Porucha funkce svalů dolních končetin v průběhu chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN)

Souhrn

Svalové atrofie s dysfunkcí vznikající v průběhu chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN) byly považovány za nevýznamnou komplikaci, aniž se blíže pátralo po jejich příčině. Teprve v posledních letech se pomalu objasňuje jejich původ a hledají se cesty, jak omezit jejich nepříznivé následky. Ukazuje se, že není jiné úspěšnější cesty než absolvování komplexních rehabilitačních programů s následnou trvalou pohybovou aktivitou (PA) po zbytek života. Tím se zvýší nebo udrží oxidativní enzymatická kapacita velkých svalových skupin dolních končetin a umožní účelnější využívání snížené dodávky kyslíku. Rehabilitační programy v trvání nejméně 8 týdnů přinášejí dlouhodobý efekt a zvýší významně kvalitu života nemocných s CHOPN.

Klíčová slova:
CHOPN, pohybová aktivita, dysfunkce svalů, rehabilitační programy.

Úvod

CHOPN představuje v současnosti, jak ukazuje „Světová strategie pro diagnostiku a prevenci CHOPN“ z roku 2006, u nás třetí až čtvrtou příčinou úmrtí (1). Patří ke chronickým onemocněním vyžadujícím obtížné a nákladné léčení, s opakovanou hospitalizací, s dlouhodobým omezením pohybové aktivity (PA) a potřebou péče okolí.

I když CHOPN postihuje a omezuje především plicní funkce, prvním a výrazným příznakem je často pokles PA vyvolaný únavou velkých svalových skupin dolních končetin. Stupeň tohoto omezení se zvyšuje s probíhajícím postižení dýchacího ústrojí. Podobné příznaky se však mohou objevit i u některých nemocných s lehčím průběhem.

Brzy nastupující svalová únava, jako nedílná součást obrazu onemocnění, byla vysvětlována různými mechanismy, nejčastěji současnou trvalou hypoxií, inaktivitou nebo i podáváním některých léků, apod. Avšak již v roce 1992 Kylian aj. upozornili na to, že narůstající neschopnost vytrvalostní pohybové zátěže nelze vysvětlit pouze plicní nedostatečností, ale že na vzniku spolupůsobí i další faktory. Důkazem toho je nízká korelace mezi hodnotami FEV1, inspirační kapacitou na straně jedné a tolerancí na zátěž na straně druhé (2). V posledních letech několik objevných studií prokázalo, že dysfunkce velkých kosterních svalů dolních končetin vzniká a narůstá vlivem atrofie oxidativních svalových vláken I. typu. Důsledkem poklesu počtu těchto vláken je snížení aktivity oxidativních enzymů, omezení kapilární sítě, přetrvávání zánětlivých změn a zvyšující se apoptóza (3).

Mechanismy vzniku svalové atrofie u CHOPN

Mechanismy vyvolávající tyto nepříznivé změny ve svalech nejsou dosud podrobně známé, a proto se ve výkladu vychází pouze z omezených informací. Ukazuje se, že tento typ svalové atrofie provází nebo úzce souvisí se zvýšením zvláštního typu proteinu atrog-1, (MuRF1 mRna a FoxO-1), který se nachází hlavně v m. quadriceps femoris. Zde vzniká nerovnováha mezi rozpadem a novotvorbou svalových bílkovin za současného působení proteinkinázy (AKT), která má být mediátorem regulujícím vznikající atrofie nebo i současné hypertrofie. V aktivní formě blokuje AKT tvorbu bílkovin.

Douced a kol. ve své studií srovnali změny svalových bílkovin u zdravých mužů a u nemocných s CHOPN (4). Docházejí k závěru, že u nemocných s CHOPN je zvýšené riziko svalové atrofie, jejíž mechanismus závisí na produkci dvou faktorů,a sice:

• atroginu-1, a 
• MuRF-1.

