Nasal andning och fysisk kapacitet

Nasal andning som en förutsättning för global luftvägshälsa och fysisk kapacitet,

1. Inledning Luftvägarna är traditionellt indelade i två segment, det övre och det nedre. Den förra består av näsan, paranasala bihålor, epifarynx, orofarynynx och hypofarynx ner till stämbandsnivån. Det senare involverar allt under stämbanden, inklusive luftstrupen, bronkierna, bronkiolerna och alveolerna. Det senare är det segment där syre/CO2-utbytet äger rum, kritiskt för livet. På så sätt kan de övre och nedre luftvägarna betraktas som två av ett slag ((Steinsvag 2009). Näsans roll i detta är att filtrera, temperera och fukta den inspirerade luften innan den kommer in i lungorna. Vidare tillför näsan kvävemonoxid, vilket optimerar muco-ciliäraktiviteten och ventilations-perfusionsförhållandet i lungorna.

   Vi vet att det finns ett samband mellan störningar i de övre och nedre luftvägarna, både epidemiologiskt, patofysiologiskt och terapeutiskt (Fireman 2000, Thorstensen, Bugten et al. 2012, Bousquet, Schünemann et al. 2019, Oie, Dahlslett et al. . 2020). Det vi vet mindre om är näsans och näsandningens roll för fysisk kapacitet. Det gäller både för förmågan hos de genomsnittliga, friska personerna såväl som för patienter med dvs. astma och KOL för att utföra dagliga aktiviteter såväl som motion och för toppidrottare att utföra sina maximalt syrekrävande aktiviteter. Utan denna kunskap kan vi inte fatta evidensbaserade beslut om i vilken utsträckning åtgärder för att öppna näsan medicinskt och/eller kirurgiskt bör övervägas för att förbättra den fysiska kapaciteten på någon nivå. Syftet med detta projekt är att utöka vår kunskap inom området till det bästa för den vanliga människan, patienter med luftvägssjukdomar och idrottare.

2. Behovsbeskrivning Den huvudsakliga effekten av detta projekt är en förbättrad förståelse av de övre luftvägarnas roll för fysisk kapacitet. Fysisk kapacitet är avgörande för förmågan att vara fysiskt aktiv, röra sig, träna och utöva sport på alla nivåer. Därför är det väsentligt för det allmänna välbefinnandet för alla, viktigt som en sjukdomsförebyggande faktor och väsentligt för idrottare. Vi vet att nasal obstruktion har negativ inverkan på de nedre luftvägarna, sömnen (Migueis, Thuler et al. 2016), smak och lukt (Dileo och Amedee 1994) samt allmän livskvalitet (Osborn och Sacks 2013). Men vi vet inte mycket om hur nasal obstruktion påverkar den fysiska kapaciteten. Man kan dra slutsatsen att åtgärder för att minska slemhinneinflammation i näsan och för att förbättra näsans öppenhet kan ha positiva effekter. Det finns vetenskapligt stöd för detta genom att intranasala steroider, cromolyn, antihistaminer och avsvällande medel (Bousquet, Schünemann et al. 2019), som ger lindring av nasala symtom hos patienter med både allergisk rinit och astma, också kommer att förbättra lungsymtomen vid allergiska astma (Fireman 2000). Kirurgisk hantering av sinonasal patologi kan förbättra astma (Dunlop, Scadding et al. 1999) I vissa studier har externa näsvidgare visat sig förbättra uthålligheten (Ottaviano, Ermolao et al. 2017). Detta har dock motarbetats av andra (Adams och Peiffer 2017).

   Att kunna röra sig är viktigt för de flesta. Det är viktigt för de med allvarliga luftvägsbegränsningar/handikapp att kunna utföra grundläggande dagliga aktiviteter såväl som för de flesta toppidrottare i jakten på troféer. Rörelse förutsätter fysisk kapacitet på någon nivå, från den lägsta till den mest extrema. När det gäller luftvägsbegränsningar ligger fokus vanligtvis på de nedre luftvägarna medan de övre luftvägarna glöms bort. Med tanke på det enhetliga luftvägskonceptet är detta olyckligt, eftersom optimering av det senare kan ha stor inverkan på den globala luftvägsfunktionen. Detta innebär att minska inflammation med medicinska medel och/eller förbättra öppenheten med medicinska eller kirurgiska medel, dvs turbinatkirurgi, septalkirurgi och polypektomi.

