Het effect van geïnhaleerd stikstofmonoxide op de dode ruimte bij COPD

Deze studie zal 20 huidige of ex-rokers rekruteren die voldoen aan de criteria voor milde chronische obstructieve longziekte (COPD), gemeten door longfunctietesten. Deelname is vrijwillig en deelnemers kunnen zich op elk moment terugtrekken uit het onderzoek.

Procedures:

Algemeen Medisch Onderzoek: Alle deelnemers ondergaan een lichamelijk onderzoek door een arts. Gelijktijdige medicijnen worden geregistreerd, evenals lichaamslengte en gewicht; bloeddruk; hartslagritme met behulp van een 12-afleidingen elektrocardiogram (ECG); en de zuurstofverzadiging van het bloed. De arts zal eventuele contra-indicaties identificeren om tests uit te voeren die veilige deelname in de weg staan.

Longfunctietesten: Standaard longfunctietesten omvatten: spirometrie (het meten van de ademhalingsstroom tijdens een maximale uitademing); lichaamsplethysmografie (meten van longvolumes); diffusiecapaciteit voor koolmonoxide (DLCO; gasuitwisseling over de long meten); maximale inspiratoire druk (MIP) en maximale expiratoire druk (MEP) manoeuvres (evaluatie van de ademhalingsspierkracht); en impulsoscillometrie (IOS; longmechanica meten). Elke test wordt minstens 2-3 keer uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de resultaten consistent zijn. Voor alle tests ademt de deelnemer door een rubberen mondstuk met neusklemmen om de neusholte af te sluiten.

Cardiopulmonale inspanningstesten: de deelnemers oefenen bij elk bezoek op een hometrainer. Tijdens het sporten ademen ze door een mondstuk met neusclips erop, waardoor fysiologische variabelen tijdens de hele oefening adem-voor-adem kunnen worden geregistreerd. Voor elke test begint de deelnemer door ongeveer 6 minuten in rust op de fiets te zitten (niet trappen) om een ​​consistente meting van hun basisademhaling vast te stellen. Ze beginnen dan gedurende 1 minuut te trappen zonder enige weerstand tegen opwarmen. De belasting zal dan elke minuut met 10 watt toenemen (bezoek 1) of tot een constant werktempo dat gedurende 4 minuten wordt gehandhaafd (bezoeken 2-5). Elke 2 minuten wordt de deelnemer gevraagd om volledig in te ademen (een inspiratoire capaciteit (IC) manoeuvre). De deelnemer wordt ook gevraagd om zijn of haar ademhalingsongemak, zijn beenongemak, hoe onaangenaam zijn ademhaling voelt en hoe moeilijk het is om in en uit te ademen, te beoordelen met behulp van een 10-punts Borg-schaal.

Diafragma-EMG- en ademhalingsdrukmetingen: Voorafgaand aan de training wordt een plaatselijke verdovingsspray aangebracht op de neusgangen en keel en wordt een dunne katheter (diameter 2 mm) ingebracht door ervaren personeel door de neus in de keel en in de slokdarm (" voedselbuis") en het bovenste deel van de maag. Deze katheter meet de elektrische activiteit (EMG) van het middenrif, wat nuttige informatie geeft over de inspiratoire drang om te ademen. Het meet ook de druk in de slokdarm in de borst en in de maag, wat nuttige informatie geeft over het werk van ademhaling en ademhalingsmechanica.

Bloedafname: er worden kleine bloedmonsters genomen uit de oorlel vóór de training, met tussenpozen van 2 minuten tijdens de training en na de training. De oorlel van de deelnemer wordt verwarmd met een warme, vochtige doek (zorgt voor voldoende bloedtoevoer naar het huidoppervlak) gedurende de basisrustperiode en oefening. Er wordt een zeer kleine punctie gemaakt met behulp van een lancet (vergelijkbaar met een zeer fijne naaldpunt) en bloed wordt opgevangen in kleine glazen buisjes < 1 mm groot. Deze monsters zullen worden geanalyseerd op hun bloedgasgehalte (zuurstof en koolstofdioxide), variabelen die nodig zijn om de dode ruimte te berekenen (het deel van de long dat niet in staat is om adequaat deel te nemen aan gasuitwisseling).

Onderzoeksopzet: Dit wordt een single-center, gerandomiseerde, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde cross-over studie die de effecten van ingeademd stikstofmonoxide op de intensiteit van kortademigheid en de fysiologische reacties op een gestandaardiseerde inspanningstaak evalueert. Na het geven van schriftelijke geïnformeerde toestemming, zullen de deelnemers 5 bezoeken afleggen, elk uitgevoerd in de ochtend met een tussenpoos van 2-7 dagen.

Bezoek 1 (screening): De deelnemers zullen een gedetailleerde medische geschiedenis laten afnemen en lichamelijk onderzoek laten uitvoeren door een onderzoeksarts. De deelnemers zullen ook hun symptomen van COPD laten evalueren door middel van standaard schriftelijke vragenlijsten [aangepaste Medical Research Council (mMRC) dyspneuschaal, Baseline Dyspnea Index (BDI) en COPD Assessment Test (CAT)]. Deze vragenlijsten zullen door het onderzoekspersoneel aan de deelnemer worden uitgelegd en zullen worden gebruikt om te bepalen of de deelnemers voldoen aan de criteria voor matige tot ernstige activiteitsgerelateerde kortademigheid. De deelnemers ondergaan vervolgens in rust een reeks longfunctietesten om de longfunctie te bepalen. Deelnemers zullen een symptoombeperkte, incrementele werklast, cardiopulmonale inspanningstest op een hometrainer afleggen om hun maximale werktempo (Wmax) te bepalen. De deelnemer oefent zo lang mogelijk op de fiets, waarbij de weerstand elke minuut met 10 Watt toeneemt (zie beschrijving hierboven). De hartstatus wordt gecontroleerd door middel van een 12-afleidingen ECG. Hartslag, zuurstofverzadiging (SpO2) en bloeddruk worden tijdens de training gecontroleerd.

Bezoeken 2 & 3 (Run-In): De deelnemers zullen vertrouwd worden gemaakt met de 4 minuten durende gestandaardiseerde fietsinspanningstest en ademhalingsapparatuur die voor de resterende bezoeken zullen worden ingevuld. Deze fietsinspanningstest wordt uitgevoerd bij een constante belasting. De initiële geselecteerde weerstand is 75% van hun maximale belasting (Wmax; bepaald op basis van de inspanningstest in Bezoek 1) met aanpassingen aan de belasting indien nodig. Het doel van de resulterende inspanningstest van 4 minuten is om een ​​gestandaardiseerd protocol te hebben waarmee de deelnemers voldoende ademloos kunnen worden om het potentiële therapeutische effect van stikstofmonoxide te beoordelen, terwijl het niet zo intens is dat ze voorkomen dat ze de test voltooien.

Bezoeken 4 en 5 (behandeling): De deelnemers zullen de 4 minuten durende cyclusinspanningstest afleggen met het werktempo dat is vastgesteld in bezoeken 2 en 3, terwijl ze ademen uit een gasmengsel dat bestaat uit 1) geïnhaleerd stikstofmonoxide (800 ppm) of 2) placebo (kamerlucht), elk op een achtergrond van kamerlucht (21% zuurstof; rest stikstof). Tests bij bezoeken 4 en 5 omvatten gedetailleerde metingen van diafragma-elektrische activiteit (EMG) en ademhalingsmechanische metingen. Bloedmonsters worden genomen zoals hierboven beschreven: vóór de training, met tussenpozen van 2 minuten tijdens de training en aan het einde van de training.