Wirkung von Vitamin D3 auf die Lungenfunktion und die Belastungstoleranz bei COPD-Patienten

1. Einführung:

   Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist weltweit eine der Hauptursachen für chronische Morbidität und Mortalität. Viele Menschen leiden jahrelang an der Krankheit und sterben zu früh an den Folgen. COPD ist die vierthäufigste Todesursache bei Erwachsenen in den Vereinigten Staaten und wird voraussichtlich bis 2020 auch die dritthäufigste sein. Obwohl es sich um eine vermeidbare und behandelbare Krankheit handelt, kann die Krankheit zusammen mit ihren Komorbiditäten, sobald sie einmal aufgetreten ist, nicht mehr geheilt werden. Aber das Fortschreiten und die Morbidität können reduziert werden.

   Die Atemwegsobstruktion bei dieser Krankheit ist im Allgemeinen sowohl anhaltend als auch fortschreitend. Sie hat zwei klinische Phasen (stabile Phase und Exazerbationsphase), die beide mit einer Entzündung einhergehen. Unabhängige Risikofaktoren für COPD sind männliches Geschlecht, fortgeschrittenes Alter, niedriger sozioökonomischer Status , berufliche Exposition und Zigarettenrauchen (sowohl aktiv als auch passiv), Reaktivität der Atemwege, berufliche Faktoren und Luftverschmutzung .

   Vitamin D ist ein Steroid, das für die Knochenmineralisierung und die Kalziumhomöostase wichtig ist. Die Prävalenz von Vitamin-D-Mangel hat in den letzten Jahrzehnten in der Allgemeinbevölkerung zugenommen. Der Großteil des zirkulierenden 25-Hydroxyvitamin D [25(OH)D] stammt aus Sonneneinstrahlung mit einem begrenzten Beitrag über die Nahrung. Die erhöhte Prävalenz von Vitamin-D-Mangel wird auf Sonnenvermeidung, Lebensstil in Innenräumen, Verwendung von Sonnenschutzmitteln und verminderte Aufnahme von Vitamin-D-haltigen Lebensmitteln zurückgeführt. Da Vitamin D im Fettgewebe sequestriert wird, erhöht die zunehmende Prävalenz von Fettleibigkeit auch die Vitamin-Prävalenz D-Mangel .

   Kürzlich hat die Forschung herausgefunden, dass Vitamin D bei mehreren chronischen Krankheiten wie Krebs, Autoimmunerkrankungen, Infektionen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine Rolle spielen kann. Vitamin D kann auch bei mehreren Erkrankungen des Atmungssystems eine Rolle spielen. Kürzlich berichteten einige Forscher, dass ein signifikanter Anteil junger COPD-Patienten einen unzureichenden (20 bis 29 ng/ml) 25-OHD-Serumspiegel aufweisen könnte. Darüber hinaus wurden in einer großen Querschnittsstudie der US-Bevölkerung höhere Vitamin-D-Konzentrationen im Serum, bestimmt durch [25(OH)D], mit einer besseren Lungenfunktion in Verbindung gebracht, gemessen durch FEV1. Obwohl der genaue Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Status und der Lungenfunktion an dieser Stelle nicht klar ist, wird postuliert, dass Vitamin D die Lungenfunktion durch seine entzündungsregulierende Wirkung, die Induktion antimikrobieller Peptide und/oder seine Wirkung auf die Muskeln verbessern kann.

   Es wurde auch vermutet, dass Patienten mit COPD eine hohe Prävalenz von Vitamin-D-Mangel haben, die von etwa 30 % bei leichter COPD bis über 75 % bei schwerer COPD reicht. Insbesondere bei COPD kann ein Vitamin-D-Mangel chronische Atemwegs- und systemische Entzündungen verstärken, die bakterielle Clearance verringern und gleichzeitig das Risiko für infektiöse Exazerbationen erhöhen .

   Zur Bereitstellung schneller, akzeptabler sowie wiederholbarer und reproduzierbarer Lungenfunktionsdaten ist die Spirometrie ein sicheres und praktisches Verfahren /FVC-Verhältnis (FEV1/FVC %), forcierte mittlere exspiratorische Flussrate zwischen 25 % und 75 % der FVC (FEF25-75 %) und maximale exspiratorische Flussrate (PEFR) können durch Spirometrie beurteilt werden. Die aus diesem erzwungenen Ausatemmanöver abgeleiteten Indizes sind zur genauesten und zuverlässigsten Methode geworden, um eine COPD-Diagnose zu unterstützen. Dieser Test sollte bei allen Patienten durchgeführt werden, die COPD haben könnten. Es ist erforderlich, um eine sichere Diagnose zu stellen und andere Diagnosen mit ähnlichen Symptomen auszuschließen. Obwohl die Spirometrie die Auswirkungen von COPD auf die Gesundheit eines Patienten nicht vollständig erfasst, bleibt sie der Goldstandard für die Diagnose der Krankheit und die Überwachung ihres Fortschreitens. Es ist die am besten standardisierte, reproduzierbarste und objektivste verfügbare Messung der Luftstrombegrenzung.

