PhD értekezés tézisei A FIZIKAI TERHELHETŐSÉG VIZSGÁLATA KRÓNIKUS OBSTRUKTÍV TÜDŐBETEGSÉGBEN. AZ OXIGÉN HATÁS ELEMZÉSE. Dr. Somfay Attila Szeged, 2001
1. Előzmények A széles körben elterjedt dohányzás következtében a krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD) világszerte nagy kihívást jelent, az európai és észak-amerikai morbiditási és mortalitási statisztikákban az elsők között szerepel. A betegség prevalenciája napjainkban is emelkedést mutat és egy WHO-Világbank által szponzorált komplex felmérés szerint a COPD világviszonylatban 2020-ra az 1990-es 12. hellyel szemben - az 5. legfontosabb betegséggé válik. Bár a krónikus légúti obstrukció a cigarettázók csupán 15%- ában alakul ki, a 3 millió magyarországi dohányost alapul véve közel 300 ezer beteget jelent hazánkban. Ezzel szemben az országos nyilvántartásban kb. 20%-a szerepel ennek a becsült betegszámnak. A COPD kezelése drága: a rendszeres gyógyszerelés, a progresszióval egyre gyakoribb hospitalizáció, az otthoni oxigénterápia költségei mellett a rokkantság és izoláció miatti függőség is nagy terhet ró a családra és a társadalomra. Mivel a gyógyszeres kezelés hatásfoka gyenge, a betegség megelőzésének, korai diagnózisának és egyéb kezelési eljárásoknak (pl. rehabilitáció) fontos szerepe van. A COPD jellemzője a progresszív és gyógyszeres kezelésre lényegében irreverzibilis légúti obstrukció és kilégzési áramláscsökkenés, ami a betegség vezető tünete, a terhelésre fellépő nehézlégzés kialakulásában meghatározó jelentőségű. A fizikai terheléssel szembeni intolerancia miatt a betegek kerülik a mozást és az egyre inaktívabb életmód miatt dekondicionálódási spirál alakul ki: egy adott időszakban változatlan vagy alig romló tüdőfunkció mellett egyre kisebb terhelés vált ki fulladásérzetet. A csökkent terhelési kapacitás önmagában is növeli a mortalitást. Mindezek ellenére a múlt század közepéig általánosan közmegegyezés volt abban, hogy az effort dyspnoe megelőzése érdekében a krónikus tüdőbeteg kerülje a fizikai aktivitást. Azonban, eltérően más kellemetlen tünetektől (pl.angina pectoris), a dyspnoe nem jelent szövetkárosodást. Számos vizsgálat igazolta, hogy a rendszeres tréning eredményeként kialakuló fiziológiai adaptáció és a dyspnoeval szembeni deszenzibilizáció pszihés hatása együttesen eredményezi a javuló terhelési toleranciát, ami jobb életminőséget jelent - változatlanul rossz tüdőfunkció esetén is. Így a rendszeres dinamikus tréning a COPD-s betegek komplex kezelésében ma már nélkülözhetetlen és egyre terjedő pulmonológiai rehabilitáció meghatározó elemévé vált. Az egészséges egyénekben és szívbetegségben szenvedőkben terhelésre kialakuló kardiovaszkuláris limitációval szemben, krónikus tüdőbetegek fizikai terhelhetőségét gyakran a beszűkült légzési rezerv határolja be. A nyugalmi légzésfunkciós vizsgálatokkal a beteg 2
tüdő funkcionális kapacitását jellemezzük, de ebből nem következtethetünk arra, hogy mekkora a beteg légzési igénye ( ventilatory requirement ) terhelés alatt és arra sem, hogy milyen percventiláció mellett alakul ki a légzési limitáció. Ugyanolyan spirometriás és nyugalmi vérgáz adatokkal rendelkező betegek eltérő légzési igénye a kardiopulmonális terheléses vizsgálat során mért ventilációs (perventiláció, V E ) és gázcsere (oxigénfelvétel, V O 2 ; széndioxid leadás, V CO 2 ; artériás PO 2 és PCO 2 ) paraméterekkel jellemezhetők. COPD-ben a beszűkült légzési kapacitás mellett