COVID-19 における労作性呼吸困難と運動不耐症を理解する

目的と正当化:

1年も経たないうちに、新型コロナウイルスは世界中で8000万人以上に感染しました。 感染は、コロナウイルス病 2019 (covid-19) を引き起こし、場合によっては重度の急性呼吸器症候群を引き起こします。 covid-19による死亡の全体的なリスクは低いですが、リスクは年齢と心血管の併存疾患とともに急激に増加します. covid-19 の長期的な影響は不明です。 症状の負担が長引く生存者の表現型がすでに示されています。この表現型は、持続的な呼吸器症状 (咳、喀痰、呼吸困難、喘鳴) および筋骨格症状 (痛み、疲労) を特徴としています。 UofA肺機能研究所で実施された臨床運動試験の予備データは、長期にわたる症状を持つcovid-19生存者は、運動耐性が大幅に低下し、労作性呼吸困難が増加していることを示唆しています.

ピーク酸素摂取量 (VO2peak) として測定される運動耐容能障害は、心血管死亡率および全死因死亡率の最も強力な独立した予測因子です。 分子レベルで感染が確認されてから 3 か月後の 7 人の持続的に症状のある covid-19 生存者 (PS-CoV) の研究者の予備データは、年齢、性別、BMI が一致した対照と比較して、VO2peak の平均 30% の障害を示しています。 治療と回復を含むcovid-19のいくつかの側面は、PS-CoVのVO2peakの衰弱と障害の範囲と重症度に寄与する可能性があります. この研究の目的は、VO2peak の障害と、PS-CoV における VO2peak の障害、運動不耐性、および持続的な呼吸困難に寄与する肺、心臓、および末梢の要因を調査することです。

コロナウイルスは、肺のアンギオテンシン変換酵素に結合することで細胞内に侵入し、肺と肺血管系を永続的な症状の調査の論理的な出発点にします。 活動性感染の間、肺血管機能障害、微小血栓塞栓症、微小血管障害、および肺の炎症および/または線維症が報告されています。 これに伴い、安静時の拡散能力が低下し、肺血管系のねじれが増加し、肺血管抵抗が上昇します。 機構的な説明の 1 つは、微小血栓塞栓の下流の領域が、血流の減少に続発して線維性になり、その結果、拡散能力が低下するということです。 腸重積血管新生による生理学的適応は、肺血管系のねじれの増加をもたらし、肺血管抵抗の増加という二次的な結果をもたらします。 しかし、肺線維症の非存在下での拡散能力の孤立した減少の証拠は、この理論と矛盾しています。 別の説明は、肺血管機能不全は、コンピューター断層撮影 (CT) によって観察される病変および肺容量の変化に先行するというものです。 初期の損傷に関係なく、入院したcovid-19患者の約1/3の最終結果は、肺線維症、拡散能力の障害（一酸化炭素の拡散限界、DLCOとして測定）、努力肺活量（FVC）の低下、およびそれに比例した低下です。 1 秒間の努力呼気量 (FEV1)。

PS-CoV では、3 か月のフォローアップでの肺障害は、安静時 DLCO、FVC、および FEV1 の減少、および肺 CT の硬化と不透明度の不完全な正常化によって特徴付けられます.13 PS-CoVの研究者の予備データは、実質または拘束性肺疾患の特徴であり、実質細胞死および肺線維症。 これらの発見にもかかわらず、初期データは、運動中のPS-CoV患者の肺活量と最大呼吸予備力が比較的維持されていることを示唆しています。 COPD の以前の研究では、運動中の VE/VCO2 の上昇はデッドスペースの増加によって説明され、この増加した VE/VCO2 は、呼吸への衝動の増加に続発する呼吸困難の増加に寄与することが示されています。 COPD の研究者は、運動中の DLCO の減少と肺毛細血管の血液量の減少によって示されるように、VE/VCO2 の増加は肺毛細血管の低灌流によるものであることを示しました。 VCO2 と呼吸困難が減少し、VO2peak が増加します。