   Darüber hinaus ist die Sauerstoffsättigung ein Indikator für den Prozentsatz an Hämoglobin, der zum Zeitpunkt der Messung mit Sauerstoff gesättigt ist. Periphere kapillare Sauerstoffsättigungswerte, die durch Pulsoximetrie (SpO2) erhalten werden, sind ein Teil einer vollständigen Beurteilung des Oxygenierungsstatus des Patienten. Normale Sauerstoffsättigungswerte liegen bei 97 % bis 99 % beim Gesunden und 95 % sind bei einem Patienten mit normalem Hämoglobinspiegel klinisch akzeptiert . Dieser Wert kann mit der Menge an Sauerstoffverbrauch durch das Gewebe variieren. Beispielsweise gibt es bei manchen Patienten einen Unterschied in den SpO2-Werten in Ruhe im Vergleich zu denen während Aktivität, wie z. B. Gehen oder Positionieren. Sie spiegelt jedoch nicht die Atmungsfähigkeit des Patienten wider .

   Darüber hinaus ist Dyspnoe eines der signifikantesten Symptome, das während des Fortschreitens von COPD auftritt und resultiert aus pulmonaler Hyperinflation, Schwäche der Atemmuskulatur, erhöhter Ventilation, freiwilliger Hyperventilation, erhöhter Atemarbeitsbelastung und beeinträchtigter Funktion der Atemmuskulatur. Die Beurteilung der Dyspnoe ist bei jeder chronischen Atemwegserkrankung sehr wichtig. Die am Ende der Belastung ermittelte Belastungsdyspnoe gilt als bester Indikator für Dyspnoe. Zur Beurteilung der Dyspnoe stehen mehrere Skalen zur Verfügung. Die Interpretation der Dyspnoe-Skalen hängt zwar ausschließlich von den Aussagen der Patienten ab, aber die modifizierte Borg-Skala (MBS) ist bekanntermaßen einfach und teilweise objektiv und wurde in der klinischen Praxis normalerweise zur Bewertung von Anstrengungsdyspnoe verwendet.

   Atemwegserkrankungen zeigen sich häufig in einem eingeschränkten Aktivitätsniveau und einer eingeschränkten Belastbarkeit, und eine reduzierte Belastbarkeit ist ein Kennzeichen von COPD-Patienten. 1963 entwickelte Balke einen einfachen Test zur Bewertung der funktionellen Leistungsfähigkeit durch Messen der zurückgelegten Strecke über einen bestimmten Zeitraum. Gehtests werden typischerweise durchgeführt, um den Funktionsstatus zu bewerten, die Wirksamkeit der Behandlung zu überwachen und eine Prognose zu erstellen. Der 6-Minuten-Gehtest (6 MWT) ist ein praktischer einfacher Test, der einen 30-Meter-Gang, aber keine Trainingsgeräte oder Vorschulung für den Beobachter erfordert. Der Test misst die Strecke, die eine Person innerhalb von 6 Minuten schnell auf einer ebenen, harten Oberfläche zurücklegen kann. Der selbstgesteuerte 6 MWT bewertet das submaximale Niveau der funktionellen Kapazität. Da jedoch die meisten Aktivitäten des täglichen Lebens mit submaximaler Anstrengung ausgeführt werden, kann die 6-Minuten-Gehstrecke (6 MWD) das funktionelle Trainingsniveau für tägliche körperliche Aktivitäten besser widerspiegeln.

2. Begründung:

   Das therapeutische Standardbehandlungsschema spielt eine begrenzte Rolle bei der Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit von COPD-Patienten. Verschiedene Ergänzungen und außertherapeutische Maßnahmen wurden versucht, um die funktionelle Leistungsfähigkeit von COPD-Patienten zu verbessern. Vitamin-D3-Supplementierung ist eine davon. Die Hauptziele der Aufnahme von Vitamin D3 in den Behandlungsplan dieser Patienten sind die Verringerung von Symptomen und Exazerbationen, die Verbesserung der Lebensqualität und die Steigerung der körperlichen und emotionalen Teilnahme an alltäglichen Aktivitäten, die möglicherweise nicht ausreichend durch eine pharmakologische Standardbehandlung bei COPD allein angegangen werden. Kürzlich haben eine Reihe von Studien einen Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Mangel und dem Schweregrad von COPD gezeigt. Darüber hinaus wurde in einer prospektiven Studie FEV1 bei Patienten mit schwerer und sehr schwerer COPD sowohl vor als auch nach einer Vitamin-D3-Ergänzung gemessen und eine signifikante Verbesserung festgestellt. Andererseits berichtete eine kürzlich durchgeführte Studie keine signifikante Verbesserung von FVC, FEV1 und FEV1 FVC% bei COPD-Patienten mit Vitamin-D3-Mangel nach Vitamin-D3-Gabe im Vergleich zur Kontrollgruppe .

