Skelettmuskelförädringar & fysisk aktivitet hos KOL patienter Gabriella Eliason Leg BMA Universitetslektor Institutionen för hälsovetenskap och medicin Örebro Universitet 2014-10-15 1
Kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) Karaktäriseras av progressivt, ej fullt reversibelt, luftflödeshinder vanligen orsakat av rökning. Två huvudkomponenter: - bronkiolit - emfysem 2
Systemisk påverkan förknippad med KOL; Systemisk inflammation Nutritionella avvikelser och viktnedgång Kardiovaskulär påverkan Påverkan på nervsystemet Skelettmuskel dysfunktion & muskel atrofi Gabriella Eliason 2014-10-1 3
Hur påverkas skelettmuskelvävnaden vid KOL? Är förändringar i skelettmuskulaturen hos KOL patienter associerat med grad av sjukdom och/eller med fysisk aktivitetsnivå? 4
Studiepopulation Friska kontroller (n=12, 6 kvinnor och 6 män) KOL pa=enter (n=23, 13 kvinnor och 10 män) Ålder (år) 60 ± 7 62 ± 6 Längd (cm) 172 ± 10 169 ± 8 VIkt (kg) 79 ± 13 76 ± 18 BMI (kg/m 2 ) 26.7 ± 3.7 26.3 ± 5.0 FEV 1,0 (% av förväntat) 113 ± 12 56 ± 25* PaO 2 (kpa) 11.1 ± 1.3 9.7 ± 1.3* PaCO 2 (kpa) 5.2 ± 0.3 5.1 ± 0.6 *= signifikant lägre jämfört med friska kontroller 5
KOL patienter delades in i subgrupper baserat på rådande GOLD kriterier 1 ; 12 patienter hade mild eller medelsvår KOL (FEV 1,0 50% av förväntat) 11 patienter hade grav eller mycket grav KOL (FEV 1,0 < 50% av förväntat) 1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease: URL; www.goldcopd.com (accessed 2 Sept 2008). 6
Metoder: 6 minuters gångtest för att bestämma arbetskapacitet. Muskelbiopsier från tibialis anterior immunohistokemiskt infärgade för att studera fibertyper, fiberarea, satellitceller och kapillärisering. 7
Fibertypsfördelning och fiberarea Type IIa Type IIa Type I Type I Monoklonal antikropp A4.951 Monoklonal antikropp N2.261 8
Satellitceller Satelliteceller visualiserades m.h.a. monoklonal antikropp CD56 Antal satellitceller/antal muskelfibrer beräknades på hela tvärsnittet. 9
Kapillärisering CAF = antal kapillärer/muskelfiber= 5 Area = 5020µm 2 CAFA = CAF / fiberarea x1000 = (5/5020) x 1000 = 1.00 10
Muskel fiber-till-kapillär interface parametrar: C:F i = summan av de fraktionella bidrag från alla kapillärkontakter runt fibern CFPE-index = C:F i / fiberomkrets x 1000 LC/PF-index (index of tortousity)= längd av kapillär i kontakt med muskelfibermembran/ fiberomkrets = procent av muskelfiberomkrets som har kontakt med kapillärvägg 11
Resultat: Arbetskapacitet Distance walked in 6 min (m) 600 500 400 300 200 100 0 Healthy Subjects * Mild and Moderate COPD Eliason G, Adbel-Halim SM, Arvidsson B, Kadi F, Piehl-Aulin K. Scand J Med Sci Sports 2009; 19(6):865-70. * Severe and very severe COPD * = significant difference compared with healthy subjects (p<0.001) 12
Fibrertypsfördelning, fiberarea och satellitceller Friska kontroller (n=12) Mild och medelsvår KOL (n=12) Grav och mycket grav KOL (n=11) Andel typ I fibrer (%) 78.3 ± 8.7 73.7 ± 12.1 64.8 ± 18.4* Andel typ IIa fibrer (%) 20.2 ± 8.9 21.8 ± 10.3 27.7 ± 13.0** Fiberarea typ I fibrer (µm 2 ) 7142 ± 1508 6929 ± 2229 5976 ± 2164 Fiberarea typ IIa fibrer (µm 2 ) 9262 ± 2215 6724 ± 2721 5148 ± 2002*** Antal satellitceller/muskel fiber 0.18 ± 0.05 0.17 ± 0.06 0.16 ± 0.06 * =signifikant lägre jämfört med friska kontroller, p=0.01 **=signifikant högre jämfört med friska kontroller, p=0.01 ***=signifikant lägre jämfört med friska kontroller, p=0.007 Eliason G, Adbel-Halim SM, Arvidsson B, Kadi F, Piehl-Aulin K. Scand J Med Sci Sports 2009; 19(6):865-70. 13
