Дыхательные мышцы были изучены подробно в течение последних 20 лет. Этот интерес был вызван в основном наблюдением, что дыхательные мышцы, как и все другие скелетные мышцы, могут устать.
Последующие исследования критически оценили значение проблемы мышечной усталости дыхательных путей в клинической легочной медицине.
Вывод этого исследования состоял в том, что мышечная усталость дыхательных путей присутствует редко, если вообще присутствует. Утомление дыхательных мышц эффективно удавалось избежать, сокращая продолжительность дыхания при каждом приближении к пределам работоспособности дыхательных мышц.
Такое сокращение продолжительности вдыхания приводит к неподобающе малому приливному объему и, следовательно, к альвеолярной гиповентиляции и, как следствие, гиперкапнии. Поэтому мышечная усталость от дыхания, как представляется, возникает только в исключительных обстоятельствах, таких как кардиогенный или септический шок и отлучение от механической вентиляции.
Пределы работоспособности дыхательных мышц определяются силой дыхания и выносливостью мышц. В настоящее время имеется мало данных о клинической значимости выносливости дыхательных мышц. Тем не менее, имеются многочисленные данные о слабости дыхательных мышц. Действительно, клиническое значение слабой мышечной дыхательной системы в настоящее время четко установлено не только концептуально, но и посредством эмпирического наблюдения. Хотя, без сомнения, существуют и другие обстоятельства, при которых это важно, он был наиболее широко изучен у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ).
Нынешние исследования, таким образом, будут фокусироваться в первую очередь на ХОБЛ. Показано, что мышечная слабость дыхания была связана с одышкой, усталостью и ограничением физических упражнений у больных ХОБЛ. Было показано, что слабость выдохшихся мышц связана с эффективностью кашля. Кроме того, слабость дыхательных мышц является важным определяющим фактором развития гиперкапнической дыхательной недостаточности. Поскольку гиперкапническая дыхательная недостаточность является самой важной причиной смерти при ХОБЛ, слабость дыхательных мышц, следовательно, также ожидается, что она будет связана со смертностью у этих пациентов.
Наличие таких отношений подтверждается по меньшей мере двумя замечаниями. Действительно, исследователи продемонстрировали, что выживаемость была серьезно снижена у пациентов с ХОБЛ и стероидной миопатией по сравнению с управляющими ХОБЛ пациентами, несмотря на то, что они имели такую же степень обструкции воздушного потока и гиперинфляции, известные главные определяющие факторы выживания в ХОБЛ.
Более того, ученые в когортном исследовании на 348 больных ХОБЛ, показали, что, в госпитализированных больных ХОБЛ, максимальное дыхательное давление было независимым определяющим фактором выживания, кроме гиперкапнии, индекса массы тела и фактора переноса. Есть многочисленные факторы, потенциально способствующие ослаблению дыхательных мышц у больных ХОБЛ.
Слабость дыхательных мышц может быть связана с гиперинфляцией, которая ставит дыхательные мышцы в менее выгодное положение по отношению к их кривой длины и напряжения и вызывает геометрические изменения в дыхательных мышцах. Оба фактора ограничивают способность дыхательных мышц генерировать силу. Кроме того, гиперинфляция увеличивает размеры грудной клетки таким образом, что мышцы на периферии должны генерировать большее напряжение для развития того же изменения плеврального давления, чтобы получить тот же приливной объем.
Хотя адаптация к хронической гиперинфляции наиболее вероятна, общее воздействие гиперинфляции на дыхательную мускулатуру, вероятно, будет иметь негативные последствия. Это подтверждается наблюдением, что операция по уменьшению объема, которая, по сути, снижает гиперинфляцию, улучшает функцию дыхательных мышц.
Вдобавок, обобщенная мышечная слабость присутствует у пациентов с ХОБЛ. В этой мышечной слабости принимают участие как дыхательные, так и выдохшиеся мышцы. Причин этой обобщенной мышечной слабости несколько. Они включают: недоедание; сердечную недостаточность; гипоксемию; гиперкапнию; лечение стероидами; электролитные расстройства, такие как гипомагнемия и гипофосфатемия, и т.д.
Очевидно, периферийные мышцы также участвуют в этой обобщенной мышечной слабости, и ряд исследований недавно подчеркнули значение слабости периферических мышц у пациентов ХОБЛ. Три исследования продемонстрировали взаимосвязь между силой периферической мышцы и физической нагрузкой у пациентов с ХОБЛ, предполагая, что ограничение физических упражнений часто связано с дисфункцией периферической мышцы.
Два других исследования показали, что тренировка периферийных мышц дала положительные результаты. В первом занятии применялась силовая подготовка. Это привело к улучшению мышечной силы и качества жизни. Во втором исследовании была проведена низкоинтенсивная тренировка выносливости.
Положительные результаты наблюдались: снижение одышки, уменьшение потребности в вентиляции. Хотя, концептуально, можно было бы ожидать, что, в первую очередь, тренировка выносливости была бы полезной, в настоящее время остается неясным, приведет ли тренировка силы или выносливости к наибольшей пользе для пациентов ХОБЛ. Механизм дисфункции периферических мышц, вероятно.
Наконец, в обзоре исследователи обобщают текущий потенциал генной терапии для дыхательных мышц. Используется метод аденовирус-опосредованного переноса генов. Эта терапия, несомненно, по-прежнему связана со значительными проблемами, такими как разрушительные иммунные реакции и экспрессия продуктов аденовирусной генерации, вызывающими повреждение мышечных волокон и снижающими способность мышц генерировать силу.
Тем не менее, она, несомненно, обещает, что в будущем позволит лечить такие заболевания, как генетические заболевания мышц, которые до сих пор были смертельными.