Oba tyto faktory jsou řízeny bílkovinami buněčného jádra za současné aktivace fosforylované AKT. Výsledky působení jsou rozdílné, u nemocných s nedostatkem svalové hmoty převládá atrofie, u těch, kteří mají její dostatek, se spíše objevuje hypertrofie. Není zatím jasné, proč přetrvává atrofie, ačkoli současně jsou přítomny faktory i podmínky podporující hypertrofii (5, 6, 7). Tyto procesy současně výrazně negativně ovlivňuje i podávání kortikoidů.

Protože současně nenávratně ubývá červených oxidativních vláken, relativně vzrůstá podíl rychlých vláken získávajících energii glykolytickou fosforylací, při které se produkuje laktát. Dochází tak k posunu v získávání energie probíhající různou rychlostí od oxidativního ke glykolytickému. Podle posledních údajů jediným nebo jedním z mála prostředků, které mohou zastavit nebo zpomalit úbytek oxidativních vláken, je PA. Proto se stává rehabilitace a PA významnou součástí terapie (5).

Protože snížení aerobní kapacity je součástí obrazu CHOPN, na získávání energie se více účastní glykolytická fosforylace, jejímž produktem je laktát. Ten – přinejmenším z rychlých glykolytických vláken – je za normálních okolností převážně metabolizován přímo v sousedních oxidativních vláknech. Snížení pH krve vyvolané vyšším podílem transportu laktátu krví s nemožností podílet se na pufrování vodíkových protonů přímo ve svalové tkáni způsobuje nebo se významně spoluúčastní na vzniku dušnosti a zvýšeného pocitu svalové únavy. Snížená výkonnost a bolesti v lýtkových svalech při chůzi mohou být mezi prvními příznaky vzniku CHOPN (1).

Plicní rehabilitace nemůže přímo kladně ovlivnit mechaniku dýchání a výměnu plynů, ale může podnítit vytvoření adaptace na zátěž, a tím zlepšit funkci jiných tělesných systémů především v oblasti motoriky. Oblastí dosud opomíjenou, která se otevírá tomuto působení, jsou velké svalové skupiny dolních končetin, jejichž biochemický mechanismus je ovlivnitelný pravidelným pohybem střední a vyšší intenzity. Výsledkem je pokles svalové acidózy vyvolávající nižší potřebu ventilace v průběhu srovnatelné zátěže. Tím se zvýší tělesná výkonnost.

Dušnost se též sníží omezením vzniku dynamické hyperinflace, která vzniká při zvýšení ventilace a současném zkrácením doby výdechu. Hyperinflace zvyšuje dechovou práci a únavu dýchacích svalů. Tuto situaci pomáhá adaptace postupně zvládat (8).

Klinické důkazy účinnosti pulmonální rehabilitace

Základní podmínkou těchto změn však je, aby použitá tělesná zátěž měla určitou minimální intenzitu a trvala potřebnou dobu. Názorně to ukazuje pokus Casaburiho (10), kdy dvě skupiny nemocných s CHOPN vydávaly po dobu 12 týdnů trvajícího tréninku na ergometru stejný celkový výkon ve wattech, ale ve dvou intenzitách.

Jedna skupina ve vyšší v podobě 1 W/kg hmotnosti po dobu 20 minut a druhá skupina 0,5 W/kg po dobu 40 minut.

Ukázalo se, že větší efekt v podobě více než 30% poklesu produkce La, snížení ventilace o 15 % i výdeje VCO₂ byly významné. Skupina s nižší zátěží snížila La jen o 12 %. Znamená to, že existuje určitý práh zatížení, od kterého se objevuje pozitivní efekt rehabilitace (obr. 1). Stanovení tohoto prahu vyžaduje určitou zkušenost i znalosti zátěžové fyziologie. Systematické pokusy ukázaly, že se pohybuje asi mezi 50 a 80 % individuální maximální spotřeby kyslíku (VO₂ max). Při tréninku dvou skupin nemocných s CHOPN, kdy jedna pracovala na úrovni anaerobního prahu (AP) a druhá v intenzitě 50 % VO₂ max, se pokles laktátu objevil pouze u skupiny pracující na úrovni AP, který představuje obvykle intenzitu 60 – 80 %.