terhelésre gyorsan emelkedő légzési igény a légzési rezerv kimerülését és effort dyspnoe-t eredményez. A totális ventiláció emelkedéséhez több tényező járul hozzá: az emphysemas területek miatt magas holttérventiláció, a rosszul ventiláló régiók miatti artériás hypoxaemia és a vér tejsavszint emelkedés, ami kezdetben a bikarbonát pufferelésen keresztül megemelkedett CO 2 termelésen, majd később a ph csökkenésen keresztül stimulálja a légzőközpontot. Ezzel a terhelés alatt növekvő légzési igénnyel a kóros légzésmechanika miatt beszűkült légzési kapacitás nem tud lépést tartani. A légzési munkát a dinamikus hiperinfláció miatt a légzőizmok működésének nehezítettsége is fokozza. COPD-s betegek terhelési limitációjában a keretek közé szorított ventilációnak jelentős szerepe van és a légzési kényszer növekedésében a tejsavas acidózis fontos etiológiai tényező. Ebből az is következik, hogy a ventilációs kényszer bármilyen eredetű csökkenése lehetővé teheti a terhelési tolerancia növelését. Miután a fizikai aktivitáshoz kapcsolódó tejsav acidózisnak jelentős légzésfokozó hatása van, a COPD-s betegek rehabilitációjában alkalmazott tréningprogramok összeállitásában a tejsav acidózist eredményező intenzitás ismeretének terápiás jelentősége van. Progresszív terhelés során a vázizmokban a közepesen nehéz izommunka felett tejsav termelés indul meg. Terhelés alatt a növekvő oxigénkínálatban a centrális és perifériás keringési adaptáció fontos szerepet játszik, ezért a keringési limitáció COPD-ben a laktátküszöb ( lactic acidosis threshold, LAT) értékét azt, hogy milyen intenzitás mellett kezd a laktát emelkedni a vérben jelentősen befolyásolja. Oxigén belégzése terhelés alatt nemcsak az oxigénkínálatot, hanem a ventilációt és a perifériás izomfunkciót is befolyásolhatja, melyek a COPD-s beteg terhelhetőségének növelését eredményezhetik. 3
2. Célkitűzések 2.1.Klinikailag stabil COPD-s betegek progresszív kardiopulmonális terhelése során a. milyen gyakran igazolható a LAT valamint a hypoxaemia súlyosbodása, b. a keringési limitáció hozzájárul-e a csökkent terhelési toleranciához, c. a nem invazív LAT mennyire specifikus a vér laktátszint emelkedésére? 2.2.Klinikailag nem hypoxaemiás, stabil COPD-s betegek konstans terhelése során a. az oxigén belégzés javítja-e a terhelési toleranciát, b. mennyi oxigén szükséges a hyperinfláció mérséklődéséhez és a terhelési tolerancia javulásához, c. az oxigén terhelhetőséget javító hatásmechanizmusában a vázizom funkció változása szerepet játszik-e? 3. Módszerek 3.1. LAT és vérgázváltozások 52 stabil, nyugalmi hypoxaemiával (PaO2: 50-69 Hgmm) rendelkező COPD-s beteg vett részt a vizsgálatban. A progresszív kardiopulmonális terheléses vizsgálat alatt észlelt vérgázváltozás alapján két csoportra osztottuk a betegeket: a nyugalmi hypoxaemia terhelés végére az I. csoportban (n=32) mérséklődött, a II.csoportban (n=20) nem változott vagy súlyosbodott. A légzésfunkciós vizsgálatot testplethysmograph-fal (SensorMedics 2800, Yorba Linda, California, USA), a kardiopulmonális terheléses vizsgálatot futószőnyegen (Woodway, Németország), Sensormedics 2900 Z metabolikus rendszer segítségével végeztük. A tünethatárolt, progresszív terhelés során a megszakítási indikáció valamennyi esetben a kimerülés illetve a tovább már nem tolerálható légszomj volt. A szívfrekvenciát 12 elvezetéses EKG monitorozással (Schiller Cardiovit CS-6/12, SensorMedics) követtük. A betegek egy szájrészen át lélegeztek, ami egy kétirányú, nem visszalégző, kis ellenállású szeleppel (Hans Rudolph, Kansas City, Missouri, USA) volt összekötve. Az orrnyílást csipesszel zártuk. A percventilációt (V E ), az oxigénfelvételt (V O 2 ) és a széndioxid leadást 4
