抽象
特发性肺动脉高压(IPAH)是未知病因的肺血管病变。呼吸困难,周围的气道阻塞和低效通气IPAH是常见的。对呼吸肌功能的数据缺乏。
这项前瞻性单中心研究包括26女和11名男IPAH患者在世界卫生组织功能类II-IV。平均值±SDpulmonary artery pressure was 48.6±16.9 in females and 53.1±22.9 mmHg in males; cardiac output was 3.7±1.3 and 4.2±1.7 L·min-1。
最大吸气压力(P女性患者的I、max值低于20例对照组(5.3±2.0)与8。2±2.0 kPa). In the male patients,PI,max为比在25个控制(6.8±2.2下与10。五±3.7 kPa). Maximal expiratory pressure (PE、 女性患者max低于对照组(6.2±2.6)与9。五±2.1 kPa), and in male patients as compared to controls (7.1±1.6与10.3±3.9 千帕)。两者之间没有相关性P我,最大或PE,max和肺血流动力学和运动测试的参数。比例of mouth occlusion pressure within the first 0.1 s of inspiration andP我,最多是IPAH比对照(女性高于0.067±0.066与0.021±0.008;男性0.047±0.061与0.023±0.016)。
总之,这项研究提供了在特发性肺动脉高压吸气和呼气肌无力的第一个证据。的病理机制和预后的意义应作进一步调查。
特发性肺动脉高压(IPAH)被定义为不明病因的肺血管病变,主要影响女性1。每分钟通气(V'E)在休息和运动期间增加2. IPAH患者对运动的通气反应,即的比率V'E二氧化碳生产(V“CO2)运动时(V“E /V“CO2斜率),也增加,是预后不良的预测2,3。增加V“E /V“CO2斜率表示在IPAH低效通风,这可以部分地归因于肺灌注异常2。目前的作者团队和其他人已经证明,在充血性左心室衰竭中,低效的通气与吸气肌力量的降低有关4-6。此外,吸气肌功能最近被确定为充血性左心衰竭的预后预测7。的治疗充血性左心衰竭的风险分层是通过使用最大吸气压力的组合(改进PI,max)及最高耗氧量(V'O2)7。对于编辑意见参见第6页。
吸气和呼气的肌肉力量还没有被研究IPAH。因此,本前瞻性研究37例IPAH调查呼吸肌功能和口闭塞压力。P我,max和最大呼气压力(PE,最大值)进行前瞻性评估在IPAH患者均有不同程度的疾病和运动受限的。而且,侵入性(右心脏导管插入术)和非侵入性的(6-分钟步行试验(6MWT),心肺运动测试)疾病的严重程度的参数进行了评价1,2。
材料和方法
研究对象
本前瞻性研究是在大学三级转诊中心肺动脉高压患者(心脏病和呼吸内科,德国海德堡的DEPT)进行的,并包括26和女性11例男性1. IPAH的诊断是在通气-灌注扫描、螺旋ct、三维血管造影、磁共振断层扫描或肺血管造影后进行的,以排除任何肺栓塞的病因,排除任何潜在的自身免疫疾病、胶原血管疾病、肝脏或HIV感染,以及夜间脱氧。
纳入研究的患者未表现出心肺功能失代偿、合并左心脏病或其他肺部疾病的临床或放射学征象。
该研究经当地伦理委员会,是按照推荐赫尔辛基宣言中发现的8。患者签署知情同意书。
血流动力学测量
在休息时右心脏导管插入术,它是不可能获得所有患者可靠肺毛细血管楔压。因此,总的肺血管阻力(TPVR)从通过心脏输出的划分的平均肺动脉压(MPAP)来计算。
肺和呼吸肌功能测试
肺活量(VC),用力呼气容积一秒(FEV1),总气道阻力([Rtot),单次呼吸一氧化碳扩散能力(d五十、 一氧化碳)口腔压力是由患者坐直,通过嘴唇内的法兰口呼吸来确定的(MasterLabPro 4.2;Jaeger,Würzburg,德国)9-11。简而言之,PI,max是在对一个百叶窗的功能剩余容量的深度启发下确定的,这个百叶窗有轻微的空气泄漏,防止了不希望的声门关闭。PE,最多是在肺总容量最大呼气努力过程中测量。P我,max和PE、 最大值由五次连续操作中的最佳操作(变化<20%)确定。必要时,两次操作之间总共允许2 分钟的休息。吸气后0.1 s口闭压力(P0.1)在休息自主呼吸期间进行测量。P我,max和P0.1是相对于大气的负压,但表示为正值。这个P0.1 /P一、 计算最大比率以防止由于吸气肌肉无力而低估神经呼吸驱动力12,13。
