간질성 폐질환에서의 골격근 기능

목적:

제안된 작업의 주요 목적은 간질성 폐질환(ILD) 환자의 골격근 기능을 특성화하고 운동 중 ILD에서 손상된 골격근 기능의 생리학적 및 감각적 결과를 결정하는 것입니다.

가설:

가설은 세 가지입니다. i) ILD 환자는 건강한 대조군과 비교할 때 골격근 기능이 손상될 것입니다. ii) 골격근 기능 장애는 ILD 환자에게 운동 유발 대퇴사두근 피로를 유발하고 운동성 호흡곤란에 대한 인식을 증가시킬 뿐만 아니라 운동 내성을 감소시킵니다. iii) 운동 중 보충 산소의 전달은 운동으로 유발된 대퇴사두근 피로를 완화하고 인지된 호흡곤란의 강도를 약화시키며 운동 내성을 향상시킵니다.

목적:

제안된 연구의 목적은 ILD 환자의 골격근 기능 장애를 종합적으로 조사하고 호흡곤란과 운동 내성에 미치는 영향을 특성화하는 것입니다. 그렇게 함으로써 제안된 작업은 ILD 환자의 골격근 기능을 종합적으로 평가하고 그 기능적 결과를 결정하는 첫 번째 작업이 될 것입니다. 결과는 ILD 환자의 운동 제한에 대한 골격근 기능 장애의 추정 역할에 대한 중요한 통찰력을 제공할 것입니다.

정당화:

ILD는 폐 실질의 염증 및/또는 섬유화로 인해 공통적인 생리학적 특성을 공유하는 다양한 질병 그룹을 말합니다. ILD는 100,000명당 약 67-81건의 추정 유병률을 가지고 있습니다. 그러나 질병 하위 유형의 이질성을 감안할 때 ILD 환자의 정확한 생존 중앙값을 결정하기는 어렵습니다. 가장 흔한 ILD 하위 유형인 특발성 폐섬유증 환자의 평균 생존 기간은 진단 시점으로부터 2-3년에 불과합니다. ILD 환자의 경우 호흡곤란(즉, 호흡곤란)이 가장 흔한 증상이다. 호흡곤란은 특히 신체 활동 중에 극도로 쇠약해질 수 있습니다. ILD에서 호흡곤란의 임상적 중요성은 삶의 질과 사망률과의 강한 상관관계에 의해 강조됩니다. 환자는 신체 활동을 피함으로써 호흡곤란을 최소화하려고 시도하며, 결과적으로 상태가 악화되고 기능적 능력이 감소합니다. 기능적 능력 유지의 중요성은 신체 활동 수준이 가장 낮은 ILD 환자가 삶의 질이 가장 낮고 사망률이 가장 높다는 사실에 의해 강조됩니다. 따라서 호흡곤란과 운동 불내성의 효과적인 관리는 ILD 환자의 관리를 고려할 때 매우 중요합니다.

ILD에서 호흡곤란과 운동 과민증의 병태생리학적 기전은 복잡하고 다원적이며 이해가 잘 되지 않습니다. 실제로 ILD 환자의 호흡곤란과 운동 불내성의 기전을 적절하게 조사한 연구는 상대적으로 적습니다. ILD의 운동 제한은 변경된 호흡 역학, 가스 교환 손상 및 순환 제한의 조합과 관련이 있다는 데 일반적으로 동의합니다. 그러나 호흡곤란과 운동 불내성은 ILD의 병인과 관련된 호흡 및 순환 장애와 전적으로 관련이 있는 것으로 추정됩니다. 이 가정은 타당하지만, 호흡곤란과 운동 불내성의 원인으로서 골격근 기능 장애의 잠재적으로 중요한 역할을 무시합니다. 최근의 실험적 증거는 골격근 기능 장애가 COPD에서 호흡곤란과 운동 과민증 모두에 기여한다는 것을 나타냅니다.

