是肌肉超负荷的标志。部分病人全身活动后,四头肌不会出现收缩疲劳[11那12或单肌[13使精疲力竭的耐力运动。目前尚不清楚在运动训练中是否会发生收缩性疲劳,这通常包括几个次最大的运动阶段。在没有肌肉超负荷的情况下,训练的效果可能不那么明显。
在本研究中,我们假设COPD患者在训练后发生四头肌收缩疲劳与运动训练计划后更有利的结果相关。因此,在训练后出现收缩疲劳将是训练期间骨骼肌负荷过重的标志。
我们通过在鲁汶(比利时)和魁北克(加拿大)进行的多中心队列研究来阐述这一假设。这项研究的一些结果以前以摘要形式报道过[14].
方法
主题
在鲁汶大学Gasthuisberg医院(n=49)和魁北克大学Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec (n=8)接受门诊肺康复治疗的57名患者被纳入研究。所有患者均初步诊断为慢性阻塞性肺病[15].排除标准为癌症、严重的心脏病、脑、神经或神经肌肉疾病以及严重的关节、关节炎或其他肌肉骨骼局限性,从而损害了测试程序或运动训练。由于对股神经进行了磁刺激,排除了右侧髋关节置换术或骨盆或腹部动脉旁路手术的患者。
所有患者均获得书面知情同意。本研究方案已获两家医院伦理委员会批准。
研究设计
所有患者均遵循3个月的多学科肺康复计划,包括三个每周运动培训课程。在培训计划之前和之后,患者接受了对肺功能,呼吸和外周肌的评估,最大运动能力,6分钟步行距离(6MWD)和与健康相关的生活质量(慢性呼吸道疾病问卷; CRDQ)。进行这些评估的临床工作人员对疲劳测量的结果蒙蔽。使用磁刺激,最大自愿收缩(MVC)和具有增强的Quadriceps抽搐力(TWQ锅)分别在康复1周、1个月和3个月后进行评估。在运动训练前、15分钟和40分钟后进行肌肉评估。TWq下降锅运动后15分钟>的15%被定义为显著收缩疲劳[11].当患者完全熟悉训练计划时,在1个月的康复后,报告了由一次训练引起的四头肌收缩疲劳程度。这两个中心在所有测试程序中使用相同的设备。
评估股四头肌力量
右股四头肌力量评估采用MVC和经皮股神经磁刺激。受试者坐在平躺的椅子上,臀部伸直120°,膝盖弯曲90°,双臂交叉于胸前。按固定顺序进行以下措施,以获得骨骼肌力的综合评估。
未透明的Quadriceps抽搐收缩
静止,股骨神经通过45毫米,八个线圈刺激,由双重Magstim刺激器(Magstim Co Ltd,Whitland,UK)提供动力。应变计信号由模拟力传感器(546QD; CDS欧洲,米兰,意大利)转换,扩增(BioPac MP150; BioPac Systems,Goleta,CA,USA)并储存在计算机上。在30,50,70,80,90,95和100%的最大刺激器输出的30,50,70,80,90,95和100%测量抽搐以确保测量的SupramAximally。
最大自愿收缩
受试者进行5次等距MVC 3秒。
增强四头肌抽搐收缩
TWq锅在每次MVC操作结束后3秒进行系统测量。股神经在刺激器100%输出能量的情况下被刺激。为了分析,计算两个最高值的平均值。在之前的MVC中获得了叠加的抖动,以确保最大的增强。这种叠加抽搐的平均大小为1.2±4.3 N(中位数为0 N)或0.5±2%的MVC(中位数为0%),表明在强烈鼓励的患者MVC期间,真正可靠的最大努力。
康复前后的测量
