Staattinen keuhkojen hyperinflaatio ja sympaattisen hermon toimintaan liittyvä suurten valtimoiden jäykkyys keuhkoahtaumatautipotilailla

COPD on maailmanlaajuinen terveysongelma, joka vaikuttaa yli 65 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti. Pelkästään Yhdysvalloissa keuhkoahtaumatautiin liittyvät arvioidut lääketieteelliset kustannukset ylittivät 30 miljardia dollaria vuonna 2010. Suuri osa näistä terveydenhuollon kustannuksista johtuu keuhkoahtaumatautiin liittyvien sairauksien, kuten sydän- ja verisuonitautien, hoidosta. Vaikka sydän- ja verisuonitauti on ensisijaisesti keuhkosairaus, se aiheuttaa jopa 50 % kaikista keuhkoahtaumatautia sairastavien henkilöiden kuolemista. Yksi todennäköinen mekanismi, joka myötävaikuttaa keuhkoahtaumatautia sairastavien henkilöiden kohonneeseen sydän- ja verisuonisairauksien riskiin, on suuret keskusvaltimot (ts. kaulavaltimon ja aortan) jäykkyys. Suuren valtimon kohonnut jäykkyys ennustaa vahvasti sydän- ja verisuonitautitapahtumia ja aikuisten kuolleisuutta. Tarkemmin sanottuna kaulavaltimon ja reisiluun pulssiaallon nopeus (CFPWV), aortan jäykkyyden vertailustandardimittaus, on vankka, riippumaton sepelvaltimotapahtumien ennustaja, ja kaulavaltimon jäykkyys, ilmaistuna β-jäykkyysindeksinä, liittyy vahvasti aivohalvaukseen. Sekä CFPWV että kaulavaltimon β-jäykkyys ovat huomattavasti suurempia keuhkoahtaumatautia sairastavilla henkilöillä verrattuna ikäsovitettuihin verrokkeihin, mikä viittaa siihen, että nämä mekanismit voivat vaikuttaa ainakin osittain korkeaan sydän- ja verisuonisairauksien riskiin tässä ryhmässä. Tällä hetkellä on kuitenkin puutetta tiedossa mekanismeista, jotka johtavat suuren valtimoiden jäykkyyden lisääntymiseen keuhkoahtaumatautia sairastavilla henkilöillä osittain siksi, että suurten valtimoiden jäykkyyden arviointi keuhkoahtaumatautia sairastavilla henkilöillä on rajoittunut aortan ja kaulavaltimon jäykkyyden vertailuun kaikilla keuhkoahtaumatautipotilailla. - COPD kontrolloi, erottelematta keuhkoahtaumatautien fenotyyppejä. Tämän liian yksinkertaisen lähestymistavan seurauksena on osoittautunut haastavaksi tunnistaa mekanismi(t), jotka ovat vastuussa keuhkoahtaumatautipotilaiden kiihtyneestä suurten valtimon jäykkyydestä, koska erilaiset mekanismit voivat myötävaikuttaa suurten valtimoiden jäykkyyteen keuhkoahtaumatautien eri fenotyypeissä. Kaksi pääasiallista tietokonetomografialla (CT) kvantifioitavaa fenotyyppiä, joihin keuhkoahtaumatautia sairastavat yksilöt voidaan jakaa, ovat emfyseeman ja hengitysteiden hallitsevat fenotyypit. Keuhkoahtaumatautipotilailla, joiden fenotyyppi hallitsee hengitysteitä, on tyypillisiä pienten hengitysteiden sairauden merkkejä, mukaan lukien lisääntynyt hengitysteiden seinämän paksuus, lisääntynyt hengitysteiden tulehdus ja suurempi limaeritteen pitoisuus pienissä johtavissa hengitysteissä. Tämä rakenteellinen uudelleenmuotoilu johtaa siihen, että hengitysteihin jää enemmän ilmaa jäännöstilavuudessa ja lisää keuhkojen lepotilavuutta aiheuttaen staattista keuhkojen hyperinflaatiota. Keuhkoahtaumatautipotilailla, joilla on hallitseva fenotyyppi hengitystiet, on