BPCO et effets de l entraînement aérobie C. Fabre A consulter : American Thoracic Society /European Respiratory Society : statement on pulmonary rehabilitation. Am J respir Crit Care Med, 2006, 1390-1413 1413
Mécanismes globaux d adaptation au repos * Activité accrue des centres respiratoires : f élevée * Ventilation à haut volume pulmonaire : maintien des bronches ouvertes, fatigue des muscles respiratoires accessoires conséquence : VO 2 basale > chez le BPCO / sujet sain (muscles respiratoires activité+++) (Levison et al, 1968) * Anomalie des gaz du sang : PaO 2, PaCO 2 possible * Polyglobulie (pas toujours) : amélioration du transport * Effet shunt: perfusion mais pas de ventilation : pas d oxygénation Effet shunt: perfusion mais pas de ventilation : pas d oxygénation possible
Mécanismes globaux d adaptation au repos Inadaptation tissulaire liée en partie au déconditionnement Diminution endurance musculaire Altération des capacités d extraction de l O 2 par les muscles striés squelettiques par des capillaires sanguins, Faible débit sanguin local, Diminution du taux de glycogène présent dans le muscle strié squelettique Mais encore
OUI Déconditionnement MAIS MAIS autres causes Candidat potentiel Stress oxydant
Mécanismes globaux d adaptation à l exercice 1) Réponses ventilatoires La demande ventilatoire est directement liée à la demande métabolique de l exercice (Wasserman et al, 2002) Pb: BPCO: VE > pour atteindre une VA égale / sujet sain 1.1) Exercice sous-maximal Hyperventilation pour une charge donnée (VE/VO 2 et VE/P): * Liée au degré d obstruction * Liée à l état de la musculature Régime ventilatoire altéré : «rapid shallow breathing» : * Haut volume pulmonaire * Vt limitéi rapidement, f disproportionnée i / sujet sain * Vt se situe dans le VRI * VRE est augmenté Cinétique ventilatoire : précocité de l hyperventilation
Incidence de la variation du Vt sur la ventilation alvéolaire pour un espace mort fixe de 150 ml : V E = Vt x f V A =(Vt VD) x f VD f Vt V E V A ml Cycles/min ml ml/min ml/min 150 40 150 6000 0 150 12 500 6000 4200 150 6 1000 6000 5100 Exercice, chez le sujet normal, VT. Chez le malade, la faible amplitude d'augmentation du Vt n'autorise pas toujours une ventilation alvéolaire efficace, compensation avec f = ventilation de VD.
1.2) Effort maximal VEmax Diminution voire disparition des réserves ventilatoires (%) Bilan de la fonction respiratoire sanguin 1/ travail exagéré des muscles respiratoires : détournement du flux 2/ coût ventilatoire élevé (VE/VO 2 ) 3/ sensation de dyspnée (échelle de Borg) 4/ inefficacité des échanges gazeux
Fonction ventilatoire : facteur unique d intolérance à l exercice? 2) Réponses métaboliques 2.1) Effort sous-maximal * Mise en jeu précoce du métabolisme anaérobie car diminution de l'apport de l'o 2 * Hyperlactatémie pour un effort faible 2.2) Effort maximal * Rarement atteinte du 2 seuil lactique ou ventilatoire *VO 2 symptôme limite : pas de plateau, FCmax non atteinte
2003) 3) Réponses cardiovasculaires 3.1) Exercice sous-maximal * Risque d'apparition d'hypertension artérielle pulmonaire * Pouls d'oxygène bas (oxygène envoyé par battement) * QC normal mais VES et FC /sujetsain(ats/accp, Am J Respir Crit Care Med, Causes : Débit cardiaque droit car hyperinflation dynamique Résistances périphériques pulmonaires augmentées (déficit O 2 : vasoconstriction) Retour veineux par pression intra-thoracique augmentée (Sietsema et al, Med Sci Sports Exerc, 2001) 3.2) Exercice maximal * Non atteinte de la Fcmax théorique * Existence ou non de désaturation *VESmaxfaible * HTA possible due à l'augmentation des résistances vasculaires