根据欧洲呼吸学会指南测量静态和动态肺容量[188bet官网地址16那17].通过单呼吸方法评估肺的漫射能力[18].如前所述测量QuadRiceps的最大等距自血管收缩力。从残留体积(Microrpm; Carefusion,BasingStoke,UK)测量最大吸气压力,并与参考值进行比较[19].使用6MWD测试评估功能运动能力。两项标准化测试中最好的一项以预测值的百分比报告[20.].使用增量循环功计(Ergometrics 900;Ergoline Bitz,德国)。静息呼吸2分钟后,患者开始3分钟无负荷热身。随后工作速率提高了10 W·min-1直到达到症状限制的高峰工作率[21].氧气吸收(V.'O.2),产生二氧化碳(V.'有限公司2)和通气测量,平均30 s以上(Vmax系列;SensorMedics, Anaheim, CA, USA)。在12秒内测量最大自主通气。
CRDQ用于评估与健康相关的生活质量[22].这个20项调查问卷在四个域名(呼吸困难,掌握,情感功能和疲劳)中获得了生命的质量,并已在荷兰语中验证[23].总分可以为20到140,得分更高,表明寿命更高。
运动培训
锻炼培训包括跑步机行走,Quadriceps抵抗运动,楼梯攀爬和骑自行车。步行期间的初始工作量设定为6MWD测试期间平均步行速度的75%。循环期间的初始工作负载设定为最大工作量的60-70%(W.最大)在症状限制的增量循环测试中。循环和行走的目标持续时间在第12周的每周2至16分钟内增加到10分钟。标准运动方式是耐力训练,但如果需要,使用间隔训练(2分钟的锻炼次级锻炼)提供所需的训练强度。楼梯爬升包括爬两步,并以患者自己的节奏下降两次。腿部压力装置的电阻训练由三个八个重复组成,初始负载占170%的重复。随着时间的推移,训练强度随着时间的推移逐渐增加,在感知的劳动或呼吸困难的训练强度的指标中使用4〜六个六到六个。每次培训课程受到经验丰富和盲化的物理治疗师监督,他们确保了足够的培训强度。在测量收缩疲劳的培训期间,不同练习的顺序是标准化的(即行走,抵抗运动,楼梯攀岩和骑自行车)。在训练期间允许氧气治疗以保持氧饱和> 90%。患者参加了32±5次培训课程(遵守80±11%)。
统计分析
所有统计分析采用SAS 9.1.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)。数据用平均值±表示sd或中位数(四分位数)。所有统计测试的重要性程度为0.05。使用未配对的T检验或Wilcoxon Mann-Whitney测试评估组之间的差异。使用配对的T检验,威尔科克朗签名等级测试或ANOVA的重复测量分析重复措施。使用Chi方向测试和差距(95%置信区间)来比较比例。Pearson或Spearman等级相关系数用于评估变量之间的关系。指数函数,V.'有限公司2= B×(exp(k×V.'O.2)+ A,被构造成描述之间的关系V.'有限公司2和V.'O.2在培训计划之前和之后的最大运动测试中。改变V.'有限公司2在iso -V.'O.2(最大V.'O.2在使用该公式计算训练程序后,在两个测试中获得)。
结果
病人流
57名符合条件的患者同意参与这项研究。8例患者因肺移植(n=3)或严重呼吸(n=3)或心脏(n=2)并发症而退出康复。2名患者撤销了知情同意,1名患者在1个月后因为跟骨骨折而没有执行肌力协议,留下46名患者进行最终分析。1例患者在3个月后未进行6MWD测试,2例患者由于对问卷理解不足,CRDQ评分无法可靠评估。基线特征在表1.在退出和完成培训计划的患者之间没有发现基线差异。
运动后四头肌的收缩疲劳