(V CO 2 ) légzésről légzésre üzemmódban regisztráltuk. Valamennyi mérés előtt kalibrálás történt 3 L-es pumpával és 2 precíziós gázkeverékkel (25% O 2, balansz N 2 ill. 16% O 2, 4% CO 2, balansz N 2 ). A LAT kalkulálása a gázcseréből (V O 2 vs. V CO 2 ) a V-slope módszerrel történt. A vérgázanalízist Radiometer ABL 330 (Koppenhága, Dánia) készülékkel végeztük. A vérmintákat hyperaemizált fülcimpából vettük heparinizált kapillárisba közvetlenül a terhelés kezdete előtt és a terhelés utolsó stádiumában. 3.2. Légzési és keringési limitáció 40 stabil COPD-s beteg enyhe (FEV 1 : 50-70%, n=24, I. csoport), illetve mérsékelt és súlyos (FEV1<50%, n=16, II.csoport) obstrukcióval vett részt a vizsgálatban. A légzési - (BR) és a szívfrekvencia rezervet (HRR) az alábbi képletek alapján számítottuk: BR = (1 V Emax / MVV) x 100 HRR = (1 - HR max / HR max,pred ) x 100 ahol az MVV-t a FEV 1 x 35, a várható maximális pulzusszámot pedig a 210-0.65 x év formula alapján számítottuk. Légzési limitációnak a BR< 15%, keringési limitációnak a HRR< 10% értékeket tekintettük. A módosított Borg-skálát használtuk a terhelésvégi dyspnoe és lábfáradás szubjektív jellemzésére. 3.3. Invazív és nem-invazív LAT 23 stabil COPD-s betegben végeztük a vizsgálatokat és 17 egészséges alkotta a kontroll csoportot. Könyökhajlati vénás branülön át vettünk vérmintát tejsav vizsgálatra 3 időpontban: közvetlenül a terhelés kezdete előtt (E), terhelés alatt a folyamatosan monitorozott V O 2 - V CO 2 görbe megtöretésének időpontjában (LAT) és a terhelést követő megnyugvási fázis 3. percében (R). A tejsavat enzimatikus kolorimetriás módszerrel határoztuk meg biomerieux reagenssel (normális értékhetár: 0.63-2.44 mm/l). 3.4. Hyperoxia, hiperinfláció és terhelhetőség 10 súlyos COPD-s (FEV1<40%) vett részt a vizsgálatban, akikben csupán enyhe hypoxaemiát észleltünk (a pulzoximéterrel mért O 2 saturáció [SpO 2 ] nyugalomban > 92%, terhelésre > 88%). 7 egészséges önkéntes képezte a kontroll csoportot. 5
A terhelés előtt részletes légzésfunkciós vizsgálat történt (Vmax 229 és Autobox 6200, SensorMedics) spirometriával, plethysmograph-fal történő tüdőtérfogat meghatározással és diffúziós kapacitás vizsgálattal. A szobalevegőn történt progresszív tünethatárolt kerékpárterhelés során elért maximális teljesítmény 75%-ának megfelelő teljesítményfokozaton végeztek a vizsgált személyek öt konstans terhelést, melyek során orvosi minőségű sürített levegőt, 30%, 50%, 75% és 100% oxigént lélegeztek be, random sorrendben. A vizsgálati alanyok nem ismerték a belégzett levegő oxigén koncentrációját. A perventilációt (V E ) és a gázcserét (V O 2, V CO 2 ) légzésről légzésre üzemmódban mértük egy metabolikus analizátorral (Vmax 29c, SensorMedics). A szívfrekvenciát és az oxigén szaturációt EKG (Cardiosoft, SensorMedics) és pulzoximetriás (N-200 pulzoximéter, Nellcor, Hayward, CA, USA) monitorozással regisztráltuk. A dinamikus hiperinfláció (DH) mértékét az inspiratórikus kapacitásból (IC) ítéltük meg. A belégzés csúcsán a térfogat plátóját és a nyugalmi vizsgálatban ± 10% reprodukálhatóságot követeltünk meg. Miután 3 reprodukálható IC manővert regisztráltunk (a legjobb kettő átlagát