Effekten af ​​dopamin på lungediffusion og kapillært blodvolumen under træning

1. Studiemål

   Det primære formål med denne undersøgelse er at undersøge effekten af ​​dopamininfusion og dopamin-2-receptorblokade på pulmonært kapillært blodvolumen, diffusion og de hæmodynamiske variabler for pulmonal arterietryk, hjertevolumen og pulmonal vaskulær modstand under træning. Sekundært vil denne undersøgelse undersøge effekten af ​​dopamininfusion og dopamin-2-receptorblokade på træningstolerance.

2. Baggrund

   For at imødekomme det øgede iltbehov, der kræves til træning, skal pulmonal diffusionskapacitet (DLCO) øges for at undgå et fald i arteriel iltning og tidlig træningsafbrydelse. Forbedret DLCO under træning opnås ved at udvide det pulmonale kapillære blodvolumen (Vc) og diffundere membrankapaciteten (Dm) gennem rekruttering og udspilning af lungekapillærerne, hvilket effektivt øger overfladearealet til diffusion. Rekruttering og udspilning af de pulmonale kapillærer reducerer pulmonal vaskulær modstand (PVR), øger pulmonal blodgennemstrømning (Q), mens stigningen i pulmonal arterietryk (PAP) begrænses med træning.

   Inden for sundhed menes farmakologiske indgreb ikke at påvirke PAP under træning. Dog kan dopamin, en pulmonal vasodilator, hjælpe med at regulere PAP under træning. Specifikt forekommer dopamin vigtig for en normal kardiovaskulær træningsrespons, da Metoclopramid (pulmonal dopamin-2-receptorantagonist) nedsætter maksimal Q og træningstolerance (1). Disse resultater tyder på, at dopamin kan modulere Vc under træning via pulmonal glatmuskelregulering, hvilket efterfølgende påvirker PVR, PAP, Q og træningstolerance. Men hvordan dopamin regulerer DLCO, Vc, Q og træningstolerance er ukendt.

   Formål: Formålet med denne undersøgelse er at undersøge effekten af ​​en dopaminagonist og en dopamin-2-receptorantagonist på DLCO, Vc, PAP, PVR, Q og træningstolerance.

   Hypotese: Det antages, at dopamin vil øge Vc, hvilket fører til en reduktion i PVR og et tilsvarende fald i PAP. Denne respons vil tillade en stigning i DLCO, Q og træningstolerance i forhold til kontrol. Omvendt vil Metoclopramid (dopamin-2-receptorantagonist) dæmpe stigningen i Vc såvel som reduktionen i PVR, hvilket fører til en stigning i PAP. I denne tilstand vil DLCO, Q og træningstolerance blive reduceret.

3. Metoder

Undersøgelsesoversigt: Denne undersøgelse vil anvende et randomiseret, dobbeltblindt crossover-design, hvor raske forsøgspersoner vil få målinger udført i hvile og 2 arbejdsbelastninger (60 % og 85 % af tidligere bestemt VO2-peak) med enten intravenøs dopamin (2 µg/kg/min). dopaminreceptorblokade (20 mg oral metoclopramid) eller placebo (randomiseret rækkefølge). Data vil blive indsamlet på tværs af 5 forskellige dage over en 2-3 ugers periode. Dag 1: Lungefunktion og gradueret træningstest til udmattelse. Dag 2-4: Vc-bestemmelse i hvile og træning med enten intravenøs dopamin, dopaminreceptorblokade eller placebo (rækkefølge randomiseret). Efter en kort hvileperiode udføres forsøg med tid til udmattelse ved 85 % af VO2peak for at karakterisere træningstolerance. Dag 5: Evaluering af PAP via hjerteultralyd i hvile og under træning med enten intravenøs dopamin, dopaminreceptorblokade eller placebo (rækkefølge randomiseret).

Lungefunktions- og kardiopulmonal træningstest: Forsøgspersonerne vil gennemgå en gradueret træningstest til frivillig udmattelse for at karakterisere aerob kondition (VO2peak) og en standard lungefunktionstest for at karakterisere lungefunktionsparametre.

DLCO og Vc måling under træning: DLCO og Vc vil blive målt ved hjælp af multiple oxygen tension DLCO breath-hold metoden (2) i hvile og under cykeltræning ved 60 % og 85 % af VO2peak. Over forskellige tre dage vil deltagerne blive randomiseret til hver af følgende tilstande: 1) dopamin (2 μg/kg/min intravenøs) og en placebo-pille, 2) metoclopramid (20 mg oral) og intravenøs saltvand eller 3) intravenøs saltvand og en placebo-pille. Under hver arbejdsbelastning vil forsøgspersoner udføre en DLCO-åndedrætsmanøvre i seks sekunder, gentaget tre gange under træning ved forskellige iltspændinger (0,21, 0,40, 0,60; arbejdsbelastning og iltspænding randomiseret), hvilket giver mulighed for beregning af Vc og Dm. Forsøg vil blive spredt over flere dage for at sikre, at der ikke ophobes CO. DLCO vil blive korrigeret for hæmoglobin, og vi har stor erfaring med at udføre disse tests.

Pulmonalarteriesystolisk tryk (PASP), PVR og Q: Doppler-ekkokardiografi (PASP) vil blive brugt som et ikke-invasivt estimat af PAP under alle dopamintilstande. PASP vil blive evalueret i hvile og under træning, og denne metode er blevet brugt med succes af vores gruppe og andre i tidligere undersøgelser(3,4). Total PVR vil blive evalueret ved at dividere PASP med Q ved en given arbejdsbelastning. Q vil blive evalueret ved hjælp af Physioflow® Impedance Cardiography (Manatec® Biomedical). Sammenlignet med direkte Fick-metoder giver impedanskardiografi en nøjagtig bestemmelse af Q i hvile og under træning.

Hæmoglobin: Da DLCO vil blive korrigeret for hæmoglobinkoncentration, vil en lille prøve af blod blive opsamlet via fingerstik i hvile og under træning og analyseret for hæmoglobinkoncentration ved hjælp af et håndholdt hæmoglobinmåleapparat (HemoCue 201+, HemoCue AB, Angelholm, Sverige).