   Die Menge an Informationen über die Wirkung der Vitamin-D3-Gabe bei COPD-Patienten reicht jedoch nicht aus, um eine endgültige Schlussfolgerung zu ziehen. Darüber hinaus wurde nach unserem besten Wissen keine Studie durchgeführt, um die Wirkungen dieses fettlöslichen Vitamins auf den spirometrischen Lungenfunktionsstatus, die Sauerstoffsättigung und die Belastungstoleranz bei Vitamin-D3-insuffizienten, stabilen Patienten mit mittelschwerer COPD zu beobachten.

   Daher wurde die vorliegende Studie auf der Grundlage dieses Hintergrunds konzipiert, um die Auswirkungen von Vitamin D3 auf den spirometrischen Lungenfunktionsstatus, die periphere kapilläre Sauerstoffsättigung und die Belastungstoleranz bei männlichen Patienten mit D3-Mangel und stabiler mittelschwerer COPD zu bewerten. Diese Studie wird die Aufmerksamkeit der Ärzte auf die vorteilhaften Wirkungen von Vitamin D3 auf pulmonale und extrapulmonale Komplikationen bei COPD-Patienten lenken.

   Fragestellung:

   Hat Vitamin D3 einen Einfluss auf die Lungenfunktion und Belastungstoleranz bei stabilen COPD-Patienten?

   Hypothese:

   Die Verabreichung von Vitamin D3 bei stabilen Patienten mit mittelschwerer COPD verbessert die Lungenfunktionsvariablen zusammen mit der Belastungstoleranz.

   Ziele:

   Allgemeines Ziel: Bewertung der Auswirkungen der Vitamin-D3-Verabreichung auf die Lungenfunktion und Belastungstoleranz bei männlichen Patienten mit Vitamin-D3-Mangel und stabiler mittelschwerer COPD.

   Bestimmte Ziele

   • Zur Messung von FVC, FEV1, FEV1/FVC %, PEFR und FEF25-75 % bei männlichen Patienten mit ungenügender Vitamin-D3-Mangel und stabiler mittelschwerer COPD, um deren Lungenfunktionsstatus zu beurteilen.
   • Messung des SpO2 in Ruhe, um den basalen Oxygenierungsstatus bei dieser Patientengruppe zu beurteilen.
   • Bestimmung des Grades der Dyspnoe im Ruhezustand, um den basalen Grad der Atemnot bei derselben Patientengruppe zu beurteilen
   • Messung der 6MWD aller Patienten, um ihre funktionelle Belastbarkeit zu beurteilen.
   • Um sowohl den SpO2 als auch den Grad der Dyspnoe nach 6 MWT erneut zu messen, um ihre Belastungstoleranz zu beurteilen.
   • Alle diese Variablen nach 90 Tagen pharmakologischer Standardbehandlung mit Vitamin D3 und auch ohne Vitamin D3 bei stabilen COPD-Patienten zu messen.
   • Um die Ergebnisse von Baseline und Endline zu vergleichen.

   Methodik:

   ART DER STUDIE: Prospektive interventionelle, randomisierte, doppelblinde Studie STUDIENORT: Institut für Physiologie, Bangabandhu Sheikh Mujib Medical University (BSMMU), Shahbagh, Dhaka STUDIENZEITRAUM: März 2017 bis Februar 2018 STUDIENPOPULATION: Stabile, mittelschwere COPD-Patienten mit Vitamin-D3-Insuffizienz .

   PROBENUMFANG: 46 PROBENAHME: Einfache Zufallsstichprobe. Gemäß den Auswahlkriterien werden insgesamt 46 COPD-Patienten, die für die Ziele der Studie geeignet sind, aufgenommen. 46 COPD-Patienten werden vom Kliniker für OPD ausgewählt.

