Volumen redukció állóképességi tréninggel COPD-ben Somfay Attila SZTE Tüdőgyógyászati Tanszék, Deszk
ORFMMT 32. Vándorgyűlése Miskolc, 2013. augusztus 29.
Az effort dyspnoe komponensei after Jones & Killian, 1990
Motor command Respiratory control
MIP
Respiratory muscle
Respiratory effort VO2
Metabolic demands
∆ FRC Pes max
Driving pressure
P exp Ti/Ttot
DYSPNEA Frequency
VE
Resistance
Ventilation
Impedance Gas exchange VE/VO2
Dynamic compliance
exercise ↓ IRV
TLC
healthy IC
VC EELV RV
exercise ↓
TLC VC EELV
RV
IC
COPD
Terhelés hatása a légzésmechanikára Wedzicha, ERJ 2012
IRV
IRV
Dinamikus tüdőteréfogatok és légzési erőkifejtés O’Donnell DE, 1998
VE (L/min)
O’Donnell, J Appl Physiol 2006
DH enyhe COPD-ben Controls
Patients
*
70
EELV, % TLC
60 50 40 30 20 Rest
Babb, J Appl Physiol 1991
Maximal Exercise
Hörgőtágítás és exacerbáció prevenció Wedzcicha, ERJ 2012
Tiotropium növeli a terhelés alatti IC-t Placebo (n=91)
Tiotropium (n=96)
300
∆ IC STD (ml)
*
*
200
**
100
∆=178
0
-100 -15 -10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
nap *P<0.0001, **P<0.0005
O’Donnell, ERJ 2004
Az állóképesség javul hörgőtágító adására Placebo (n=91)
Tiotropium (n=96)
700
Állóképesség (mp)
** * 600
+ 105.2 mp + 21.4 %
+ 66.8 sec + 13.6 %
500
491.7 mp 400 -15 -10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
nap *P<0.05, **P<0.01
O’Donnell, ERJ 2004
2 hetes salmeterol (2x50 µg) kezelés hatása a terhelés alatti légzésmechanikára O’Donnell, ERJ 2004
LABA/ICS mellett javulnak az „isotime” változók O’Donnell, Chest 2006
Effect of LABA/ICS and LABA on endurance
O’Donnell, Chest 2006
I.
Patients and methods • • • • • •
10 COPD (FEV1:31%), 7 healthy subjects Incremental, symptom-limited CPX CWRE (75% peak) FiO2 = 0.21, 0.3, 0.5, 0.75, 1.0 DH with IC maneuvers endurance
Inspirációs kapacitás (IC) manőver
Dinamikus tüdőtérfogatok
Dynamic lung volumes (% TLC)
100
*
*
*
*
*
*
*
*
90
80
70
EELV,COPD EILV,COPD EILV, healthy EELV, healthy
60
*P<0.05
50
40 Room air
30%
50%
75%
Inspired O2 concentration
100%
A légzésminta változása 90
*
*
*
*
70 60 50
*
*
*
35
40 30
30
* COPD CONTROL
* 25
* *
*
*
*:P < 0.05 Room air
30%
50%
75%
Inspired O2 concentration
100%
20
15
RR (bpm)
VE/MVV (%)
80
Respiratory rate (breaths/min)
32 *P<0.05
30 28 *
26
*
24
*
*
22 20 18
Inspiratory reserve volume (ml)
Oxigén hatása a légzési frekvenciára és az IRV-re 700 600 500 *
*
*
*
400 300
* P<0.05
200 0.2
0.4
0.6 FIO2
0.8
1.0
0.2
0.4
0.6 FIO2
0.8
1.0
Effect of different FIO2 in COPD FIO2
0.21
0.3
0.5
0.75
1.00
Borg
6.7±0.6
4.4±0.4*
4.0±0.4*
3.3±0.4*
4.4±0.5*
VE (L)
31±3
26±3*
26±4*
25±3*
24±4*
TE (s)
1.4±0.1
1.7±0.2*
1.8±0.2*
1.8±0.1*
1.8±0.2*
VT/TI(L/s)
1.5±0.1
1.2±0.1*
1.2±0.1*
1.1±0.1*
1.1±0.1*
SpO2, %
91±1
98±1*
100±0*
100±0*
100±0*
Effect of different FIO2 in healthy subjects FIO2
0.21
0.3
0.5
0.75
1.00
Borg
5.6±0.8
5.1±0.9
3.7±0.7*
3.6±0.7*
3.4±0.6*
VE (L)
58±7
59±8
47±5*
49±6*
51±6*
TE (s)
1.2±0.1
1.1±0.1
1.4±0.1*
1.3±0.1
1.2±0.1
VT/TI(L/s)
2.1±0.2
2.0±0.2
1.7±0.2*
1.6±0.2*
1.7±0.2*
SpO2 (%)
97±1
100±0*
100±0.*
100±0*
100±0*
Állóképesség és DH összefüggése 400
400 A
r=0.432, P=0.005
B 350 Change in endurance (%)
Change in endurance (%)
350 300 250 200 150 100 50 0 -12 -10
r=0.48, P=0.002
300 250 200 150 100 50
-8
-6
-4
-2
0
2
4
0 -12 -10
Change in EILV (%) & &
-8
-6
-4
-2
0
Change in EELV (%) FIO2 = 0.30 FIO2 = 0.50
& &
FIO2 = 0.75 FIO2 = 1.00
2
4
Hyperoxia hatása az állóképességre 14
Endurance time (min)
12 10 * $
* $
8
* $
*
6 4
* P<0.05 vs FIO2 0.21 $ P<0.05 vs FIO2 0.3
2 0.2
0.4
0.6 FIO2
0.8
1.0
II.