Bilan: limitation à l'effort d'origine ventilatoire chez le BPCO peut être potentialisée : MAIS * par une altération du transport d'o 2 en rapport avec une limitation cardio-vasculaire (VES plus bas) * par une altération lé périphérique éi héi
Mécanismes d adaptation à l exercice Globalement, BPCO = aptitude physique diminuée alange et al., JAP, 2000 PS: VO2 : 25.8 ml/min/kg = 1702 ml/m Deruelle et al., JAPA, 2005
REENTRAINEMENT Les objectifs du réentraînement vont être multiples : 1/ Diminuer l hyperventilation 2/ Augmenter l aptitude aérobie du sujet 3/ Individualiser l entraînement = optimisation des résultats car inhomogénéité des pathologies et l avancée de celles-ci 4/ Faire adopter l exercice comme technique thérapeutique à part entière
Mise en place d un programme de réhabilitation 4 phases : 1 phase : clinique : examen ; types d activités physiques préférées et proposées au patient : vélo, marche, natation, gymnastique ; proposer des activités susceptibles d être continuées au retour du stage ; intégration à un groupe de réentraînement. 2 phase : de laboratoire :2tests A) Réalisation d une épreuve d effort protocole : * ergocycle : sécurité * test d effort à charge croissante durée : 8 à 12 min. incrémentation en rampe objectifs : * déterminer l importance limportancedu handicap : HTA, désaturation * déterminer le seuil ventilatoire * relever la FC au SV = individualiser l intensité de l exercice * suivi iobjectif de l aptitude physique en fonction de l entraînement : puissance max, V Emax, puissance au SV
Med J, 1982) B) Utilisation du test de marche de 6 min (Butland et al., Brit Protocole : marcher pendant 6 min. et parcourir la plus grande distance possible au même rythme ; deux fois, FC doit retourner à la valeur de repos entre les 2 tests. terrain plat et étalonné relever la FC toute les min relever son essoufflement (dyspnée) en fin d effort deffort Objectifs : Déterminer le périmètre de marche Evaluer l essoufflement pour une activité quotidienne par RPE Evaluer l évolution de la FC pendant la marche en fonction d l entraînement
Equation de prédiction (Enright et al, Am J Respir Crit Care Med, 1998) Hommes Distance en mètres parcourue en 6 minutes: [7,57 x taille (cm)] - [5,02 x age] - [1,76 x poids (kg)] 309 Limite it < de la normale: distance calculée lé - 153 mètres Femmes Distance en mètres parcourue en 6 minutes: [2,11 x taille (cm)] - [2,29 x poids (kg)] - [5,78 x age)] + 667 Limite < de la normale: distance calculée - 139 mètres Exemple Sujet de 60 ans hommes sains D = 576 m, BPCO = 371 m (Redelmeier et al, Am J Respir Crit Care Med, 1997)
Guyatt et al, Thorax, 1984
3 Phase : de terrain : Utilisation d un cardio-fréquence mètre Oxymètre portatif en extérieur : suivi de la SaO 2 Protocoles de réentraînement : 2 types a) classique * période : 7 semaines * fréquence : 3 à 5 fois par semaine * durée des séances : 45 min sur ergocycle ou tapis + gymnastique + éducation à lasanté = 2h30 * Intensité : FC au SV1 ou 50% FCr
Résultats du réentraînement: Lacasse et al. Lancet, 1996
b) sportif * Forme : randonnée en montagne ou ski de fond ou raquette * objectifs : - apprentissage d une technique sportive dont l intensité est adaptée à la pathologie - découverte d activités sportives de pleine nature pouvant être gérées selon ses potentialités * forme de l entraînement : stage intensif (20 jours) recrutement : personnes éduquées, groupe homogène pas forcément les sujets les plus performants phase d évaluation : * spiromètrie * gaz du sang * épreuve d effort * test de marche
phase d entraînement : 1 semaine : randonnée à la ½ journée 2 semaine : randonnée à la journée 3 semaine : 3 jours en randonnée avec nuit en refuge 4 phase de suivi i: difficile il car au retour du malade chez lui absence de structures relais entre la clinique et le malade.
