운동 중 도파민이 폐확산 및 모세혈관 혈량에 미치는 영향

1. 연구 목표

   본 연구의 일차 목적은 도파민 주입 및 도파민-2 수용체 차단이 운동 중 폐모세혈관 혈액량, 확산 및 폐동맥압, 심박출량 및 폐혈관 저항의 혈역학적 변수에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 두 번째로, 이 연구는 운동 내성에 대한 도파민 주입 및 도파민-2 수용체 차단의 효과를 조사할 것이다.

2. 배경

   운동에 필요한 증가된 산소 요구량을 충족하려면 동맥 산소화의 저하 및 조기 운동 종료를 방지하기 위해 폐 확산 용량(DLCO)이 증가해야 합니다. 운동 중 향상된 DLCO는 폐 모세혈관의 모집 및 팽창을 통해 폐 모세혈관 혈액량(Vc) 및 확산막 용량(Dm)을 확장하여 확산을 위한 표면적을 효과적으로 증가시킴으로써 달성됩니다. 폐모세혈관의 모집 및 팽창은 폐혈관 저항(PVR)을 감소시키고 운동으로 폐동맥압(PAP)의 상승을 제한하면서 폐혈류(Q)를 증가시킵니다.

   건강에서 약리학적 개입은 운동 중 PAP에 영향을 미치지 않는 것으로 여겨집니다. 그러나 폐혈관 확장제인 도파민은 운동 중 PAP를 조절하는 데 도움이 될 수 있습니다. 특히 메토클로프라미드(폐 도파민-2 수용체 길항제)가 최대 Q 및 운동 내성을 감소시키기 때문에 도파민은 정상적인 심혈관 운동 반응에 중요한 것으로 보입니다(1). 이러한 결과는 도파민이 폐 평활근 조절을 통해 운동 중에 Vc를 조절할 수 있으며 이후에 PVR, PAP, Q 및 운동 내성에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 그러나 도파민이 DLCO, Vc, Q 및 운동 내성을 조절하는 방법은 알려져 있지 않습니다.

   목적: 본 연구의 목적은 도파민 작용제와 도파민 2수용체 길항제가 DLCO, Vc, PAP, PVR, Q 및 운동내성에 미치는 영향을 알아보는 것이다.

   가설: 도파민이 Vc를 증가시켜 PVR을 감소시키고 이에 상응하는 PAP를 감소시킨다는 가설이 있습니다. 이 반응은 제어에 비해 DLCO, Q 및 운동 내성의 증가를 허용합니다. 반대로 메토클로프라미드(도파민-2 수용체 길항제)는 Vc의 증가와 PVR의 감소를 약화시켜 PAP를 증가시킵니다. 이 상태에서 DLCO, Q 및 운동 내성이 감소합니다.

3. 행동 양식

연구 개요: 이 연구는 건강한 피험자가 안정 시 측정을 수행하고 정맥 내 도파민(2µg/kg/min) 또는 도파민 수용체 차단제(20mg 경구 Metoclopramide) 또는 위약(무작위 순서). 데이터는 2~3주 동안 5일에 걸쳐 수집됩니다. 1일차: 폐 기능 및 탈진까지 단계적 운동 테스트. 2-4일: 정맥 내 도파민, 도파민 수용체 차단 또는 위약(무작위 순서)을 사용한 휴식 및 운동 시 Vc 결정. 잠시 휴식을 취한 후 운동 내성을 특성화하기 위해 VO2peak의 85%에서 탈진까지의 시간 시험을 수행합니다. 5일차: 정맥 내 도파민, 도파민 수용체 차단 또는 위약(무작위 순서)을 사용하여 휴식 및 운동 중 심장 초음파를 통한 PAP 평가.

폐 기능 및 심폐 운동 테스트: 피험자는 유산소 피트니스(VO2peak)를 특성화하기 위해 수의적 탈진에 대한 등급별 운동 테스트와 폐 기능 매개변수를 특성화하기 위한 표준 폐 기능 테스트를 받게 됩니다.

운동 중 DLCO 및 Vc 측정: DLCO 및 Vc는 VO2peak의 60% 및 85%에서 휴식 중 및 사이클링 운동 중에 다중 산소 긴장 DLCO 숨참기 방법(2)을 사용하여 측정됩니다. 서로 다른 3일 동안 참가자는 다음 조건 각각에 무작위 배정됩니다: 1) 도파민(2 μg/kg/min 정맥 주사) 및 위약 알약, 2) 메토클로프라미드(경구 20 mg) 및 정맥 식염수 또는 3) 정맥 식염수 그리고 위약 알약. 각 작업량 동안 피험자는 Vc 및 Dm을 계산할 수 있도록 다양한 산소 장력(0.21, 0.40, 0.60; 작업량 및 산소 장력 무작위화)에서 운동하는 동안 3회 반복하여 6초 동안 DLCO 숨 참기 조작을 수행합니다. CO 축적을 방지하기 위해 며칠에 걸쳐 시험을 실시할 것입니다. DLCO는 헤모글로빈에 대해 보정되며 이러한 테스트를 수행하는 데 상당한 경험이 있습니다.

폐동맥 수축기압(PASP), PVR 및 Q: PASP(Doppler echocardiography)는 모든 도파민 조건에서 PAP의 비침습적 추정치로 사용됩니다. PASP는 휴식과 운동 중에 평가되며 이 방법은 이전 조사(3,4)에서 우리 그룹과 다른 사람들에 의해 성공적으로 사용되었습니다. 총 PVR은 주어진 워크로드에서 PASP를 Q로 나누어 평가합니다. Q는 Physioflow® Impedance Cardiography(Manatec® Biomedical)를 사용하여 평가됩니다. 직접 Fick 방법과 비교할 때 임피던스 심전도는 휴식 및 운동 중 Q의 정확한 결정을 제공합니다.

헤모글로빈: DLCO는 헤모글로빈 농도에 대해 보정되기 때문에 휴식 중과 운동 중에 손가락을 찔러 소량의 혈액 샘플을 채취하고 휴대용 헤모글로빈 측정 장치(HemoCue 201+, HemoCue AB, Angelholm, 스웨덴).