Maximal Strength Trainings Effect on Pulmonary Function, Physical Performance, and Quality of Life in COPD Patients

Abstract

Sammendrag

Bakgrunn Kronisk Obstruktiv Lungesykdom (KOLS) er den tredje ledende årsaken til dødsfall i verden, og bidrar til et stadig økende økonomisk press på det globale helsevesenet. KOLS karakteriseres av gradvis redusert lungefunksjon, svekket mekanisk effektivitet i benmuskulatur, samt redusert livskvalitet. Tidligere forskning har vist lovende resultater hos KOLS-pasienter ved maksimal styrketrening (MST), uten at en videre undersøkelse av de potensielle effektene har blitt gjennomført.

Hensikt Denne studien har til hensikt å undersøke effekten av 20 MST økter på lungefunksjon, fysisk prestasjon og livskvalitet hos KOLS pasienter.

Metode Denne studien hadde et eksperimentelt studiedesign, hvor deltakerne fungerte som sin egen kontrollgruppe. Menn og kvinner 18-80 år, <80% FEV1% av forventet, fullførte en pretest, før de ble instruert til å leve som normalt i fire eller syv uker. Etter å ha gjennomført en baseline test gjennomførte deltakerne 20 MST økter med 4x4-repetisjoner maksimum (4RM) med benpress. Varigheten på enten fire eller syv uker var avhengig av varigheten på kontrollperioden. Primært resultat var lungefunksjon, målt med FEV1. Sekundær resultat var endring i 1RM, kraftutvikling (RFD), arbeidsøkonomi, funksjonell kapasitet og livskvalitet.

Resultat Seks deltakere ble inkludert i analysen, som resulterte i ingen endring i lungefunksjon etter intervensjonsperioden. Intervensjonsperioden resulterte i en forbedret 1RM (30kg, p=0.027), RFD (469 N·s-1, p=0.028), arbeidsøkonomi (7.7%, p=0.028), og funksjonell kapasitet (6MWT; 47 meter, p=0.027, SCT; -1.2 sekunder, p=0.027). Det var ingen statistisk signifikant endring i VO2peak eller livskvalitet etter MST. Statistisk signifikant redusert symptombyrde målt med CAT (-5 poeng, p=0.048).

Konklusjon 20 MST økter økte ikke lungefunksjon i pasienter med KOLS. Intervensjonen medførte en signifikant endring av arbeidsøkonomi, muskelstyrke, kraftutvikling, funksjonell kapasitet, samt en redusert symptombyrde.

Abstract

Background Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is the third leading cause of death worldwide, contributing to an increasing economic burden for the global healthcare service. COPD is characterized by a diminishing pulmonary function, attenuated mechanical efficiency of the leg muscles, and reduced quality of life. Previous research has shown promising results in COPD patients when exposed to maximal strength training (MST), without further investigating the potential effects.

Objective This study aimed to further investigate the effect of 20 MST sessions on pulmonary function, physical performance, and quality of life in COPD patients.

Methods This study was an experimental design study, with participants working as their own control group. Male and female COPD patients, 18-80 years old, <80% FEV1%predicted completed a pretest, before being instructed to live life as normal for four or seven weeks. Following a baseline test the participants performed an intervention period, consisting of 20 MST sessions of 4x4-repetition maximum (4RM) of leg press. The duration of either four or seven weeks were depending on the duration of the control period. Primary outcome was pulmonary function, as measured by FEV1, secondary outcomes were change in 1RM, rate of force development (RFD), work economy, VO2peak, functional capacity, and quality of life.

Results Six participants were included in the analysis, resulting in no change in pulmonary function following the intervention period. The intervention resulted in an improved 1RM (30kg, p=0.027), RFD (469 N·s-1, p=0.028), mechanical efficiency (7.7%, p=0.028) and functional capacity (6MWT; 47 meters, p=0.027, SCT; -1.2 seconds, p=0.027). There was no statistically significant difference in VO2peak or quality of life after MST. Statistically significant reduced symptom burden measured by CAT(- 5 points, p=0.048).

Conclusion 20 MST sessions did not increase pulmonary function in patients with COPD. The intervention induced a clinically significant improvement of work economy, muscle strength, rate of force development, functional capacity, and reduced symptom burden.