vettük a nyugalmi IC-nek), a terhelés elindítottuk és a manővert 2 percenként, valamint közvetlenül a leállás előtt megismételtük. Feltételezve, hogy a TLC nem változik terhelés alatt COPD-ben (20), az IC változása a dinamikus tüdőtérfogatokban (EELV és EILV: kilégzésvégi és belégzésvégi tüdőtérfogat) bekövetkező eltolódást jelzi (EELV = TLC-IC, EILV = EELV + tidal volume). Terhelés alatt 2 percenként, továbbá a leállás előtt regisztráltuk a dyspnoe Borgértékét is. 3.5. Hyperoxia, gázcsere- és laktát kinetika A vizsgált személyek megegyeztek a 3.4.-ben leírtakkal. Randomizált, egyes vak, kontrollált vizsgálatot terveztünk. Szobalevegőn végzett, tünethatárolt progresszív kerékpárergometria alapján választottuk ki a konstans terhelés intenzitását, ami az LAT 80%-nak felelt meg. A konstans terhelés alatt a vizsgált személyek komprimált levegőt vagy 40% oxigént lélegeztek be random sorrendben. A vizsgáltak nem ismerték a belégzendő levegő oxigénkoncentrációját. A légzésről légzésre történő gázcsere analízis zajszintjének csökkentésére mindkét kísérleti módban - (21 ill. 40% O 2 ) - 4-4 terhelés történt. A vizsgálat 4 vizitből állt, 3-5 nap szünettel. Valamennyi vizsgálati napon 2 terhelés történt, egy szobalevegővel és egy 40% oxigénnel, 1 óra szünettel a terhelések között. 6
A készüléket 3 L-es pumpával és két preciziós gázkeverékkel kalibráltuk. E mellett egy metabolikus kalibrátort is alkalmaztunk, ami ismert értékű V E, V O 2 és V CO 2 szimulálására képes. Laboratóriumi személyzettel biológiai kalibrálást is végeztünk mérsékelt konstans terhelésekkel, mindkét gázkeverék belégzésével. Ennek során azt találtuk, hogy a 40% oxigénnel történt terhelés alatt, - a szobalevegővel összehasonlítva a V O 2 értéke (átlag ± SD) 8.0 ± 1.7%-kal magasabb volt, de a V CO 2 és V E lényegesen nem tért el (-2.6 ± 4.3% és 1.3 ± 3.8%). A V O 2 értékében talált eltérést az oxigénanalizátor magas F I O 2 melletti linearitási hibájával magyaráztuk és a 40% oxigén belégzése alatt mért V O 2 értékeket ezzel a faktorral korrigáltuk. Az egyik vizitnapon, a konstans terhelések előtt, egy 21-gauge-es pillangó katétert helyeztünk a kézháti vénába és heparinizált sóoldattal azonnal öblítettük. Hőlámpával melegítettük a kezet és így arterializáltuk a vénás mintát. Ezzel a módszerrel a PCO 2, a ph és a tejsav közel azonos az artériás értékekkel. A vérmintákat anaerob módon vettük heparinizált fecskendőkbe a terhelés előtt 60, a terhelés kezdete után 20, 40, 60, 80, 100, 120 másodperccel, 3, 4, 5, 7 és 10 perccel. Valamennyi mintát azonnal jegeltük és 30 percen belül analízáltuk a ph-t és a PCO 2 -t (Model 1640, Instrumentation Laboratories, Lexington, MA, USA) és centrifugálás után a plasma laktátot (Model 2300, Yellow Springs Instr4uments, Yellow Springs, OH, USA). A 4 vizsgált változó (V O 2, V CO 2, V E, HR) kinetikai analízise során az identikus tesztekből nyert 4-4, légzésről-légzésre adatokat 1 másodperces intervallumokra interpoláltuk, a terhelés kezdetéhez illesztettük és átlagoltuk. Ezzel a módszerrel a légzésrőllégzésre zaj torzítása csökkenthető. Az így nyert adatokat nonlineáris regressziós analízissel az alábbi függvény szerint analizáltuk: y(t) = y o + A (1-e -t/τ ) ahol y a vizsgált változó, t a terhelés kezdete után eltelt idő, y o a terhelés kezdete előtti 60 másodpercben mért nyugalmi értékek átlaga, A a válasz amplitudó és τ a válasz időállandója. Az iterációt magát BMDP 3R moduljával végeztük. 4. Eredmények és értelmezésük 4.1. LAT és vérgázváltozások A légzésfunkciós vizsgálat súlyosabb fokú obstrukciót és hyperinflációt igazolt a II. csoportban. A spiroergometria során enyhén csökkent aerob kapacitást, korai LAT-t, 7