점점 더 많은 문헌이 ILD에서 골격근 기능 장애가 일반적이라는 개념을 뒷받침합니다. 정확한 기전은 불분명하지만 만성 저산소혈증, 산화 스트레스, 폐 및 전신 염증, 신체 쇠약, 영양실조, 코르티코스테로이드 사용을 포함하여 여러 ILD 환자에게 잘 확립된 골격근 기능 장애 촉진 요인이 존재합니다. 이러한 요인들은 근육 위축, 미토콘드리아 기능 장애, 유형 I 근육 섬유 비율의 감소 및 근육 내 지방 증가를 유발하여 골격근 기능을 손상시키기 위해 개별적으로 또는 상승적으로 작용할 수 있습니다. 우리가 아는 한, ILD에서 골격근 형태의 영상 데이터가 제한적이며 골격근 산화 능력 및 수축 기능에 대한 평가가 동시에 얻어지지 않았습니다. 존재하는 경우 골격근 기능 장애는 운동 근육의 산화 능력을 감소시켜 조기 피로, 호흡 곤란 증가 및 운동 내성 감소로 이어질 수 있습니다. 가장 중요한 것은 골격근 피로와 기능 장애가 호흡곤란과 운동 능력에 미치는 생리학적 영향에 대한 데이터가 없으며 산소 보충(O2) 공급과 같은 표적 치료 옵션이 근육 피로를 약화시킬 수 있는지 여부에 대한 데이터가 없습니다.

따라서 제안된 연구의 목적은 세 가지입니다. i) 건강한 대조군과 비교하여 ILD 환자의 골격근 기능을 특성화하고, ii) ILD 환자의 호흡 곤란, 피로 및 운동 불내성에 대한 골격근 기능 장애의 영향을 비교하여 결정합니다. 건강한 통제, iii) 보충 산소를 사용하여 운동 내성을 개선하면 ILD 환자의 운동 유발 골격근 피로가 완화되는지 확인합니다.

연구 계획:

연구 설계의 조합을 사용하여 실험적 가설을 테스트했습니다. 가설 i)와 ii)를 테스트하기 위해 연구자는 단면 디자인을 사용합니다. 가설 iii)을 테스트하기 위해 연구자는 단일 맹검 위약 대조 연구 설계를 사용할 것입니다.

방법 참가자는 최소 48시간 간격으로 4번에 걸쳐 연구실에 보고하게 되며 각 방문은 ~2-3시간 동안 지속됩니다.

방문 1:

참가자는 병력 검사를 완료하고 만성 활동 관련 호흡 곤란, 삶의 질 및 신체 활동에 관한 일련의 설문지를 작성합니다. 그런 다음 참가자는 신장과 체중을 측정하고 폐 기능 테스트를 수행합니다. 마지막으로 참가자는 증상 제한 증분 주기 운동 테스트를 수행합니다. 자세한 생리학적 및 감각적 측정은 증분 주기 운동 테스트 직전과 전체에서 얻을 수 있습니다.

방문 1은 참가자의 폐 기능 및 운동 능력을 특성화하기 위한 것입니다.

방문 2:

참가자는 대퇴사두근의 부피와 지방 비율을 평가하기 위해 자기 공명 영상 스캔을 받게 됩니다. 그런 다음 참가자는 다음을 포함하여 대퇴사두근 기능을 평가하기 위한 일련의 테스트를 수행합니다. i) 최대 수의적 대퇴사두근 근력 평가 및 ii ) 근적외선 분광법을 사용하여 대퇴사두근의 산화 능력에 대한 비침습적 평가.

방문 2의 데이터는 참가자의 대퇴사두근 기능을 특성화하여 가설 1을 해결하는 데 사용됩니다.

방문 3:

참가자는 주변 공기(즉, 20.93% 산소)를 호흡하면서 지칠 때까지 일정 부하 운동 테스트를 수행합니다. 작업 부하는 방문 1 동안 수행된 증분 운동 테스트 동안 달성된 최고 작업률의 75%로 설정됩니다.

방문 3 및 4의 데이터는 ILD 환자 및 건강한 대조군의 골격근 피로에 대한 운동 효과를 특성화하여 가설 2를 해결하는 데 사용될 것입니다.

방문 4:

참가자는 보충 산소(즉, 60% 산소)를 호흡하면서 일정 부하 운동 테스트를 수행합니다. 작업 부하는 방문 1 동안 수행된 증분 운동 테스트 동안 달성된 최고 작업률의 75%로 설정되고 참가자가 3일차 일정 부하 운동 테스트 동안 달성한 동일한 시간에 도달하면 테스트가 종료됩니다.

방문 4의 데이터는 보충 산소가 ILD 및 건강한 대조군 환자의 운동 유발 골격근 피로를 완화하는 데 사용될 수 있는지 여부를 결정함으로써 가설 3을 해결하는 데 사용될 것입니다.