Schema periodico intrinseco della respirazione (PERHYP1)
Studio della respirazione periodica negli esseri umani sani
Abbiamo fatto una fortuita osservazione della respirazione periodica in un soggetto sano che si presentava al nostro consulto ambulatoriale di medicina di montagna presso l'ospedale Avicenne di Bobigny (Francia). Durante questa consultazione, i soggetti eseguono un test da sforzo di ipossia, che consente una buona previsione dei loro fattori di rischio per gravi malattie d'alta quota. Sorprendentemente, la registrazione respiro dopo respiro del segnale di ventilazione ha mostrato uno schema respiratorio periodico, che è aumentato quando il soggetto ha iniziato ad esercitarsi in condizioni ipossiche ed è stato mantenuto durante l'esercizio normossico.
Pertanto, il nostro obiettivo era confermare questa osservazione in uno studio retrospettivo condotto su 82 soggetti che hanno superato questo test. Abbiamo testato l'ipotesi che i soggetti con una risposta ventilatoria vivace all'ipossia potrebbero mostrare un modello periodico di ventilazione più pronunciato, a causa di un maggiore guadagno del ciclo di feedback dei chemocettori. Quindi, il nostro obiettivo è quello di indagare i meccanismi coinvolti nel modello periodico in soggetti sani, in funzione dell'intensità dell'esercizio, dell'intensità dell'altitudine, del ruolo dei chemocettori periferici e centrali per O2 e CO2. Infine, si vuole indagare il possibile ruolo di questa instabilità ventilatoria in pazienti con apnee ostruttive o centrali.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Descrizione dettagliata
In uno studio preliminare, tra la popolazione venuta alla visita ambulatoriale di medicina di montagna presso l'ospedale di Avicenne nel 2012, 82 soggetti (38 femmine e 44 maschi) sono stati selezionati in modo casuale e separati in due gruppi di 41 high e 41 low responder all'ipossia secondo la il valore mediano della risposta ventilatoria ipossica all'ipossia durante l'esercizio (HVRe > o < 0,84 L/min/kg) derivato dal test di esercizio ipossico (frazione inspirata di O2: 0,115, intensità dell'esercizio pari al 30% della potenza aerobica massima), come precedentemente descritto.
Il test da sforzo ipossico consiste in 4 fasi successive di 3-4 minuti ciascuna con la seguente sequenza: riposo in normossia (RN), riposo in ipossia (RH), esercizio in ipossia (EH) ed esercizio in normossia (EN). La ventilazione minuto (E, L.min-1) viene misurata attraverso un metabografo (Vmax Encore, SensorMedics, Yorba Linda, CA). La saturazione dell'O2 del polso (SpO2, %) viene misurata mediante ossimetria transcutanea (Nellcor N-595, Nellcor, Pleasanton, CA) su un lobo dell'orecchio preriscaldato. La PCO2 di fine marea (PETCO2) viene misurata mediante termopila a infrarossi (Vmax Encore, SensorMedics, Yorba Linda, CA). Durante l'intero test, VE, SpO2 e PETCO2 sono stati registrati respiro dopo respiro. La pressione sanguigna continua viene misurata da un sistema Finapres. I dati vengono trasferiti a un computer per un'ulteriore analisi dello spettro. Una trasformata veloce di Fourier (FFT) viene quindi applicata al segnale di ventilazione in sequenze di 128 punti in ciascuna fase del test. Questo metodo ci permetterà di rilevare la presenza di picchi nel dominio della frequenza del segnale di ventilazione. Due parametri principali sono derivati dalla FFT: la frequenza in hertz (o periodo in secondi) del picco maggiore e la sua potenza stimata come l'area sotto il picco a ± 0,02 Hz intorno al picco (in L2.s-2).
Lo studio principale sarà progettato per svelare i meccanismi e il ruolo di queste oscillazioni nella ventilazione. Nello studio sarà inclusa una popolazione complessiva di 90 soggetti sani e 30 pazienti.
Passo 1. Effetto dell'intensità dell'esercizio.
Passaggio 2. Effetto del livello di altitudine.
Passaggio 3. Effetto della stimolazione dei chemocettori centrali da parte dell'acetazolamide.
Passaggio 4. Effetto dell'inibizione dei chemocettori periferici mediante iperossia.
Passaggio 5. Effetto dell'inibizione dei chemocettori periferici mediante iperossia e della stimolazione dei chemocettori centrali mediante ipercapnia.
Passaggio 6. Valutazione della presenza di queste oscillazioni in pazienti con apnee notturne.
Passaggio 7. Valutazione della presenza di queste oscillazioni in pazienti con insufficienza cardiaca.
Tipo di studio
Iscrizione (Anticipato)
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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Bobigny, Francia, 93009
- Physiology Department
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Metodo di campionamento
Popolazione di studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- a seconda del gruppo: vedere la definizione di gruppi
Criteri di esclusione:
- IMC > 30
- storia di grave aritmia cardiaca
- ipertensione polmonare
- storia di malattia coronarica
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
Coorti e interventi
Gruppo / Coorte |
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Soggetti sani
maschio, di età compresa tra 18 e 65 anni, moderatamente addestrato, sano, nessun trattamento
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apnee ostruttive del sonno
pazienti con indice di apnea/ipopnea > 15 BMI < 30 Età < 50 anni
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insufficienza cardiaca
Frazione di eiezione di classe NYHA da I a III < 40% età < 65 anni BMI < 30
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Modello periodico di ventilazione
Lasso di tempo: La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia),
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Presenza di oscillazione nel segnale di ventilazione
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La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia),
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Oscillazioni della frequenza cardiaca
Lasso di tempo: La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia)
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Presenza di oscillazioni nel segnale ECG battito per battito con un picco specifico nello spettro di frequenza
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La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia)
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Oscillazioni della pressione arteriosa
Lasso di tempo: La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia)
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Presenza di oscillazioni del valore sistolico/diastolico della pressione arteriosa istantanea, misurata in modo non invasivo.
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La misurazione viene effettuata alla fine del periodo di esercizio di 6 minuti, una sola volta in ciascuna condizione (normossia, ipossia, iperossia, ipercapnia)
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Collaboratori e investigatori
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Richalet JP, Larmignat P, Poitrine E, Letournel M, Canoui-Poitrine F. Physiological risk factors for severe high-altitude illness: a prospective cohort study. Am J Respir Crit Care Med. 2012 Jan 15;185(2):192-8. doi: 10.1164/rccm.201108-1396OC. Epub 2011 Oct 27.
- Hermand E, Pichon A, Lhuissier FJ, Richalet JP. Low-frequency ventilatory oscillations in hypoxia are a major contributor to the low-frequency component of heart rate variability. Eur J Appl Physiol. 2019 Aug;119(8):1769-1777. doi: 10.1007/s00421-019-04166-x. Epub 2019 Jun 1.
- Hermand E, Lhuissier FJ, Richalet JP. Effect of dead space on breathing stability at exercise in hypoxia. Respir Physiol Neurobiol. 2017 Dec;246:26-32. doi: 10.1016/j.resp.2017.07.008. Epub 2017 Jul 29.
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Altri numeri di identificazione dello studio
- PERHYP1
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