Příznivé změny, které může rehabilitace při jejím pravidelném a déle trvajícím uplatnění přinést, lze charakterizovat jako adaptační změny identické se změnami vznikajícími při tréninku zdravých i nemocných osob. Jedná se především o zvýšení schopnosti většího využití kyslíku ve svalech, a proto i nižší potřebu ventilace a produkce CO₂. Vedle toho se rozvíjí ekonomičtější reakce oběhu s poklesem srdeční frekvence jak klidové, tak i pracovní, poklesem TK a ještě řadou dalších faktorů, které se u onemocnění CHOPN méně uplatňují. Důkazem toho je i studie Maltaise a kol. (11), kdy skupina nemocných s CHOPN, jejichž FEV1 byl 36 ± 11 %, cvičila na ergometru v intenzitě svých 80 % VO₂ max po dobu 8 týdnů. Jejich VO₂ max se zvýšil o 10 %, pracovní kapacita vyjádřená ve watech o 30 %, poklesla ventilace, laktát o 15 %, zvýšila se hodnota anaerobního prahu o 18% a nejvíce významně vzrostla enzymatická kapacita oxidativních enzymů citrát syntázy a HA dehydrogenázy (obr. 2).

Dalším z důkazů významu svalové dysfunkce jako hlavní příčiny zhoršujícího se stavu nemocných je pozorování, které přineslo operativní provádění redukce objemu plic. U těch nemocných, kteří před operací úspěšně absolvovali rehabilitační program, byly výsledky operace příznivější než u těch, kteří podstoupili operaci bez rehabilitace (12). Tyto výsledky vyvolaly rozhodnutí zahrnout předoperační rehabilitační program jako nutnou a nezbytnou podmínku operačního výkonu (13).

I když současná moderní terapie zlepšuje stav i vyhlídky nemocného, nemůže docílit zlepšení funkce ireverzibilně postižené plicní tkáně. Různé typy dechové gymnastiky sice bezprostředně sníží obtíže zvýšením expektorace, zklidní ventilaci, léková terapie sníží zánětlivé změny, ale tyto změny jsou pouze dočasné. Naproti tomu poměrně déle vznikající adaptace na tělesnou zátěž je trvalejší a dlouhodobě může zvýšit kvalitu života nemocného. Snížená schopnost příjmu potřebného množství kyslíku poškozenou plicní tkání se, jak ukazují nové studie, kompenzuje větším využitím dodávaného kyslíku ve svalech, vyvolanou zvýšenou aktivitou oxidativních enzymů (8).

Příznivé výsledky byly dokumentovány ve 31 studiích, v 11 z nich, zahrnujících 618 osob (9), byla kvalita života určována podle dotazníku CRQ (14). Zlepšení se hodnotilo podle změn v následujících 4 oblastech:

• dušnosti,
• únavnosti,
• emočních faktorech, a 
• „mastery“, což znamenalo pocit nemocného o průběhu onemocnění.

Zlepšení znamenalo 1,5 až 2,1krát lepší výsledek než u kontrolní skupiny.

V 16 studiích zahrnujících 669 nemocných se projevil kladný výsledek zlepšením tělesné výkonnosti v chůzi za 6 minut v průměru o 48 m. Další studie hodnotily pokles potřeby hospitalizace a dalších nutných zdravotnických opatření, jako počtu návštěv u lékaře, apod. Vliv rehabilitace se projevil také zlepšením psychiky v menším počtu stížností na deprese a poklesem úzkostných stavů. Zlepšila se též samostatnost a sebeobslužnost (8, 12).

