CC BY
0
Хроническая обструктивная болезнь легких
DOI: 10.24412/2409-6636-2024-13072
Влияние тренировки дыхательной мускулатуры на течение хронической обструктивной болезни легких
Н.Н. Мещерякова
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - гетерогенное заболевание, не только поражающее легкие, но и затрагивающее другие органы и системы, поэтому в ведение пациентов входит как медикаментозная терапия, так и методы респираторной реабилитации. Эффективность дыхательных тренировок как одного из методов респираторной реабилитации при лечении ХОБЛ продемонстрирована и доказана в нескольких систематических обзорах, но обзора по систематизации полученных данных нет. В настоящей статье представлен последний обзор по влиянию тренировки дыхательных мышц на течение ХОБЛ с попыткой систематизировать полученные данные для возможного создания четких клинических рекомендаций, показывающий как недостатки в проведенных исследованиях, так и положительную реакцию при ведении ХОБЛ. Кроме того, приведены собственные опубликованные данные по применению тренировки дыхательных мышц.
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, дыхательные тренажеры, респираторная (легочная) реабилитация, дыхательные тренировки.
Введение
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - гетерогенное легочное заболевание, характеризующееся рядом хронических респираторных симптомов (одышка, кашель, отхожде-ние мокроты, воспаление) вследствие абнормаль-ного воспаления дыхательных путей (бронхит, бронхиолит) и/или альвеолярного повреждения (эмфизема), которые вызывают персистирую-щую, часто прогрессирующую обструкцию дыхательных путей. Кроме того, сопутствующую хроническому воспалению коморбидность, часто встречающуюся у пациентов с ХОБЛ, такую как патология сердечно-сосудистой системы, дисфункция дыхательной и скелетной мускулатуры, метаболический синдром, остеопороз, депрессия, тревога, когнитивные нарушения и рак легких, следует активно выявлять и лечить, так как она влияет на состояние здоровья пациента, частоту госпитализаций и смертность независимо от тяжести ХОБЛ [1].
Учитывая процессы, происходящие в легких, коморбидность заболевания, ведение пациентов с ХОБЛ включает в себя не только медикаментозные методы лечения (назначение бронхоли-
Наталья Николаевна Мещерякова - канд. мед. наук, доцент кафедры пульмонологии ФДПО ФГАОУ ВО "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Минздрава России, Москва.
Контактная информация: m_natalia1967@inbox.ru
тиков и возможное использование ингаляционных глюкокортикостероидов и муколитиков), но и немедикаментозные методы, входящие в программу респираторной, или легочной, реабилитации. Легочная реабилитация - это комплексная программа лечения пациентов с ХОБЛ, заключающаяся в разработке индивидуальной схемы терапии, основанной на оценке общего состояния пациента [2]. Дыхательные упражнения являются важной частью глобальной программы реабилитации, включающей тренировку дыхательных мышц, диафрагмальное дыхание, дыхание через сомкнутые губы и дыхательные упражнения [3]. По сравнению с методами тренировки, используемыми в программах легочной реабилитации, тренировка дыхательных мышц проста в применении, не имеет ограничения по месту проведения, является необходимой для улучшения работы респираторной системы и может значительно повысить приверженность пациентов к реабилитационным программам.
Работа дыхательных мышц у пациентов с ХОБЛ
Одним из главных элементов работы дыхательного аппарата является слаженная работа дыхательной мускулатуры. Нарушение работы дыхательных мышц приводит к возникновению одышки, снижению переносимости физической нагрузки, развитию гиповентиляции, дыхательной недостаточности, гипоксии и гиперкапнии
[4, 5]. Дыхательные мышцы относятся к скелетным поперечнополосатым мышцам и делятся на инспираторные (основные и вспомогательные) и экспираторные мышцы. К инспираторным мышцам относятся в первую очередь диафрагма, наружные межреберные и парастернальные внутренние межхрящевые мышцы - основные, а также вспомогательные мышцы - лестничные, гру-дино-ключично-сосцевидные, трапециевидная, большая и малая грудинные мышцы. Все инспи-раторные мышцы являются активными и отвечают за вдох.
