Porozumění námahové dušnosti a nesnášenlivosti cvičení v COVID-19

Účel a odůvodnění:

Za méně než jeden rok se novým koronavirem nakazilo více než 80 000 000 lidí po celém světě. Infekce způsobuje Corona Virus Disease 2019 (covid-19) a v některých případech závažný akutní respirační syndrom. Celkové riziko úmrtnosti na covid-19 je nízké, nicméně riziko radikálně roste s věkem a kardiovaskulárními komorbiditami. Dlouhodobé následky covid-19 nejsou známy. Již se objevil fenotyp přeživších s prodlouženou symptomatologií; tento fenotyp je charakterizován přetrvávajícími respiračními (kašel, sputum, dušnost, sípání) a muskuloskeletálními (bolest, únava) symptomy. Předběžné údaje z klinických zátěžových testů provedených v laboratoři plicních funkcí UofA naznačují, že pacienti, kteří přežili covid-19 s prodlouženými příznaky, významně snížili toleranci zátěže a zvýšili námahovou dušnost.

Zhoršená tolerance zátěže měřená jako maximální příjem kyslíku (VO2peak) je nejsilnějším nezávislým prediktorem kardiovaskulární mortality a mortality ze všech příčin. Předběžné údaje vyšetřovatelů u sedmi trvale symptomatických pacientů, kteří přežili covid-19 (PS-CoV) 3 měsíce po molekulárním potvrzení infekce, ukazují průměrné 30% zhoršení VO2peak ve srovnání s kontrolami s odpovídajícími věkem, pohlavím a indexem tělesné hmotnosti. Několik aspektů covid-19, včetně léčby a zotavení, může přispět k rozsahu a závažnosti oslabení a zhoršení VO2peak u PS-CoV. Účelem této studie je prozkoumat zhoršení VO2peak a plicní, srdeční a periferní faktory přispívající ke zhoršení VO2peak, intoleranci zátěže a přetrvávající dušnost u PS-CoV.

Koronavirus získává buněčný vstup prostřednictvím vazby angiotenzin konvertujícího enzymu v plicích, díky čemuž jsou plíce a plicní vaskulatura logickým výchozím bodem pro zkoumání přetrvávající symptomologie. Během aktivní infekce jsou hlášeny pulmonální vaskulární dysfunkce, mikrotromboemboly, mikroangiopatie a plicní zánět a/nebo fibróza. To doprovází snížení difuzní kapacity v klidu, zvýšená tortuozita plicní vaskulatury a zvýšená plicní vaskulární rezistence. Jedním mechanistickým vysvětlením je, že oblasti po proudu od mikrotromboembolů se sekundární fibrotizují v důsledku sníženého průtoku krve, což vede ke snížení difúzní kapacity. Fyziologická adaptace prostřednictvím intususceptivní angiogeneze má za následek zvýšenou tortuozitu plicní vaskulatury se sekundárním důsledkem zvýšené pulmonální vaskulární rezistence. Nicméně důkazy o izolovaném snížení difúzní kapacity v nepřítomnosti plicní fibrózy jsou v rozporu s touto teorií. Alternativním vysvětlením je, že plicní vaskulární dysfunkce předchází lézím zobrazovaným počítačovou tomografií (CT) a změnám plicních objemů. Bez ohledu na počínající poškození je u ~ 1/3 hospitalizovaných pacientů s covid-19 konečným výsledkem plicní fibróza, zhoršená difuzní kapacita (měřená jako omezení difuze oxidu uhelnatého, DLCO), snížená nucená vitální kapacita (FVC) a úměrně snížená usilovný výdechový objem za jednu sekundu (FEV1).

U PS-CoV je plicní postižení při 3měsíčním sledování charakterizováno sníženým klidovým DLCO, FVC a FEV1 a neúplnou normalizací plicní CT konsolidace a zákalů.13 Předběžné údaje vyšetřovatelů o PS-CoV ukazují zvýšenou dechovou frekvenci a VE/VCO2 (indikující zvýšený mrtvý prostor nebo nadměrnou ventilaci) při maximální zátěži – charakteristické pro parenchymální nebo restriktivní plicní onemocnění a v souladu s patologií covid-19 včetně smrti parenchymálních buněk a plicní fibróza. Navzdory těmto zjištěním počáteční údaje naznačují, že provozní objemy plic pacientů s PS-CoV během cvičení a maximální rezerva dýchání jsou relativně zachovány. Předchozí práce v CHOPN ukázaly, že zvýšené VE/VCO2 během cvičení se vysvětluje vyšším mrtvým prostorem a toto zvýšení VE/VCO2 přispívá ke zvýšené dušnosti, která je sekundární ke zvýšenému úsilí o dýchání. Výzkumníci v oblasti CHOPN prokázali, že zvýšení VE/VCO2 je způsobeno hypoperfuzí plicních kapilár, jak bylo prokázáno sníženým DLCO a sníženým objemem plicní kapilární krve během cvičení, a že když se plicní perfuze zlepší použitím inspirovaného NO, VE/ VCO2 a dušnost jsou sníženy, což vede ke zvýšení VO2peak.