beszűkült légzési- és szívfrekvencia rezervet észleltünk mindkét csoportban. A terhelés alatti balkamra funkciót jellemző O 2 pulzus szignifikánsan alacsonyabb volt a II. csoportban. A magasabb fiziológiás holttérventiláció (V D /V T ) terhelésre szignifikánsan csökkent, de nem érte el a normális terhelésvégi értéket. A csökkenés mértéke a II. csoportban szignifikánsan kisebb volt. A ventiláció-perfúzió aránytalanságot jelző alveolo-artériás oxigén differencia az I. csoportban terhelésre szignifikánsan csökkent, a II. csoportban kis mértékben emelkedett. Az enyhe széndioxid retenció az I. csoportban nem változott, a II.-ban szignifikánsan nőtt. A ph és a standard bikarbonát mindkét csoportban a terhelés végére kialakuló metabolikus acidózist jelezték. A nyugalmi légzésfunkció és a terheléses változók közti korreláció vizsgálatában csak a II. csoportban találtunk szignifikáns összefüggést az aerob kapacitás és a FEV 1 (r = 0.65, P<0.01), illetve az aerob kapacitás és az RV (r = -0.64, P<0.01) között. A többi vizsgált terheléses változó, holttér-, vérgáz- és metabolikus változások nem korreláltak sem az obstrukció (FEV 1 ), sem pedig a hiperinfláció (RV) fokával. Az LAT-t a betegek háromnegyedében sikerült igazolni mindkét csoportban. A terhelésre fokozódó hypoxaemiás csoportban csak a betegek felében alakult ki jelentős, 5 Hgmm-t elérő vagy meghalaladó PaO 2 csökkenés. A nyugalmi légzésfunkció alapján a terhelésre bekövetkező kardiorespiratórikus változások csak nagy hibával prognosztizálhatók. A betegek többsége képes volt az LAT szintet elérő erőkifejtésre anélkül, hogy klinikailag jelentős hypoxaemia vagy hypercapnia alakult volna ki. Így oxigénpótlás nélkül is képesek intenzív dinamikus tréningprogramot teljesíteni a rehabilitáció során. 4.2. Légzési és keringési limitáció A légzésfunkciós értékek szignifikánsan súlyosabb obstrukciót, hyperinflációt és légzési kapacitást igazoltak a II. csoportban. A progresszív kardiopulmonális terhelés során az aerob kapacitás, LAT és tüneti score-ok értékeiben nem volt különbség. A légzési rezerv a II., a keringési rezervet jelző HRR az I. csoportban volt lényegesen kisebb a terhelés végén. A funkcióromlás kezdeti stádiumában (I.csoport) a COPD-s betegek többsége keringési limitáció miatt érte el terhelhetősége csúcsát, míg előrehaladott légúti obstrukció esetén (II.csoport) a beszűkült légzési rezerv korlátozta a terhelést a betegek többségében. Azonban a funkcionálisan súlyosabb betegekben is észleltünk keringési limitációt - az esetek 8
közel harmadában -, és ebben a csoportban gyakrabban észleltünk szimultán keringési és légzési limitációt. A Chi 2 próbával szignifikáns (P=0.002) különbség volt a légzési és keringési limitáció előfordulási gyakoriságában a két csoportban. A nyugalmi (FEV 1, RV) és a terheléses limitációt jelző fiziológiás változók (BR, HRR) nem mutattak összefüggést a szubjektív tüneti (légszomj, lábfáradás) pontértékekkel. Enyhébb obstrukcióban a keringési, míg súlyosabb obstrukcióban a légzési limitáció volt a gyakoribb oka a terhelési intoleranciának. Még súlyos obstrukció esetén is az esetek harmadában észleltünk keringési limitációt. Ez a megfigyelés arra hívja fel a figyelmet, hogy krónikus légúti obstrukció esetén gyakran nem a kóros tüdőfunkció, hanem az inaktív életmód kövekeztében kialakult keringési limitáció határolja be a fizikai terhelhetőséget. 