Currently, effective treatment strategies for patients with severe chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are limited. A widely used treatment method is exercise rehabilitation, which has a multitude of benefits on quality of life, improving exercise tolerance and decreasing hospitalizations. However, patients with more severe cases of COPD are unable to train at exercise intensities high enough to significantly improve disease-related skeletal muscle abnormalities such as losses in muscle mass and strength. Our group has recently shown the feasibility and safety of an eccentric (ECC) cycle training intervention in COPD as an alternative modality that can load the muscle four times as much as typical concentric (CON) cycle training at the same metabolic cost (Rocha Vieira, Baril et al. 2011). However, the skeletal muscle adaptations to ECC cycling compared to CON cycling in COPD have not been examined in the literature. In our study, patients were randomized to either an ECC (n=8) or CON (n=7) cycle training group to train for 10 weeks, three times per week for 30 minutes and matched for metabolic cost at 60-80% CON V̇O2peak. Pre and post-training assessments were taken of the patient's body composition, peak muscle strength and muscle fiber type and size by immunolabeling cross-sections of vastus lateralis muscle needle biopsies. Compared to CON training, we found that ECC training resulted in significant increases in lean body mass with an accompanying decrease in body fat mass. Along with this we found that, ECC training resulted in significant increases in muscle strength, whereas CON training did not. At the single fiber level, we found that CON resulted in increases in average fiber size that was principally drive by an increase in type 1 fiber size, however no changes were seen in patients performing ECC training. In both groups no significant changes in fiber type proportions occurred with training. ECC cycling had a moderately greater augmenting effect on lean muscle mass and strength than CON cycling, making it a useful alternative for severe COPD patients due to its high force production at an equivalent metabolic cost, which may prove important in preventing disease related muscle atrophy. / Actuellement, on constate un manque de stratégies de traitements efficaces pour les patientes atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) sévère. Une méthode de traitement des plus répandues est l'exercice de réadaptation qui possède de nombreux bienfaits tels que l'amélioration de la qualité de vie, l'augmentation de la tolérance à l'effort et une diminution du nombre d'hospitalisations. Cependant, dans les cas les plus sévères plusieurs patients ne sont pas en mesure de faire de l'exercice à une intensité assez forte pour améliorer les anomalies des muscles squelettiques, une caractéristique importante de la MPOC, comme la perte de la masse musculaire, la force musculaire et un changement des proportions des fibres. Récemment, notre groupe de recherche a démontré la faisabilité et la sécurité d'une intervention en entraînement en cycle de musculation excentrique (EXC) dans les cas de MPOC. En effet, l'exercice excentrique permet d'ajouter 4 fois plus de résistance musculaire que l'entraînement en cycle concentrique (CONC) typique, et ce, au même cout métabolique. Par contre, les adaptations des muscles squelettiques au cycle EXC en comparaison à celles au cycle CONC dans les cas de MPOC n'ont pas été documentées dans les publications. Dans cette étude, les patients ont été randomisés en deux groupes, EXC (n=8) ou CONC (n=7) pour dix semaines d'entraînement, 3x par semaine pour 30 minutes pour un même coût métabolique CONC de 60-80% V̇O2max. Les mesures ont été prises avant et après l'entraînement : la composition corporelle, la force musculaire maximale, une biopsie à l'aiguille du vaste latéral pour l'analyse de l'expression protéinique MHC et pour la grandeur de la fibre musculaire. Les résultats ont démontré qu'en comparaison avec l'entraînement CONC, l'entraînement EXC permet une augmentation significative de la masse corporelle maigre accompagnée d'une diminution de la masse corporelle grasse. De plus, nous avons remarqué que l'entraînement EXC a résulté en une augmentation significative de la force musculaire, mais l'entraînement CONC n'a pas résulté en une augmentation significative de la force musculaire. Néanmoins, l'entraînement CONC a résulté en une augmentation plus grand de la grandeur des fibres en moyen et spécifique à fibres qui expresse le protéine MHC type 1. En les deux groupes, il n'y a pas un changement significatif des proportions des fibres après l'entraînement. L'entraînement EXC a résulté en une augmentation plus grande de la composition corporelle et la force musculaire que l'entraînement CONC. L'entraînement EXC est une alternative utile pour éviter la perte de la masse musculaire dans les patients plus sévère a cause de la diminution de la coûte métabolique et l'augmentation de la force musculaire pendant l'entraînement.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119513 |
| Date | January 2013 |
| Creators | MacMillan, Norah |
| Contributors | Tanja Taivassalo (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Kinesiology and Physical Education) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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