与静息值相比,训练结束后15分钟和40分钟TWq锅分别减少19±12%和20±9%(P <0.05)。图1表明观察到各种水平的疲劳。29例(63%)在46名患者中产生了显着的收缩疲劳(TWQ减少15%)锅)训练后15分钟。疲劳患者的TWq也有更明显的下降锅(-24±11%与-7±8%;P <0.0001)和MVC(-8±8%与-1±7%;P = 0.002)训练后与没有疲劳的患者相比。在整个康复计划(第1,5和12周)中,疲劳的发展是一致的。与不开发收缩疲劳的人相比,接收疲劳的患者具有更多基线静血流出(总肺容量125±16%)与pred分别为106±16% (p<0.001);功能剩余容量175±36% pred与145±29%pred(p <0.01))分别)(表1).在有和没有收缩疲劳的患者之间,肺测量数据、扩散能力、人体测量、肌肉力量、运动能力或生活质量没有基线差异(表1).训练计划第2、5和12周的训练工作量(强度和持续时间)在两组之间没有差异。图2显示两组在这些时间点的训练强度是相似的。在最初的6MWD试验中,跑步机速度从74±15%(第2周)增加到109±29%(第12周)。骑车负荷从70±12%(第2周)增加到97±26%(第12周)W.最大在初始增量循环测试期间。股四头肌阻力训练的工作量从最初一次最大重复的71±10%(第2周)增加到94±30%(第12周)。不同训练方式的持续时间在组间也具有可比性。骑行训练结束时呼吸困难和疲劳Borg评分也相似(呼吸困难4±1与4±1(p = 0.83)和疲劳4±1与4±1 (p=0.33))。考虑到每个患者的两种症状得分最高,骑行训练结束时,疲劳患者的平均症状得分为5±2,无疲劳患者的平均症状得分为5±1。29名疲劳患者中有17名(65%)接受补氧训练,而17名无疲劳患者中有11名(59%)接受补氧训练(p=0.68)。有疲劳和无疲劳患者的训练依从性也相似(30±5)与28±6个疗程,p=0.56)。
培训效果
经过3个月的运动训练后,整个患者组的6MWD (50 (19-85) m, p<0.0001)、最大运动能力(W.最大10(1-20)W,P <0.0001;最大V.'O.2(V.'O.2,Max)113(-50-259)ml·min-1, p=0.0002)、等距四头肌力(20 (-6-5)N, p=0.03)和CRDQ评分(19±12分,p<0.0001)。
收缩疲劳和培训效果
与没有(57(47-103)的人发展疲劳的患者,6MWD的增加显着大。(57(47-103)与17(-7-46)m,p = 0.0023)(而是3A).71%的疲劳患者在6MWD的改善超过了临床建议的重要差异50 m [24相比之下,没有疲劳的患者有18% (OR 11.7 (95% CI 2.6-51.9), p=0.0005)。在6MWD试验期间,呼吸困难和腿部疲劳的症状与基线相比没有变化,两组的症状相似。同样,疲劳患者的CRDQ评分改善更明显(22±12)与14±12分,p = 0.028)。这种差异主要反映在呼吸困难亚域(7.3±4.2与3.9±5.9点,p <0.031)(而是3B.),而疲劳组(4.4±3.4)与2.9±3.3,p=0.15),掌握(4.5±3.6)与3.3±3.5,p = 0.31)或情绪功能(5.8±4.5与4.2±3.5,p = 0.21)亚组之间没有显着差异。86%的收缩疲劳患者显示出增加超过提出的临床重要差异(2.5点)[25与56%无疲劳患者相比(OR 4.7 (95% CI 1.1-19.9), p=0.03)。尽管训练对整个组有显著的改善,但股四头肌的力量增加(24 (-6-35)N与12 (-6-34) N, p=0.70) (而是3C)或最大运动能力(W.最大10 (-) W与10(2-20)W,P = 0.94;V.'O.2,Max112年(73 - 248)与126(23-259)ml·min-1,p = 0.79)(而是3d)在有或没有疲劳的患者之间没有统计学意义。增量循环期间呼吸困难和腿部疲劳的症状没有从基线改变,两组类似。TWQ减少之间的相关性锅运动后训练,减少运动量V.'有限公司2在iso-VO2(基线V.'O.2,Max)为0.35 (p=0.05)。