4.3. Invazív és nem invazív LAT A V-slope módszerrel megállapított LAT-t valamennyi egészséges kontrollban észleltük, míg a 23 COPD-s közül 17-ben. A kiindulási tejsavértékek megegyeztek a két csoportban. A LAT időpontjában vett vérminta laktátszintje (átlag ± SD) 1.1 ± 0.7 illetve 1.8 ± 1.1 mm/l-rel haladta meg a kiindulási értéket a COPD-s és kontroll csoportban, ami mindkét esetben szignifikáns (P<0.05) emelkedést jelentett. A terhelést követő megnyugvási fázisban vett minta laktátszintje a nagyobb erőkifejtésnek megfelelően lényegesen nagyobb volt a kontroll csoportban (7.9 ± 1.8 vs 5.7 ± 1.2 mm/l, P<0.05). Vizsgálatunk alapján a módszer specifitása magas, mivel mind egészségesekben, mind betegekben a légzési minta alapján feltételezett LAT időpontjában vett vérminta tejsavszintje a kiindulási értékhez képest emelkedett volt. 4.4. Hyperoxia, hiperinfláció és terhelhetőség A szobalevegőn végzett konstans terhelés során a kiinduláshoz képest jelentős hiperinfláció alakult ki terhelés végére a COPD-s csoportban. Hasonló feltételek mellett a kontroll csoportban az EELV nem változott. A kontrollokhoz képest a COPD-s csoportban terhelés végén a belégzési rezerv is szignifikánsan alacsonyabb volt. A betegekben a terhelés ideje a szobalevegőhöz képest megnőtt 30% oxigén belégzésekor és tovább emelkedett 50% O 2 mellett. Azonban az F I O 2 további emelése nem növelte az állóképességet. A szobalevegőn mért értékekhez képest, 30% oxigén 9
szignifikánsan növelte az IC-t és az IRV-t, melyek kis mértékben tovább emelkedtek 50% O 2 mellett. A percventiláció, a belégzési áramlás, a V T /IC és a szívfrekvencia csökkent, míg a kilégzés ideje szignifikánsan megnyúlt 30% oxigénre, de további változásokat az O 2 koncentráció növelése nem eredményezett. 30% oxigén szignifikánsan csökkentette az EELV-t és az EILV-t COPD-ben, melyek további enyhe csökkenést mutattak 50% O 2 belégzésekor. Magasabb F I O 2 nem csökkentette tovább a tüdőtérfogatokat. A kontroll csoportban az oxigén nem változtatta meg lényegesen a tüdőtérfogatokat. 30% oxigén hatására a percventiláció és a légzési frekvencia szignifikánsan csökkent a COPD-s betegekben és 50% O 2 további enyhe frekvencia-csökkenést eredményezett. A kontroll csoportban a légzési minta változása 50% oxigénnél manifesztálódott. A V E csökkenés és a V CO 2 csökkenés között szignifikáns korreláció volt mind a betegekben, mind az egészségesekben. A COPD-s csoportban a normoxiás terheléshez képest észlelt százalékos tolerancia növekedés szignifikánsan korrelált az EILV és az EELV csökkenésével. Kisebb, de szignifikáns összefüggéseket találtunk a dinamikus tüdőtérfogatváltozások és a légzési minta változása között. A dyspnoe csökkenés szignifikánsan korrelált a légzési frekvencia változásával és a szívfrekvencia változásával. A megnövekedett terhelési toleranciát előrejelző független változók csoportjának keresésekor a legszorosabb előrejelzést a dyspnoe-score változásának és az IRV változásának a kombinációja eredményezte. A kontroll csoportban nem volt szignifikáns korreláció a megnyúlt terhelési tolerancia és a tüdőtérfogat- vagy légzési minta változások között. Klinikailag nem hypoxaemiás COPD-s betegekben konstans terhelés alatt az F I O 2 már enyhe emelésére is csökken a dinamikus hiperinfláció és a légzési inger. Az oxigén hatás plátója F I O 2 = 0.5-nél részben a légzési inger csökkenésével kapcsolatos. Az oxigén dinamikus hiperinflációra gyakorolt hatása hozzájárult a terhelési tolerancia és légszomj javulásához. 