V současné době nejsou k dispozici žádné údaje, které by zkoumaly příznaky dušnosti, plicní mechaniku, VE/VCO2 a zhoršený vrchol VO2 u PS-CoV. Navíc nejsou k dispozici žádná data, která by zkoumala difuzní kapacitu nebo objemové odpovědi plicní kapiláry během cvičení, což může přispívat ke zvýšení VE/VCO2, plicní neefektivitě, vnímané dušnosti a sekundárním srdečním následkům.

Srdeční komplikace covid-19 byly prokázány a mohou přispět ke zhoršení VO2peak prostřednictvím snížení maximálního srdečního výdeje (Qpeak). K dispozici jsou omezené údaje, ale zdá se, že účinky na srdce jsou (malá) adaptace sekundární k plicní vaskulární dysfunkci, angiopatii a zvýšené plicní vaskulární rezistenci. Důležité je, že plicní vaskulární dysfunkce může způsobit omezení srdečního výkonu při absenci nebo předcházejících strukturálních srdečních změnách, jako je tomu u časné plicní hypertenze (plicní hypertenze vyvolaná cvičením). Komplikace napodobují komplikace pozorované u plicní hypertenze, kdy se tenkostěnná pravá komora záludně přizpůsobuje chronicky zvýšenému tlaku v plicnici a nakonec proti němu selhává. To zahrnuje hypertrofii pravé komory, dilataci a hypokinezi a při selhání rozpojení trikuspidální anulární roviny systolické exkurze (TAPSE) a systolického tlaku v plicnici (PASP). Ve studii 100 po sobě jdoucích pacientů s covid-19 v klidu mělo 39 % pacientů dilataci a dysfunkci pravé komory a 16 % pacientů mělo diastolickou dysfunkci levé komory. Po covid-19 nejsou k dispozici žádné zprávy o srdečních funkcích během cvičení nebo o srdeční mechanice v reakci na stres a není známo, zda srdeční důsledky covid-19 omezují VO2peak nebo přispívají k přetrvávání symptomů u PS-CoV.

U hospitalizovaných pacientů s covid-19 dochází ke škodlivým změnám ve složení těla. Během aktivní infekce je křehkost (částečně charakterizovaná ztrátou svalů) spojena se zvýšenou závažností a úmrtností na covid-19. Snížení hmoty netukové tkáně a zvýšená adipozita, zejména ve stehně, jsou hlášeny po upoutání na lůžko a je známo, že zhoršují VO2peak. Snížení VO2peak je dvojí: absolutní VO2peak je snížen v důsledku ztráty svalové hmoty a relativní VO2peak (ml/kg/min) je snížen v důsledku kombinace sníženého absolutního VO2peak a snížení poměru svalové hmoty k celkové tělesné hmotě. . Kromě toho je lůžko spojeno se sníženou mitochondriální hustotou a oxidativní enzymatickou aktivitou. Nejsou k dispozici žádné údaje, které by spojovaly zvýšenou adipozitu, sníženou svalovinu stehna nebo zhoršenou kvalitu svalů s VO2peak nebo přetrváváním symptomů u PS-CoV.

Předběžná data vyšetřovatelů naznačují, že VO2peak je narušen u pacientů, kteří přežili PS-CoV. Velikost VO2peak, plicního, srdečního a periferního postižení není známa u pacientů s PS-CoV nebo bez příznaků covid-19. Prostřednictvím této navrhované studie se výzkumníci snaží komplexně otestovat poškození VO2peak u pacientů, kteří přežili PS-CoV, a spojit fyziologii s přetrváváním symptomů u covid-19.

Cíle:

Tato studie má 3 cíle: 1) vyhodnotit VO2peak u PS-CoV a uzdravených přeživších covid-19 (již bez příznaků) ve srovnání s naivními kontrolami covid-19 podle věku, pohlaví a indexu tělesné hmotnosti; 2) vyhodnotit DLCO a objem plicní kapilární krve v klidu a během zátěže u těchto tří skupin; a 3) zhodnotit srdeční strukturu a funkci v klidu a během cvičení ve třech skupinách.

hypotézy:

Vyšetřovatelé předpokládají, že:

1. VO2peak bude snížen v PS-CoV ve srovnání s obnovenými (bez příznaků) přeživšími covid-19 a covid naivními kontrolami a že zotavení covid-19 přeživší budou mít zhoršený VO2peak ve srovnání s covid naivními kontrolami;
2. Ve srovnání s naivními kontrolami covid-19 bude mít PS-CoV snížený klidový a zátěžový objem plicní kapilární krve a difuzní kapacitu, což bude korelovat se zátěžovým VE/VCO2.
3. PS-CoV bude mít snížený špičkový srdeční výdej, zvýšený PASP a odpojení PASP:TAPSE.