Mejoría de la calidad de vida y capacidad de ejercicio sin cambios en la biología muscular tras entrenamiento general en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica grave

doi:10.1016/j.medcli.2012.01.025

Medicina Clínica

Volume 140, Issue 5, 2 March 2013, Pages 200-206

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Resumen

Fundamento y objetivo

A pesar de los efectos beneficiosos del entrenamiento general en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), algunos estudios han demostrado anomalías funcionales y biológicas en sus músculos periféricos. El objetivo de este trabajo fue determinar si un programa de entrenamiento general de elevada intensidad y larga duración modifica los niveles de estrés oxidativo y la estructura de los músculos respiratorios y periféricos de pacientes con EPOC grave, a la vez que mejora su tolerancia al ejercicio y su calidad de vida.

Pacientes y métodos

Estudio multicéntrico (Barakaldo y Varsovia) en el que se reclutaron 25 pacientes con EPOC grave desde dispensarios de Servicios de Neumología. En todos ellos se evaluó la función pulmonar y muscular, la capacidad de ejercicio y la calidad de vida, y se obtuvieron biopsias musculares del vasto lateral e intercostal externo (n = 14) antes y después de un entrenamiento general de elevada intensidad (área rehabilitación respiratoria, 70% carga máxima tolerada en cicloergómetro) y larga duración (10 semanas). En las biopsias se determinaron proteínas oxidadas, antioxidantes y alteraciones estructurales.

Resultados

Tras finalizado el entrenamiento general, sin abandonos, la capacidad de ejercicio y la calidad de vida mejoró en todos los pacientes, mientras que los niveles de estrés oxidativo y la estructura muscular no se modificaron en sus músculos respiratorios y periféricos respecto de la situación basal.

Conclusiones

En pacientes con EPOC grave, el entrenamiento general de elevada intensidad y larga duración mejora su tolerancia al ejercicio y calidad de vida, sin inducir modificaciones en los niveles de estrés oxidativo ni en la estructura de sus músculos respiratorios y periféricos.

Abstract

Background and objective

Despite the beneficial effects of exercise training in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients, several studies have revealed functional and biological abnormalities in their peripheral muscles. The objective was to determine whether exercise training of high intensity and long duration modifies oxidative stress levels and structure of respiratory and peripheral muscles of severe COPD patients, while also improving their exercise capacity and quality of life.

Methods

Multicenter study (Warsaw and Barakaldo) in which 25 severe COPD out-patients were recruited from the COPD clinics. In all patients, lung and muscle functions, exercise capacity (walking test and cycloergometer) and quality of life (QoL) were assessed, and open muscle biopsies from the vastus lateralis and external intercostals (n = 14) were obtained before and after an exercise training program of high intensity (respiratory rehabilitation area, 70% maximal tolerated load in a cycloergometer) and long duration (10 weeks). Oxidative stress and muscle structural modifications were evaluated in all muscle biopsies using immunoblotting and immunohistochemistry.

Results

In all patients, after the training program, without any drop-outs, exercise capacity and QoL improved significantly, whereas oxidative stress, muscle damage and structure were not modified in their respiratory or limb muscles compared to baseline.

Conclusions

In patients with severe COPD, exercise training of high intensity and long duration significantly improves their exercise capacity and QoL, without inducing significant modifications on oxidative stress levels or muscle structure in their respiratory or peripheral muscles. These results may have future clinical therapeutic implications.

Section snippets

Introducción

En la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) grave, la disfunción muscular es una de las manifestaciones sistémicas más importantes de los pacientes, dado el impacto que tiene sobre su capacidad de ejercicio y calidad de vida. Se ha puesto de manifiesto que mecanismos como la inflamación sistémica, la hipoxia, la presencia de comorbilidades, la inmovilización, el tabaco y el estrés oxidativo, entre otros, desempeñan un papel relevante en la etiopatogenia de la disfunción muscular de los

Pacientes

Se reclutaron 25 pacientes con EPOC grave¹² y en fase estable (ninguna exacerbación en los 3 meses previos a la inclusión) desde los dispensarios de Neumología. Se trata de un estudio no controlado, en el que se han seguido las guías TREND y STROBE para estudios no aleatorizados, longitudinales con intervención13, 14. Los criterios de exclusión fueron: alcoholismo crónico y enfermedad neoplásica, neuromuscular, endocrina, psiquiátrica u ortopédica grave, y pacientes bajo tratamiento que pudiera