4.5. Hyperoxia, gázcsere- és laktát kinetika A V O2 időállandója (τ), az egészséges kontrollokhoz képest, szignifikánsan hosszabb volt a COPD-s csoportban és a hyperoxia nem gyorsította meg a kinetikát egyik csoportban sem. Az oxigénfelvétel kinetikája lényegében azonos szobalevegőn és oxigén légzés mellett mindkét csoportban. Oxigén légzés nem változtatta meg a szívfrekvencia 10
kinetikát sem. A V CO 2 és V E τ értékei szignifikánsan nagyobbak voltak a COPD-s betegekben; oxigén légzés további megnyúlást eredményezett ezen változókban mindkét csoportban. Az oxigén legszembetűnőbb hatása a ventilációs és légzési minta válaszokon látható. COPD-s betegekben 40% oxigén belégzésre lassabban emelkedett a ventiláció, a légzési volumen és a légzési frekvencia, de az egészségesekben ez nem jött létre. A terhelésvégi V E szignifikánsan alacsonyabb volt hyperoxia mellett a betegekben, de a kontrollokban nem különbözött szignifikánsan. Terhelés előtt a laktátszint megegyezett mindkét csoportban, mindkét inhalátum esetében. A terhelés kezdetét követően az első két percben a laktát a kiindulási szinten maradt majd fokozatosan, mérsékelten emelkedett a terhelés 6-8. percében bekövetkezett plátó szakaszig. A terhelésvégi tejsavszintek nem különböztek a csoportok között, egyik inhalátum esetében sem. Lineáris regressziós analízissel nem találtunk összefüggést a nyugalmiterhelésvégi laktát változás és a V O 2 időkonstansok között egyik csoportban sem, akár szobalevegőn, akár oxigén mellett történt a terhelés. Az a megfigyelésünk, hogy a ventiláció a terhelés végén alacsonyabb volt oxigén belégzésre a COPD-s betegekben, de ugyanakkor a laktát nem volt alacsonyabb, az oxigén terhelési toleranciát javitó hatásmechanizmusának értelmezését segíti. Valószinűtlennek tűnik, hogy akár a pulmonális vazodilatáció, akár a nagyobb artériás oxigén tartalom döntő szerepet játszik, mivel akkor megjavult izomfunkció jeleit (vizsgálati modellünkben gyorsult V O 2 kinetikát) észleltük volna. Inkább a hyperoxia által kiváltott carotis test gátlás és következményes légzésdepresszió tűnik meghatározónak, melynek eredményeként csökken a hyperinfláció és későbbre tolódik a légzőizom fáradás. 5. Új megállapítások 1) A légzésmechanikai limitáció ellenére COPD-s betegek többsége képes az LAT elérésére progresszív terhelés alatt anélkül, hogy jelentős hypoxaemia alakulna ki. 2) Súlyos COPD-ben is kialakulhat keringési limitáció a növekvő intenzitású terhelés alatt. 11
3) A gázcsere kinetikával, nem invazív módon mért LAT specifikus az invazívan mért laktát emelkedésre. 4) Hyperoxia klinikailag nem hypoxaemiás COPD-ben is javítja a terhelési toleranciát. A dózis-hatás maximuma F I O 2 =0.5-nél van. A terhelhetőség és a tünetek javulása részben a hyperinfláció mérséklődésével és a lassab légzéssel van összefüggésben. 5) Hyperoxia nem változtatja meg az oxigénfelvétel és az artériás tejsav kinetikáját mérsékelt intenzitású konstans terhelés alatt. A hyperoxia terhelési tolerancia javulást eredményező hatásában a perifériás izomfunkció javulás valószínleg nem játszik szerepet. 6.1. Teljes közlemény 6. Publikációk az értekezés tárgykörében 1. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P, Körtvélyessy Zs. Az anaerob küszöb jelentősége krónikus obstruktív tüdőbetegségben. Medicina Thoracalis 1992; 45:277-283. 2. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Spiroergometria krónikus obstruktiv tüdőbetegségben.orv Hetil 1993; 134:2361-2365. 3. Somfay A. Spiroergometria krónikus légúti obstrukcióban (szerk. közl.). Medicina Thoracalis 1995; 48:101-102. 4. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Effort dyspnoe egészségesekben és krónikus tüdőbetegekben. Medicina Thoracalis 1996; 49:495-501. 5. Somfay A, Racskó T, Körtvélyessy Zs, Kraszkó P. Invazív és nem-invazív anaerob küszöb COPD-ben. Medicina Thoracalis 1997; 50:515-520. 6. Somfay A. Tüdőbetegek terhelhetőségének keringési korlátai. Medicina Thoracalis 1998; 51:51-53. 7. Somfay A, Porszasz J, Lee SM, Casaburi R. Dose-response effect of oxygen on hyperinflation and exercise endurance in non-hypoxemic COPD patients. Eur Respir J 2001; 18:77-84. IF:2.59 12
8. Somfay A, Porszasz J, Lee SM, Casaburi R. Effect of oxygen on gas exchange and lactate kinetics during exercise in non-hypoxemic COPD patients. Chest 2002; 121:393-400. IF:2.451 6.2. Idézhető összefoglaló 1. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Importance of anaerobic threshold in chronic obstructive pulmonary disease. Chest (Suppl) 1993; 103:233. 2. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. A ventiláció és a respiráció akut változása bronchodilatatorok adása után. Medicina Thoracalis (Suppl) 1994; 47:74. 3. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Anaerobic threshold and blood gas changes during exercise in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J (Suppl) 1994; 7:39. 4. Somfay A, Racskó T, Körtvélyessy Zs, Kraszkó P. Invasive and noninvasive anaerobic threshold in normal individuals and in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Chest (Suppl) 1995; 108:156. 5. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Exertional dyspnea in normal individuals and in patients with chronic lung disease. Eur Respir J (Suppl) 1996; 9:389-390. 6. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Ventilatory or cardiovascular limitation of exercise capacity in patients with COPD? Chest (Suppl) 1997; 112:21. 7. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Symptomatic and physiologic components of ventilatory and circulatory limitation of exercise capacity in patients with different stages of COPD. Eur Respir J (Suppl) 1998; 12:289S. 8. Somfay A., Boros I., Racskó T., Ugocsai K. Characteristic changes in pulmonary hemodynamics in patients with interstitial lung disease. Am J Respir Critic Care Med (Suppl) 1999; 159:A158. 9. Somfay A, Porszasz J, Lee SM, Casaburi R. Effect of supplemental oxygen on hyperinflation and exercise endurance in non-hypoxemic COPD patients. Am J Respir Critic Care Med (Suppl) 2001; 163:A267. 10. Porszasz J, Woodhouse L, Somfay A, Yu A, DeBellis E, Casaburi R. Comparison of a new linearized treadmill ramp protocol with a cycle ergometer ramp protocol in 13
cardiopulmonary exercise testing (CPX). Am J Respir Critic Care Med (Suppl) 2001; 163:A267. 8.3. Könyvfejezet 1. Somfay A, Racskó T, Kraszkó P. Importance of anaerobic threshold in COPD. in: Health Management, Organization and Planning in Changing Eastern Europe, Sympos 1993, eds. Salat D, Badalik L, Day S, Gorbenko PP, Krcmery V, Tatranska Polianka, Slovacia, 1993, pp.:72-81. 14