急性全身振动对炎症标志物的影响慢性阻塞性肺疾病患者:一个试点研究

文摘

全身振动(WBV)获得了突出的康复慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,因为它是一个安全的和低强度锻炼承诺有益对物理性能和生活质量的影响。然而,在慢性阻塞性肺病对血浆细胞因子水平的影响仍不清楚。当前研究的目的是调查的急性影响WBV在慢性阻塞性肺病患者炎症生物标记。26个参与者,慢性阻塞性肺病人(n = 13)和健康对照组(n = 13),也包括在内。两组执行WBV 2毫米的振幅和频率的振动35赫兹,在六个系列30秒。他们评估肺功能、身体成分、6分钟步行试验(6 mwt),握力测试中,等离子体浓度的白介素(IL)、IL - 6,引发,IL - 10,可溶性肿瘤坏死因子-α(TNF -α)受体(sTNFR-1和sTNFR-2)。患有慢性阻塞性肺病有温和的疾病(在第一第二(FEV用力呼气量₁)= 58.1%),以及6 mwt的性能下降。血浆细胞因子概要静止显示参与者与慢性阻塞性肺病引发的高水平和低水平的il - 10。WBV一次之后,我们发现增加COPD组血浆il - 10水平与健康对照组相似的水平。一个会话WBV修改血浆il - 10的水平。没有发现影响研究细胞因子。

1。介绍

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种呼吸道疾病,其特征是慢性气流阻塞与炎症相关的肺反应粒子和/或有毒物质气体(1]。在这个复杂的肺部炎症过程,有炎性细胞和介质,如细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF -α)、白介素- 8 (IL)、IL - 6和IL - 1β(2,3]。

肺部炎症标记物释放到循环被认为是重要的因素解释高细胞因子水平的血液,塑造一个低级的系统性炎症(4]。最近的一项研究的14炎症介质(如il - 10,引发、il - 6和TNF -α)显示,大多数调查血液细胞因子水平较高的慢性阻塞性肺病与吸烟者的水平相比,前吸烟者没有慢性阻塞性肺病,或不吸烟者5]。这种慢性系统性炎症肺功能下降和其他病人的临床和功能的结果,如生活质量和运动耐量(6]。最后,患者持续的系统性炎症有冲突和更大的死亡率3,7]。

在这种情况下,慢性阻塞性肺病治疗的目标应该是减少低级系统性炎症。尽管先前的研究已经承认,体育锻炼可以有效的系统性炎症与慢性阻塞性肺病,特定类型的运动,持续时间和强度更有益的效应大小还不清楚(8,9]。

根据布朗et al。10),强度和持续时间的锻炼计划有一个重要的角色在系统响应运动。高强度训练会导致炎症反应通过炎症细胞的相互作用,激素、细胞因子、神经、血液因素(11]。这是推测,这些介质在高强度锻炼,因为锻炼可以增加导致肌肉和结缔组织损伤(12]。先前的研究支持这一假说。他们发现il - 6水平上升,TNF -α转化生长因子β1 (TGF -β(1)急性运动后会话8,9]。

全身振动(WBV)出现了一个有趣的体育锻炼形式对COPD患者,因为它经常被归类为轻度刺激肌肉和心肺的努力要求低于其他形式。先前的研究发现有益的WBV对肌肉力量的影响,物理性能,和COPD患者的生活质量13- - - - - -15]。此外,有益的WBV被发现对血清的影响和peroxisome-proliferator-activated受体——interleukin-8水平γ共激活剂1α(PGC1 -α小说)和irisin在COPD患者中,肌肉活动的标志(16]。然而,在慢性阻塞性肺病WBV对全身炎症的影响需要进一步的澄清。本研究的目的是探讨急性炎症标记物的WBV影响慢性阻塞性肺病。

2。材料和方法

2.1。参与者

这是一个试点研究包括便利样本26个参与者,十三个参与者与慢性阻塞性肺病和13健康对照组,两性,招募了Diamantina的当地社区,在巴西。要包括在这项研究中,参与者必须符合下列标准:45 - 80岁;没有体育锻炼的历史在过去的3个月;没有冲突在过去4周;绝经期女性;身体质量指数(BMI) < 30公斤/米²;目前没有使用系统性糖皮质激素;没有严重的并发症或自我报告的禁忌症WBV(例如,深静脉血栓形成,金属植入物,起搏器,癫痫、肿瘤、动脉动脉瘤,和心律失常)。所有与会者都成对的性别、年龄、体重指数。

本研究遵循赫尔辛基宣言》(17),获得道德伦理和大学研究委员会批准联邦dos威尔士人做Jequitinhonha e Mucuri,巴西(协议649.332)。所有参与者同意参与该项目。

