間質性肺疾患における骨格筋機能

目的：

提案された作業の主な目的は、間質性肺疾患 (ILD) 患者の骨格筋機能を特徴付け、運動中の ILD における骨格筋機能障害の生理学的および感覚的結果を判断することです。

仮説:

仮説は 3 つあります。 i) ILD 患者は、健常対照者と比較して骨格筋機能が損なわれている、ii) 骨格筋機能の障害により、ILD 患者は運動誘発性大腿四頭筋疲労の素因となり、労作性呼吸困難の知覚が増加し、運動耐性が低下する。 iii) 運動中の酸素補給は、運動による大腿四頭筋の疲労を軽減し、知覚される呼吸困難の強度を軽減し、運動耐性を改善します。

目的：

提案された研究の目的は、ILD患者の骨格筋機能障害を包括的に調査し、呼吸困難と運動耐性への影響を特徴づけることです。 そうすることで、提案された研究は、ILD患者の骨格筋機能を包括的に評価し、その機能的結果を決定する最初のものになります。 この結果は、ILD患者の運動制限に対する骨格筋機能障害の推定上の役割について重要な洞察を提供します。

正当化:

ILD は、肺実質の炎症および/または線維症に起因する共通の生理学的特徴を共有する多様な疾患群を指します。 ILD の有病率は、10 万人あたり約 67 ～ 81 例と推定されています。 ただし、疾患のサブタイプの不均一性を考えると、ILD 患者の正確な生存中央値を決定することは困難です。最も一般的な ILD サブタイプである特発性肺線維症の患者では、診断時からの生存期間の中央値はわずか 2 ～ 3 年です。 ILD、呼吸困難（すなわち、 息切れ）が最も一般的な症状です。 呼吸困難は、特に運動中に、非常に衰弱させる可能性があります。 ILD における呼吸困難の臨床的重要性は、QOL および死亡率との強い相関によって強調されています。 患者は身体活動を避けることで呼吸困難を最小限に抑えようとしますが、その結果、体調不良とそれに伴う機能的能力の低下が生じます。 機能的能力を維持することの重要性は、身体活動レベルが最も低い ILD 患者の生活の質が最も低く、死亡率が最も高いという事実によって強調されています。 したがって、呼吸困難と運動不耐症の効果的な管理は、ILD 患者の管理を考える際に非常に重要です。

ILD における呼吸困難と運動不耐性の病態生理学的メカニズムは、複雑で多因子的であり、よくわかっていません。 実際、ILD 患者の呼吸困難と運動不耐性の機序を十分に調査した研究は比較的少ない。 ILD における運動制限は、呼吸機構の変化、ガス交換障害、および循環制限の組み合わせに関連していることが一般的に認められています。 しかし、呼吸困難と運動不耐症は、もっぱら ILD の病因に関連する呼吸と循環の障害に関連していると考えられています。 この仮定は合理的ですが、呼吸困難や運動不耐症の原因として、骨格筋の機能不全が潜在的に重要な役割を果たしていることを無視しています. 最近の実験的証拠は、骨格筋の機能不全がCOPDの呼吸困難と運動不耐症の両方に寄与していることを示しています。

ILD では骨格筋の機能障害が一般的であるという考えを支持する文献が増えています。 正確なメカニズムは不明なままですが、多くの ILD 患者には、慢性的な低酸素血症、酸化ストレス、肺および全身の炎症、身体的衰弱、栄養失調、およびコルチコステロイドの使用など、いくつかの確立された骨格筋機能障害促進因子が存在します。 これらの要因は、個別にまたは相乗的に作用して、筋萎縮、ミトコンドリア機能障害、I 型筋線維の割合の減少、および筋肉内脂肪の増加を引き起こすことにより、骨格筋機能を損なう可能性があります。 私たちの知る限りでは、ILD における骨格筋の形態の画像データは限られており、骨格筋の酸化能力と収縮機能の評価は同時に得られていません。 骨格筋の機能不全が存在する場合、運動筋の酸化能力が低下し、早期疲労、呼吸困難の増加、および運動耐性の低下につながる可能性があります。 最も重要なことは、骨格筋の疲労と機能障害が呼吸困難と運動能力に及ぼす生理学的影響に関するデータがなく、酸素補給 (O2) 送達などの標的治療オプションが筋肉疲労を軽減できるかどうかについてのデータもないことです。

したがって、提案された研究の目的は次の 3 つです。i) ILD 患者の骨格筋機能を健康な対照と比較して特徴付けること、ii) ILD 患者の呼吸困難、疲労、および運動不耐症に対する骨格筋機能障害の影響を決定すること。 iii) 酸素補給を使用した運動耐性の改善が、ILD 患者の運動誘発性骨格筋疲労を軽減するかどうかを判断します。

研究デザイン:

研究デザインの組み合わせを使用してテストされた実験的仮説。 仮説 i) と ii) を検証するために、研究者は断面計画を使用します。 仮説 iii) をテストするために、研究者は単盲検プラセボ対照研究デザインを使用します。

方法 参加者は、最低 48 時間間隔で 4 回検査室に報告し、各訪問は 2 ～ 3 時間続きます。

訪問 1:

参加者は、病歴スクリーニングを完了し、慢性活動関連の呼吸困難、生活の質、および身体活動に関する一連のアンケートに記入します。 その後、参加者は身長と体重を測定し、肺機能検査を行います。 最後に、参加者は症状限定の増分サイクル運動テストを実行します。 詳細な生理学的および感覚的測定値は、増分サイクル運動テストの直前および全体で取得されます。

訪問1は、参加者の肺機能と運動能力を特徴づけることを目的としています。

訪問 2:

参加者は、磁気共鳴画像スキャンを受けて、大腿四頭筋の体積と脂肪率を評価します。次に、大腿四頭筋の機能を評価することを目的とした一連のテストを実行します。 )近赤外分光法を用いた大腿四頭筋の酸化能力の非侵襲的評価。

訪問 2 からのデータは、参加者の大腿四頭筋の機能を特徴付ける仮説 1 に対処するために使用されます。

訪問 3:

参加者は、周囲の空気 (すなわち、20.93% の酸素) を呼吸しながら、疲労するまで定負荷運動テストを実行します。 作業負荷は、訪問 1 で実行される増分運動テスト中に達成された最高作業率の 75% に設定されます。

訪問 3 および 4 からのデータを使用して、ILD 患者および健常対照者の骨格筋疲労に対する運動の効果を特徴付けることにより、仮説 2 に対処します。

訪問 4:

参加者は、補助酸素 (すなわち、60% 酸素) を呼吸しながら定負荷運動テストを実行します。 作業負荷は、訪問 1 中に実行される増分運動テスト中に達成された最高作業率の 75% に設定され、参加者が 3 日目の一定負荷運動テスト中に達成したのと同じ時間に達すると、テストは終了します。

来院 4 のデータを使用して仮説 3 に対処し、ILD 患者および健常対照者の運動誘発性骨格筋疲労を緩和するために酸素補給を使用できるかどうかを判断します。