Effekten av inhalerad kväveoxid på dödutrymme vid KOL

Denna studie kommer att rekrytera 20 nuvarande eller före detta rökare som uppfyller kriterierna för mild kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL), mätt med lungfunktionstester. Deltagande är frivilligt och deltagarna kan när som helst avbryta studien.

Tillvägagångssätt:

Allmän medicinsk undersökning: Alla deltagare kommer att genomgå en fysisk undersökning som utförs av en läkare. Samtidig medicinering kommer att registreras såväl som kroppslängd och vikt; blodtryck; hjärtfrekvensrytm med hjälp av ett 12-avledningselektrokardiogram (EKG); och blodets syremättnad. Läkaren kommer att identifiera eventuella kontraindikationer för träningstestning som skulle förhindra säkert deltagande.

Lungfunktionstester: Standardtester för lungfunktion inkluderar: spirometri (mätning av andningsflödet under en maximal andning utåt); kroppspletysmografi (mätning av lungvolymer); diffusionskapacitet för kolmonoxid (DLCO; mätning av gasutbyte över lungan); manövrar för maximalt inandningstryck (MIP) och maximalt utandningstryck (MEP) (utvärdering av andningsmuskelstyrka); och impulsoscillometri (IOS; mätning av lungmekanik). Varje test kommer att utföras minst 2-3 gånger för att säkerställa att resultaten är konsekventa. För alla tester kommer deltagaren att andas genom ett gummimunstycke med näsklämmor på för att blockera näspassagen.

Hjärt- och lungträningstester: Deltagarna kommer att utföra träning på en stationär cykel vid varje besök. Under träningen kommer de att andas genom ett munstycke med näsklämmor på, vilket möjliggör registrering av fysiologiska variabler andedräkt för andetag under hela träningen. För varje test kommer deltagaren att börja med att sitta på cykeln i vila (ingen trampning) i cirka 6 minuter för att fastställa ett konsekvent mått på sin baslinjeandning. De kommer sedan att börja trampa i 1 minut utan motstånd mot uppvärmning. Belastningen kommer då att öka antingen med 10 watt varje minut (besök 1) eller till en konstant arbetshastighet som bibehålls i 4 minuter (besök 2-5). Varannan minut kommer deltagaren att bli ombedd att ta ett helt andetag hela vägen in (en inspiratorisk kapacitet (IC) manöver). Deltagaren kommer också att bli ombedd att bedöma sitt andningsbesvär, sitt obehag i benen, hur obehagligt andningen känns och hur svårt det är att andas in och ut, med hjälp av en 10-punkts Borg-skala.

Diafragma EMG och andningstryckmätningar: Före träning kommer en lokal bedövningsspray att appliceras på näsgångarna och halsen och en tunn kateter (diameter 2 mm) kommer att föras in av erfaren personal genom näsan ner i halsen och in i matstrupen (" matrör") och övre delen av magen. Denna kateter mäter diafragmans elektriska aktivitet (EMG), vilket ger användbar information om inandningsdriften att andas. Den mäter också tryck i matstrupen i bröstet såväl som i magen, vilket ger användbar information om andningsarbetet och andningsmekaniken.

Blodprov: Små blodprover tas från örsnibben före träning, med 2 minuters intervall under träning och efter träning. Deltagarens örsnibb kommer att värmas upp med en varm, fuktig trasa (som säkerställer tillräckligt blodflöde till hudytan) under baslinjens viloperiod och träning. En mycket liten punktering kommer att göras med en lansett (liknande en mycket fin nålspets), och blod kommer att samlas upp i små glasrör < 1 mm i storlek. Dessa prover kommer att analyseras med avseende på deras blodgashalt (syre och koldioxid), variabler som behövs för att beräkna dödutrymmet (andelen av lungan som inte kan delta i gasutbytet på ett adekvat sätt).

Studiedesign: Detta kommer att vara en enkelcenter, randomiserad, dubbelblind, placebokontrollerad crossover-studie som utvärderar effekterna av inhalerad kväveoxid på intensiteten av andfåddhet och de fysiologiska svaren på en standardiserad träningsuppgift. Efter att ha gett skriftligt informerat samtycke kommer deltagarna att genomföra 5 besök, vart och ett genomfört på morgonen med 2-7 dagars mellanrum.

Besök 1 (Screening): Deltagarna kommer att få en detaljerad medicinsk historia tagen och fysisk undersökning utförd av en studieläkare. Deltagarna kommer också att få sina symtom på KOL utvärderade med vanliga skriftliga frågeformulär [modifierad Medical Research Council (mMRC) dyspnéskala, Baseline Dyspné Index (BDI) och COPD Assessment Test (CAT)]. Dessa frågeformulär kommer att förklaras för deltagaren av studiepersonalen och kommer att användas för att avgöra om deltagarna uppfyller kriterierna för att ha måttlig till svår aktivitetsrelaterad andnöd. Deltagarna kommer sedan att genomgå en serie lungfunktionstester i vila för att fastställa lungfunktionen. Deltagarna kommer att genomföra ett symtombegränsat, inkrementell arbetsbelastning, kardiopulmonell träningstest på en stationär cykel för att bestämma deras maximala arbetshastighet (Wmax). Deltagaren kommer att träna på cykeln så länge de kan, med motståndet som ökar med 10 Watt var 1:e minut (se beskrivning ovan). Hjärtstatus kommer att övervakas med 12-avlednings-EKG. Puls, syremättnad (SpO2) och blodtryck kommer att övervakas under träningen.

Besök 2 & 3 (inkörning): Deltagarna kommer att bekanta sig med det 4-minuters standardiserade cykelträningstestet och andningsapparaten som kommer att genomföras för de återstående besöken. Detta cykelträningstest kommer att utföras med konstant belastning. Det initiala motståndet som väljs kommer att vara 75 % av deras maximala arbetsbelastning (Wmax; fastställt från träningstestet i besök 1) med justeringar av belastningen vid behov. Målet med det resulterande 4-minuterstestet är att ha ett standardiserat protokoll som gör att deltagarna kan bli tillräckligt andfådda för att bedöma den potentiella terapeutiska effekten av kväveoxid samtidigt som de inte är så intensiva att de hindrar dem från att slutföra testet.

Besök 4 och 5 (behandling): Deltagarna kommer att slutföra träningstestet på 4 minuter med den arbetshastighet som fastställts i besök 2 och 3 medan de andas från en gasblandning som består av antingen 1) inhalerad kväveoxid (800 ppm) eller 2) placebo (rumsluft), var och en på en bakgrund av rumsluft (21 % syre; resterande kväve). Testerna vid besök 4 och 5 kommer att omfatta detaljerade mätningar av diafragmans elektriska aktivitet (EMG) och andningsmekaniska mätningar. Blodprover kommer att tas enligt beskrivningen ovan: före träning, med 2 minuters intervall under hela träningen och i slutet av träningen.