Résultats 1) sur la tolérance à l effort (Lacasse et al, Lancet, 1996) VO 2SL augmente de façon variable (11 à 40%) en fonction des protocoles utilisés Périmètre de marche augmenté Décalage du seuil ventilatoire vers la droite Diminution de la sensation de dyspnée : cause : déplacement du seuil ventilatoire ce qui permet d augmenter la durée d exercice possible en aérobie.
2) Sur la fonction ventilatoire Spirométrie et entraînement Maltais et al, Am J Respir Crit Care Med 1997 Casaburi et al, Am J Respir Crit Care Med 1997
2) Sur la fonction ventilatoire Exercice sous-maximal : adaptation ventilatoire plus performante par : * Diminution de V E pour une charge donnée et diminution de f * Diminution de la V O2resp. par modification du régime ventilatoire Exercice maximal : * V Emax augmentée * Diminution de la fatigue des muscles respiratoires (max et sous-max)
Am J Respir Crit Care Med 1997, Casaburi et al.
3) Fonction cardio-vasculaire * diminution de FC pour une charge donnée * pouls d O 2 max augmenté * diminution des pressions sanguines artérielles pulmonaires de repos et d effort * élargissement à l effort de la différence artério-veineuse en O 2 = meilleure extraction 4) Adaptations métaboliques * diminution de la lactatémie * diminution de la production de CO 2
Evolution de la FC suite à 6 semaines d entraînement n relation avec une charge de W qui augmente Casaburi et al, Am J Respir Crit Care Med 1997
Lactatémie et entraînement Maltais et al, Am J Respir Care Med, 1997 Gimenez et al, Arch Phys Med Rehabil, 2000
5) Sur le coût économique Réduction du nombre de jours d hospitalisation dans l année suivant le réentraînement (Griffiths et al 2000, Lancet) 6) Sur la qualité de vie Sommeil Anxiété Dépression Déplacement
7) Résultats selon la gravité de la pathologie Maltais et al, Am J Respir Care Med, 1997
) Résultats selon l intensité: standard vs personnalisée Vallet et al. Eur Respir J, 1997
Résultats selon l intensité
9) Résultats selon la forme de l entraînement: interval vs continu Coppoolse et al, Eur Respir J, 1999 SWEET, Gimenez et al
9) Résultats selon la forme de l entraînement: interval vs continu Coppoolse et al, Eur Respir J, 1999
10) Résultats selon l âge des patients (Fabre et al, Respir Med, 2007) 2 groupes : < 65 ans et 65 ans Exercice maximal VO 2SL : progression similaire 10.3% jeune vs 8.4% âgé Puissance : progression plus importante chez les + jeunes (25% vs 17%) Exercice sous maximal VE et FC pour une charge similaire seulement chez les jeunes
Résultats à long terme Epuisement progressif (3 mois) si absence de poursuite d une activité physique régulière, avec retour à l état initial.
Quelques règles à respecter au cours de l AP Expiration > Inspiration Expiration sur l effort Expiration : lèvres pincées Pas de renforcement musculaire des trapèzes, muscle du cou mais étirement Récupération : position du cocher de fiacre Renforcement de la sangle abdominale Pas de respiration paradoxale mais diaphragmatique
FIN
Influence VD/VT sur la PaCO2
HTA pulmonaire cause hypoxémie vasoconstriction artérielle pulmonaire Début de patho, pression normale au repos mais augmenté à l exo puis augmenté au repos Conséquence: augmentation de la post charge ventriculaire droite insuffisance cardiaque droite Autre cause polyglobulie par augmentation de la viscosité
Partie concave chez BPCO de la courbe débit volume Raisons Parois des voies aériennes épaissies Lumière bronchique diminuée par sécrétion Pression de rétraction ti élastique abaissée Soutien des bronches par la rétraction du parenchyme diminué
Mesure du VEMS