2.2。评估的变量

肺功能评估了所有参与者的使用肺量测定法,在美国胸科学会(ATS)和欧洲呼吸协会(人)18]。气流限制严重程度与慢性阻塞性肺病参与者的分类是基于全球倡议对慢性阻塞性肺疾病(黄金)标准(1]。根据post-bronchodilator在一秒用力呼气量(FEV₁),慢性阻塞性肺病组的程度分为轻度到严重(黄金I-IV)。

身体成分(即。,weight, lean mass, fat mass, fat percentage, and bone mineral density) was assessed by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA, GE Lunar, Madison, Wisconsin, USA). BMI was calculated dividing the body mass by the square of the body height [19]。

吸烟对吸烟者和评估的历史前吸烟者使用自我报告的问卷。久的数量进行评估,计算每天抽烟的数量/ 20日和乘以吸烟的年数20.]。

运动能力是评估使用6分钟步行试验(即。6 mwt)。6 mwt执行根据人的指导方针/ ATS (18,21)和最好的两个测试进行了分析。

外围肌肉力量是由手测功器(SH5001、首台、韩国)。握力(KgF)测量峰值的主导方面,在90°弯曲肘部和前臂和手腕在中立的立场22]。三个试验进行,最高的价值被认为是进行分析。

收集血液样本在休息后,立即干预。(即血浆细胞因子水平。,IL-6, IL-8, and IL-10) were measured using the cytometric bead arrays kit (BD Bioscience, San Jose, CA, USA), according to the manufacturer’s protocol. Samples were acquired in a FACSCanto flow cytometer (BD Biosciences, San Jose, CA, USA) and analyzed using the FCAP array v1.0.1 software (Soft Flow Inc.). The detection limits were 1.6 pg/mL for IL-6, 1.2 pg/mL for IL-8, and 2.8 pg/mL for IL-10. Plasma soluble TNF-α(即受体水平。,sTNFR1, sTNFR2) were measured using conventional sandwich ELISA kits (DuoSet, R&D Systems, Minneapolis, MN, USA), according to the manufacturer’s instructions. Detection limits were 5.0 pg/mL for kits.

2.3。程序

WBV执行使用同步振动平台产生垂直正弦振动(FitVibe GymnaUniphy NV, Bilzen、比利时)。主体行使的坐姿30°的膝盖弯曲,用脚28厘米,光着脚,和上肢控股平台,执行六个系列30秒和60秒的休息之间系列。提供的振动刺激2毫米的振幅和35赫兹的频率14]。上述协议是基于以前的研究(14,23]。

在协议期间,耗氧量(签证官₂)连续监测通过K4b2开路肺量测定法气体分析仪(cosm),以及心率(极地FT7)和氧饱和度(Nonin缟玛瑙9500)。所有参与者有一个初步的会议,熟悉振动平台和材料,避免任何可能影响的焦虑,安慰剂,或者注意控制生理变量。这个初步的会话进行24小时前的干预。

2.4。统计分析

数据分析使用Graph-Pad棱镜,版本5.0(美国公司)。正常使用Shapiro-Wilk测试测试。分类变量被当作绝对频率和这些变量使用卡方检验进行比较。提出了连续变量意味着±标准错误(SE),并使用独立的这些变量进行比较t以及(参数分布)和Mann-Whitney测试(非参数分布)。双向方差分析是用来分析WBV在炎症的互动和影响变量,其次是事后t以及。使用皮尔逊相关性变量进行。3.1 G力软件用于计算(即权力和影响大小。科恩的d)。p < 0.05显著性水平。

3所示。结果

健康的特点和慢性阻塞性肺病参与者展示在表1。参与者与慢性阻塞性肺病显示较低肺功能和运动能力与健康对照组相比。根据FEV₁值(post-bronchodilator)和FEV₁/用力肺活量(FVC)比,被确诊为慢性阻塞性肺病的参与者分为温和气道阻塞(黄金2)(1]。此外,参与者与慢性阻塞性肺病正常握力和吸烟史与控制相比更糟糕。

吸入药物治疗,8参与者与慢性阻塞性肺病只使用支气管扩张剂和糖皮质激素。虽然有在握力组之间没有显著差异,一个温和的和重要的逆握力和引发浓度之间的相关性被发现(r = -0.43, p = 0.04),参与者与慢性阻塞性肺病。

关于WBV强度,没有差别的耗氧量(p = 0.66, df = 22),平均值为6.5(2.2)和6.2 (1.1)ml.kg⁻¹.min⁻¹,分别健康和慢性阻塞性肺病参与者之间。因此,两组的运动被列为“很轻”强度(< 2大都会)根据美国运动医学学院的指导方针)[24]。