現在、PS-CoV における呼吸困難、肺メカニクス、VE/VCO2、および VO2peak 障害の症状を調べたデータはありません。 さらに、運動中の拡散能力または肺毛細血管の血液量反応を調べたデータはありません。これは、VE/VCO2 の増加、肺の非効率性、呼吸困難の知覚、および二次的な心臓への影響に寄与する可能性があります。

covid-19 の心臓合併症が実証されており、最大心拍出量 (Qpeak) の低下を通じて VO2peak の障害に寄与している可能性があります。 利用可能なデータは限られているが、心臓への影響は、肺血管機能障害、血管障害、および肺血管抵抗の増加に続発する (不適応) 適応であると思われる。 重要なことに、肺血管機能不全は、初期の肺高血圧症（運動誘発性肺高血圧症）のように、構造的な心臓の変化がない場合、または構造的な心臓の変化に先立って、運動に心臓の制限を課す可能性があります。 合併症は、壁の薄い右心室が慢性的に上昇した肺動脈圧に知らず知らずのうちに適応し、最終的には機能しなくなる肺高血圧症で観察される合併症に似ています。 これには、右心室肥大、拡張および運動低下が含まれ、失敗すると、三尖弁輪平面収縮期可動域 (TAPSE) と肺動脈収縮期圧 (PASP) の結合が解除されます。 安静時の100人の連続したcovid-19患者の研究では、患者の39％が右心室の拡張と機能障害を有し、患者の16％が左心室の拡張機能障害を有していました。 運動中の心機能やストレスに反応した心臓力学の報告は、covid-19 後に入手できず、covid-19 の心臓への影響が VO2peak を制限するのか、PS-CoV の症状の持続に寄与するのかは不明です。

入院中のcovid-19患者では、体組成の有害な変化が発生します。 活発な感染の間、脆弱性（一部は筋肉の喪失を特徴とする）は、covid-19の重症度と死亡率の増加と関連しています。 除脂肪組織量の減少と脂肪の増加、特に太ももでの増加が、安静後に報告されており、VO2peak を損なうことが知られています。 VO2peak の減少は 2 倍です: 絶対 VO2peak は筋肉量の減少により減少し、相対 VO2peak (ml/kg/min) は絶対 VO2peak の減少と総体重に対する筋肉量の比率の減少の組み合わせにより減少します。 . さらに、安静はミトコンドリア密度の低下と酸化酵素活性に関連しています。 肥満の増加、太ももの筋肉の減少、または筋肉の質の低下を VO2peak または PS-CoV の症状の持続性に関連付けるデータは入手できません。

研究者の予備データは、PS-CoV 生存者では VO2peak が損なわれていることを示しています。 PS-CoVまたは症状のないcovid-19生存者では、VO2peak、肺、心臓、および末梢障害の程度は不明です。 この提案された研究を通じて、研究者は PS-CoV 生存者の VO2peak 障害を包括的にテストし、生理学を covid-19 の症状の持続性に関連付けることを目指しています。

目的:

この研究には 3 つの目的があります。1) PS-CoV および回復した covid-19 生存者 (もはや症状がない) の VO2peak を、年齢、性別、BMI を一致させた covid-19 ナイーブ コントロールと比較して評価すること。 2) これら 3 つのグループの安静時および運動時の DLCO および肺毛細血管の血液量を評価する。 3) 心臓の構造と機能を安静時と 3 つのグループの運動中に評価します。

仮説:

研究者は次のように推測しています。

1. VO2peak は、回復した (症状のない) covid-19 生存者および covid ナイーブ コントロールと比較して PS-CoV で損なわれ、回復した covid-19 生存者は、covid ナイーブ コントロールと比較して VO2peak が損なわれます。
2. PS-CoV は、covid-19 のナイーブ コントロールと比較して、安静時と運動時の肺毛細血管の血液量と拡散能力が低下し、運動時の VE/VCO2 と相関します。
3. PS-CoV では、ピーク心拍出量が減少し、PASP が増加し、PASP:TAPSE が切り離されます。