Door inspanning geïnduceerde bronchoconstrictie en veldtesten (EIB)

Astma is de meest voorkomende chronische aandoening bij Olympische atleten. Astma wordt gedefinieerd als een chronische ontsteking van de luchtwegen geassocieerd met bronchiale hyperreactiviteit (BHR). Er wordt gesuggereerd dat er twee fenotypes van astma zijn onder atleten; het klassieke astma met aanvang in de vroege kinderjaren en allergische sensibilisatie, en het "sportastma". Terwijl door inspanning geïnduceerde "sportastma" (EIA) symptomen en tekenen van astma beschrijft die worden veroorzaakt door inspanning, wordt inspanningsgeïnduceerde bronchoconstrictie (EIB) gedefinieerd als de voorbijgaande vernauwing van de onderste luchtwegen na inspanning. In de algemene bevolking treft EIB met of zonder astma 5% tot 20%, maar naar schatting is het percentage nog hoger bij topatleten die deelnemen aan winter- en zomerduursporten.

Astma en EIB vormen een belangrijke uitdaging voor de sporter, en een juiste diagnose is belangrijk omdat het zowel de gezondheid als de prestaties beïnvloedt met strikte voorschriften met betrekking tot astmamedicatie. Een duidelijke diagnose van astma met bevestiging van BHR wordt sterk aanbevolen door het Internationaal Olympisch Comité (IOC) en het Wereldantidopingagentschap (WADA) vóór het gebruik van anti-astmamedicatie.

Aanwezigheid van BHR wordt aangetoond door directe of indirecte bronchiale provocatietesten. Directe bronchiale provocatie veroorzaakt bronchoconstrictie door in te werken op specifieke luchtwegreceptoren op de bronchiale gladde spier, terwijl indirecte bronchiale provocatietests indirect werken via het vrijkomen van contractiele mediatoren. Directe bronchiale provocatie via inhalatie van methcacholine is naar verluidt zeer gevoelig bij het detecteren van BHR bij topsporters, en is de voorkeursmethode bij Olympiatoppen, Noorwegen. Om het risico op fout-positieve BHR-resultaten te verminderen, wordt provocatie met methacholine alleen gebruikt bij patiënten met symptomen van EIA. Minder gevoelig, maar specifieker, is indirecte bronchiale provocatie, waaronder verschillende methoden voor de diagnose van EIB. De meest intuïtieve is inspanningstest (veld en laboratorium) uitdagingstest (ECT), maar de gevoeligheid is naar verluidt laag, aangezien trainingsbelasting en -intensiteit een grote invloed hebben op het vermogen om EIB te detecteren en bij veldtesten (FT), het standaardiseren van omgevingsomstandigheden zijn onmogelijk. Door eucapnische vrijwillige hyperpneu (EVH) van droge lucht worden de twee componenten van EIB geïnduceerd: de inflammatoire cascade in de luchtwegen die samentrekking van de gladde spieren van de luchtwegen veroorzaakt, en luchtwegoedeem. De EVH is door het IOC-MC goedgekeurd als de gouden standaard vanwege zijn hoge specificiteit, maar voor milde tot matige EIB heeft EVH een brede gevoeligheid, specificiteit en slechte herhaalbaarheid, die kunnen berusten op het onvermogen om de wedstrijdomgeving te simuleren. Suboptimale tests voor EIB kunnen verklaren waarom eerdere artikelen een slechte relatie tussen symptomen van EIA en de objectieve EIB bij atleten melden, waardoor het werkelijke EIB-percentage onduidelijk blijft. Wat wordt beschouwd als de echte "gouden standaard" is een sportspecifieke FT-oefening, uitgevoerd in de werkelijke trainingsomstandigheden, waardoor het voor de atleet ook gemakkelijker wordt om maximale inspanning te leveren. De voordelen van monitoring met peak expiratoire flow (PEF) of geforceerd expiratoir volume in 1 s (FEV1) buiten een laboratorium met respectievelijk een PEF-meter of spirometer zijn dat het eenvoudig en goedkoop is. Het maakt het ook mogelijk om bronchiale provocatietests te meten in nauw verband met de symptomen, aangezien bronchiale provocatietests in laboratoria vaak negatief zijn bij proefpersonen die te lang weg zijn van hun beroep. Wegens gebrek aan standaardisatie wordt aanbevolen om de longfunctie na een specifieke inspanning op ten minste twee verschillende tijdstippen na elkaar te meten. De traditionele niet-digitale methode van seriële PEF/FEV1-bewaking heeft echter beperkingen met slechte therapietrouw, interpretatieproblemen met objectiviteit en tijdrovende analyse en lezing van papieren PEF/FEV1-plots.

