Vliv inhalovaného oxidu dusnatého na dušnost a toleranci cvičení u CHOPN (iNO)

Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) je respirační porucha typicky způsobená kouřením a je charakterizována obstrukcí dýchacích cest. Námahová dušnost (vnímaná dušnost) je charakteristickým znakem CHOPN bez ohledu na závažnost a je primárním důvodem nesnášenlivosti zátěže i u pacientů s mírnou CHOPN (definovaná pomocí spirometrických kritérií jako usilovně vydechovaný objem za 1 s (FEV1)/usilovaná vitální kapacita (FVC). ) <0,70 a FEV1 ≥ 80 %). Bylo prokázáno, že dušnost u CHOPN výrazně snižuje kvalitu života pacienta, fyzickou aktivitu a zhoršuje schopnost pacientů dokončit každodenní úkoly. Předchozí práce u mírné CHOPN prokázaly, že námahová dušnost je výsledkem zvýšené dechové práce během cvičení a že tato zvýšená dechová práce pochází z: 1) přehnané ventilační reakce na cvičení (tj. zvýšená minutová ventilace vzhledem k produkci oxidu uhličitého, VE/VCO2) a 2) omezení proudění vzduchu (tj. omezení výdechového průtoku a výsledná dynamická hyperinflace). Velké množství práce se zaměřilo na zlepšení omezení průtoku vzduchu u CHOPN; pro pochopení a léčbu přehnané ventilační reakce na zátěž u CHOPN se však udělalo velmi málo.

Několik předchozích studií CHOPN konzistentně prokázalo zvýšenou ventilační odpověď (tj. větší VE/VCO2) během cvičení. Zdá se, že zvýšená odezva VE/VCO2 na zátěž je klinicky důležitá, protože nezávisle předpovídá mortalitu na CHOPN a naznačuje, že fyziologické abnormality mimo obstrukci proudění vzduchu jsou důležité při určování závažnosti onemocnění, dušnosti a rizika úmrtí. Toto zvýšení VE/VCO2 u CHOPN se zdá být sekundární ke zvýšené ventilaci mrtvého prostoru (tj. části plic s ventilací, ale bez perfuze), a tato zvýšená ventilace mrtvého prostoru má za následek kompenzační zvýšení celkové minutové ventilace (tj. zvýšené VE/VCO2) k udržení účinné alveolární ventilace a homeostázy arteriálních krevních plynů.

Základní mechanismus (mechanismy) pro zvýšenou ventilaci mrtvého prostoru a VE/VCO2 během cvičení u mírné až středně těžké CHOPN je v současnosti nejasný; avšak plicní mikrovaskulární abnormality a hypoperfuze plicních kapilár jsou potenciálními patofyziologickými mechanismy. Pacienti s mírnou až středně závažnou CHOPN mají snížený plicní mikrovaskulární průtok krve v neemfyzematózních plicních oblastech, což vedlo výzkumníky k závěru, že nízká plicní perfuze v neporušeném plicním vaskulárním řečišti je pravděpodobně výsledkem plicní vaskulární dysfunkce. Data ventilace-perfuze (VA/Q) u mírné a střední CHOPN ukazují podstatnou nerovnost VA/Q v klidu, přičemž distribuce VA/Q je vychýlená směrem k oblastem s vysokou VA/Q, což svědčí o zvýšeném mrtvém prostoru. V souladu s touto hypotézou kapilární hypoperfuze naše nedávná práce prokázala otupenou odezvu objemu plicní kapilární krve na zátěž u mírné CHOPN ve srovnání s nekuřáckými kontrolami stejného věku a výšky. Důležité je, že nízký objem plicní kapilární krve byl spojen se zvýšeným VE/VCO2 během cvičení, což naznačuje, že nízká plicní perfuze (tj. snížený objem plicní kapilární krve) vede ke zvětšení mrtvého prostoru.

Inhalační oxid dusnatý (NO) se běžně používá k testování plicních vazodilatačních odpovědí u pacientů s plicní arteriální hypertenzí (PAH), protože zvyšuje biologickou dostupnost NO a zlepšuje funkci plicních cév. Předchozí práce u pacientů s PAH a srdečním selháním (HF) prokázaly, že standardní dávky (20-40 částí na milion (ppm)) inhalovaného NO mohou snížit plicní vaskulární rezistenci a zvýšit maximální spotřebu kyslíku (V̇O2peak). Pokud inhalovaný NO může snížit vaskulární dysfunkci a zvýšit perfuzi u mírné a středně těžké CHOPN, mělo by to za následek snížení VE/VCO2 a zlepšení tolerance zátěže.

STUDIJNÍ ÚČEL

Účel: Zkoumat vliv inhalovaného NO na ventilaci zátěžové kapacity (V̇O2peak) a dušnost u pacientů s CHOPN.

Hypotéza: Inhalační NO zlepší zátěžovou kapacitu, sekundárně ke snížení VE/VCO2 a dušnosti, u mírné a středně těžké CHOPN, zatímco u zdravých kontrol a těžké CHOPN nebude pozorována žádná změna.

Návrh studie: Randomizovaný dvojitě zaslepený křížený design.

Všichni účastníci budou mít test plicních funkcí a kardiopulmonální zátěžový test. Postup studia je stručně nastíněn níže a dále je nastíněn v přiloženém grantu Nadace Fakultní nemocnice.

Protokol studie: Během 3 týdnů bude dokončeno sedm sezení v následujícím pořadí:

Den 1) Zápis účastníka, anamnéza, standardní plicní funkce (PFT) a kardiopulmonální zátěžový test (CPET).

Dny 2 a 3) Náhodně uspořádané experimentální CPET při dýchání vzduchu v místnosti nebo inhalování oxidu dusnatého (vzduch v místnosti s 40 ppm NO).

Dny 4 a 5) Náhodně uspořádané cvičební testy s konstantní zátěží, při 75% špičkovém výkonu, při dýchání vzduchu v místnosti nebo inhalování oxidu dusnatého (vzduch v místnosti s 40 ppm NO).

Den 6) Ultrasonografická dopplerovská měření budou dokončena za účelem stanovení systolického tlaku v plicnici (v klidu a během cvičení) při dýchání vzduchu v místnosti nebo inhalaci oxidu dusnatého. Dopplerovská měření systémové vaskulární endoteliální funkce budou měřena v klidu při dýchání vzduchu v místnosti. Pro zesílení dopplerovského signálu během srdečního ultrazvuku se použije kontrastní roztok ve fyziologickém roztoku. K analýze zánětlivých hladin bude odebrán malý vzorek žilní krve. Kromě toho budou účastníci dýchat do malé zkumavky, aby bylo možné analyzovat vyloučené sliny a určit zánět dýchacích cest.

Den 7) Bude dokončeno prospektivní zobrazení kvantitativní počítačovou tomografií (CT), aby se získala plicní hustota, heterogenita, tkáň, cévy a měření dýchacích cest.

Každá návštěva zabere přibližně 3 hodiny. Celková doba trvání každého účastníka bude přibližně 21 hodin.