COPDの呼吸困難と運動耐性に対する一酸化窒素吸入の効果 (iNO)

慢性閉塞性肺疾患 (COPD) は、通常は喫煙によって引き起こされる呼吸器疾患であり、気道閉塞を特徴としています。 労作性呼吸困難 (知覚される息切れ) は、重症度に関係なく COPD の顕著な特徴であり、軽度の COPD 患者であっても運動不耐性の主な理由です (肺活量測定基準を使用して 1 秒間の努力呼気量 (FEV1)/努力肺活量 (FVC) として定義) ) <0.70 かつ FEV1 ≥ 80%)。 COPD の呼吸困難は、患者の生活の質、身体活動を大幅に低下させ、患者が日常業務を遂行する能力を損なうことが示されています。 軽度の COPD に関するこれまでの研究では、労作性呼吸困難は運動中の呼吸仕事量の増加の結果であり、この呼吸仕事量の増加は、1) 運動に対する過大な換気反応 (すなわち、 二酸化炭素生成に関連する分時換気量の増加、V̇E/V̇CO2)、および 2) 気流制限 (すなわち 呼気の流れの制限とその結果生じる動的過膨張)。 COPD における気流制限の改善に多くの研究が集中してきました。しかし、COPD の運動に対する過剰な換気反応を理解し、治療するために行われたことはほとんどありません。

COPD に関する以前のいくつかの研究では、換気反応の上昇が一貫して示されています (つまり、 運動中は V̇E/V̇CO2) が大きくなります。 運動に対する V̇E/V̇CO2 応答の上昇は、COPD の死亡率を独立して予測し、疾患の重症度、呼吸困難、および死亡のリスクを決定する上で、気流閉塞以外の生理学的異常が重要であることを示しているため、臨床的に重要であると思われます。 この COPD における V̇E/V̇CO2 の増加は、死腔換気の増加 (すなわち、 この死腔換気の増加は、総分時換気量の代償的な増加をもたらします（すなわち、 V̇E/V̇CO2) を増加させて、効果的な肺胞換気と動脈血ガスの恒常性を維持します。

軽度から中等度の COPD における運動中の死腔換気および V̇E/V̇CO2 の増加の根底にあるメカニズムは現在不明です。ただし、肺の微小血管の異常と肺毛細血管の低灌流は、潜在的な病態生理学的メカニズムです。 軽度から中等度の COPD 患者では、気腫のない肺領域で肺の微小血管血流が減少しており、研究者は無傷の肺血管床での肺灌流が低いのは肺血管機能障害の結果である可能性が高いと結論付けています。 軽度および中等度の COPD における換気 - 灌流 (V̇A/Q̇) データは、安静時の実質的な V̇A/Q̇ 不平等を示しており、V̇A/Q̇ の分布は高 V̇A/Q̇ の領域に向かって偏っており、これはデッドスペースの増加を示しています。 この毛細血管低灌流仮説と一致して、私たちの最近の研究では、年齢と身長が一致した非喫煙者と比較した場合、軽度の COPD の運動に対する肺毛細血管の血液量の反応が鈍くなることが示されました。 重要なことに、肺毛細血管の血液量が少ないことは、運動中の V̇E/V̇CO2 の増加と関連しており、肺灌流が低いことを示唆しています (つまり、 肺毛細血管の血液量が減少すると、死腔が増加します。

吸入一酸化窒素 (NO) は、NO のバイオアベイラビリティを高め、肺血管機能を改善するため、肺動脈高血圧症 (PAH) 患者の肺血管拡張反応をテストするために一般的に使用されます。 PAH および心不全 (HF) 患者における以前の研究では、標準用量 (20 ～ 40 ppm) の NO 吸入により、肺血管抵抗が減少し、ピーク酸素消費量 (V̇O2peak) が増加することが示されています。 NO の吸​​入が血管機能障害を軽減し、軽度および中等度の COPD の灌流を増加させることができる場合、これにより V̇E/V̇CO2 が減少し、運動耐性が改善されます。

研究目的

目的: COPD 患者の運動能力 (V̇O2peak) 換気と呼吸困難に対する吸入 NO の効果を調べる。

仮説: NO の吸​​入は、V̇E/V̇CO2 の減少と呼吸困難に続発して、軽度および中等度の COPD で運動能力を改善しますが、健康なコントロールと重度の COPD では変化は観察されません。

研究デザイン：無作為二重盲検クロスオーバーデザイン。

すべての参加者は、肺機能と心肺運動テストを受けます。 研究手順を以下に簡単に概説し、添付の大学病院財団助成金でさらに概説します。

研究プロトコル: 7 つのセッションは、次の順序で 3 週間にわたって完了します。

1 日目) 参加者の登録、病歴、標準肺機能 (PFT) および心肺運動負荷試験 (CPET)。

2 日目と 3 日目) 部屋の空気を呼吸するか、一酸化窒素 (40 ppm の NO を含む部屋の空気) を吸入しながら、実験的 CPET をランダムに並べます。

4 日目と 5 日目) 部屋の空気を呼吸するか、一酸化窒素 (40 ppm の NO を含む部屋の空気) を吸入しながら、75% のピーク電力出力で、ランダムに順序付けされた定負荷運動テスト。

6日目）部屋の空気を呼吸するか、一酸化窒素を吸入しながら、肺動脈収縮期圧（安静時および運動中）を決定するために、超音波ドップラー測定が完了します。 全身血管内皮機能のドップラー測定は、部屋の空気を呼吸しながら安静時に測定されます。 心臓超音波中のドップラー信号を強化するために、攪拌生理食塩水造影剤が使用されます。 静脈血の少量のサンプルを採取して、炎症レベルを分析します。 さらに、参加者は小さなチューブに息を吹き込み、排出された唾液を分析して気道の炎症を判断できるようにします。

7日目）肺密度、不均一性、組織、血管および気道の測定値を取得するために、前向きの定量的コンピューター断層撮影（CT）イメージングが完了します。

1回の訪問には約3時間かかります。 各参加者の合計所要時間は約 21 時間です。