多巴胺对运动时肺弥散和毛细血管血容量的影响

1. 学习目标

   本研究的主要目的是检查多巴胺输注和多巴胺 2 受体阻滞剂对运动期间肺毛细血管血容量、扩散以及肺动脉压力、心输出量和肺血管阻力等血流动力学变量的影响。 其次，本研究将检查多巴胺输注和多巴胺-2 受体阻断对运动耐量的影响。

2. 背景

   为了满足运动所需的氧气需求增加，肺扩散能力 (DLCO) 必须增加，以避免动脉氧合作用下降和运动提前终止。 运动期间增强的 DLCO 是通过肺毛细血管的募集和扩张扩大肺毛细血管血容量 (Vc) 和扩散膜容量 (Dm)，从而有效地增加扩散表面积来实现的。 肺毛细血管的募集和扩张降低了肺血管阻力 (PVR)，增加了肺血流量 (Q)，同时限制了运动时肺动脉压 (PAP) 的升高。

   在健康方面，药物干预被认为不会影响运动期间的 PAP。 然而，多巴胺是一种肺血管扩张剂，可能有助于在运动期间调节 PAP。 具体来说，多巴胺对正常的心血管运动反应很重要，因为甲氧氯普胺（肺部多巴胺 2 受体拮抗剂）会降低最大 Q 值和运动耐量 (1)。 这些结果表明多巴胺可能通过调节肺平滑肌调节运动过程中的 Vc，随后影响 PVR、PAP、Q 和运动耐量。 然而，多巴胺如何调节 DLCO、Vc、Q 和运动耐量尚不清楚。

   目的：本研究的目的是检查多巴胺激动剂和多巴胺 2 受体拮抗剂对 DLCO、Vc、PAP、PVR、Q 和运动耐量的影响。

   假设：假设多巴胺会增加 Vc，导致 PVR 降低和 PAP 相应降低。 这种反应将允许增加 DLCO、Q 和相对于控制的运动耐量。 相反，甲氧氯普胺（多巴胺 2 受体拮抗剂）会减弱 Vc 的增加以及 PVR 的减少，从而导致 PAP 增加。 在这种情况下，DLCO、Q 和运动耐量会降低。

3. 方法

研究概述：本研究将采用随机、双盲交叉设计，其中健康受试者将在休息和 2 种工作负荷（先前确定的 VO2peak 的 60% 和 85%）下进行测量，使用静脉内多巴胺 (2µg/kg/min)，多巴胺受体阻断剂（20 毫克口服甲氧氯普胺）或安慰剂（随机顺序）。 将在 2-3 周的时间内收集 5 天不同的数据。 第 1 天：肺功能和分级运动测试直至力竭。 第 2-4 天：静息和运动时使用静脉内多巴胺、多巴胺受体阻滞剂或安慰剂（随机顺序）测定 Vc。 短暂休息后，将进行 85% VO2peak 的力竭时间试验，以表征运动耐量。 第 5 天：通过静脉内多巴胺、多巴胺受体阻滞剂或安慰剂（随机顺序）在静息时和运动期间通过心脏超声评估 PAP。

肺功能和心肺运动测试：受试者将接受分级运动测试，以意志力竭来表征有氧适能（VO2peak）和标准肺功能测试以表征肺功能参数。

运动期间的 DLCO 和 Vc 测量：DLCO 和 Vc 将使用多氧张力 DLCO 屏气法 (2) 在休息时和在 VO2peak 的 60% 和 85% 的自行车运动期间测量。 在不同的三天内，参与者将被随机分配到以下每种情况：1) 多巴胺（2 微克/千克/分钟静脉注射）和安慰剂药丸，2) 甲氧氯普胺（20 毫克口服）和静脉注射生理盐水，或 3) 静脉注射生理盐水和安慰剂药丸。 在每个工作量期间，受试者将执行 DLCO 屏气操作 6 秒，在运动期间在不同的氧张力（0.21、0.40、0.60；工作量和氧张力随机）下重复三次，以便计算 Vc 和 Dm。 试验将分几天进行，以确保不会产生一氧化碳。 DLCO 将针对血红蛋白进行校正，我们在执行这些测试方面拥有丰富的经验。

肺动脉收缩压 (PASP)、PVR 和 Q：多普勒超声心动图 (PASP) 将用作所有多巴胺条件下 PAP 的非侵入性评估。 PASP 将在休息和运动期间进行评估，这种方法已被我们小组和其他人在以前的调查中成功使用 (3,4)。 总 PVR 将通过在任何给定工作负载下将 PASP 除以 Q 来评估。 Q 将使用 Physioflow® 阻抗心电图 (Manatec® Biomedical) 进行评估。 与直接 Fick 方法相比，阻抗心电图可准确测定静息时和运动时的 Q。

血红蛋白：由于 DLCO 将针对血红蛋白浓度进行校正，因此将在静止和运动期间通过手指采血采集少量血液样本，并使用手持式血红蛋白测量设备（HemoCue 201+、HemoCue AB、Angelholm、瑞典）。