等离子体水平的il - 6、il - 10、引发和可溶性TNF -α后在休息和受体WBV图所示1。静止,没有区别组血浆il - 6水平(p = 0.34), sTNFR-1 (p = 0.35),和sTNFR-2 (p = 0.98)。然而,参与者与慢性阻塞性肺病显示引发水平较高(d = 0.87, p = 0.03 = 0.57, df = 24)和低水平的il - 10 (p = 0.02;d = 1.21, = 0.84, df = 24)与健康对照组相比。

WBV之后,参与者与慢性阻塞性肺病显示更高水平的il - 10 (d = 0.94, p = 0.003 = 0.87, df = 24)与静止相比,然而,达到健康对照组的值相似值静止(p = 0.89)。COPD组的il - 6水平,引发,sTNFR1, sTNFR2 WBV后并没有改变(白介素(p = 0.08, df = 12);引发(p = 0.25, df = 12);sTNFR-1 (p = 0.38, df = 12);和sTNFR-2 (p = 0.37, df = 12)]。此外,WBV后,控制所有分析指标的差异不显著(p > 0.05)。

4所示。讨论

目前的研究表明,稳定的慢性阻塞性肺病参与者休息与健康对照组相比有不同的炎症状态,循环水平较高的引发和低水平的il - 10。此外,本研究首次报道,WBV增加循环的il - 10水平在慢性阻塞性肺病的参与者。

系统性炎症被认为是相关特点和肺外表现的一个重要病因在慢性阻塞性肺病3]。在炎症介质,引发可能发挥关键作用。这种细胞因子趋化因子家族的成员,是一个主要的中性粒细胞化学引诱物,负责诱导和维持慢性阻塞性肺病患者的炎症状态。对引发,il - 10是一个强有力的抗炎细胞因子释放单核细胞和肺泡巨噬细胞在炎症刺激反应(25]。

与我们的结果一致,先前的研究已经表明,患有慢性阻塞性肺病的增加引发水平(7,26]。这增加的炎性标志物水平循环障碍似乎相关临床参数,如生活质量和肌肉力量(27- - - - - -29日]。事实上,在目前的研究中,水平的引发与手柄强度成负相关。虽然我们的研究的主题并没有表现出握力变化,我们相信这促炎状态的维护将相关外围肌肉功能障碍的长期发展。

很少有研究调查了il - 10在患有慢性阻塞性肺病的系统性炎症。类似于我们的结果,最近的研究表明,慢性阻塞性肺病的人显示等离子体水平降低(30.,31日]。白细胞介素- 10”已被证明抑制促炎细胞因子,是有效地阻止引发的合成32]。因此,我们认为,炎症状态的参与者在目前的研究中,至少部分是由于低水平的il - 10。这个减少的机制仍然未知;然而,有人建议,如哮喘,慢性阻塞性肺病人巨噬细胞显示减产,这可能有助于放大炎症(25]。

尽管没有发现差异sTNFRs和il - 6,先前的研究发现患有慢性阻塞性肺病(这些标记物的变化33,34]。一个可能的原因的区别可以与临床特点的病人在我们的研究中。它已经证明了扩展患有慢性阻塞性肺病的系统性炎症相关的更糟糕的气流限制,降低身体成分,可怜的肌肉力量(6,7]。如上所述,本研究的参与者表现出温和的气流限制,稳定的疾病,BMI和肌肉力量的正常范围内。因此,疾病的严重程度与DPOC参与者的研究似乎并不足以推动不同的炎症标记物的变化。

体育锻炼的基础是COPD患者的肺康复。尽管好处是心血管和肌肉系统报道,锻炼也刺激促炎细胞因子,如肿瘤坏死因子-α和il - 6 (35]。根据Olfert等。(36),众所周知,结合运动和高循环炎症细胞因子水平可能给人带来弊大于利。在这种背景下,我们显示的效果一个会话的WBV系统性的COPD患者细胞因子。我们的结果表明,有一个增加il - 10水平在患有慢性阻塞性肺病,但血浆il - 6的水平,引发,可溶性TNF -α受体没有修改。

研究调查的急性效应WBV健康人稀缺。黑兹尔等。(37)报道,增加WBV(即动态练习会话。,upper and lower body) resulted in no muscle damage as evidenced by no effects on muscle function or IL-1β和il - 6。然而,WBV后il - 10水平更高。这些作者认为WBV组的il - 10水平的增加会减少任何潜在的增加在其他炎症标记物。

几项研究已经调查的反应细胞因子在慢性阻塞性肺病的人锻炼,但结果是不同的。拉比诺维奇的主要发现等。(38)是一个一致的增加血浆TNF -α11分钟后水平中等强度constant-work-rate自行车运动在慢性阻塞性肺病的人;这不是在健康的久坐不动的控制。此外,这种现象并不是伴随着sTNFRs或il - 6水平的变化。范Helvoort [39]证明il - 6增加反应在muscle-wasted COPD患者6分钟步行试验。Canavan等。(40]表明,最大急性行走轮在慢性阻塞性肺病人不会改变血浆il - 6和TNF -α的水平。