vain vähän tai ei ollenkaan emfyseemaa, ja niitä on jopa 60 % kaikista lievästä tai keskivaikeasta COPD-potilaista (ts. Global Initiative for COPD; GOLD-aste 1-2) ja jopa 25 % kaikista vaikea-erittäin vaikea COPD-potilaista (GOLD 3-4). Vaikka keuhkoahtaumatautipotilaat ovat tyypillisesti keuhkoahtaumatautien varhaisemmassa vaiheessa, heillä on suurempi sydän- ja verisuonitautiriski kuin emfyseemaa sairastavat keuhkoahtaumatautipotilaat, jotka muodostavat suurimman osan vaikea-erittäin vaikea (GOLD 3-4) COPD-potilaista. Kuitenkin mekanismit, jotka ovat vastuussa kohonneesta sydän- ja verisuonitautiriskistä potilailla, joilla on pääsääntöisesti hengitysteitä, ovat edelleen epäselviä. Alustavat tietomme osoittavat, että staattinen keuhkojen hyperinflaatio liittyy vahvasti kaulavaltimon ja aortan jäykkyyteen. Nämä tiedot viittaavat siihen, että staattinen keuhkojen hyperinflaatio voi olla mekanismi, joka myötävaikuttaa korkeampaan sydän- ja verisuonisairauksien riskiin keuhkoahtaumataudin fenotyypeissä, jotka johtuvat osittain sen vaikutuksista suurten valtimoiden jäykkyyteen. Keuhkoputkihoito vähentää staattista keuhkojen hyperinflaatiota ja parantaa hengitystieoireita keuhkoahtaumatautia sairastavilla henkilöillä, mutta keuhkoputkihoidon vaikutukset sydän- ja verisuonisairauksien riskiin jäävät epäselväksi. Pitkävaikutteinen muskariiniantagonisti ja pitkävaikutteinen beeta2-agonisti keuhkoputkia laajentava (LAMA/LABA) yhdistelmähoito vähentää ilmavoimia ja staattista keuhkojen hyperinflaatiota enemmän kuin kumpikaan monoterapia yksinään. Nämä todisteet viittaavat siihen, että LAMA/LABA-yhdistelmä keuhkoputkia laajentava lääke saa aikaan suurimmat muutokset suurten valtimoiden jäykkyydessä, koska sillä on ylivoimaiset vaikutukset keuhkojen deflaatioon verrattuna jompaankumpaan lääkkeeseen yksin.

Sympaattinen hermoaktiivisuus (SNA) on kohonnut keuhkoahtaumapotilailla verrokkeihin verrattuna, ja se on riippumaton sairastuvuuden ja kuolleisuuden ennustaja tässä ryhmässä. SNA:n hyperaktivaation taustalla olevat mekanismit COPD:ssä jäävät kuitenkin epätäydellisesti ymmärretyiksi. Terveillä yksilöillä Valsalva-liikkeen aiheuttama akuutti staattinen keuhkojen hyperinflaatio liittyy jatkuvaan rintakehän paineen nousuun ja sitä seuraavaan keskuslaskimotilavuuden vähenemiseen. Tämä keskuslaskimotilavuuden väheneminen puolestaan ​​purkaa kardiopulmonaalisia baroreseptoreita ja johtaa jatkuvaan sympaattiseen aktivaatioon. Tärkeää on, että keuhkoahtaumatautia sairastavilla henkilöillä positiivinen paine hyperinflaatiossa keuhkojen uloshengityksen lopussa keuhkojen ilmaluukusta nostaa rintakehän painetta, vähentää laskimoiden palautumista ja vähentää kammioiden täyttymistä, mikä teoreettisesti purkaa kardiopulmonaalisia baroreseptoreita. Staattisen keuhkojen hyperinflaation vaikutukset SNA:han ja suurten valtimoiden jäykkyyteen keuhkoahtaumatautipotilailla jäävät kuitenkin tuntemattomiksi. Siksi tämä uusi tutkimus tarjoaa tärkeää tietoa taustalla olevista mekanismeista, jotka mahdollisesti myötävaikuttavat keuhkoahtaumatautia sairastavien henkilöiden kohonneeseen CVD-riskiin.