Факторы, влияющие на изменение выносливости у пациентов с хронической обструктивной болезнью лёгких

В предыдущем материале мы рассматривали вопрос, посвященный физиологическим факторам, ограничивающим выносливость.

Сегодня заглянем в работу от этой же группы авторов, которая тоже показалась мне интересной. В этом исследовании авторы изучают адаптации больных и здоровых людей в ответ на тренировку с участием малой мышечной массы (разгибание колена одной ногой) с ипользованием достаточно сложных инвазивных измерений.

Идея исследования

Изучить адаптационные возможности факторов, определяющих транспорт и потребление кислорода в скелетных мышцах при физической нагрузке у пациентов с тяжелой хронической обструктивной болезнью лёгких (ХОБЛ) в сравнении со здоровыми малоподвижными людьми контрольной группы.

Авторы предположили, что тренировка:

1. Улучшит конвективный и диффузионный транспорт кислорода в мышцах и, следовательно, улучшит потребление кислорода мышцами одинаково как у пациентов, так и у лиц контрольной группы;
2. Восстановит эти показатели у пациентов до значений, характерных для нетренированных лиц контрольной группы.

Испытуемые и дизайн

В исследовании приняли участие 8 пациентов с ХОБЛ и 8 здоровых некурящих мужчин (Группа ХОБЛ 66±4 года, контрольная группа 67±2 года);

На 8 недель испытуемых разделили на две группы, в течение которых они выполняли тренировки:

• Группа ХОБЛ - выполняла разгибания колена каждой ногой по три раза в неделю;
• Группа КОНТРОЛЬ - выполняла тот же протокол.

Как тренировались

Тренировки длились 1 час, который включал короткие (5–10 мин) высокоинтенсивные (70–95%) и длинные (15–45 мин) низкоинтенсивные (40–65%) интервалы.

Что измеряли

• Мышечный кровоток измеряли в бедренной вене;
• Образцы артериальной и венозной крови анализировали на концентрацию и сатурацию гемоглобина, напряжение кислорода и углекислого газа, показатель pH и концентрацию лактата.

Результаты

• Основные результаты показаны на рисунке 1;

Рисунок 1. Изменение некоторых гемодинамических показателей у двух групп после эксперимента.

• Показатели диффузионной проводимости, доставки и потребления кислорода при максимальном разгибании колена были примерно на 36% ниже у пациентов с ХОБЛ по сравнению с контрольной группой (рис. 1 и 2);
• Тренировка значительно улучшила пиковую мощность как у пациентов с ХОБЛ (~33%), так и у контрольной группы (~50%);
• Пиковая мощность после тренировки у пациентов с ХОБЛ оставалась значительно ниже, чем у контрольной группы до тренировки, достигая примерно 66% от уровня контрольной группы (рис. 1);
• Тренировка значительно увеличила доставку кислорода на пиковой мощности у контрольной группы (~26%), но не у пациентов с ХОБЛ (~12%, рис. 1 и 2);

Рисунок 2. Изменение некоторых гемодинамических показателей на пиковой мощности при разгибании колена у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (n=8) и контрольной группы (n=8) до и после 8 недель тренировок.

• Доставка кислорода оставалась значительно ниже у пациентов с ХОБЛ после тренировки, чем у контрольной группы даже до тренировки, т.е на уровне ~70% от контрольной группы (рис. 1 и 2);
• Напротив, диффузионная проводимость кислорода в мышцах на пиковой мощности значительно увеличилась после тренировки как у пациентов с ХОБЛ (~38%), так и у контрольной группы (~36%);
• После эксперимента диффузионная проводимость у пациентов существенно не отличалась от уровня контрольной группы, который был до тренировки (~90%);
• После тренировки пиковое потребление кислорода мышцами значительно увеличилось как у пациентов с ХОБЛ (~26%), так и у контрольной группы (~32%);
• Пиковое потребление кислорода у пациентов после тренировки достоверно не отличалось от уровня контрольной группы, который был до тренировки (~80%);
• Мышечный кровоток, доставка и потребление кислорода относительно интенсивности нагрузки в тесте не претерпели существенных изменений ни у пациентов с ХОБЛ, ни у контрольной группы (рис. 3);

Рисунок 3. Реакция гемодинамических показателей при выполнение теста с постепенно возрастающей нагрузкой.

• Тренировки значительно увеличили артерио-венозную разницу по кислороду на протяжении всего теста с увеличением нагрузки у пациентов с ХОБЛ, тогда как у контрольной группы такого эффекта не наблюдалось (рис. 3).