Экспираторную группу мышц составляют абдоминальные (внутренняя и наружная косые, прямая и поперечные мышцы живота) и внутренние межреберные мышцы. Экспираторная группа мышц является пассивной.
Дисфункция дыхательной мускулатуры у больных ХОБЛ имеет несколько причин. Одна из них связана с изменением геометрии мышц, при котором возникает дисбаланс между нагрузкой на дыхательные мышцы и объемом дыхательной мускулатуры. Дисбаланс в дыхательной мускулатуре усиливает одышку и приводит к разрыву афферентных и эфферентных связей, которые играют важную роль в регуляции функции легких [6, 7]. Гиперинфляция легких как следствие дыхательной недостаточности является одной из главных причин дисфункции дыхательных мышц и вызывает уплощение диафрагмы. Такая диафрагма имеет меньшую длину и поэтому развивает меньшую силу и работает в невыгодных условиях с точки зрения механики [7]. При ХОБЛ дисфункция дыхательной мускулатуры является наиболее выраженной. Это связано со снижением силы и выносливости инспиратор-ных мышц [8-10]. Слабость дыхательных мышц можно диагностировать путем измерения максимального давления на вдохе и выдохе. Слабость дыхательных мышц усугубляет гиперкапнию и одышку, приводит к десатурации в ночное время и ухудшению физических возможностей больного [4, 11-13]. Показано, что во время физической нагрузки больные ХОБЛ используют большую часть своего максимального инспираторного давления, чем здоровые люди, во многом из-за увеличения нагрузки на инспираторные мышцы за счет динамической гиперинфляции. Кроме того, повышение системного сосудистого сопротивления по мере увеличения нагрузки на диафрагму приводит к перераспределению крови из периферических мышц к диафрагме и синдрому обкрадывания скелетных мышц [14]. Поэтому улучшение работы дыхательной мускулатуры является важной частью реабилитационных программ.
Обзорное исследование по реабилитации, включающее тренировку дыхательной мускулатуры
В последние годы в достаточном количестве исследований было доказано, что тренировка дыхательных мышц может значительно улучшить функцию легких, уменьшить одышку, повысить толерантность к физической нагрузке, тем самым улучшая качество жизни пациентов с ХОБЛ. Однако результаты исследований довольно противоречивы, что не позволяет стандартизировать подходы к методам дыхательных тренировок. В своих исследованиях D. Langer et al. и R.P. Bas-so-Vanelli et al. доказывают, что тренировки ин-спираторных мышц улучшают силу и выносливость дыхательных мышц, способствуют уменьшению одышки и повышению толерантности к физической нагрузке у больных ХОБЛ [15, 16]. В свою очередь, R.I.N. Figueiredo et al. обнаружили, что тренировка инспираторных мышц повышает их силу, улучшает функциональные способности и легочную функцию без изменения одышки и качества жизни пациентов с ХОБЛ [17]. В связи с наличием множества исследований по применению различных дыхательных тренировок у пациентов с ХОБЛ Y. Li et al. в 2022 г. был проведен систематический обзор [18]. По сути, это первый обзор, целью которого было критически оценить качество представленных исследований, провести объективную и всестороннюю оценку эффективности дыхательных упражнений при ХОБЛ, чтобы обеспечить научную основу для клинических рекомендаций. Для проведения обзорного метаанализа использовали самые современные статистические методы обработки данных, представленных в MEDLINE (PubMed), Cochrane Library, Chinese Biological Medicine и др. Были изучены данные 7 публикаций [19-25].
