Pulmonale diffusiecapaciteit tijdens incrementele inspanning bij COPD (DiffLung3)

Inleiding en achtergrond Een patroon dat geldt voor de meerderheid van de ruim 250 miljoen mensen die wereldwijd aan chronische obstructieve longziekte (COPD) lijden, is een neerwaartse spiraal van inspanningsdyspneu tot slechte kwaliteit van leven, invaliditeit en vroege dood. Een cruciaal mechanisme van inspanningsdyspneu bij deze patiënten wordt verondersteld een verminderde alveolaire-capillaire reserve te zijn, dat wil zeggen een verminderd vermogen om het pulmonale capillaire bed te rekruteren en uit te zetten om de diffusiecapaciteit te vergroten bij een toename van het hartminuutvolume, wat kan worden beoordeeld door het meten van de dubbele testpulmonale diffusiecapaciteit (DL,CO,NO) tijdens inspanning. Deze techniek maakt maximaal twaalf herhaalde manoeuvres binnen een sessie mogelijk zonder de metingen te beïnvloeden, en is dus ideaal voor het beoordelen van acute veranderingen in de longdiffusiecapaciteit en de componenten ervan tijdens verschillende fysiologische manoeuvres. Met deze techniek hebben de onderzoekers onlangs gedocumenteerd dat de alveolaire-capillaire rekrutering, beoordeeld aan de hand van de verandering in de pulmonale diffusiecapaciteit voor stikstofmonoxide (DL,NO) bij een vaste werklast van 60% van het maximum, wordt afgestompt bij COPD, schijnbaar in een ernstafhankelijke mode (niet-gepubliceerde observaties). Het is echter niet bekend of dit al zichtbaar is bij lage belasting, en/of het aanhoudt bij bijna maximale belasting, en het moet nog worden vastgesteld in welke mate dit een impact heeft op de pulmonale gasuitwisseling, conventioneel gemeten door de alveolaire arterieel zuurstofverschil.

Doel Het algemene doel is om te bepalen of en hoe de alveolaire capillaire rekrutering tijdens incrementele inspanning verschilt tussen patiënten met milde tot matige COPD en gezonde individuen.

Onderzoeksopzet en rekrutering Er zullen 12 patiënten met milde tot matige COPD en 12 gezonde leeftijds- en geslachtsgematchte controlepersonen in het onderzoek worden opgenomen, waarbij DL,CO,NO in rust en tijdens toenemende werkbelasting zullen worden gemeten. Bezoek 0 bestaat uit een medisch gezondheidsinterview en een kort onderzoek, inclusief bloeddruk-, hartslag- en ECG-meting om in- en uitsluitingscriteria te onderzoeken. Er zullen basislijnmetingen (bezoek 1) worden uitgevoerd om de conditie en de cardiopulmonale gezondheidsstatus van de opgenomen patiënten en deelnemers te beoordelen. De basismetingen omvatten cardiopulmonale inspanningstests, longfunctietests (dynamische spirometrie, plethysmografie van het hele lichaam en 10 seconden durende single-breath diffusiecapaciteit voor koolmonoxide) en een beoordeling van de lichaamssamenstelling. Bij bezoek 2, dat minimaal twee dagen later is, wordt een arteriële katheter ingebracht, waarna DL,CO,NO en arteriële bloedgassen in rust worden gemeten, en bij 20, 40, 60 en 80% van de maximale werklast op een fietsergometer, zoals bepaald tijdens de cardiopulmonale inspanningstekst bij Bezoek 1.

Steekproefgrootte Gebaseerd op niet-gepubliceerde gegevens waarin een verschil in DL,NO (mmol min-1 kPa-1) tussen COPD en controle bij 60% van de maximale belasting tijdens fietsoefeningen bestond, was de vermogensberekening gebaseerd op tweezijdige onafhankelijke steekproeven. -test, met een power van 90% en een significantieniveau (alfa) van 0,05. Om een ​​verschil van 15 mmol min-1 kPa-1 in DL,NO tussen groepen bij 60% van de maximale werklast, met een power van 90% en een significantieniveau van 0,05, te detecteren, zijn in elke groep ten minste 12 proefpersonen nodig. Om rekening te houden met mogelijke uitval, mag het vermogen afnemen tot 80%, wat overeenkomt met een totaal van 10 proefpersonen in elke groep.

Statistische procedure De onderzoekers zullen een lineair gemengd effectmodel uitvoeren met groep en tijd als factoren, waarbij de deelnemer als willekeurig effect rekening houdt met herhaalde metingen. De onderzoekers zullen vervolgens paarsgewijs testen uitvoeren van geschatte marginale gemiddelden uit ons mixed-effect-model om te testen op verschillen tussen groepen en binnen groepen. De onderzoekers zullen Holm-correctie uitvoeren vanwege meerdere tests.

Algemene informatie Deze studie is nieuw omdat het de pulmonale capillaire rekrutering bij COPD onderzoekt, waarvan wordt gedacht dat het een belangrijk mechanisme is van inspanningsdyspnoe, die in eerdere onderzoeken voornamelijk alleen in theoretische termen zijn besproken. Dit onderzoek zal worden uitgevoerd in overeenstemming met de regionale ethische commissie en de Verklaring van Helsinki. Er zal geïnformeerde toestemming worden verkregen van alle deelnemers aan de studie vóór inschrijving en nulmeting.

Betekenis, nieuwigheid en verwachte impact De fysiologische beoordelingen die in dit onderzoek worden geëvalueerd, kunnen mogelijk worden gebruikt om informatie te verschaffen over de oorzaak van dyspneu bij de individuele COPD-patiënt. Dit is relevant voor het begrip van de fundamentele respiratoire fysiologie en voor het ontwerpen van toekomstige studies met interventies die tot doel hebben de pulmonale capillaire rekrutering bij COPD te beïnvloeden.