Выводы

• Тренировки увеличили потребление кислорода мышцами как у пациентов с ХОБЛ (на ~26%), так и у контрольной группы (на ~32%), но уровень потребления О2 мышцами у пациентов с ХОБЛ составил лишь ~80% от контрольного значения до тренировки;
• Диффузионный транспорт O2 в мышцах увеличился аналогично как у пациентов с ХОБЛ (на ~38%), так и у контрольной группы (на ~36%), при этом у пациентов увеличение достигло ~90% от контрольных значений до тренировки;
• Доставка кислорода к мышцам значительно увеличилась только в контрольной группе (примерно на 26% с 688±57 до 865±69 мл/мин);
• У пациентов с ХОБЛ доставка кислорода значимо не изменилась (438±45 против 491±51 мл/мин) и показатели составили около 70% от контрольных значений до тренировки;
• Хотя диффузионный транспорт О2 через мышцы при ХОБЛ в значительной степени восстанавливался благодаря физическим нагрузкам, пиковая скорость потребления O2 мышцами все еще оставалась сниженной, видимо, из-за ограниченной адаптации систем, ответственных за доставку кислорода.

PS Что нам интересно из этой работы:

• Наблюдаем интересный феномен - в группе с ХОБЛ мышцы после тренировок начали потреблять больше кислорода при том же уровне его доставки (!), то есть потренировались так называемые периферические адаптации;
• Что это за адаптации? Авторами отмечается и измеряется интересный параметр - диффузионная способность мышц (диффузионный транспорт кислорода). То есть, судя по всему, отражающий эффективность перехода кислорода от гемоглобина в мышечную клетку;
• К сожалению, нам не удалось найти информацию по изменению, если таковое было, клеточных структур, предположительно отвечающих за диффузионный транспорт. Хотя авторы, вроде, биопсию брали. Было бы интересно посмотреть как изменились, например, митохондрии и капилляры;
• Но, несмотря на наличие периферической адаптации, уровень работоспособности после 8 недель тренировок в группе с ХОБЛ был по-прежнему ниже, чем у контрольной группы. Видимо, без увеличения доставки кислорода все равно не обойтись, а она у этих пациентов, судя по всему, ограничена из-за болезни легких;
• А вот структурные основы диффузионного транспорта необходимо изучить.

Получить доступ к неопубликованным лекциям, статьям и другим материалам, а также поддержать нашу работу можно на Boosty

Сейчас там опубликованы следующие материалы:

1. Конкурентный тренинг (лекция).

2. Весогонка в единоборствах (лекция).

3. Плиометрика в фитнесе (лекция).

4. Метаболические эффекты упражнений (доклад).

5. Зона жиросжигания - что мы о ней знаем (лекция).

6. Физиология аэробного и анаэробного порогов, МПК (лекция).

7. Все про Дроп-Сет (лекция).

8. Локальное жиросжигание (лекция).

9. Ишемический тренинг. Часть 1 и 2 (научный доклад).

10. Физподготовка в волейболе (три лекции).

11. Биоэнергетика спорта (обзорная лекция).

12. Классификация аэробных и анаэробных упражнений (лекция).

13. Статодинамика: 30 лет обсуждений Часть 1 (лекция).

14. Семинар «Физиология жиросжигания» (3 лекции по 3 часа).

15. Разное количество повторений. Обзор эффектов для массы, силы и выносливости (лекция).

16. Предпосылки для локального жиросжигания (доклад).

17. Концепция физподготовки на примере игрового вида спорта (лекция).

18. Теория и методика интервальной тренировки (лекция 2 часа).

19. Некоторые экспериментальные факты о физической подготовке боксера (доклад).

20. Дефицит калорий: диета или упражнение? (лекция).

21. Влияние физкультуры на здоровье. Новые научные данные (лекция).

22. Теория и методика силовой тренировки. (Лекция. Часть 1 и 2).

23. NEW! Физиология мышечной деятельности с акцентом на хоккей (Лекция, часть 1).

Дополнительные материалы по этой теме:

Влияние дополнительного кислорода на выносливость. Научный эксперимент

Что ограничивает выносливость - сердце или мышцы? Научный эксперимент

Работает ли тренировочная маска? Научный эксперимент

Тренировать ли дыхательные мышцы для повышения выносливости? Что говорит наука

Источник: Broxterman RM, Wagner PD, Richardson RS. Exercise training in COPD: muscle O2 transport plasticity. Eur Respir J. 2021 Aug 19;58(2):2004146.