Onlangs werd gemeld dat AstmaTuner (Medituner AB), bestaande uit een smartphone-applicatie voor patiënten, een draagbare draadloze spirometer voor het meten van de longfunctie (PEF/FEV1) en een gezondheidszorginterface inclusief behandelplan, de behandeling van ongecontroleerd astma aanzienlijk verbetert. Dergelijke elektronisch klinische beslissingsondersteunende systemen (CDSS) hebben acceptatie gekregen voor de diagnose van astma, en door de mogelijkheid om door de patiënt gegenereerde gegevens in veld-ECT's te beoordelen, kan de CE-gemarkeerde AsthmaTuner atleten een haalbare, tijd- en kostenefficiënte zelfcontrole bieden van EIB en astma. AstmaTuner kan atleten ook in staat stellen hun longfunctie in de loop van de tijd te controleren. Deze longfunctiemetingen bevatten onverwachte hoeveelheden informatie voor het identificeren van atleten met verschillende fenotypes van EIB als gevolg van inspannende sport- en omgevingsomstandigheden. Vandaar dat AstmaTuner het potentieel heeft om de kenniskloof te dichten met betrekking tot de prevalentie van EIB, de ontwikkeling van EIB en het ontbreken van een verband tussen symptomen en detectie van EIB bij atleten.

Doelstelling en doelen Het primaire doel van deze studie bij topsporters met symptomen van EIB, is om te beoordelen of EIB gelijkelijk kan worden bepaald door herhaalde gestandaardiseerde en niet-gestandaardiseerde veld-ECT met behulp van AsthmaTuner en EVH.

Specifieke onderzoeksdoelen zijn onder meer:

1. Het primaire doel is om de prevalentie van EIB te identificeren met behulp van AstmaTuner in herhaald veld-ECT.
2. Het secundaire doel is het onderzoeken van de reproduceerbaarheid van AstmaTuner.
3. Het derde doel is om EIB gedetecteerd door herhaald veld-ECT met behulp van AstmaTuner te vergelijken met gestandaardiseerde EVH.
4. Het vierde doel is het vergelijken van BHR gedefinieerd door methacholine bronchiale provocatietest, veldtesten en EVH.

Materiaal en methoden Opzet De studie heeft een open opzet en omvatte topsporters met symptomen van EIB. Ze zullen worden uitgerust met een AstmaTuner om 3-5 herhaalde inspanningstesten uit te voeren met AstmaTuner in hun natuurlijke trainings- en wedstrijdomgeving, gevolgd door een EVH-test binnen vier weken na het eerste bezoek.

Studiepopulatie Olympiatoppen is een nationale kliniek in Oslo, Noorwegen, waar topsporters worden verzorgd en gescreend. Ten minste 60 topsporters in de leeftijd van 16 tot 50 jaar met een voorgeschiedenis van EIB-symptomen in de afgelopen 8 weken en het vermogen om te voldoen aan het onderzoeksprotocol zullen worden uitgenodigd om deel te nemen. De atleten zullen voor of na klinische bezoeken worden gerekruteerd met laboratoriumtests van EIB op Olympiatoppen, evenals in aanmerking komende studenten aan de Norwegian School of Sport Sciences. de nationale patiënten die aan de studie deelnemen, zullen geen aanvullende astmabehandeling starten of krijgen tot de voltooiing van de studie. Als al astmabehandeling wordt gegeven, zullen beta2-agonisten en triatropiumpromide worden gestopt voorafgaand aan methacholine bronchiale provocatie, gestandaardiseerde en niet-gestandaardiseerde inspanning FT en EVH, volgens de richtlijnen.

