IPAVA および PFO を介した血流は、息止めおよびスキューバ ダイビングによって誘発される肺高血圧症に関連していますか?

肺動脈性肺高血圧症（肺血圧の上昇）は、治癒のない多因子疾患です。 長時間の息止めやスキューバダイビングなどの極端な条件下で誘発される肺高血圧症の可逆的形態を調査することは、なぜこの壊滅的な疾患を発症する人と発症しない人がいるのかをよりよく理解するのに役立つかもしれません.

肺動脈圧は、通常、健康な人では非常に低いです。 低酸素レベル (低酸素症) は、肺血管の収縮を引き起こし、その結果、直径が小さくなりますが、肺の血流は一定に保たれるか増加します。 より小さな血管径で一定の流れを維持すると、肺動脈圧が上昇しますが、正常な酸素レベルが回復すると正常に戻ります。 さらに、卵円孔開存（PFO、心臓の心房間の小さな穴）および低酸素状態での過剰な肺動脈圧との関連があります。 しかし、これらの PFO (PFO+) 患者の肺動脈圧の悪化した増加の理由は不明ですが、低酸素に対する過度の収縮反応が原因である可能性があります。

息を止めている間、肺の酸素は減少し、エリートの息を止めているダイバーでは、酸素は非常に低いレベルまで減少します。 PFO のない被験者 (PFO-) と比較して、PFO+ の被験者では、脱酸素化された血液が小さな穴を通って移動し、酸素化された血液と混ざり合い、血中酸素の減少レベルが悪化するため、酸素がさらに低下する可能性があります。 したがって、肺低酸素症の息止めモデルを使用することは、肺動脈圧の低酸素症による増加を調べるための 1 つのアプローチです。

肺内動静脈吻合 (IPAVA) は、毛細血管をバイパスする肺内の血管です。 研究者のグループは、これらのユニークな血管が生理学的および病態生理学的状態で持つ可能性のある役割を調査しました。 研究者は、健康な被験者が低酸素ガスを呼吸すると、IPAVA 血流が発生することを発見しました。 研究者らはまた、IPAVA 血流が肺動脈圧に反比例することも発見しました。 具体的には、肺動脈圧が高い人はIPAVA血流が少なく、逆もまた同様です。

心臓の右心室は、肺動脈を通って肺に血液を送り出します。 安静状態では、肺血管内の圧力が低いため、右心は最小限の仕事をします。 肺動脈圧が上昇すると、心臓の右側の仕事が大幅に増加して、肺を介して血液を送り出し続ける必要があります。 したがって、肺動脈圧が高いと右心臓の働きが高まり、右心機能不全につながる可能性があり、それによって心臓が送り出すことができる血液の量が制限されます。 圧力が肺を流れる血液の量を制限するのに十分なほど高い場合、これは肺血流の減少および/または収縮 (収縮) および弛緩 (拡張) 中の心臓の機能の変化によって検出できます。 したがって、息止め中に肺動脈圧を低下させる介入は、右心機能に有益な効果をもたらす可能性があります。

まとめると、酸素レベルが低下するエリートの息止め潜水中、研究者は、肺酸素レベルが低下するにつれて肺動脈圧が上昇し、酸素の低下はPFO +被験者ではさらに低くなる可能性があると予想しています. さらに、血中酸素レベルが低下するにつれて、一部の PFO 患者では IPAVA 血流が増加し、その結果、それらの患者の肺動脈圧が低く保たれます。 逆に、PFO+被験者と低レベルのIPAVA血流を有するPFO-被験者は、最大の肺圧を有すると予想されます。 これが本当かどうかは不明です。 したがって、目標 #1 では、肺動脈圧と右心機能を定量化し、息止め誘発性低酸素症を模倣する濃度の酸素と二酸化炭素を呼吸しながら、エリート息止めダイバーの PFO および IPAVA 血流との関係を調査します [注:完全に膨張した肺が心臓の超音波ビューを妨げるため、息止め中に心臓を画像化することはできません]。 目標 2 では、一酸化窒素のバイオアベイラビリティを高めて肺の血管を拡張する薬剤であるシルデナフィルを使用して、息止めによる低酸素状態を模倣する濃度の酸素と二酸化炭素を呼吸しながら肺動脈圧を低下させます。 研究者は、シルデナフィルが肺動脈圧と右心機能に及ぼす影響を定量化し、シルデナフィルがIPAVAおよびPFO血流との関係を変えるかどうかを判断します. 前述のように、これらの PFO+ 被験者は低酸素症に対する肺血管収縮反応が誇張されている可能性があるため、シルデナフィルはこれらの被験者の肺動脈圧を下げる効果が低いか、または効果がない可能性があります。 目的 #3 は、エリート息止めダイバーの研究データを、年齢、性別、PFO が一致し、息止めダイビングの経験が豊富でない被験者から得られたデータと比較します。 これを行うために、対照被験者は上記の目標 1 および 2 と同じ手順を実行します。 これらの研究により、研究者は、息止めダイビングの経験がある場合とない場合で、低酸素症に対する肺血管の反応に違いがあるかどうかを判断することもできます。

上記で概説した息止めダイバーに発生する心臓と肺の変化に加えて、スキューバダイビング後に肺動脈圧が上昇することも知られていますが、数時間以内に正常に戻ります. 肺動脈圧の上昇の原因となるメカニズムは不明ですが、低酸素症とは無関係です。 したがって、肺動脈圧のIPAVA、PFO、およびスキューバダイビングによる増加の関係を調査することは、肺動脈高血圧症の感受性を理解するための追加の手段を提供します。 スキューバダイビングで肺動脈圧が上昇する理由は不明ですが、水泳やスキューバダイビングをしている被験者に発生する可能性がある右心機能障害や肺水腫（肺水貯留）に肺高血圧症が関与している可能性があることが知られています。 ダイビング中および/またはダイビング後の肺動脈圧の上昇を防ぐことは、過度の右心機能障害および肺水腫の予防に役立つ可能性があります。 したがって、目標 #4 では、肺動脈圧と右心機能を定量化し、スキューバ ダイビング前後の PFO および IPAVA 血流との関係を調査します。 目標 5 では、肺動脈圧と右心機能に対するシルデナフィル (ダイビング後) の効果を定量化し、SCUBA ダイビング前後の IPAVA および PFO 血流との関係を変化させるかどうかを判断します。

要約すると、研究者はクロアチアのエリートの息止めとスキューバ ダイバーを研究することを提案します。 研究者は、息止め低酸素症およびスキューバダイビングによって誘発される肺高血圧症と右心機能を定量化し、PFO と IPAVA 血流との関係を調査します。 研究者は、プラセボ対照介入（シルデナフィル）を使用して、これらの被験者の肺動脈圧を低下させ、上記で決定された関係に対する圧力の変化（または変化の欠如）の影響を調べます。