Результаты метаанализа показали, что включенные в исследования данные имели некоторые недостатки в отчетности, в протоколах исследований, системах исключения из исследования. Анализ полученных результатов и их обсуждение не обеспечивали исключения предвзятости и возможных конфликтов интересов. При системном анализе было выявлено, что общее качество доказательной базы в исследованиях являлось фактором понижения рейтинга достоверности полученных результатов. Кроме того, все исследования были по-разному стандартизированы, что влияет на оценку общего качества полученных результатов. Тем не менее во всех исследованиях было отмечено, что тренировки дыхательных мышц оказывают влияние на состояние пациентов с ХОБЛ. Во всех 7 исследованиях, включенных в обзор, было выявлено повышение
физической выносливости у пациентов с ХОБЛ на фоне дыхательных тренировок, в 6 исследованиях - значительное улучшение выносливости пациентов, в 5 исследованиях - улучшение функциональных показателей легких, в 4 исследованиях - достоверное улучшение качества жизни пациентов, а в 3 исследованиях - возможное улучшение качества жизни. Тренировки дыхательных мышц могут не только улучшать работу инспираторной и экспираторной мускулатуры, но и способствовать уменьшению одышки, повышению толерантности к физической нагрузке, улучшению физической формы, влиять на установление эффективного паттерна дыхания, а также могут быть связаны с профилактикой и уменьшением дыхательной недостаточности, нарушения функции организма вследствие гипоксии. Все проведенные исследования показали, что приверженность к тренировкам дыхательных мышц может в определенной степени задерживать прогрессирование заболевания [18].
Тренировка дыхательной мускулатуры при помощи дыхательных тренажеров
Нами также проводились исследования по влиянию тренировки дыхательных мышц на течение ХОБЛ. Одно из исследований, опубликованное еще в 2006 г., было посвящено влиянию тренировки дыхательных мышц с помощью ин-спираторных и экспираторных тренажеров у пациентов с ХОБЛ [26]. После рандомизации в исследование вошло 45 больных тяжелой и крайне тяжелой ХОБЛ, средний возраст которых составлял 63,8 ± 6,5 года. Пациенты были разделены на 3 группы по 15 человек в каждой. В 1-й группе проводилась базисная терапия согласно тяжести заболевания. Во 2-й группе к базисной терапии была добавлена тренировка с использованием дыхательных тренажеров Threshold PEP и Threshold IMT. В 3-й группе к базисной терапии были добавлены методы физической тренировки, включающие дыхательные упражнения, тренировку верхней и нижней групп мышц при помощи гантелей, спортивных палок и тредмила. Исследование проводилось в течение 3 мес. Во время визитов оценивали качество жизни пациентов по MOS SF-36 (36-Item Short Form Survey - краткий вопросник из 36 пунктов), функциональные изменения в легких, показатели теста с 6-минутной ходьбой и одышку по шкале mMRC (Modified Medical Research Council Dyspnea Scale - модифицированная шкала одышки Совета по медицинским исследованиям Великобритании). По результатам исследования, во 2-й и 3-й группах на фоне проведенных тренировок достоверно улучшились все критерии качества жизни. Увеличилась сила ин-
спираторных мышц: в 1-й группе - на 7,38% (p < 0,05), во 2-й группе - на 11,13% (p < 0,01), в 3-й группе - на 11,26% (p < 0,001). Что касается экспираторной мускулатуры, то в 1-й и 3-й группах отмечался прирост ее силы примерно на 10%, однако более выраженный прирост - на 20,09% (p < 0,05) был выявлен во 2-й группе с использованием дыхательных тренажеров. Одышка достоверно уменьшилась во всех группах, но наиболее выраженно - в 3-й группе с физической тренировкой (прирост на 2,25 балла по шкале mMRC; p < 0,001). Во всех группах улучшились показатели теста с 6-минутной ходьбой и функциональные показатели легких. Без сомнения, в данном исследовании группа изучения достаточно мала, но все последующие исследования продемонстрировали, что применение дыхательных тренажеров улучшает показатели функции легких и важно для уменьшения симптомов ХОБЛ.
Заключение
Независимо от модальности дыхательных упражнений, рассмотренных в обзоре Y. Li et al. [18] и использованных нами в клинических наблюдениях и исследованиях, все они оказывают определенное положительное влияние на течение ХОБЛ. Как проведение дыхательных упражнений вместе с физической тренировкой, так и тренировка дыхательных мышц, в первую очередь инспираторных, являются необходимыми составляющими программы легочной реабилитации и ведения пациентов с ХОБЛ. Исключением для применения дыхательных тренажеров может быть только буллезная эмфизема легких, опасная возникновением пневмоторакса. У этой группы пациентов создаваемое тренажером давление, которое должен преодолеть пациент для тренировки дыхательной мускулатуры, может оказаться чрезмерным и привести к пневмотораксу. Однако у таких пациентов можно эффективно использовать различные дыхательные упражнения [27]. В любом случае все проведенные метаанализы последних лет доказывают эффективность тренировки дыхательных мышц, и в реабилитационной программе для пациентов с ХОБЛ она должна быть на первом месте [28].