   GRUPPE DER FACHGEBIETE :

   Gruppe A (Kontrollgruppe): 23 Patienten mit D3-insuffizienter COPD ohne D3-Verabreichung A0: Am Tag 0 A90: Am Tag 90 Gruppe B (Studiengruppe): 43 (dreiundvierzig) Patienten mit D3-insuffizienter COPD mit D3-Verabreichung B0: Am Tag 0 B90 : Am Tag 90

   Berechnung der Stichprobengröße:

   Unter Verwendung der folgenden statistischen Formel n = (Zα+Zβ) 2 X (σ12+σ22) (μ1-μ2)2

   Hier, unter Verwendung der folgenden statistischen Formel n = [(Zα+Zβ)2 X (σ12+σ22)] / (μ1-μ2)2 Mittelwert der Kontrolle, μ1 = 47,1 Mittelwert der Studiengruppe, μ2 = 67,4 SD der Kontrolle, σ1 = 26,9 SD der Studiengruppe, σ2 = 27,5 (Martineau et al. 2015) Typ-I-Fehler, Zα = 1,96 Typ-II-Fehler, Zβ = 1,64 (Kirkwood und Sterne 2003) (Kirkwood und Sterne 2003)

   Daher ist n = [(Zα+Zβ)2 X (σ12+σ22)] / (μ1-μ2)2

   • [(1,96+1,64)2 X (26,92 +27,52) / (47,1-67,4)2
   • [12,96 X (756,25+723,61)] / (20,3) 2 = 19178,98 / 412,09 = 46,54 = 47

   Themenauswahl:

   Nach Auswahl des Themas wird der Forscher zu einem Interview mit dem Thema sitzen. Der Forscher stellt sich zunächst unter Angabe seiner institutionellen Zugehörigkeit, seines Interessenkonflikts und seiner Adresse, Telefonnummer und Informationen zur Förderung vor. Danach wird der Proband ausführlich über die Ziele und Ergebnisse der Studie informiert. Ihnen wird das Verfahren kurz erklärt. Der Proband wird auch versichert, wenn während des Tests ein Problem auftritt; es wird sich darum gekümmert. Das Ergebnis des Tests wird ihm kostenlos zugesandt, und wenn eine Anomalie festgestellt wird, wird er nach Möglichkeit entsprechend behandelt oder gegebenenfalls an eine bestimmte Behandlungseinrichtung überwiesen. Er wird zur freiwilligen Teilnahme in einer herzlichen und freundlichen Haltung ermutigt und erhält die Freiheit, sich auch nach der Teilnahme von der Studie zurückzuziehen, wann immer er möchte. Sie werden über die Methode der Vertraulichkeit ihrer Identifizierung informiert. Ihre Identität wird nur in Fragebögen erfasst, die beim Forscher sicher aufbewahrt werden. Es wird nicht in den Computer eingegeben und in keine Veröffentlichung aufgenommen. Bei der Datenanalyse, dem Verfassen von Berichten oder der Veröffentlichung wird keine persönliche Identifizierung verwendet. Ihnen wird auch versichert, dass die Interviewzeit minimal sein wird, um ihren Komfort zu erhalten, einige Fragen werden ohne private Nachfrage zur persönlichen, familiären und medizinischen Geschichte gestellt. Der Interessenkonflikt wird ihm gegebenenfalls mitgeteilt. Nachdem er dieses gesamte Verfahren verstanden hat, wird ihm, wenn er der Teilnahme zustimmt, eine bereitwillig erteilte, informierte schriftliche Zustimmung eingeholt.

   Es besteht keine Möglichkeit einer körperlichen, sozialen oder psychischen Gefährdung des Befragten. Ein vorgetesteter Fragebogen wird von der wissenschaftlichen Hilfskraft ausgefüllt.

   Alle gesammelten Informationen werden geheim gehalten und nur für medizinische Forschung und Analyse verwendet.

   ORT DER PROBENENTNAHME:

   Alle Patienten werden von der ambulanten Abteilung (OPD) des National Institute of Diseases of Chest and Hospital abgeholt

   STUDIENVERFAHREN:

   Am ersten Tag der Einschreibung werden die Ziele, die Art, der Zweck und das potenzielle Risiko aller für die Studie verwendeten Verfahren jedem Probanden ausführlich erklärt, wobei eine herzliche Haltung betont wird, welche Vorteile er aus dieser Studie ziehen könnte. Er wird zur freiwilligen Teilnahme ermutigt und kann sich auch nach der Teilnahme aus der Studie zurückziehen, wenn er sich unwohl fühlt. Wenn er der Aufnahme in die Studie zugestimmt hat, wird eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung in einer vorgeschriebenen Form eingeholt. Eine detaillierte Familienanamnese, Krankengeschichte und gründliche körperliche Untersuchung jedes Patienten werden durchgeführt und alle Informationen werden in einem Standarddatenblatt aufgezeichnet. Dann werden alle Patienten gebeten, am Tag der biochemischen und spirometrischen Untersuchung um 9 Uhr morgens (etwa 1 1/2 Stunden nach seinem Frühstück) in die Abteilung für Physiologie zu kommen.