   Innan vi involverar åtgärder på de övre luftvägarna för att förbättra den fysiska kapaciteten behöver vi veta mer om potentialen. Det är motiveringen för den här utredningen. Detta forskningsprojekt kan ha en inverkan för patienter, den vanliga mannen och idrottare där luftvägarna kan vara en begränsande faktor för deras dagliga aktiviteter och självuttryck.

   Hypoteser, mål och mål

   Hypotes: De övre luftvägarna kan ha stor inverkan på den globala luftvägen och fysisk kapacitet

   Primära mål:

   • Utforska fysisk kapacitet under ökande fysisk belastning hos idrottare medan:

     • Andas genom mun och näsa
     • Andas bara genom näsan
     • Andas endast genom munnen.
   • Utforska tecken och symtom från de övre luftvägarna hos idrottare och kontroller
   • Utforska effekten av åtgärder för att förbättra nasal öppenhet på fysisk kapacitet hos patienter med KOL.

   Mål: Att kunna optimera den fysiska kapaciteten hos patienter med sjukdomar i de nedre luftvägarna, vanliga människor och idrottare genom att minska eller eliminera potentiellt begränsande faktorer i de övre luftvägarna.

   Under projektperioden förväntar vi oss att få evidensbaserad kunskap om de övre luftvägarna som kan användas för att förbättra det fysiska.

3. Projektmetodik 3.1. Projektupplägg, metodval och analyser 3.1.1. Projektarrangemang: Detta är ett samarbetsprojekt mellan avd. för otolaryngologi, huvud- och halskirurgi, Sørlandets sjukhus och Haukelands universitetssjukhus, lungmedicinska avdelningen, Akershus universitetssjukhus, avdelningen för öronläkare, huvud- och halskirurgi, Sahlgrenska sjukhuset, Göteborg, Sverige, och "Idrettshøgskolan", Göteborg, Sverige 3.1 .2. Metoder, urval och analyser. 3.1.2.1: Projekt 1. Utforska fysisk kapacitet under ökande fysisk belastning hos idrottare medan de andas genom både munnen och näsan, andas endast genom näsan och andas endast genom munnen.

   Tolv svenska elitcyklister mellan 20 och 40 år kommer att bjudas in att delta efter informerat samtycke. De kommer att ha en VO2 max över 65 ml/min/kg kroppsvikt. De lider inte av någon känd sjukdom i de övre luftvägarna såsom allergisk rinit, rhino-sinusit, måttlig till svår septumavvikelse eller näspolyper. De har inte astma eller kronisk obstruktiv lungsjukdom. De är icke-rökare. De använder inte någon form av topikal eller systemisk medicinering. Inledningsvis utför deltagarna ett förtest för att fastställa exakt VO2 max och Vmax enligt standardtekniker. Nasala symtom som obstruktion och löpning registreras på Visual Analogue Scales (Voutilainen, Pitkäaho et al. 2016). Näsan undersöks endoskopiskt. Spirometri utförs (Liou och Kanner 2009). Nasala geometri och nasala luftflöde mäts med akustisk rhinometri respektive topp nasalt inspiratoriskt flöde (Chin, Marcells et al. 2014), före och efter decongestion med oxymetazolin nässpray 0,5 mg/ml.

   Testningen: Alla deltagare genomgår 4 sessioner på testlaboratoriet. Inledningsvis är det ett testpass. Sedan finns det pass där de springer med mun- och näsandning, mun endast andning och näsandning. Ordningen på dessa tester är randomiserad för varje testperson. Varje pass tar ca. 2 timmar.