Список литературы
1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global strategy for the diagnosis, management and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. 2023 report. Available from: https://goldcopd.org/2023-gold-report-2/ Accessed 2024 Apr 11.
2. Spruit MA, Singh SJ, Garvey C, ZuWallack R, Nici L, Rochester C, Hill K, Holland AE, Lareau SC, Man WD, Pitta F, Sewell L, Raskin J, Bourbeau J, Crouch R, Franssen FM, Casa-buri R, Vercoulen JH, Vogiatzis I, Gosselink R, Clini EM, Effing TW, Maltais F, van der Palen J, Troosters T, Janssen DJ, Collins E, Garcia-Aymerich J, Brooks D, Fahy BF, Puhan MA,
Hoogendoorn M, Garrod R, Schols AM, Carlin B, Benzo R, Meek P, Morgan M, Rutten-van Molken MP, Ries AL, Make B, Goldstein RS, Dowson CA, Brozek JL, Donner CF, Wout-ers EF; ATS/ERS Task Force on Pulmonary Rehabilitation. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: key concepts and advances in pulmonary rehabilitation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2013 Oct;188(8):e13-64.
3. Ubolnuar N, Tantisuwat A, Thaveeratitham P, Lertmaharit S, Kruapanich C, Mathiyakom W. Effects of breathing exercises in patients with chronic obstructive pulmonary disease: systematic review and meta-analysis. Annals of Rehabilitation Medicine 2019 Aug;43(4):509-23.
4. Bégin P, Grassino A. Inspiratory muscle dysfunction and chronic hypercapnia in chronic obstructive pulmonary disease. The American Review of Respiratory Disease 1991 May;143(5 Pt 1):905-12.
5. Roussos CY, Macklem PT. The respiratory muscles. The New England Journal of Medicine 1982 Sep;307(13):786-97.
6. Casaburi R, Patessio A, Ioli F, Zanaboni S, Donner CF, Was-serman K. Reductions in exercise lactic acidosis and ventilation as a result of exercise training in patients with obstructive lung disease. The American Review of Respiratory Disease 1991 Jan;143(1):9-18.
7. Puente-Maestu L, Sánz ML, Sánz P, Ruíz de Oña JM, Rodríguez-Hermosa JL, Whipp BJ. Effects of two types of training on pulmonary and cardiac responses to moderate exercise in patients with COPD. The European Respiratory Journal 2000 Jun;15(6):1026-32.
8. Гриппи М.А. Патофизиология легких. Пер. с англ. под ред. Наточина Ю.В. М.: Бином; 2008. 327 с.
9. Jolley CJ, Moxham J. A physiological model of patient-reported breathlessness during daily activities in COPD. European Respiratory Review 2009;18(112):66-79.
10. Decremer M, Demedts M, Rochette F, Billiet L. Maximal transrespiratory pressures in obstructive lung disease. Bulletin Européen de Physiopathologie Respiratoire 1980 Jul-Aug;16(4):479-90.
11. Rochester DF, Braun NM. Determinants of maximal inspiratory pressure in chronic obstructive pulmonary disease. The American Reviews of Respiratory Disease 1985;132(1):42-7.
12. Perez T, Becquart LA, Stach B, Wallaert B, Tonner AB. In-spiratory muscle strength and endurance in steroid-dependent asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 1996 Feb;153(2):610-5.
13. Killian KJ, Jones NL. Respiratory muscles and dyspnea. Clinics in Chest Medicine 1988 Jun;9(2):237-48.
14. Hamiltin AL, Killian KJ, Summers E, Jones NL. Muscle strength, symptom intensity, and exercise capacity in patients with cardiorespiratory disorders. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 1995 Dec;152(6 Pt 1):2021-31.
15. Langer D, Ciavaglia C, Faisal A, Webb KA, Neder JA, Gosselink R, Dacha S, Topalovic M, Ivanova A, O'Donnell DE. In-spiratory muscle training reduces diaphragm activation and dyspnea during exercise in COPD. Journal of Applied Physiology 2018 Aug;125(2):381-92.
