Trening hipoksyjny w rehabilitacji pacjentów po przebytej chorobie COVID-19

AEROBICOVID 

Obecnie prof. Átila Alexandre Trapé na Uniwersytecie w São Paulo (Brazylia) rozpoczął i kontynuuje badania kliniczne podwójnie zaślepione o nazwie AEROBICOVID nad zastosowaniem treningu hipoksyjnego w celu leczenia powikłań po COVID-19. Zakwalifikowani pacjenci to osoby w wieku od 30 do 69 lat, którzy przebyli chorobę COVID-19 ze średnim lub ostrym przebiegiem oraz przystąpili do terapii hipoksją co najmniej 30 dni po przechorowaniu COVID-19, co jest potwierdzone negatywnym testem na obecność wirusa SARS-CoV-2. Po zastosowaniu kryterium wyłączenia (nałogi, ciąża, przewlekłe choroby, stosowanie leków supresyjnych) pacjenci zostali losowo przydzieleni do 4 grup badawczych: 

1. Trening w normoksji, odpoczynek w normoksji. 
2. Trening w hipoksji, odpoczynek w hipoksji.
3. Trening w normoksji, odpoczynek w hipoksji. 
4. Grupa kontrolna bez treningu w normoksji. 

Dotychczasowe badania dotyczące molekularnych podstaw odpowiedzi komórkowej na hipoksję, sugerują wysoce obiecujący potencjał zastosowania metody opartej na wykorzystaniu umiarkowanej i kontrolowanej hipoksji na fizjologię organizmu człowieka.

Protokół w badaniu AEROBICOVID 

Stworzony protokół w badaniu AEROBICOVID obejmował 8-tygodniowy trening, odbywający się 3 razy w tygodniu i składający się z następujących etapów: na początku, pacjenci odbywali 5-minutową rozgrzewkę, po której odpoczywali przez 3 minuty w warunkach normoksji. Następnie trening właściwy odbywał się w cyklach składających się na 5-minutowy trening na ergonometrze przy wysiłku na poziomie 90-100% LT2 (2 próg mleczanowy) oraz odpoczynku przez 2,5 minuty. W początkowej fazie badania pacjenci powtarzali cykl treningowy 3-krotnie, w połowie badania 4-5-krotnie, a kończąc badanie – 6-krotnie. Grupa trenująca w hipoksji ćwiczyła w warunkach z FiO2 = 13%, używając generatora maseczkowego.

Wstępne wyniki pokazują, po pierwsze i najważniejsze, brak skutków ubocznych zastosowania terapii hipoksją u osób po przebytej chorobie COVID-19, a po drugie poprawę wydolności chorych, poprawę pracy płuc oraz obniżenie poziomów prozapalnych cytokin w krwiobiegu. Precyzując, poziom erytropoetyny wzrósł i utrzymywał się na wyższych poziomach tylko w grupach, które były poddane hipoksji. Co ciekawe, poziom prozapalnych cytokin Interleukina 6 i TNFα (czynnik martwicy nowotworów) obniżył się tylko w grupach, które były poddane hipoksji. Dodatkowo, w grupach poddanych hipoksji zaobserwowano spadek ciśnienia kurczowego (spadek o 5%) oraz rozkurczowego (spadek o 5%). Co więcej, odczuwalny poziom zmęczenia był niższy w grupach trenujących w hipoksji podczas treningu, co jest pozytywnym efektem szczególnie w przypadku osób chorych borykających się z chronicznym zmęczeniem jako long COVID.

Podsumowanie

Reasumując, biorąc pod uwagę obecny stan wiedzy, zastosowanie zindywidualizowanego treningu hipoksyjnego w połączeniu z aktywnością fizyczną o średniej intensywności jest efektywną formą rehabilitacji osób dotkniętych COVID-19.

