Wymuszona oscylacja i wzorzec oddychania w astmie

Astma jest przewlekłą chorobą układu oddechowego charakteryzującą się zapaleniem dróg oddechowych, zwężeniem oskrzeli i nadreaktywnością dróg oddechowych. Dokładna i wiarygodna ocena czynności płuc ma kluczowe znaczenie w diagnozowaniu i monitorowaniu astmy. Technika wymuszonych oscylacji (FOT) jest metodą nieinwazyjną, która w ostatnich latach zyskała na popularności jako cenne narzędzie do oceny mechaniki oddechowej w astmie.

FOT polega na zastosowaniu do układu oddechowego oscylacji o małej amplitudzie i różnych częstotliwościach i zmierzeniu powstałych odpowiedzi na ciśnienie i przepływ. Pomiary te dostarczają cennych informacji na temat właściwości mechanicznych dróg oddechowych, w tym oporu, podatności i reaktancji. FOT ma kilka zalet w porównaniu z tradycyjną spirometrią, takich jak możliwość oceny czynności obwodowych dróg oddechowych, wrażliwość na nieprawidłowości w małych drogach oddechowych i łatwość użycia, szczególnie u małych dzieci lub osób z poważnym ograniczeniem przepływu powietrza. FOT pozwala również na ocenę mechaniki oddechowej u osób, które mogą mieć trudności z wykonywaniem manewrów spirometrycznych.

W licznych badaniach oceniano przydatność FOT w diagnostyce astmy. Na przykład Smith i in. (2018) przeprowadzili badanie z udziałem 100 osób dorosłych z podejrzeniem astmy i odkryli, że parametry FOT, takie jak całkowity opór oddechowy i reaktancja układu oddechowego, wykazały dobrą dokładność diagnostyczną w porównaniu ze spirometrią. Podobnie Andersson i in. (2020) ocenili skuteczność diagnostyczną FOT u dzieci chorych na astmę i podali, że parametry FOT dobrze korelują ze markerami zapalenia dróg oddechowych, co sugeruje jego potencjał w identyfikacji fenotypów astmy.

Oprócz wartości diagnostycznej, FOT okazał się obiecujący w monitorowaniu kontroli astmy i ocenie odpowiedzi na leczenie. Badanie Van der Wiela i in. (2019) zbadali zastosowanie FOT u dorosłych chorych na łagodną do umiarkowanej astmę i odkryli, że zmiany parametrów FOT, takie jak zależność oporności i reaktancji od częstotliwości, były wrażliwe na poprawę czynności płuc po leczeniu. Podobnie Song i in. (2021) przeprowadzili przegląd systematyczny i metaanalizę, w których stwierdzili, że parametry FOT wykazywały istotne zmiany w odpowiedzi na różne metody leczenia astmy, co potwierdza ich użyteczność jako miary wyniku w badaniach klinicznych.

Nie jest jednak jasne, czy zmiana wzorca oddychania u pacjentów z obturacyjną chorobą płuc wpływa na ocenę odpowiedzi na leczenie z wykorzystaniem FOT. W kilku badaniach wykazano wysoką częstość występowania BPD u osób chorych na astmę. W badaniu przeprowadzonym przez Thomasa i in. (2018) u 54% pacjentów z astmą wykazano nieprawidłowe wzorce oddychania, charakteryzujące się oddychaniem górną klatką piersiową, zmniejszonym wychyleniem przepony i zwiększonym użyciem mięśni dodatkowych. Odkrycia te sugerują, że zaburzenia osobowości typu BPD mogą być częste w astmie i mogą przyczyniać się do manifestacji i nasilenia objawów ze strony układu oddechowego. Dowody sugerują, że BPD mogą niekorzystnie wpływać na czynność płuc u osób chorych na astmę. Badanie przeprowadzone przez Porgesa i in. (2019) wykazali, że u dzieci chorych na astmę i zaburzenia oddychania wykazano znacznie zmniejszoną natężoną objętość wydechową w ciągu jednej sekundy (FEV1) w porównaniu z astmatykami bez BPD. Sugeruje to, że nieprawidłowe wzorce oddychania mogą przyczyniać się do ograniczenia przepływu powietrza w astmie, prowadząc do pogorszenia czynności płuc.

Howlett-Foster i wsp. (2022) nie wykazali istotnej różnicy w parametrach FOT w przypadku różnych częstotliwości oddychania u zdrowych młodych dorosłych. Jednakże w obturacyjnej chorobie płuc wielkość światła dróg oddechowych jest mniejsza z powodu zapalenia dróg oddechowych, nadmiernego skurczu mięśni gładkich i zatykania się śluzem. W oparciu o równanie Hagena-Poiseuille’a zmniejszenie o połowę promienia światła zwiększa opór w drogach oddechowych 16-krotnie. Ponadto, zgodnie z prawem Bernoulliego, mniejszy rozmiar światła zwiększa prędkość powietrza w drogach oddechowych, zmniejszając ciśnienie w drogach oddechowych i prowadząc do tendencji do dalszego zwężania się dróg oddechowych. Dlatego u pacjentów chorych na astmę zmiana częstotliwości oddychania może prowadzić do zwiększenia prędkości dróg oddechowych, zmniejszenia wielkości światła dróg oddechowych, a co za tym idzie, zwiększenia oporu w drogach oddechowych. Zmiana wzorca oddychania pomiędzy pomiarami, szczególnie po podaniu leku, może spowodować przeszacowanie lub niedoszacowanie odpowiedzi na leczenie, jeśli odpowiedź jest mierzona za pomocą FOT i może nie wynikać z samego leczenia.

Dlatego chcemy określić wpływ różnych częstotliwości oddychania na parametry mierzone za pomocą FOT u pacjentów ze zdiagnozowaną astmą i współistniejącymi zaburzeniami czynności płuc obturacyjnej.