修改后的布朗等。(10),运动刺激的大小,特别是持续时间和强度,常被相关重要元素在刺激骨骼肌il - 6合成和分泌。四分之三的研究报道的显著差异il - 6采用有氧运动协议持续大约一个小时。在这种情况下,另一项研究报道,60分钟的跑步机在75%的签证官₂签证官最大比例为55%和65%₂马克斯的结果在一个更大的循环增加il - 6和IL-1ra水平,但不是在TNF -α(41]。根据作者,更高的呼吸商75%的签证官₂最大支持的论文锻炼intensity-dependent影响il - 6可能与较高的碳水化合物的利用率。

它已经表明,剧烈运动(马拉松比赛)诱发增加促炎细胞因子肿瘤坏死因子α,il - 1β,il - 6。这是通过释放细胞因子平衡抑制剂(IL-1ra、sTNFR1 sTNFR2)和抗炎细胞因子il - 10。研究表明,细胞因子抑制剂和抗炎细胞因子控制炎症反应的程度和时间锻炼(35]。因此,增加生产抗炎细胞因子在运动中可以限制对运动性肌肉损伤的促炎反应(42),以及与疾病的发展(43]。因此,我们可以推测,更高的WBV后血浆il - 10水平可以平衡可能引发和il - 6的分泌。

机制WBV改变il - 10浓度仍未建立;然而,证据表明,糖皮质激素和儿茶酚胺。这些激素刺激抗炎细胞因子的生产,如il - 10、il - 4 (44]。虽然我们没有评估荷尔蒙参数,有研究报道皮质醇的增加,例如,WBV之后。Cardinale et al。45]有显著提高皮质醇水平的振动运动(即。,30.Hz with 4-mm peak-to-peak displacement) compared with controls in the study in older people. Thus, we hypothesized that an acute session of WBV promoted the release of stress-related hormones that may have stimulated the release of IL-10 into the circulation. Future studies should investigate these mechanisms.

在当前文学,没有共识急性运动性细胞因子的反应。然而,这不是很令人惊讶,因为有几个因素影响运动诱发的急性反应的细胞因子,包括体重组成,年龄和性别。的类型、级别和时间的运动似乎影响结果(8,44,46]。

我们的数据(数据未显示)证明WBV进行相应的强度预测的53.5%至50.9最大心率(HR)年龄(220岁)在健康对照组和49.0 - 56.9%的人力资源最大COPD组。因此,在振动平台上执行的运动特点是“轻”(< 2大都会)和可能解释这些炎症参数没有变化。因此,我们的研究结果之间的差异和实际的文学可以部分解释的低强度运动用于我们的协议。事实上,这是一个有趣的发现而尽管心肺过载,急性WBV会话并没有导致额外的促炎的情况。

众所周知,各种生理系统的适应性训练结果变化的总和被每个人练习会话。因此,在可能的振动刺激炎症参数在慢性阻塞性肺病的好处,这是至关重要的来区分急性和慢性运动振动响应(38]。一旦在慢性阻塞性肺病是一个WBV会议的效果仍然不佳在文献中所描述的,我们的发现可能会添加到当前文学的理解变化由急性WBV会话在炎症的资料为治疗策略的建立提供重要的补贴。作为一个角度来看,慢性阻塞性肺病的WBV对炎症标志物的影响应该被调查。

本研究有一定的局限性,必须考虑。结果不能外推到其他人群,因为我们不知道到什么程度不同的疾病可能会干扰观察到的反应。非随机样本不允许我们排除选择性偏差的影响和潜在的混杂因素。为了避免样本偏差和研究选择、组配对。此外,未来的研究提供更多的样品评估额外的炎症标记物可能允许一个更好的理解与COPD受试者的WBV机制。

5。结论

我们的数据表明,急性会话患有慢性阻塞性肺病的WBV不会改变水平的促炎的标记,但能够增加il - 10,一个重要的抗炎标记。这一趋势在进一步的研究需要解决大样本。此外,更好的理解WBV的急性效应变量相关的慢性阻塞性肺病将允许更有效的培训协议和细化,因此,这种方法可能是一个额外的工具来完成康复计划。

数据可用性

本文中描述的数据将被要求时随时可用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢Centro de Pos-Graduacao Integrado尽管联邦大学em Saude dos威尔士人做Jequitinhonha e Mucuri和Centro Especializado em Reabilitacao (CER), Diamantina,米纳斯吉拉斯,巴西,为实验提供设备和技术支持。本研究企业管理学院德基金会支持的“尽管做Estado de米纳斯吉拉斯(FAPEMIG), cd - apq - 02032 - 14日,巴西、慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(CNPq),巴西,和Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量比(披肩),巴西。

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