Program pulmonální rehabilitace

Problémem zůstává, jak najít způsob, jak tyto, dnes již zcela prokazatelné příznivé výsledky, poskytnout všem, kterým by prospěly. Od prvních studií v sedmdesátých letech (11) až po dnešní dobu se hledaly nejvhodnější formy uplatnění těchto nových forem terapie. V současnosti neexistuje zdravotnický systém, který by všem nemocným poskytl tento druh léčby, nejvýše jen část potřebné populace má možnost ji využít. Evropské i americké odborné společnosti vydaly v roce 1999 a znovu 2005 velmi podrobná a obsáhlá stanoviska, osvětlující současné znalosti i návrhy na léčebné postupy u nemocných s CHOPN (3, 15). Dle těchto doporučení by měl být rehabilitační program zahájen většinou v průběhu pobytu na odborném oddělení nemocnice nebo odborného ústavu či v lázních, kdy se nemocný naučí a získá zkušenosti s vlastní pohybovou aktivitou. Naučí se kontrolovat intenzitu i hodnotit vyvolanou reakci.

Po propuštění, kdy cvičí sám doma, může být ve cvičení dále řízen tak, že dochází na pravidelné kontroly. Je možno též využívat nově otevíraná rehabilitační zařízení, která podle indikace a předpisu lékaře, mohou vést cvičení dále. Zatím není jasné, zda je, či bude povinností nemocenského pojištění tuto péči hradit, nebo na ni přispívat, nebo zda si ji musí nemocný alespoň zčásti hradit sám. Celý tento proces však musí řídit odborný lékař, nejlépe pneumolog, který má zkušenosti s pohybovou terapií a který je schopen posoudit objektivně zátěžovým vyšetřením pracovní kapacitu nemocného. Kontrolu správnosti pohybové terapie může průběžně provádět zkušený rehabilitační pracovník nebo vyškolená sestra.

Indikace ke cvičení se většinou opírá o doporučenou klasifikaci GOLD (tab. 1), kde hodnota FEV1 není jediným ukazatelem (1). První skupina s mírným průběhem má větší pohybové možnosti, zatímco čtvrtá vyžaduje speciální péči a většinou podporu inhalací kyslíkové směsí heliox. Vyloučeni z této terapie jsou ti nemocní, kteří jsou neschopni samostatně chodit, ať již z důvodů ortopedického či neurologického postižení, dále trpící nestabilní angínou pectoris či mají jinou kontraindikaci z důvodu oběhových poruch.

Některé programy doporučují cvičení 3krát týdně v celkovém trvání 2 až 3 hodiny, celý program má trvat asi 6 až 12 týdnů, přičemž se uznává, že delší program přinese trvalejší efekt. Program obsahuje i úpravu výživy, pokud je nutné, pak i odnaučení kouření a některé další edukační aktivity jako odkašlávání a odstraňování hlenů. Nejčastěji se doporučuje trvání programu 8 týdnů, kdy se již dosáhne měřitelných kladných výsledků.

Tato doporučení poněkud přehlížejí skutečnost, že nestačí jen absolvovat program. Naopak program by měl být chápán jako začátek nebo instruktáž k dlouhodobé a v podstatě trvalé pohybové aktivitě. Přerušení nebo zanechání cvičení znamená po určité době ztrátu adaptace a pak je nutné začít od začátku znovu. Po jednoduchém programu trvajícím 7 týdnů, kdy po skončení měli nemocní pokračovat v pravidelné rychlejší chůzi, bylo možno zlepšené hodnoty 6 minutového testu chůzí u většiny účastníků pozorovat ještě po 12 měsících (16, 24).

Podstatnou částí cvičení je aerobní trénink v podobě chůze, jízdě na ergometru či chůze běhátku. Doporučovaná intenzita se pohybuje okolo 60 % maximální zátěžové tolerance, která se nejsnáze vyjádří změřením maximální spotřeby kyslíku (VO₂ max). Pro srovnání s referenčními hodnotami zdravé populace se spotřeba přepočítává na kg hmotnosti za minutu.