   Inför testerna undviker deltagarna alkohol och tung träning i 24 timmar. De loggar sitt dietintag och upprepar detta före varje test. De fastar natten innan testet. Vaknade på testdagen dricker studiepersonen 500 ml vatten. När de kommer till teststationen registreras deras avklädda längd och vikt. Blod- och urinprov tas. Deltagarna är berättigade om vätskebalansen utvärderad med urinspecifik vikt (USG) är <1 025 (Atago, Tokyo, Japan).

   Efter antropometriska mätningar utförs ett allt mer ansträngande test på en testcykel med mekaniska avbrott (Monark LT2, Varberg, Sverige). Innan O2-förbrukning och CO2-produktion mäts under sub-maximal belastning, utförs indirekta kaloritestning via ett onlinesystem (Jaeger Oxycon Pro, Viasys Healthcare, Tyskland). Utmattningstestet är ett så kallat ramptest med ökande belastning till max. Hjärtfrekvensen registreras kontinuerligt som ett medelvärde pr. minut (Polar Electro OY, Kempele, Finland). Under teststationen är lufttemperaturen 200 grader och den relativa luftfuktigheten är 40-50 %.

   De beskrivna vetenskapliga metoderna har under många år använts för forskning inom rhinologi vid avdelningarna. av öron-rhin-olaryngologi, huvud- och halskirurgi, Sørlandets sjukhus och Sahlgrenska sjukehuset, samt i idrottsmedicin på "Idrettshøgskolan", Göteborg av utredarna. De har visat sig vara giltiga för forskningsprojekt som detta (referens). Nödvändiga resurser, utrustning och infrastruktur finns lättillgängligt i Göteborg. Detta inkluderar kompetens inom statistik. Potentiella risker är begränsade till testsituationen. Alla deltagare är bekanta med testcyklarna. Om oväntade och osannolika incidenter inträffar kommer de omedelbart att tas om hand av medicinsk och teknisk expertis som finns på teststationen.

   3.1.2.2: Projekt 2. Utforska tecken och symtom från de övre luftvägarna hos idrottare och kontroller.

   Symtom kan observeras hos personer med sjukdom eller andra onormala tillstånd, men normalt sett inte hos genomsnittliga friska personer. Men de kan också vara rena subjektiva känslor eller föreställningar, som inte speglar någon sjukdom eller dysfunktion. Det senare är ett välkänt fenomen inom rhinologi. Försökspersoner kan ha en känsla av fullständig nasal obstruktion i en utsträckning som stör deras dagliga aktiviteter, medan kliniska undersökningar och objektiva tester inte avslöjar några abnormiteter. På samma sätt, d.v.s. en omfattande septumavvikelse kanske inte ger upphov till en subjektiv känsla av nasal obstruktion. Vi har också visat att patienter med astma upplever sina nasala luftvägar annorlunda än de utan (Thorstensen, Sue-Chu et al. 2014). Detta förvandlar dem till att andas i munnen i ett tidigare skede av fysisk belastning än friska individer. För tidig övergång till oronasal andning resulterar i otillräcklig konditionering och filtrering av den inandade luften, med torkning och kylning av de nedre luftvägarna, efterföljande frisättning av inflammatoriska cellmediatorer och utveckling av ett astmatiskt svar och astmakronicitet.

   Vi har nyligen visat att patienter med KOL har fler tecken och symtom från de övre luftvägarna som kan begränsa deras fysiska kapacitet än kontroller (Oie, Dahlslett et al. 2020). I denna artikel vill vi utforska motsvarande situation hos idrottare.

   Vi kommer att rekrytera idrottare från "Olympiatoppen", i samarbete med deras forskningschef Else Marthe Lybekk.

   Kontrollerna kommer att vara ålders- och könsmatchade individer som rekryteras från företag i närheten av sjukhuset eller patienter som besöker sjukhuset för andra sjukdomar, som inte tros påverka de övre och nedre luftvägarna. De som valde att delta kan ha varit mer intresserade av sin hälsa än befolkningen i stort, men ändå anser vi att mätningar på dessa individer är representativa för den allmänna befolkningen.

