Beneficial effects of power resistance training in patients with long COVID: the 'EXER-COVID' trial

Esta tesis doctoral se basa en un ensayo clínico cruzado, realizado dentro del grupo E-FIT (Ejercicio Físico, Salud y Calidad de Vida) denominado 'Efectos de un programa de ejercicio físico multicomponente sobre el sistema inmune, el perfil inflamatorio, la condición física y los síntomas percibidos persistentes (fatiga/cansancio, dolor musculoesquelético, dificultad para respirar) en sobrevivientes a la enfermedad por coronavirus (COVID-19): Un ensayo clínico cruzado'. Nuestra hipótesis de trabajo es que con la aplicación de un programa de ejercicio multicomponente de 6 semanas de duración podríamos reducir el grado de percepción de los síntomas percibidos persistentes (fatiga/cansancio, dolor musculoesquelético, dificultad para respirar), a través de la modulación del sistema endocannabinoide, mejoraríamos el perfil inmunológico a través de la modificación gradual del sistema inmune provocado ya sea por el avance natural de la edad o por la infección de la COVID-19, incrementaríamos la condición física (capacidad funcional, fitness aeróbico y fuerza muscular) por efecto de la acción mecánica y endocrina, y reduciríamos la producción de citoquinas inflamatorias derivadas de mononucleares de sangre periférica tales como IL-1 beta, IL-6 y TNF-alfa a través del aumento de la producción y liberación de citocinas antiinflamatorias debido a la contracción del músculo esquelético, lo cual podría contribuir a reducir el proceso inflamatorio que habitualmente se instaura en la infección por la COVID-19. Los objetivos de este estudio fueron: evaluar la modificación en parámetros inmunológicos, condición física, perfil inflamatorio y cambios en síntomas percibidos persistentes (fatiga/cansancio, dolor musculoesquelético, dificultad para respirar) después de 6 semanas de ejercicio físico multicomponente y supervisado, adicionales al esquema de tratamiento médico estándar en pacientes con síntomas persistentes de la COVID-19. Antecedentes: La condición post-COVID-19 es una condición novedosa para la cual las guías recomiendan ejercicio supervisado, pero la evidencia que guía intervenciones seguras y efectivas es limitada. El objetivo de este estudio fue investigar los efectos de un programa de ejercicio adaptado (ensayo EXER-COVID) sobre la aptitud cardiorrespiratoria, la fuerza muscular, los síntomas COVID prolongados, el rendimiento cognitivo, la calidad de vida, la depresión y la angustia psicológica. Métodos: Este estudio cruzado incluyó 100 participantes con condiciones post-COVID-19 (edad media 48 años; 68% mujeres) en un único centro en España desde el 1 de marzo de 2021 hasta el 30 de septiembre de 2022. Los participantes fueron aleatorizados 1:1 a 6 semanas de entrenamiento de resistencia a la potencia muscular (PRT) seguido de 6 semanas de atención habitual (Grupo 1 [AB], n=50) o 6 semanas de atención habitual seguidas de 6 semanas de RT de potencia muscular (Grupo 2 [BA], n=50). Resultados: La intervención mejoró significativamente el pico de VO2 en 2,10 ml/kg/min [IC 95%: 1,25 a 2,94], P<0,001. Los análisis por protocolo revelaron resultados similares (2,40 ml/kg/min [IC del 95%: 1,56 a 3,25]), P<0,001. No se detectaron efectos de arrastre ni de período. Después de la PRT de potencia, la fuerza (1RM) mejoró para la prensa pectoral, la prensa bilateral de piernas, la extensión de rodillas y la prensa de espalda (P<0,001). Se encontraron disminuciones significativas en las puntuaciones de angustia psicológica (P<0,001). La intervención también mejoró la calidad de vida (P=0,041), las capacidades cognitivas (P=0,014) y el rendimiento cognitivo (P=0,036). Además, el programa de ejercicios redujo siete de los 22 síntomas de la COVID prolongada, entre ellos debilidad (RR= 0,75 [IC 95%: 0,59 a 0,95]), disnea (RR= 0,56 [IC 95%: 0,39 a 0,82]), pérdida de audición/tinnitus (RR= 0,86 [IC 95%: 0. 75 a 0,98]), cambios en el apetito (RR= 0,84 [IC 95%: 0,72 a 0,97]), pérdida de memoria (RR= 0,84 [IC 95%: 0,72 a 0,97]), estrés (RR= 0,80 [IC 95%: 0,64 a 0,99]) y apatía/depresión (RR= 0,80 [IC 95%: 0,64 a 0,99]). Conclusiones: Un programa de intervención PRT supervisado de 6 semanas mejoró de forma segura la aptitud cardiorrespiratoria, la fuerza y la salud mental en participantes con afecciones posteriores al COVID-19. Estos hallazgos proporcionan a los médicos pruebas para apoyar el ejercicio como co-terapia estándar y justifican estudios adicionales. Registro del ensayo: NCT04797871. Registrado el 15 de marzo de 2021.