Características clínicas y funcionales

Se presentan los resultados correspondientes a la totalidad de pacientes reclutados en el estudio, dado que no se produjo ningún abandono en ninguna de las fases del mismo. Las características de los pacientes, su estado nutricional, los datos de función pulmonar y muscular se muestran en la tabla 1. No se observaron diferencias entre la situación basal y la postentrenamiento para ninguna de las variables analizadas. Los pacientes mostraron una composición corporal y fuerza de los músculos

Discusión

En el presente estudio se confirma la hipótesis inicial de que el entrenamiento general de duración prolongada mejora la capacidad de ejercicio máxima y submáxima de pacientes con EPOC grave, así como su calidad de vida, sin inducir modificaciones significativas en los niveles de estrés oxidativo ni en la estructura de sus músculos respiratorios y periféricos. Es posible deducir de estos resultados que el entrenamiento general de las características utilizadas en el presente estudio induce

Financiación

El estudio ha sido subvencionado por ENIGMA in COPD (QLRT-2002-02285), Unión Europea, MTV3-07-1010, 2009-SGR-393 y CIBERES.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

Agradecimientos

Los autores agradecen el soporte técnico recibido por los Srs. Francisco Sánchez y Cristian Llach sobre la identificación de las alteraciones musculares en los músculos de los pacientes.

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Inflammation and oxidative stress in respiratory and limb muscles of patients with severe sepsis
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El estrés oxidativo y la inflamación contribuyen al deterioro de la función contráctil del diafragma observado en modelos animales de sepsis y endotoxemia. En los pacientes con sepsis, no se han evaluado nunca episodios moleculares en sus músculos respiratorios. En este estudio se evaluaron los niveles de estrés oxidativo e inflamación en un músculo respiratorio, el intercostal externo, y de las extremidades, el vasto lateral, de pacientes con sepsis.
En el intercostal externo y vasto lateral de pacientes con sepsis grave y/o shock séptico se determinaron valores de proteínas oxidadas y nitradas, aductos proteicos de malondialdehído y de hidroxinonenal, enzimas antioxidantes catalasa y Mn-superóxido dismutasa, tumor necrosis factor (TNF, «factor de necrosis tumoral»)-α, receptores i y ii del TNF-α, interleucina (IL)-1 e IL-6, marcador panleucocitario CD18, y composición fibrilar mediante Western blot, reacción en cadena de la polimerasa, e inmunohistoquímica.
Respecto de los controles, en los pacientes con sepsis, los niveles de proteínas oxidadas y nitradas estaban aumentados en el vasto lateral, pero no en el intercostal externo, los de enzimas antioxidantes no difirieron, los de citocinas inflamatorias fueron superiores en ambos músculos, y los porcentajes y tamaños de las fibras musculares no mostraron diferencias para ningún músculo entre ambos grupos.
En pacientes con sepsis grave incipiente, la distinta actividad de los músculos respiratorios y de las extremidades puede explicar el patrón diferencial de estrés oxidativo e inflamación observado en los mismos. Estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes para el manejo clínico y terapéutico de estos pacientes.
Oxidative stress and inflammation contribute to the diaphragm contractile dysfunction observed in animal models of sepsis and endotoxemia. In septic patients, molecular events have never been explored in their respiratory muscles. Levels of oxidative stress and inflammation were evaluated in a respiratory muscle, the external intercostal, and a limb muscle, the vastus lateralis, of patients with sepsis.
Levels of oxidized and nitrated proteins, protein adducts of malondialdehyde and hydroxinonenal, antioxidant enzymes catalase and Mn-superoxide dismutase, tumor necrosis factor (TNF)-α, TNF-α receptors i and ii, interleukin (IL)-1 and IL-6, the panleukocyte marker CD18, and fiber type composition were explored using immunoblotting, real time-polymerase chain reaction, and immunohistochemistry in the external intercostal and vastus lateralis of patients with severe sepsis and/or septic shock.
Compared to the controls, in septic patients, levels of oxidized and nitrated proteins were increased in the vastus lateralis, but not in the external intercostal, while those of the antioxidant enzymes did not differ, and the proportions and sizes of the muscle fibers were not significantly different in any muscle between patients and controls.
Differences in activity between the respiratory and limb muscles may account for the differential pattern of oxidative stress and inflammation observed among patients with severe sepsis. These findings may have relevant implications for the clinical and therapeutic management of these patients.
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Características clínicas y funcionales

Discusión

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Conflicto de intereses

Agradecimientos

Arch Bronconeumol

Chest

Med Clin (Barc)

J Clin Epidemiol

Arch Bronconeumol

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