Eucapnische vrijwillige hyperventilatie De eucapnische vrijwillige hyperventilatie (EVH) test wordt volgens richtlijnen uitgevoerd. Er zal een eentrapsprotocol worden gebruikt waarbij deelnemers gedurende 6 minuten een minuutventilatie (VE) moeten handhaven die dicht bij 85% van hun maximale vrijwillige ventilatie (MVV) ligt. Tijdens de test ademen de deelnemers door een mondstuk en inspireren ze een gasmengsel van 21% zuurstof, 5% koolstofdioxide, met een stikstofbalans om deze doelventilatie te bereiken en tegelijkertijd eucapnie te behouden (perform hyperpnea). Het ingeademde gas wordt toegediend vanuit twee gascilinders via een commercieel systeem (EucapSys SMTEC, Zwitserland). Maximale stroomvolumelussen worden geregistreerd bij baseline en 1-20 minuten na de provocatie volgens internationale richtlijnen voor standaardisatie van spirometrie. De test wordt als zeer gevoelig voor astma beschouwd en wordt als positief beschouwd als de FEV1 binnen 20 minuten na beëindiging van de provocatie met ≥ 10% daalt ten opzichte van de basislijnmeting.

Deelnemers die astmamedicatie gebruiken, zullen specifiek worden geïnstrueerd om hun medicijnen voorafgaand aan de test niet te gebruiken. Alle deelnemers krijgen de instructie om 4 uur voor de test zware inspanning, zware maaltijden, cafeïnehoudend voedsel of drank en nicotine te vermijden.

Veldinspanningstest met AstmaTuner De veldinspanningstest wordt uitgevoerd volgens richtlijnen voor de diagnose van EIB (19, 25). Tijdens de inspanningstest wordt een hartslag van 85% van de maximale waarde gedurende 8 minuten geëist. De proefpersonen moeten zich onthouden van fysieke activiteit en het gebruik van kort- en langwerkende bèta-2-agonisten en ipratropriumbromide 12 voorafgaand aan de provocatie. Alle tests worden uitgevoerd met een tussenpoos van ten minste 24 uur en worden uitgevoerd tussen 08.30 en 12.00 uur om te controleren op dagelijkse variatie in luchtwegkaliber. Een daling van FEV1 >10% uitgevoerd 1, 5, 10, 15, 30 min na inspanning bevestigt huidige EIB. Daarnaast zullen de deelnemers worden aangemoedigd om niet-gestandaardiseerde longfunctietesten uit te voeren met betrekking tot waargenomen luchtwegsymptomen tijdens inspanning. Eventuele daling van FEV1 wordt berekend ten opzichte van eerder vastgestelde nulmetingen van FEV1.

Vragenlijsten Atleten vullen een gestructureerde elektronische vragenlijst in die per post wordt verzonden over demografische achtergrondfactoren, gezondheid van de luchtwegen, behandeling en gebruik van gezondheidszorg bij inschrijving voor het onderzoek en beantwoorden vragen over bruikbaarheid en haalbaarheid van het gebruik van AstmaTuner aan het einde van het onderzoek.

Statistische analyses De statistische poweranalyse is gebaseerd op de gegevens van Rundell et al., die rapporteren dat het gemiddelde van de paarsgewijze verschillen tussen FT en EVH 0,014 procentpunt is, met een standaarddeviatie van 8,35 procentpunt. Inclusief een uitvalpercentage van 10%, inclusief 60 atleten, zou een power van 80% opleveren bij een significantieniveau van vijf procent.

De ROC-curve (receiver-operating Characteristic) wordt uitgezet voor EVH met de rangcorrelaties van Spearmen om de voorspellende waarden van de maximale daling van de inspanningstest in PEF/FEV1 met AsthmaTuner te schatten. Het optimale afkapniveau voor gevoeligheid en specificiteit wordt geschat op basis van het gebied onder de curve van EVH en FT door AsthmaTuner. Evaluatie van de herhaalbaarheid van AsthmaTuner zal worden geanalyseerd door deze uit te zetten tegen het gemiddelde van twee metingen.