Función muscular periférica y entrenamiento físico en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Relaciones entre estado Redox, inflamación y respiración mitocondrial

Abstract

[spa] La intolerancia al ejercicio que sufren los pacientes con EPOC se debe no solo a factores pulmonares sino a la disfunción de músculos periféricos presente en este grupo de pacientes que se engloba dentro de los denominados efectos sistémicos de la enfermedad. La disfunción muscular en pacientes con EPOC responde a dos fenómenos diferenciados pero íntimamente relacionados como son la alteración en la función muscular normal y la pérdida de masa muscular que ocurre en un subgrupo de pacientes. La rehabilitación basada en el entrenamiento muscular es una herramienta terapéutica orientada a restaurar la función muscular normal. Ésta consigue incrementar la tolerancia al ejercicio conjuntamente con la mejoría de la función muscular caracterizada por un incremento en la capacidad de desarrollar fuerza, una disminución de la fatigabilidad del músculo y un incremento en la resistencia. Esto impacta positiva y significativamente en la calidad de vida de estos pacientes. Sin embargo, el entrenamiento físico en pacientes con EPOC raramente alcanza a normalizar la función muscular por completo. Por ello, el entrenamiento constituye una herramienta que permite profundizar en el entendimiento de los mecanismos etiopatogénicos responsables de la disfunción muscular periférica que afecta a estos pacientes. La disfunción muscular responde a causas multifactoriales. Entre ellas, factores inflamatorios como determinadas citocinas, fundamentalmente el TNFα y el estrés oxidativo han obrado relevancia en los últimos años. Esta tesis profundiza en el análisis de las relaciones entre el efecto del entrenamiento físico en pacientes con EPOC y el estado redox muscular. También examina la relación entre estrés oxidativo y la pérdida de masa muscular que tiene lugar en un subgrupo de pacientes con EPOC. Finalmente, la tesis explora las interacciones entre inflamación y estrés oxidativo. Asimismo, se describen por primera vez alteraciones en la eficiencia de la fosforilación oxidativa en pacientes con índice de masa corporal disminuido y su relación con los cambios fisiopatológicos responsables de la disfunción muscular.

[eng] Exercise intolerance in COPD patients is caused not only by pulmonary factors but also by peripheral muscle dysfunction. The latter is one of the so called systemic effects of the disease. Muscle dysfunction in COPD patients is probably characterized by two different, but possibly related, phenomena: 1) dysfunction or malfunction of the muscle; and, 2) net loss of muscle mass. Pulmonary rehabilitation based on exercise training constitutes a therapeutic tool aimed at restoring muscle function. Exercise training improves exercise tolerance together with muscle function in terms of strength, endurance and fatigability. The latter has a significant impact on health related quality of life. Nevertheless, exercise training rarely completely restores normal muscle function. Thus, pulmonary rehabilitation facilitates a better understanding of the mechanisms responsible for peripheral muscle dysfunction in COPD patients. Mechanisms underlying muscle dysfunction are multifactorial. Systemic inflammation, specially the role of TNFα and oxidative stress are possibly the most relevant factors.The present doctoral thesis analyzes the relationship between training effect in patients with COPD and cellular redox status. It also assesses the relationship between oxidative stress and muscle wasting present in a subpopulation. Finally it evaluates the interactions between inflammation and oxidative stress. Likewise, abnormalities in oxidative phosphorilation in peripheral muscle of COPD patients with low body mass index as well as the association of mitochondrial respiratory chain uncoupling with the physiophatology of muscle dysfunction are described for the first time.