Piśmiennictwo

1. Koong, A. C., Chen, E. Y., & Giaccia, A. J. (1994). Hypoxia causes the activation of nuclear factor kappa B through the phosphorylation of I kappa B alpha on tyrosine residues. Cancer Research, 54(6), 1425-1430.
2. Eltzschig, H. K., & Carmeliet, P. (2011). Hypoxia and Inflammation. The New England journal of medicine, 364(7), 656-665.
3. Bartels, K., Grenz, A., & Eltzschig, H. K. (2013). Hypoxia and inflammation are two sides of the same coin. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110(46), 18351-18352
4. Bowser, J. L., Lee, J. W., Yuan, X., & Eltzschig, H. K. (2017). The hypoxia-adenosine link during inflammation. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md.: 1985), 123(5), 1303-1320
5. Riegel, A.-K., Faigle, M., Zug, S., Rosenberger, P., Robaye, B., Boeynaems, J.-M., Idzko, M., & Eltzschig, H. K. (2011). Selective induction of endothelial P2Y6 nucleotide receptor promotes vascular inflammation. Blood, 117(8), 2548-2555.
6. Yuan, X., Lee, J. W., Bowser, J. L., Neudecker, V., Sridhar, S., & Eltzschig, H. K. (2018). Targeting Hypoxia Signaling for Perioperative Organ Injury. Anesthesia and Analgesia, 126(1), 308-321
7. Kiers, D., Wielockx, B., Peters, E., Eijk, L. T. van, Gerretsen, J., John, A., Janssen, E., Groeneveld, R., Peters, M., Damen, L., Meneses, A. M., Krüger, A., Langereis, J. D., Zomer, A. L., Blackburn, M. R., Joosten, L. A., Netea, M. G., Riksen, N. P., Hoeven, J. G. van der,  Kox, M. (2018). Short-Term Hypoxia Dampens Inflammation in vivo via Enhanced Adenosine Release and Adenosine 2B Receptor Stimulation. EBioMedicine, 33, 144-156.
8. Hu, C.-J., Wang, L.-Y., Chodosh, L. A., Keith, B., & Simon, M. C. (2003). Differential roles of hypoxia-inducible factor 1alpha (HIF-1alpha) and HIF-2alpha in hypoxic gene regulation. Molecular and Cellular Biology, 23(24), 9361-9374.
9. Richalet, J. P., Bittel, J., Herry, J. P., Savourey, G., Le Trong, J. L., Auvert, J. F., & Janin, C. (1992). Use of a hypobaric chamber for pre-acclimatization before climbing Mount Everest. International Journal of Sports Medicine, 13 Suppl 1, S216-220.
10. Levine, B. D., & Stray-Gundersen, J. (1997). „Living high-training low”: Effect of moderate-altitude acclimatization with low-altitude training on performance. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md.: 1985), 83(1), 102-112.
11. Rodríguez, F. A., Casas, H., Casas, M., Pagés, T., Rama, R., Ricart, A., Ventura, J. L., Ibáñez, J., & Viscor, G. (1999a). Intermittent hypobaric hypoxia stimulates erythropoiesis and improves aerobic capacity. Medicine and Science in Sports and Exercise, 31(2), 264-268.
12. Rodríguez, F. A., Ventura, J. L., Casas, M., Casas, H., Pagés, T., Rama, R., Ricart, A., Palacios, L., & Viscor, G. (2000). Erythropoietin acute reaction and haematological adaptations to short, intermittent hypobaric hypoxia. European Journal of Applied Physiology, 82(3), 170-177.
13. Casas, M., Casas, H., Pagés, T., Rama, R., Ricart, A., Ventura, J. L., Ibáñez, J., Rodríguez, F. A., & Viscor, G. (2000). Intermittent hypobaric hypoxia induces altitude acclimation and improves the lactate threshold. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 71(2), 125–130
14. Gangwar, A., Pooja, Sharma, M., Singh, K., Patyal, A., Bhaumik, G., Bhargava, K., & Sethy, N. K. (2019). Intermittent normobaric hypoxia facilitates high altitude acclimatization by curtailing hypoxia-induced inflammation and dyslipidemia. Pflügers Archiv – European Journal of Physiology, 471(7), 949-959.
15. Nakada, Y., Canseco, D. C., Thet, S., Abdisalaam, S., Asaithamby, A., Santos, C. X., Shah, A. M., Zhang, H., Faber, J. E., Kinter, M. T., Szweda, L. I., Xing, C., Hu, Z., Deberardinis, R. J., Schiattarella, G., Hill, J. A., Oz, O., Lu, Z., Zhang, C. C., … Sadek, H. A. (2017). Hypoxia induces heart regeneration in adult mice. Nature, 541(7636), 222-227.
16. Zhu, L.-L., Zhao, T., Li, H.-S., Zhao, H., Wu, L.-Y., Ding, A.-S., Fan, W.-H., & Fan, M. (2005). Neurogenesis in the adult rat brain after intermittent hypoxia. Brain Research, 1055(1–2), 1-6.
17. Tsai, Y.-W., Yang, Y.-R., Sun, S. H., Liang, K.-C., & Wang, R.-Y. (2013). Post ischemia intermittent hypoxia induces hippocampal neurogenesis and synaptic alterations and alleviates long-term memory impairment. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 33(5), 764–773

Rycina opracowana na podstawie:

Neuman D. (2019). A Review of Using Hypoxia as a Therapeutic Modality : Developing Intermittent Hypoxia-Hyperoxia Conditioning Protocol Guidelines for Surgical CABG Patients. Thesis for: Master of Science in Perfusion. Milwaukee School of Engineering

dr Ewelina Krzywińska,
dr Michał Sobecki 
Uniwersytet Zuryski, Instytut Anatomii Wydziału Lekarskiego,
naukowcy w grupie badawczej „Hypoxia in Immunity,
Angiogenesis and Tissue Remodeling”.

Galeria