   Am Untersuchungstag werden 5 ml venöses Blut entnommen und schnellstmöglich ins Hämatologische Labor gebracht, um Serum-25-Hydroxycholecalceferol, Serumglukose 2 Stunden nach dem Frühstück und Serumkreatinin zu bestimmen. Danach werden Größe und Gewicht gemessen und der spirometrische Lungenfunktionstest mit einem tragbaren Spirometer durchgeführt. Nach Erhalt aller biochemischen und spirometrischen Berichte erfolgt die endgültige Auswahl gemäß den Ein- und Ausschlusskriterien.

   Anschließend werden alle geeigneten Patienten nach dem Zufallsprinzip entweder der „Kontrollgruppe“ oder der „Studiengruppe“ zugeteilt und noch einmal ausführlich über die Ziele und den detaillierten Studienablauf informiert. Dann werden die Patienten an Tag 1 auf den Ausgangswert aller Studienvariablen untersucht.

   Wiederum nach 90 Tagen werden die Studienvariablen von denselben 86 Patienten gesammelt.

   Vitamin D3

   Zutat

   • Cholecalciferol (40.000 IE)
   • Mikrokristalline Zellulose (58,1 g)
   • Butyliertes Hydroxytoluol (0,2 mg)
   • Magnesiumstearat (3 mg)
   • Gelatinekapselhülle (1 mg)

   Dosis: 80.000 IE/Woche

   Weg: Oral

   Placebo: Mit freundlicher Genehmigung von Beximco Pharmaceuticals Limited

   • Zutaten aus Bangladesch: • Mikrokristalline Zellulose (303,8 g)

     • Butyliertes Hydroxytoluol (0,2 mg)
     • Magnesiumstearat (3 mg)
     • Gelatinekapselhülle (1 mg)

   STUDIENVARIABLEN:

1. Spirometrische Variablen

   • FVC (L) : Forcierte Vitalkapazität

   • FEV1 (L) : Forciertes Exspirationsvolumen in der 1. Sekunde

   • FEV1/FVC-Verhältnis (%) : Forciertes Ausatmungsverhältnis
   • PEFR (l/min): Spitzenausatmungsflussrate
   • FEF 25-75 (L/S): Erzwungener Ausatmungsfluss in der Mitte von FVC

2. Sauerstoff-Variablen

   • Ruhe-SpO2 (%) : Sättigung des peripheren kapillaren Sauerstoffs in Ruhe

3. Belastungstoleranz-Variablen • 6MWD (Meter) : Sechs-Minuten-Gehstrecke • Grad der Dyspnoe : Modifizierte Borg-Skala

4. Hämatologische Variablen • 25(OH)D (ng/ml) : 25-Hydroxycholecalceferol • PTH (pmol/l) : Parathormon • Ca2+ (mg/ml) : Ionisches Calcium • PO43- (mg/ml)

   • Ionisches Phosphat

     • AP (U/L): Alkalische Phosphatase

Anschließend wird allen ausgewählten Patienten mit stabiler mittelschwerer COPD eine therapeutische Standardbehandlung verschrieben. Darüber hinaus werden den Patienten der „Studiengruppe“ 80.000 IE orales Vitamin D3 pro Woche für aufeinanderfolgende 90 Tage verschrieben. Gleichzeitig wird allen Patienten beider Gruppen empfohlen, die Diät nach Belieben (nach eigener Wahl) fortzusetzen.

Es wird eine angemessene Aufklärung über das Medikament, die Methode der Medikamenteneinnahme und den Medikationsplan gegeben. Danach wird eine gute Beziehung aufgebaut, um von Zeit zu Zeit telefonisch nachzufassen und den Patienten zu besuchen. Termin vereinbaren, Hotline und Nachsorge werden ordnungsgemäß aufrechterhalten . Sie werden gebeten, am 90. Tag erneut die Abteilung für Physiologie zu besuchen, um die Bewertung aller oben genannten Studienvariablen zu erhalten. Jeder Patient, der das Studienverfahren während des Studienzeitraums nicht genau befolgt hat, wird fallen gelassen und neu aufgenommen wird zur Erfüllung der gewünschten Gesamtprobenzahl einbezogen. Daher sollte zur Erfüllung der Gesamtprobenzahl eine erweiterte Stichprobe genommen werden.