COPD에서 흡입된 산화질소가 호흡곤란과 운동 내성에 미치는 영향 (iNO)

만성폐쇄성폐질환(COPD)은 일반적으로 흡연으로 인해 발생하는 호흡기 질환으로 기도 폐쇄가 특징입니다. 운동성 호흡곤란(인식된 호흡곤란)은 중증도에 관계없이 COPD의 특징이며 경증 COPD 환자에서도 운동 불내성의 주요 원인입니다(1초간 강제 호기량(FEV1)/강제 폐활량(FVC)으로 폐활량 측정 기준을 사용하여 정의됨) ) <0.70 및 FEV1 ≥ 80%). COPD에서 호흡곤란은 환자의 삶의 질, 신체 활동을 크게 감소시키고 일상 업무를 완료하는 환자의 능력을 손상시키는 것으로 나타났습니다. 경미한 COPD의 이전 연구는 운동성 호흡곤란이 운동 중 호흡 작업 증가의 결과이며 이러한 호흡 작업 증가가 다음에서 비롯된다는 것을 보여주었습니다. 1) 운동에 대한 과장된 환기 반응(즉, 이산화탄소 생산, V̇E/V̇CO2에 비해 분당 환기량 증가, 2) 기류 제한(즉, 호기 흐름 제한 및 결과 동적 하이퍼인플레이션). COPD에서 기류 제한을 개선하는 데 많은 작업이 집중되었습니다. 그러나 COPD에서 운동에 대한 과장된 환기 반응을 이해하고 치료하기 위해 거의 수행되지 않았습니다.

COPD에 대한 이전의 여러 연구에서는 일관되게 상승된 환기 반응(즉, 더 큰 V̇E/V̇CO2) 운동 중. 운동에 대한 상승된 V̇E/V̇CO2 반응은 COPD에서 사망률을 독립적으로 예측하고 기류 폐쇄를 넘어서는 생리학적 이상이 질병 중증도, 호흡곤란 및 사망 위험을 결정하는 데 중요함을 나타내기 때문에 임상적으로 중요한 것으로 보입니다. COPD에서 V̇E/V̇CO2 증가는 사강 환기 증가(즉, 환기는 있지만 관류는 없는 폐 부분), 이렇게 증가된 사강 환기는 총 분당 환기의 보상적 증가를 초래합니다(즉, 효과적인 폐포 환기 및 동맥혈 가스 항상성을 유지하기 위해 V̇E/V̇CO2 증가).

경증에서 중등도 COPD에서 운동 중 증가된 사강 환기 및 V̇E/V̇CO2에 대한 기본 메커니즘은 현재 명확하지 않습니다. 그러나 폐 미세혈관 이상과 폐 모세혈관의 저관류는 잠재적인 병태생리학적 기전입니다. 경증에서 중등도 COPD 환자는 비기종성 폐 영역에서 폐 미세혈관 혈류가 감소했으며, 이로 인해 연구자들은 온전한 폐혈관층의 낮은 폐관류가 폐혈관 기능 장애의 결과일 가능성이 높다고 결론을 내렸습니다. 경증 및 중등도 COPD의 환기-관류(V̇A/Q̇) 데이터는 휴지 상태에서 상당한 V̇A/Q̇ 불평등을 보여주며, V̇A/Q̇ 분포는 V̇A/Q가 높은 영역으로 치우쳐 있으며, 이는 사강이 증가했음을 나타냅니다. 이 모세관 저관류 가설과 일관되게, 우리의 최근 연구는 나이와 키가 일치하는 금연 대조군과 비교할 때 가벼운 COPD에서 운동에 대한 무딘 폐 모세혈관 혈액량 반응을 보여주었습니다. 중요하게도, 낮은 폐 모세혈관 혈액량은 운동 중 V̇E/V̇CO2 증가와 관련이 있었으며, 이는 낮은 폐 관류(즉, 폐 모세혈관 혈액량 감소) 사강 증가로 이어집니다.

흡입된 산화질소(NO)는 NO 생체이용률을 증가시키고 폐혈관 기능을 향상시키기 때문에 폐동맥 고혈압(PAH) 환자의 폐 혈관확장 반응을 테스트하는 데 일반적으로 사용됩니다. PAH 및 심부전(HF) 환자에 대한 이전 연구에서는 흡입된 NO의 표준 용량(20-40ppm)이 폐 혈관 저항을 감소시키고 최대 산소 소비량(V̇O2peak)을 증가시킬 수 있음을 보여주었습니다. 흡입된 NO가 경증 및 중등도 COPD에서 혈관 기능 장애를 감소시키고 관류를 증가시킬 수 있다면 이는 V̇E/V̇CO2 감소 및 운동 내성 개선을 가져올 것입니다.

연구 목적

목적: COPD 환자에서 흡입 NO가 운동능력(V̇O2peak) 환기 및 호흡곤란에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

가설: NO 흡입은 경증 및 중등도 COPD에서 감소된 V̇E/V̇CO2 및 호흡곤란에 이차적으로 운동 능력을 향상시키는 반면, 건강한 대조군 및 중증 COPD에서는 변화가 관찰되지 않을 것입니다.

연구 설계: 무작위 이중 맹검 교차 설계.

모든 참가자는 폐 기능 및 심폐 운동 테스트를 받게 됩니다. 연구 절차는 아래에 간략하게 설명되어 있으며 첨부된 대학 병원 재단 보조금에 추가로 설명되어 있습니다.

연구 프로토콜: 7개의 세션이 3주 동안 다음 순서로 완료됩니다.

1일) 참가자 등록, 병력, 표준 폐 기능(PFT) 및 심폐 운동 검사(CPET).

2일 및 3일) 실내 공기를 호흡하거나 산화질소(40ppm NO가 포함된 실내 공기)를 흡입하는 동안 무작위로 주문된 실험 CPET.

4일 및 5일) 실내 공기를 호흡하거나 산화질소(40ppm NO가 포함된 실내 공기)를 흡입하면서 75% 최대 출력에서 ​​무작위 순서로 일정 부하 운동 테스트.

6일) 초음파 도플러 측정을 완료하여 실내 공기 또는 흡입된 산화질소를 호흡하는 동안 폐동맥 수축기 압력(휴식 및 운동 중)을 결정합니다. 전신 혈관 내피 기능의 도플러 측정은 실내 공기를 호흡하는 동안 휴식 상태에서 측정됩니다. 심장 초음파 동안 도플러 신호를 강화하기 위해 교반 식염수 조영제가 사용됩니다. 염증 수준을 분석하기 위해 소량의 정맥혈 샘플을 채취합니다. 또한 참가자는 배출된 타액을 분석하여 기도 염증을 결정할 수 있도록 작은 튜브로 호흡합니다.

7일) 폐 밀도, 이질성, 조직, 혈관 및 기도 측정을 얻기 위해 전향적 정량 컴퓨터 단층촬영(CT) 이미징을 완료할 것입니다.

각 방문에는 약 3시간이 소요됩니다. 각 참가자의 총 시간은 약 21시간입니다.