   Det här är verktygen som kommer att användas, se länken https://nettskjema.no/a/155806#/page/1.

   Rhinoconjunctivit Quality of Life Questionnaire (RQLQ) (Juniper och Guyatt 1991).

   Detta är en intervjuare och självadministrerat sjukdomsspecifikt hälsorelaterat livskvalitetsinstrument som mäter de funktionsnedsättningar som är mest besvärande för vuxna (17-70 år) patienter till följd av deras rinit.

   Den har 7 domäner. Aktivitetsbegränsningar (3 artiklar), sömnproblem (3 artiklar), nässymtom (4 artiklar), ögonsymtom (4 artiklar), icke-näsa/ögonsymptom (7 artiklar), praktiska problem (3 artiklar) och känslomässig funktion ( 4 artiklar). Svaret görs på en 7-gradig skala (0 = inte nedsatt alls - 6 = gravt nedsatt). Rapporterad interklasskorrelationskoefficient är 0,86. Cronbachs alfa rapporteras inte. Minimalt viktiga skillnader är förändringar i poäng större än 0,5.

   Sino nasal utfallstest 22 (SNOT-22)(Piccirillo, Merritt et al. 2002, Hopkins, Gillett et al. 2009) Det är ett validerat, självadministrerat livskvalitetsinstrument specifikt för symtom på rhinosinusit och känsligt för kliniska förändringar. Den beskriver hälsobördan av rhinosinusit genom att mäta; fysiska problem, funktionella begränsningar och känslomässiga konsekvenser av CRS genom att be deltagarna att poängsätta 22 nyckelsymptom. Dessa är: behovet av att snusa, nysningar, rinnande näsa, hosta, postnasala flytningar, tjocka flytningar från näsan, öronfyllda, yrsel, öronvärk, ansiktssmärta/tryck, svårt att somna, vakna på natten och svårt att somna. Med hänvisning till symtom de två senaste veckorna, fick deltagarna varje symtom från 0-5, vilket gav en sommarpoäng, den totala SNOT-22-poängen Visual Analog Scales (VAS)(Grant, Aitchison et al. 1999) Den visuella analoga skalan eller visuell analog skala (VAS) är en psykometrisk svarsskala som kan användas i frågeformulär. Det är ett mätinstrument för subjektiva egenskaper eller attityder som inte kan mätas direkt. När de svarar på ett VAS-objekt anger de svarande sin nivå av överensstämmelse med ett påstående genom att ange en position längs en kontinuerlig linje mellan två slutpunkter. I detta projekt använder vi VAS för att mäta 12 sino-nasala symtom på en 100 mm linje med endpoints "aldrig" (0) och "alltid" (100). Symtomen är: Nasal obstruktion, nasal löpning, snarkning, apnéer under sömn, nasal löpning, huvudvärk, ansiktssmärta, bihåleinflammation, hosta, nysningar, allmän hälsa och luktsinne. Varje försöksperson ombads att gradera varje symptom och tillstånd efter frekvens. VAS 0-30 definieras som lindrig sjukdom, >30-7o som måttlig sjukdom och VAS >70 som svår rhinosinusit som påverkar patientens livskvalitet. Vi använder också VAS-skalor för att få näsfunktion hos idrottare och kontroller,

   Egendesignat frågeformulär "Idrottaren och hans näsa". Tillsammans med prof. Hellgren vi har utformat ett frågeformulär med fokus på idrottarens typ av sport, prestationsnivå, symtom från näsan under aktivitet, tidigare medicinsk eller kirurgisk behandling av nasala sjukdomar. Alla frågeformulär i detta projekt är gjorda elektroniska med hjälp av tekniken från "Nettskjema", University av Oslo. Datainsamlingen kommer att vara webbaserad och svaren importeras direkt till system för data- och statistisk analys.