Intervalový trénink je oblíbenou formou cvičení, zvláště u nemocných se sníženou vytrvalostí. Celá cvičební lekce se rozdělí na krátké jedno až dvou minutové zátěže vyšší intenzity asi 80–90 %, které se střídají se stejně trvajícím zotavením. Snižuje se potřebná ventilace, protože během těchto zátěží se nestačí kumulovat laktát. Celkové množství vykonané práce se významně zvyšuje o 30 až 60%. Tento způsob tréninku se používá nejen u jiných nemocných, ale i při tréninku sportovců (obr. 3).

Součástí programu je na druhém místě i odporové cvičení, které nejen zvýší sílu ochablých svalů, ale jak ukázaly studie, může u seniorů pomoci s regenerací oxidativních vláken. Tento jev byl pozorován pouze u starších, nikoli u mladých osob. Odporový trénink se provádí na posilovacích strojích nebo s vahou vlastního těla, a to tak, že jsou při něm přes podstatnou silovou složku svaly vždy v pohybu. Většina cviků jde přes dva velké klouby a střídají se cviky postupně posilující různé svalové skupiny.

K optimální adaptaci ve smyslu vzestupu svalové síly a svalové hmoty je důležité kombinovat koncentrickou i excentrickou kontrakci svalovou, tedy takovou, kdy sval klade odpor protahování. Excentrická kontrakce je ale méně chráněná fyziologickou centrální únavou, a proto vzniká riziko přetížení svalu se známkami svalové nekrózy a vzestupu mediátorů zánětu. Adaptační proces, obdobně jako u vytrvalostní zdatnosti, je závislý do značné míry na vstupní zdatnosti trénovaného. Během několikaměsíčního programu lze dosáhnout zlepšení silového výkonu v rozmezí od 40 do 60 % u oslabeného jedince. U netrénovaného je větší část zlepšení důsledkem lepší koordinace stahu motorických jednotek zatěžovaných svalů. Zatímco molekulárně biologické testy dokáží zachytit první adaptační změny již po hodinách tréninku, klinicky významná svalová hypertrofie nastává až po více než měsíci tréninku.

Aerobní trénink doplněný odporovým cvičením se pokládá za metodu podloženou důkazy, která má měřitelné efekty vyjádřené ve snížení nutnosti hospitalizace, zvýšení kvality života i pracovní kapacity, a tím i snížení nákladů na léčení. Tyto požadavky však neplní další část rehabilitace, nazývanou nepřesně dechová gymnastika, dechová cvičení nebo trénink dýchacích svalů. Některá oficiální stanoviska je již neuvádějí jako potřebná. Praxe však ukazuje, že některé metodiky jsou v určitých indikacích účelné a přinášejí nemocným sice ne trvalou, ale vítanou přechodnou úlevu. Jsou to hlavně techniky zvyšující odstraňování hlenů, jako PEP metoda, dýchání proti odporu, často spontánně používaný výdech zúženými rty, který zvyšuje dechový objem, podporuje výdech pomocí břišních svalů i zvyšuje saturaci. Dále lokalizované dýchání, kdy se pokoušíme vyvolat dýchací pohyby v nedýchající části plic.

Tyto metody se zvláště uplatňují u ležících nemocných, kdy pouhé zvýšení mrtvého prostoru pomocí dýchání do trubice v délce asi 30 cm několikrát denně může zvýšit ventilaci o 10–20 l/min a částečně nahradit rehabilitační péči, která u těchto nemocných chybí (3, 15). Při velké dušnosti a u těžších stavů pomáhá významně ventilace podporovaná pozitivním tlakem (19).

Někteří autoři doporučují speciální trénink inspiračních svalů, především bránice. V podstatě se provádí normokapnická hyperpnoe pomocí některých zařízení zvyšujících odpor při vdechu. Tato metoda se v praxi se příliš neosvědčila a její používání je většinou výjimečné. V každém případě jsou metody zvyšující ventilaci pomocí celkové tělesné aktivity nejen fyziologičtější, ale i podstatně efektivnější (20, 21).