讨论
本研究表明,在运动训练过程中出现明显四头肌收缩疲劳的患者在功能锻炼能力和与健康相关的生活质量方面的训练反应优于那些没有出现这种症状的患者。在训练后出现收缩疲劳的患者中,与没有出现疲劳的患者相比,表现出临床相关的6MWD增加和日常生活活动中呼吸困难症状的减少。此外,更大的减少V.'有限公司2在iso -V.'O.2,是一种与努力无关的改善标志,在收缩疲劳更明显的患者中可见。基于这些发现,我们报道四头肌的收缩疲劳可能是骨骼肌超载的标志。然而,我们不能确定简单的临床特征,以帮助预测四头肌疲劳的发展。此外,两组训练强度均较高,差异无统计学意义。
锻炼后的收缩疲劳
与健康年龄匹配的对照相比,Quadriceps肌肉更容易发育中度至严重的COPD患者的早期收缩疲劳[12那13].COPD患者的大多数患者在耐久性循环试验中进行Quadriceps收缩疲劳,直到症状限制[11那12或几次最大单次肌肉运动[13].这符合我们的调查结果,其中60%的患者在运动培训期间开发Quadriceps收缩疲劳,由几次潜水训练组成。
培训后患者和没有收缩疲劳的患者
目前还不清楚为什么有些患者在训练期间没有发展收缩疲劳。一个假设是慢性肺病的患者在运动期间不会产生肌肉疲劳的患者,由于通气的限制,不会达到足够的训练强度。我们的研究结果并没有确认这一假设。运动过程中呼吸困难的感觉与训练期间的收缩疲劳的发展无关。在最大增量循环运动期间,患者的两个亚组明显达到了可比的工作率的通风限制。我们在运动期间没有进行吸气能力的测量,以调查运动过程中动态无过度的发展。但是,在没有肺的转移因子的肺部用于一氧化碳[26鉴于在收缩疲劳患者中发现了更多的静态恶性通货膨胀,这一组患者的动态恶性通货膨胀不太可能减少。基于这一信息,我们没有证据假设在不同组之间的运动训练中有不同的呼吸限制。
有趣的是,有和没有明显收缩疲劳的患者的绝对和相对训练负荷没有差异。这导致了一种假设,即发展收缩疲劳的易感性将由肌肉特征驱动,而不是执行的工作。
在运动过程中,易发生收缩性疲劳的患者更常出现在肌肉细胞质中糖酵解酶活性较高、肌肉毛细血管化较低和运动过程中血乳酸积累较早的患者中[27].在这些患者中,尽管绝对运动强度低,但在运动训练期间与早期代谢物积累有关的内在肌肉变化可能导致工作肌肉的早期收缩失效[28].呼吸受限可能会阻止氧化代谢得到较好保存的患者达到足够的训练强度,从而导致类似的负荷。
收缩疲劳和训练反应
运动训练过程中收缩疲劳的发展与训练计划后6MWD的改善程度和健康相关生活质量有关,但与最大运动能力和等长四头肌力量的变化无关。一般来说,次最大耐力运动试验比最大运动试验对有氧代谢的变化更敏感[29].这可以解释为什么6MWD(一种次最大运动测试)的变化与运动训练引起的肌肉疲劳有关,而最大运动能力的变化则没有。由于最大运动能力与肺功能密切相关[30.], 1 s内用力呼气量随时间变化的细微变化可影响inV.'O.2最大后康复。看看生理训练效果的不依赖于努力的测量,减少V.'有限公司2在iso -V.'O.2与运动训练后肌肉疲劳程度相关。
在有疲劳和无疲劳的患者之间,最大等距股四头肌力量的增加没有统计学差异,尽管前者的增加往往更大。最大等长肌肉力量的变化反映了肌肉和神经肌肉对运动训练的适应,这在两个亚组中似乎是相似的。通过观察训练后的肌肉疲劳,可能导致普通肌肉力量增加的肌肉刺激可能无法充分评估。
方法论的注意事项
两间中心的多学科肺康复计划均按国际指引进行[1那31]和相关临床结局(6MWD和生活质量)的改善具有临床相关性[24那25],并与文献中类似项目后的变化相一致[3.那4.].自行车运动后改良Borg量表的平均症状评分(~ 5)表明患者进行了足够强度的训练[32].