   Statistisk analys Baserat på ett krafttest innan studien behöver vi minst 45 patienter för att upptäcka skillnaden mellan en normalpopulation och en studiepopulation. Vi ville upptäcka en medelskillnad på minst en med tvåsidigt test på 5 % och 80 % effekt. Eftersom data troligen inte kommer att vara normalfördelade kommer Mann-Whitney U-test att användas i parade analyser. P mindre än 0,05 kommer att anses vara statistiskt signifikant. Analyserna kommer att göras med SPSS ver. 23 (Statistical Package for Social Sciences, Chicago, USA).

   Projekt 3. Den fysiska kapaciteten hos patienter med KOL före och efter näsavsvällning utvärderad med shuttle-gångtester.

   Patienter med KOL har fler tecken och symtom från de övre luftvägarna än kontroller som kan begränsa deras fysiska kapacitet (Arndal, Sørensen et al. 2020, Oie, Dahlslett et al. 2020). I denna studie kommer vi att undersöka i vilken utsträckning åtgärder för att öppna näsan kan förbättra deras gångförmåga.

   Detta är ett samarbetsprojekt med Anne Edvardsen och Gunnar Einvik på avd. of Respiratory Medicine, Akershus universitetssjukhus, Norge.

   Patienter kommer att rekryteras från öppenvårdssektionen, avd. of Respiratory Medicine, Akershus Universitetssjukhus efter informerat samtycke. KOL-diagnosen kommer att bekräftas av förekomsten av luftflödesobstruktion, definierad som en ökning av FEV1 på mindre än 12 % och 200 ml efter administrering av salbutamol genom inhalation och ett FEV1/FVC-förhållande efter bronkodilator på < 0. Svårighetsgraden av luftflödeshinder kommer att utvärderas enligt GOLD 2014-kriterierna (Singh, Agusti et al. 2019). Lungfunktionstester kommer att utföras enligt ERS riktlinjer för spirometri (Miller, Hankinson et al. 2005) med en kalibrerad Medikro Pro spirometer (Medikro Oy, Kuopio, Finland). Den bästa FEV1 av tre acceptabla försök kommer att registreras före och 10 minuter efter administrering av 0,4 mg Salbutamol aerosol i en spacer (Ventoline, Volumatic, GlaxoSmithKline, Middlesex, Storbritannien). Förutspådda referensvärden för Crapo et al kommer att användas (Crapo, Morris et al. 1981). I alla ämnen kommer vikt och längd att registreras. De kommer att tävla självadministrerade frågeformulär (SNOT-22) och Visual Analogue Scales om symtom och tecken från de övre luftvägarna, och genomgå en intervju och klinisk undersökning med nasal endoskopi av en av de 2 läkare (ÖNH) som har engagerat sig i studien. Peak Nasal Inspiratory Flow kommer också att spelas in. Alla försökspersoner med ett positivt reversibilitetstest eller näspolyper vid endoskopi, och försökspersoner med en KOL-diagnos som inte uppfyller GOLD-kriterierna för KOL, kommer att exkluderas från studien.

   Deltagarna kommer sedan att genomgå ett Incremental Shuttle Walk Test (ISWT) (Brown and Wise 2007). De två första konerna kommer att placeras med 10 meters mellanrum på ett plant inomhusutrymme. Deltagarnas hastighet bestäms av en förinspelad metronom som ger en signal för varje steg som passerar en kon. Testet kommer att stoppas om deltagarna upplever symtom som bröstsmärtor eller sjunkande mättnad, eller om de inte kan hålla uppe gånghastigheten. Hastigheten ökas med 0,17 m/s varje minut, och den får vara högst 20 minuter. I slutet av testet beräknas avståndet som gick av antalet varv som deltagarna lyckades utföra. Deltagarna upplever en inlärningseffekt om testet utförs flera gånger. På grund av detta kommer deltagarna att utföra testet två gånger.

   Endurance Shuttle Walk Test (ESWT) utförs med samma avstånd som ISWT, men i konstant gångtakt. Tempot beräknas som 85 % av den maximala hållbara gångtakten från ISWT. Deltagarna kommer först att prova fältet under en 2-minuters uppvärmningsperiod. Testet genomförs tills deltagarna måste sluta på grund av symtom eller 20 minuter har gått. Innan ESWT ombeds deltagarna att fylla i BORG-skala och VAS-skala för att fastställa nivån av dyspné och trötthet. Deras blodtryck, hjärtfrekvens och mättnad mäts före, under och efter gångtestet.