16. Basso-Vanelli RP, Di Lorenzo VA, Labadessa IG, Regueiro EM, Jamami M, Gomes EL, Costa D. Effects of inspiratory muscle training and calisthenics-and-breathing exercises in COPD with and without respiratory muscle weakness. Respiratory Care 2016 Jan;61(1):50-60.
17. Figueiredo RIN, Azambuja AM, Cureau FV, Sbruzzi G. In-spiratory muscle training in COPD. Respiratory Care 2020 Aug;65(8):1189-201.
18. Li Y, Ji Z, Wang Y, Li X, Xie Y. Breathing exercises in the treatment of COPD: an overview of systematic reviews. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease 2022 Dec;17:3075-85.
19. Liao L, Zhang P, Chen S. [Meta-analysis of respiratory function training on pulmonary function and exercise endurance influence in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease.] (In Chinese). Popular Science. Technology 2015;17(12):79-82.
20. Zhang T, Zhang J, Zhang H. [Aminophylline combined with respiratory function training for stable COPD: a meta-analysis.] (In Chinese). Journal of Hubei University of Medicine 2016;33(3):36-40.
21. Zhao Y, Hu H, Zhang L. [Effect of breathing exercise on chronic obstructive pulmonary disease: a meta-analysis.] (In Chinese). Nursing Journal of Chinese People's Liberation Army 2019;36(01):32-7.
22. Huang H, Qiu L, Chen P. [Systematic evaluation and me-ta-analysis of the effect of inspiratory muscle training on respiratory function in patients with stable COPD.] (In Chinese). China Medical Herald 2019;16(35):143-8.
23. Lu Y, Li P, Li N, Wang Z, Li J, Liu X, Wu W. Effects of home-based breathing exercises in subjects with COPD. Respiratory Care 2020 Mar;65(3):377-87.
24. Yang Y, Wei L, Wang S, Ke L, Zhao H, Mao J, Li J, Mao Z. The effects of pursed lip breathing combined with diaphragmatic breathing on pulmonary function and exercise capacity in patients with COPD: a systematic review and meta-analysis. Physiotherapy Theory and Practice 2022 Jul;38(7):847-85.
25. Yun R, Bai Y, Lu Y, Wu X, Lee SD. How breathing exercises influence on respiratory muscles and quality of life among patients with COPD? A systematic review and meta-analysis. Canadian Respiratory Journal 2021 Jan;2021:1904231.
26. Meshcheryakova N, Belevskiy A, Cherniak A, Nekluodova G. Threshold PEP and IMT devices (PID) for COPD patients respiratory training. The European Respiratory Journal [Abstracts of 16th ERS Annual Congress. Munich, Germany; 2006 Sep 02-06.] 2006;28(Suppl 50):S553.
27. Murad MH, Montori VM, Ioannidis JP, Jaeschke R, Dever-eaux PJ, Prasad K, Neumann I, Carrasco-Labra A, Agorit-sas T, Hatala R, Meade MO, Wyer P, Cook DJ, Guyatt G. How to read a systematic review and meta-analysis and apply the results to patient care: users' guides to the medical literature. JAMA 2014 Jul;312(2):171-9.
28. Lunny C, Brennan SE, McDonald S, McKenzie JE. Evidence map of studies evaluating methods for conducting, interpreting and reporting overviews of systematic reviews of interventions: rationale and design. Systematic Reviews 2016 Jan;5:4.
The Influence of Respiratory Muscle Training
on the Course of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
N.N. Meshcheryakova
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a heterogenic disease that affects not only lungs, but also other organs and systems, therefore patient management involves both pharmacological treatment and respiratory rehabilitation. The efficacy of respiratory training as one of the methods for respiratory rehabilitation in COPD treatment has been demonstrated and approved in several systematic reviews, though there is no review on systematization of the results. This article presents the latest review on the influence of respiratory muscle training on the course of COPD, attempting to systematize the results for potential elaboration of clear clinical guidelines and demonstrating the disadvantages of previous studies, as well as positive reaction in COPD management. Moreover, original published data are shown on the implementation of respiratory muscle training.
Key words: chronic obstructive pulmonary disease, lung trainers, respiratory rehabilitation, respiratory trainings.