Kapillärisering: Friska kontroller (n=12) Mil och medelsvår KOL (n=8) Grav och mycket grav KOL (n=4) P- värden CAF typ I 6.8 ± 1.1 6.5 ± 2.2 4.9 ± 1.0* 0.001 CAF typ IIa 6.7 ± 1.9 5.7 ± 2.1 4.3 ± 0.9* 0.001 CAFA typ I 1.0 ± 0.1 1.0 ± 0.3 0.9 ± 0.3 0.52 CAFA typ IIa 0.8 ± 0.3 1.0 ± 0.3 1.0 ± 0.3* 0.03 CFPE typ I 8.3 ± 1.1 7.9 ± 2.4 6.3 ± 0.7* <0.001 CFPE typ IIa 6.6 ± 0.9 7.0 ± 2.1 5.6 ± 0.9* 0.01 LC/PF typ I 21.8 ± 1.4 21.3 ± 5.0 20.4 ± 4.6 0.63 LF/PF typ IIa 17.5 ± 2.5 18.2 ± 3.7 17.2± 2.6 0.84 *=signifikant skillnad jämfört med friska kontroller, p<0.05 Jatta K, Eliason G, Portela-Gomes G M, Grimelius L, Caro O, Nilholm L, Sirsjö A, Piehl-Aulin K and Abdel-Halim S M. J Clin Pathol 2009; 62:70-76. Eliason G, Adbel-Halim SM, Arvidsson B, Kadi F, Piehl-Aulin K. Scand J Med Sci Sports 2009; 19(6):865-70. 14
Konklusion: Skelettmuskelmorfologin hos KOL-patienter är förändrad och förändringarna kan kopplas till graden av sjukdom. Vi ser också vissa samband mellan förändringar i skelettmuskulaturen och den påvisat försämrade arbetskapaciteten. En tänkbar förklaring kan kronisk hypoxi hos KOLpatienter. En annan delförklaring kan vara sänkt fysisk aktivitetsnivå i denna patientgrupp. 15
Studiepopulation Friska kontroller n=17 Mild KOL (FEV 1,0 80% av förväntat) n=11 Medelsvår KOL (80%>FEV 1,0 50% av förväntat) n=17 Grav KOL (50%>FEV 1,0 30% av förväntat) n=12 Ålder 58.4 ± 4.8 63.5 ± 5.8 63.9 ± 7.6 62.7 ± 7.6 Längd (cm) 172.4 ± 7.7 167.6 ± 3.2 168.8 ± 8.3 170.0 ± 9.5 Vikt (kg) 75.3 ± 9.5 73.1 ± 16.4 80.4 ± 21.7 76.7 ± 17.1 BMI (kg/cm 2 ) 25.2 ± 1.8 25.9 ± 5.3 28.0 ± 6.3 26.3 ± 4.2 FEV 1,0 (l/s) 3.0 ± 0.6 2.3 ± 0.4* 1.7 ± 0.3* 1.2 ± 0.3* *=signifikant lägre jämfört med friska kontroller, p<0.001 16
Metoder: 6 minuters gångtest för att bestämma arbetskapacitet Accelerometer ActiGraph som bars all vakentid utom vid vattenaktiviet under sju dagar för att bestämma fysiska aktivitetsnivån. 17
Fysiska aktivitets variabler som studerades: Medelnivån av fysisk aktivitet medelantal counts/min under registerad tid Tid tillbringad i medelhög eller hög fysisk aktivitets intensitet (MVPA) registrerad tid> 2020 counts/min 1 Tid tillbringad inaktiv registrerad tid< 100 counts/ min 2 1. Troiano RP, Berrigan D, Dodd KW, Masse LC, Tilert T, McDowell M. Physical activity in the United States measured by accelerometer. Med Sci Sports Exerc. 2008; Jan;40(1):181-188. 2. Matthews CE, Chen KY, Freedson PS, Buchowski MS, Beech BM, Pate RR, Troiano RP. Amount of time spent in sedentary behaviors in the United States, 2003-2004. Am J Epidemiol. 2008; Apr 1;167(7):875-881. 18
Resultat: Arbetskapacitet och fysisk aktivitet Friska kontroller (n=17) Mild KOL (n=11) Medelsvår KOL (n=21) Grav KOL (n=12) Gångsträcka på 6 minuter(m) 616 ± 60 485 ± 75* 439 ± 66* 404 ± 96* Medelnivå av fysisk ak=vitet (counts/min) Tid =llbringad MVPA (min) Tid =llbringad inak=v (min) 365 ± 134 294 ± 136 229 ± 123** 215 ± 144** 26.6 (10.1-105.4) 13.2 (0.9-75.3) = värden ulrycks som median och range *= signifikant kortare jämfört med friska kontroller, p<0.001 ** = signifikant lägre jämfört med friska kontroller, p=0.01 *** = signifikant lägre jämfört med friska kontroller, p=0.02 7.5*** (0.1-73.7) 7.0*** (0.3-82.6) 523 ± 67 433 ± 73 478 ± 93 483 ± 89 Eliason G, Zakrisson A, Piehl-Aulin K, Hurtig-Wennlof A. Physical Activity Patterns in Patients in Different Stages of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. COPD Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 1-6:2011 19
Konklusioner: Patienter med medelsvår och grav KOL är mindre fysiskt aktiva jämfört med friska kontroller. Fysisk aktivitet på minst medelhög intensitet är positivt associerat med arbetskapacitet hos KOL patienter. För att bibehålla en adekvat arbetskapacitet behöver KOL patienter träna på en intensitet som är åtminstone medelhög (rekommendationer säger minst 30min minst 5 dagar i veckan). 20
Hur kan vi motivera KOL-patienter att öka sin fysiska aktivitetsnivå? Kan ett tekniskt hjälpmedel som varnar när saturationsnivån blir för låg hjälpa KOL-patienter att våga ta i mer och därmed öka intensiteten på sin fysiska aktivitet? 21
TACK! 22