   Efter 20 min. vila, 1 spray med Otrivin®(Oxymetazolin 0,1 mg/ml) administreras i varje näsborre. Patienterna vilar ytterligare 5 minuter. Sedan spelas PNIF in igen. De satte ytterligare ett märke på en VAS-skala för nästäppa utan att kunna se det första.

   Sedan upprepas ESWT.

   3.3. Deltagare, organisation och samarbeten

   Studien involverar följande deltagare:

   Fride Uthaug Reite. Läkarstudent och doktorand. Oslo, Norge Sverre K. Steinsvåg. ÖNH-specialist. Senior konsult och professor vid avdelningen för otolaryngologi, huvud- och halskirurgi, Sørlandets sjukhus, Kristiansand och Haukelands universitetssjukhus, Bergen, Norge. Initiativtagare och huvudhandledare för Fride Reite.

   Johan Hellgren. ÖNH-specialist. Senior konsult och professor, ÖNH-kliniken, Sahlgrenska Sjukhuset, Gøteborg, Sverige. Utredare och biträdande handledare för Fride Reite.

   Mats Børjeson, MD PhD. Professor. Sahlgrenska Sjukhuset och Centrum för hälsa och prestationsutveckling, Gøteborg, Sverige. Forskare.

   Stefan Pettersson, fil dr, Institutionen för mat och näringslära, samt idrott och vetenskap, Göteborgs universitet, utredare.

   Fredrik Edin. PhD. Institutionen för mat och näringslära och idrottsvetenskap, Göteborgs universitet, utredare. Centrum för hälsa och prestationsutveckling, Göteborg . Forskare.

   Detta är ett samarbetsprojekt mellan institutioner i Norge och Sverige. Forskargruppen består av erfarna utredare. Dess totala kompetens inom luftvägs- och idrottsmedicin säkerställer ett framgångsrikt slutförande av Fride Uthaug Reites doktorsexamen.

   3.5. Plan för aktiviteter, synlighet och spridning Ansökan till Regionala kommittéer för medicinsk och hälsoforskningsetik (REC) i Norge och Sverige har redan lämnats in, ansökan 134609/2020 (Norge).

   Hela forskargruppen träffas i Göteborg den 3 oktober för att lägga upp planerna för de första testpassen för idrottarna. Alternativt kommer det att hållas ett skypemöte den dagen, beroende på covid-19-situationen.

   Frågeformulär om fysisk aktivitet och luftvägshälsa kommer att delas ut till idrottare och kontroller under -20 okt.

   Patienter med KOL kommer att testas i januari 2021. 3.6. Plan för implementering Så snart vi lärt oss mer om näsans roll för fysisk kapacitet kommer vi att börja testa effekten av näsöppnande procedurer. Dessa är i första hand medicinska, dvs topikala näsavsvällande medel och topikala nasala steroider. Vid strukturella orsaker till nasal obstruktion kan dessa korrigeras kirurgiskt. Vi räknar med att starta experiment med åtgärder för att förbättra näsöppningen i efterföljande projekt 2021.

4. Etiska överväganden Vi kan inte se några etiska farhågor kring att frivilligt testa individer för näsans bidrag till deras fysiska kapacitet. Testningen som sådan innebär mycket begränsad risk och medicinsk och teknisk personal kommer alltid att finnas på testplatserna vid eventuella oväntade incidenter.

Etiska överväganden kan eventuellt uppstå när testresultaten ska användas praktiskt.

Om testet visar en positiv inverkan av nasal andning på den fysiska kapaciteten, kan medicinska eller kirurgiska åtgärder för att förbättra nasal öppenhet också förbättra kapaciteten. Detta kan vara särskilt intressant för idrottare och idrottsmedicin. Om så skulle vara fallet krävs en etisk debatt i dopningsperspektivet.

.