This Doctoral Thesis is based on a crossover clinical trial, conducted within the E-FIT (Physical Exercise, Health and Quality of Life) group entitled 'Effects of a multicomponent physical exercise programme on the immune system, inflammatory profile, physical fitness and persistent perceived symptoms (fatigue/tiredness, musculoskeletal pain, shortness of breath) in survivors of coronavirus disease (COVID-19): A crossover clinical trial'. Our working hypothesis is that with the application of a 6-week multicomponent exercise programme we could reduce the degree of perception of persistent perceived symptoms (fatigue/tiredness, musculoskeletal pain, shortness of breath), through modulation of the endocannabinoid system, improve the immune profile through gradual modification of the immune system caused by either natural age progression or COVID-19 infection, increase physical fitness (functional capacity, aerobic fitness and muscular strength) through mechanical and endocrine action, and reduce the production of inflammatory cytokines derived from blood mononuclear peripheral vascular monocytes, increase physical fitness (functional capacity, aerobic fitness and muscle strength) through mechanical and endocrine action, and reduce the production of peripheral blood mononuclear derived inflammatory cytokines such as IL-1 beta, IL-6 and TNF-alpha through increased production and release of anti-inflammatory cytokines due to skeletal muscle contraction, which could contribute to reducing the inflammatory process that typically occurs in COVID-19 infection. The objectives of this study were: to evaluate the modification in immunological parameters, physical condition, inflammatory profile and changes in perceived persistent symptoms (fatigue/tiredness, musculoskeletal pain, shortness of breath) after 6 weeks of multicomponent and supervised physical exercise, in addition to the standard medical treatment scheme in patients with persistent symptoms of COVID-19. Background: The post-COVID-19 condition is a novel condition for which guidelines recommend supervised exercise, but evidence guiding safe and effective interventions is limited. The aim of this study was to investigate the effects of a tailored exercise program (EXER-COVID trial) on cardiorespiratory fitness, muscle strength, long COVID symptoms, cognitive performance, quality of life, depression, and psychological distress. Methods: This crossover study included 100 participants with post-COVID-19 conditions (mean age 48 years; 68% women) at a single center in Spain from March 1, 2021, to September 30, 2022. Participants were randomized 1:1 to 6 weeks of muscle power resistance training (PRT) followed by 6 weeks of usual care (Group 1 [AB], n=50) or 6 weeks of usual care followed by 6 weeks of muscle power RT (Group 2 [BA], n=50). Results: The intervention significantly improved the peak VO2 by 2.10 mL/kg/min [95% CI 1.25 to 2.94], P<0.001. Per-protocol analyses revealed similar results (2.40 mL/kg/min [95% CI 1.56 to 3.25]), P<0.001. No carry-over or period effects were detected. After power PRT, strength (1RM) was improved for pectoral press, bilateral leg-press, knee extension, and back press (P<0.001). Significant decreases were found in psychological distress scores (P<0.001). The intervention also improved quality of life (P=0.041), cognitive capabilities (P=0.014) and cognitive performance (P=0.036). Furthermore, the exercise program reduced seven of the 22 long-COVID symptoms, including weakness (RR= 0.75 [95% CI 0.59 to 0.95]), dyspnea (RR= 0.56 [95% CI 0.39 to 0.82]), hearing loss/tinnitus (RR= 0.86 [95% CI 0.75 to 0.98]), change in appetite (RR= 0.84 [95% CI 0.72 to 0.97]), memory loss (RR= 0.84 [95% CI 0.72 to 0.97]), stress (RR= 0.80 [95% CI 0.64 to 0.99]) and apathy/depression (RR= 0.80 [95% CI 0.64 to 0.99]). Conclusions: A supervised 6-week PRT intervention program safely improved cardiorespiratory fitness, strength, and mental health in participants with post-COVID-19 conditions. These findings provide clinicians with evidence to support exercise as standard co-therapy and warrant further study. Trial registration: NCT04797871. Registered March 15, 2021.