V současnosti ještě probíhá diskuse, zda je pohybová terapie vhodná pro všechny nemocné, ať již s mírným postižením v první skupině nebo i ve čtvrté, kteří mají vážné problémy s pohybovou aktivitou. Obsáhlá studie provedená Berrym prokázala, že proporcionální zlepšení lze očekávat u nemocných všech skupin, jestliže je rehabilitace prováděna důsledně (22). Na druhé straně byly publikovány i studie, které uvádějí, že ne všichni nemocní mohou očekávat klinické zlepšení, protože asi 30 % z nich na tuto terapii nereaguje. Jestliže se použije jako kritérium zlepšení vzestup spotřeby kyslíku, je toto číslo ještě vyšší. Ovšem VO₂ max je jistě vynikajícím souhrnným ukazatelem stavu tělesné zdatnosti, který je ovlivněn řadou složitých fyziologických mechanismů, takže jeho výsledná hodnota nemusí být ve všech případech jednoznačná. Může se stát, že funkční stav nemocného se zlepší, aniž by se tato hodnota podstatně změnila. Bezprostřední stav možnosti uvolňování energie oxidativně spíše signalizuje pokles kumulace laktátu.

Na léčbu pohybem dobře reagují nemocní, kteří trpí svalovou slabostí a kteří současně mají i dostatečnou dechovou rezervu. To, že se neobjeví objektivně hodnotitelné ukazatele u cvičícího nemocného neznamená, že je tato terapie bez vyhlídek na úspěch. Trooster (23) zlepšil kvalitu života léčbou pohybem u nemocných špatně na ni reagujících téměř ve stejné míře jako u dobře reagujících se zlepšenými objektivními ukazateli.

Do této doby nebyly uveřejněny žádné údaje, které by popisovaly negativní působení nebo rizika léčby pohybem. Občasné úrazy dolních končetin souvisejí spíše s jinými poruchami charakterickým pro vyšší věk než s respirační rehabilitací. U astmatiků se může objevit pozátěžový bronchospasmus, kterému lze předejít použitím bronchodilatačních léků. Nemocní s CHOPN mají však vyšší riziko oběhových poruch než zdravá populace stejného věku, je proto doporučeníhodné, provést před zařazením do programu u nemocných s ischemickou chorobou srdeční zátěžový test.

Bylo zjištěno, že nemocní s vyšší PA čerpají méně peněz ze zdravotnických pojišťoven, než ti, jejichž aktivita je nízká. Je možné vést teoretické úvahy o příčinách a následcích, ale vyšší aktivita je současně spojena i s nižším rizikem předčasného úmrtí. Je možné, že i zvýšená aktivita v programu může současně snížit spontánní aktivitu běžného všedního dne. Problémem je, jak udržet aktivitu i po skončení programu, protože její přerušení vyvolá pokles získaných kladných efektů. Jediným řešením, a to i v bohatých státech, je cesta individuálního přesvědčení nemocného pokračovat v PA sám za občasné kontroly lékaře.

Závěr

Závěrem lze pouze konstatovat, že současná péče o nemocné s CHOPN musí obsahovat určitou formu pohybové terapie, a není problémem, zda má, či nemá pacient cvičit, ale pouze kolik a jak. Spolehlivou orientaci o jeho současné výkonnosti poskytne správně provedený stresový test na ergometru, méně spolehlivý je 6 minutový test chůze. Pacient se zařadí do programu trvajícího nejméně 8 týdnů. Vedle adaptace, kterou za tuto dobu nemocný získá, se naučí žít s větší dávkou jednoduché PA, která by jej měla provázet v dalším životě.

prof. MUDr. Miloš Máček, DrSc.

Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství 2. LF FN Motol

V úvalu 84

150 00 Praha 5