Statisk lungehyperinflasjon og sympatisk nerveaktivitet-assosiert stor arteriestivhet hos KOLS-pasienter

KOLS er et globalt helseproblem som påvirker mer enn 65 millioner mennesker over hele verden. Bare i USA oversteg de estimerte medisinske kostnadene knyttet til KOLS 30 milliarder dollar i 2010. En høy prosentandel av disse helsekostnadene tilskrives håndtering av komorbiditeter assosiert med KOLS, slik som CVD. Selv om det primært er en lungesykdom, står hjerte- og karsykdommer for opptil 50 % av alle dødsfall blant personer med KOLS. En sannsynlig mekanisme som bidrar til den økte CVD-risikoen observert hos individer med KOLS er stor sentral arterie (dvs. carotis og aorta) stivhet. Forhøyet storarteriestivhet er en robust prediktor for CVD-hendelser og dødelighet hos voksne. Spesifikt er carotis-femoral pulse wave velocity (CFPWV), referansestandardmålingen av aortastivhet, en robust, uavhengig prediktor for koronar hjertehendelser, og halspulsårestivhet, uttrykt som β-stivhetsindeks, er sterkt assosiert med hendelsesslag. Både CFPWV og carotis β-stivhet er markant større hos individer med KOLS sammenlignet med alderstilpassede kontroller, noe som tyder på at disse mekanismene kan bidra, i det minste delvis, til den høye CVD-risikoen i denne gruppen. Imidlertid er det for tiden et gap i kunnskap om mekanismene som fører til økt stor arteriestivhet hos individer med KOLS, delvis fordi vurdering av stor arteriestivhet blant individer med KOLS har vært begrenset til å sammenligne aorta- og halspulsårestivhet hos alle KOLS-pasienter med ikke -KOLS kontrollerer, uten å skille mellom karakteristiske fenotyper av kols. Som et resultat av denne altfor forenklede tilnærmingen har det vist seg utfordrende å identifisere mekanismen(e) som er ansvarlige for den akselererte store arteriestivheten blant KOLS-pasienter fordi forskjellige mekanismer kan bidra til stor arteriestivhet i de ulike fenotypene av KOLS. De to viktigste datatomografi (CT)-kvantifiserbare fenotypene som individer med KOLS kan deles inn i er emfysem- og luftveisdominerende fenotyper. KOLS-pasienter med en luftveisdominerende fenotype viser karakteristiske tegn på små luftveissykdom, inkludert økt luftveisveggtykkelse, økt luftveisbetennelse og en større konsentrasjon av slimeksudater i de små ledende luftveiene. Denne strukturelle ombyggingen fører til at en større mengde luft blir fanget i luftveiene ved gjenværende volum og øker hvilevolumet til lungene og produserer statisk lungehyperinflasjon. KOLS-pasienter med en luftveisdominerende fenotype har lite eller ingen emfysem og utgjør opptil 60 % av alle milde til moderate KOLS-pasienter (dvs. Globalt initiativ for KOLS; GOLD stadium 1-2) og opptil 25 % av alle alvorlig-meget alvorlig KOLS-pasienter (GOLD 3-4). Selv om luftveisdominerende pasienter vanligvis er i de tidligere stadiene av KOLS-progresjon, har de større risiko for hjerte-kar-sykdom enn emfysem-predominerende KOLS-pasienter som utgjør majoriteten av alvorlig-meget alvorlig (GOLD 3-4) KOLS-pasienter. Mekanismene som er ansvarlige for den økte CVD-risikoen demonstrert hos pasienter med dominerende luftveier er imidlertid fortsatt uklare. Våre foreløpige data viser at statisk lungehyperinflasjon er sterkt assosiert med halspulsårer og aortastivhet. Disse dataene antyder at statisk lungehyperinflasjon kan være en mekanisme som bidrar til den høyere CVD-risikoen i luftveisdominerende fenotyper av KOLS, delvis på grunn av dens effekter på stivhet i store arterier. Bronkodilaterende terapi reduserer statisk lungehyperinflasjon og forbedrer luftveissymptomer hos personer med KOLS, men effekten av bronkodilatatorbehandling på CVD-risiko er fortsatt uklare. Kombinasjonsbehandling med langtidsvirkende muskarinantagonist og langtidsvirkende beta2-agonist bronkodilatator (LAMA/LABA) reduserer luftfangst og statisk lungehyperinflasjon i større grad enn monoterapi alene. Disse bevisene tyder på at en LAMA/LABA kombinasjon bronkodilatator vil fremkalle de største endringene i store arteriestivhet på grunn av dens overlegne effekt på lungetømming sammenlignet med begge medikamentene alene.

Sympatisk nerveaktivitet (SNA) er forhøyet hos KOLS-pasienter sammenlignet med kontroller og er en uavhengig prediktor for sykelighet og dødelighet i denne gruppen. Mekanismene som ligger til grunn for hyperaktiveringen av SNA ved KOLS forblir imidlertid ufullstendig forstått. Hos friske individer er akutt statisk lungehyperinflasjon, indusert av Valsalva-manøver, assosiert med en vedvarende økning i intratorakalt trykk og en påfølgende reduksjon i sentralt venevolum. Denne reduksjonen i sentralt venevolum avlaster i sin tur de kardiopulmonale baroreseptorene og resulterer i vedvarende sympatisk aktivering. Viktigere, hos individer med KOLS, øker det positive trykket i hyperoppblåste lunger ved slutten av ekspirasjon fra lungeluftfangst det intratorakale trykket, reduserer venøs retur og reduserer ventrikulær fylling, noe som teoretisk setter ut av de kardiopulmonale baroreseptorene. Effekten av statisk lungehyperinflasjon på SNA og stor arteriestivhet hos KOLS-pasienter forblir imidlertid ukjent. Derfor vil denne nye studien gi viktig informasjon om de underliggende mekanismene som potensielt kan bidra til den økte CVD-risikoen påvist hos personer med KOLS.