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:
- Trening w normoksji, odpoczynek w normoksji.
- Trening w hipoksji, odpoczynek w hipoksji.
- Trening w normoksji, odpoczynek w hipoksji.
- 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
- 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.
- Eltzschig, H. K., & Carmeliet, P. (2011). Hypoxia and Inflammation. The New England journal of medicine, 364(7), 656-665.
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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