Time (min)
(modified from Nery et al. 1982)
Exponential regression analysis y(t) = yo + A∗ ∗(1-e-t/τ ) 0.80
0.70
V'O2 (L/min)
A 0.60
0.50
tau=80 sec
0.40
yo 0.30 0.00 -120 -60
0
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660
Idő (sec)
Oxygen effect on response kinetics
Hyperoxia and gas exchange kinetics
1.0
1.0 0.5
1.5
120
0.0
1.0 0.5
120
0.0
110
110
100
100
90
90
80
80
70
70
60
60 0
1
2
3
4
5 6
Time (min)
8
10 12
0
1
2
3
4
5 6
Time (min)
8
10 12
Heart Rate (bpm)
0.5 0.0
Heart Rate (bpm)
1.5
COPD
VO2 (L/min)
Healthy
VCO2 (L/min)
VO2 (L/min)
1.5
Hyperoxia and ventilation kinetics
pH-, pCO2- és laktate kinetics 55 PCO2 (mmHg)
Healthy
7.45
COPD
50 45 40 7.45
35
7.40
7.35
7.35
7.30
7.30 LAC (mmol/L)
pH
7.40
0
2
4 Time (min)
6
8
10 12
2
1
0
2
4 Time (min)
6
8
10 12
III.
Módszerek • • • • • •
29 COPD-s beteg (FEV1: 35%) 7 hetes program, 3x45 min/hét 14 beteg: 3L/min oxygen 15 beteg: sűrített levegő intenzitás: ≥ 75%max Progresszív és konstans terhelés
A tréningintenzitás jobban növelhető oxigénbelégzés mellett
SAT, lactate and HR
A nagyobb tréningintenzitás nagyobb állóképességre vezet
Breathing frequency at „isotome”
IV.
Jellegzetes VO2 és VE progresszív és konstans terhelés során COPD-ben VO2 pre
Work Rate Pre
VO2 post
Work Rate Post
1.0
120
VO2 pre
Work Rate Pre
VO2 post
Work Rate Post
120
100 1.0
100
80
80
60
60
0.5
0.5 40
40
20
20
0
0
VE
50
VE
50
VEpost
40
40
30
30
20
20
10
10
0
VEpost
0 0
5
10 15 Time (min)
20
0
5
10 15 20 Time (min)
25
30
VE, fbr és IC változása tréning után
2
A
B
C 0.20
0
*
1
0
-1
0.15 ∆IC (L)
∆ f (bpm)
∆VE (L/min)
-1
-2
0.10
-3
-2
-3
0.05 -4
** Isotime
End-Exerc.
** Isotime
End-Exerc.
Isotime
End-Exerc.
IC ás légzési frekvencia összefüggése
2.0
2.0
1.5
1.5
IC (L)
2.5
IC (L)
2.5
P re-Trainin g P ost-Training
A
B
1.0
1.0 0
5 10 Tim e (m in)
15
10
15
20 25 ∆ f (b pm )
30
1.0
1.0
D
0.5
0.5
0.0
0.0
-0.5
2 R =0.21, P =0.023 0
10
20
∆ E nduran ce (m in)
30
-0.5
2 R =0.39, P =0.001 -10
-5 ∆ f (bpm )
0
5
∆ IC (L)
∆ IC (L)
C
D
Oxygén és intervallum tréning hatása • • • • • • • •
V.L. 60 éves COPD-s nő 8 hetes program, 3x45 min/hét Intenzitás: 40-80% (25-35W és 50-63W) FEV1/FVC: 30 – 38% FEV1: 33 – 39 ref% IC: 1.76 - 1.24 vs 2.17 – (1.54)1.50 L Állóképesség: 7.53 – 14.07 min 6 MWT: 400 – 420 m
Sűrített levegő és intervallum tréning hatása • • • • • • • •
K.J. 65 éves COPD-s férfi 8 hetes program, 3x45 min/hét Intenzitás: 40-80% (35 – 40 és 70 - 80W) FEV1/FVC: 53 - 59% FEV1: 55 - 61 ref% IC: 2.64 – 2.15 vs 2.95 – (2.96)2.62 L Állóképesség: 5.5 – 29.58 min 6 MWT: 329 – 389 m
LAMA+terheléses tréning hatása az állóképességre
24
Rehabilitation
42%
32%
20
endurance (m in)
*
*
16
16% 12
8 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
w eek
T io tro p iu m
Casaburi, Chest 2005
P la c e b o
20
22
24
Összefoglaló I. 1. Hyperoxia terhelés során – dózis dependens módon- csökkenti a DH-t nem-hypoxaemiás COPD-ben és ez emelkedett terhelési toleranciát eredményez.
2. Hyperoxia nem változtatja meg a VO2 és laktát kinetikát, így a terhelhetőség javulás nem az oxigén perifériás izomfunkcióra kifejtett hatásával függ össze.
Összefoglaló II. 3. Oxigén mellett végzett rehabilitációs tréning nagyobb fiziológiás adaptációt, terhelhetőséget és csökkent dyspnoe-t eredményez.
4. A pulmonológiai rehabilitációban, mikor intenzív tréningprogramot alkalmazunk, az oxigénpótlás megfontolandó súlyos obstruktív betegekben.
Összefoglaló III. 5. A magas intenzitású tréning szobalevegőn is csökkenő DH-t eredményet – valószínűleg a jobb perifériás adaptáción keresztül. • A jobb végtagizomzati metabolizmus csökkenő légzési kényszert és nagyobb légzési tartalékot eredményez. • A dyspnoe csökken (fiziológiás adaptáxió + deszenzibilizáció).