股神经超大磁刺激是一种非自愿、耐受性良好和有效的技术,用于评估COPD患者的低频股四头肌收缩疲劳[12那33那34].疲劳的定义是基于TWq的测量锅.TWq下降锅以前使用的> 15%以定义收缩疲劳[11].目前的研究对这种截止造成一些额外的有效性。我们选择在搬运培训计划中包含1个月的收缩疲劳测量,因为患者在测量时完全习惯于培训程序。我们承认,肌肉疲劳不是全无所有的现象,并且一些没有在TWQ落下的患者锅15%的>在训练后仍可能出现一定程度的疲劳。这可能会导致低估两个亚组患者之间的差异,无论是在基线特征和训练结果方面。变化程度之间的相关性V.'有限公司2在iso -V.'O.2会支持这个想法。
本研究的局限性
首先,由于后勤方面的限制,我们没有包括全身或局部肌肉耐力测试或骨骼肌活检。与增量循环运动测试和最大等长肌肉测试相比,这些测试可以提供更多关于有氧代谢改善的直接信息。
其次,我们没有测量在运动训练或测试期间吸气量的变化。因此,对于动态恶性通货膨胀对发展肌肉疲劳能力的影响,我们不能做出明确的结论。
最后,我们在1个月的康复后,我们根据疲劳期间定义有或没有肌肉疲劳的患者。然而,在1周后进行疲劳结果的同样分析,发现了3个月的训练类似结果。
临床意义
我们的结果强调在运动训练期间强调发展Quaddriceps肌肉疲劳,以优化中度至严重的COPD患者的培训效果。有趣的是,高相对训练强度无法保证为肌肉提供显着的刺激。建立培训策略的变化是否有趣(如。独腿训练(35)是否会刺激在运动训练中没有出现疲劳的病人出现收缩性疲劳,以及这是否会改善这些病人的训练效果。
结论
在运动训练中出现四头肌收缩疲劳的COPD患者在功能运动能力和健康相关生活质量方面的训练效果比没有出现疲劳的患者更大。
致谢
作者要感谢物理治疗师V. Barbier,I. Coosemans和I. Muylaert和呼吸康复部门的员工和呼吸康复部门和肺功能部门,在大学医院Gasthuisberg(Leuven,Belgium)提供运动培训和执行临床测试。S. Gielissen,A.Nooops和S. Esselman(所有KU Leuven,Leuven)提供了数据分析的援助。作者还承认M.Bélanger,M-J的贡献。B.reton, B. Jean and J. Picard (all Centre de recherché de l’Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec, Quebec, QC, Canada) in accomplishing this study and are grateful to T. Gaudet-Savard and C. Girard for providing the exercise testing and the clinical tests at the Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie de Québec.
脚注
支持声明
由佛兰德研究基金会G.0598.09N拨款支持。C. Burtin是弗兰德斯研究基金会的博士研究员。D. Saey是CIHR和la Fondation J.D. Bégin de la Chaire de Pneumologie de l 'Université Laval的博士后研究员。M. Saglam是欧洲呼吸学会奖学金的获得者。188bet官网地址343)。兰格是弗兰德斯研究基金会的博士后研究员。
感兴趣的语句
德克默先生的利益声明可在www.www.qdcxjkg.com/site/misc/statements.xhtml
- 收到2011年6月29日。
- 接受2011年11月21日。
- ©2012年