肺活量测定结果与预测的正常值(VC,FEV1)进行比较9。由于已发布的参考值P我,马克斯,PE、 麦克斯和P0.1变化10,11,值作为对照20名雌性和25只雄性健康受试者确定。这已被证明,以确定其它变量P我,max和PE,MAX(例如体表面积)的患者和对照组之间没有差异14。
用于血气分析,arterialised毛细血管血样品从充血耳垂采取静止患者15。
运动试验
在症状限制性运动试验,工作负荷增加以下在半仰卧位置上与所述患者的自行车测功计的斜坡协议五。V“E,V'O2和V“CO2连续监测8次连续呼吸的平均值(氧合α;杰格)。根据坡度估算通风效率V“E /V“CO2除以线性部分16。
所述6MWT的结果从在这是很少使用的直医院走廊上的60-m的过程实现的圈进行计数。测试设备并与患者的相互作用作为推荐被提供17。
数据分析
所有的结果都表示为平均值±SD。不成对t-检验和线性回归分析,使用适当18。P <0.05的A级被接受为有统计学显著。
结果
肺血流动力学
At right heart catheterisation, all patients showed moderate-to-severe pulmonary hypertension (table 1⇓)。
肺容积,扩散和动脉血气
VC和FEV1在两组中在正常范围内,即±20% of predicted (tables 2⇓和3⇓)。VC was lower in IPAH patients than in controls (tables 2⇓和3⇓),和[RTOT没有增加。The maximal expiratory flow at 50% of the expired VC was decreased in IPAH patients (tables 2⇓和3⇓)。
在IPAH患者,blood gas analysis at rest showed compensated respiratory alkalosis (pH 7.44±0.04 in female and 7.45±0.05 in male patients), hypocapnia (carbon dioxide arterial tension (Pa、 一氧化碳2)4。3±0.8 and 4.3±0.9 kPa, respectively), and hypoxaemia (8.7±1.8 and 8.8±1.9 kPa, respectively).
低氧血症明显,即arterial oxygen tension <7.9 kPa (<60 mmHg), was present in 12 female patients (46%) and six male patients (55%). None of the patients was hypercapnic. In contrast,Pa、 一氧化碳2was reduced to <4.7 kPa (<35 mmHg) in 17 female patients (65%) and eight male patients (75%).
dl、 一氧化碳女性和男性的IPAH预测值分别为64.3±18.8和75.0±26.8%。
心肺运动试验
在心肺运动测试期间,工作负荷和高峰V'O2在IPAH患者均减少,表明运动耐受力。此外,通气当量用于O-2(V“E /V'O2)和CO2(V“E /V“CO2)at rest (table 1⇑)锻炼期间增加V“E /V'O252.7±18.6和V“E /V“CO253.5±15.9的女性患者,并V“E /V'O249.5±21.8和V“E /V“CO2男性患者分别为50.4±19.0。此外,运动的通气反应(V“E /V“CO2女性和男性患者的斜率增加(表1⇑)。
在女性患者峰值V'O2below the median (13.8 mL·min-1·公斤体重-1),V“E /V“CO2斜率比在患者显著更陡(58.5±17.2)的峰V'O2≥34.4±4.7 (p = 0.002). Similarly, in male IPAH patients with a peakV'O2低于12.5的平均V“E /V“CO2斜率增加(62.6±20.5与37.4±7.5;p = 0.032). This indicates that inefficient ventilation was associated with exercise intolerance.
口腔阻塞压力
在IPAH患者,P我,max和PE,max分别为如显著下与它们各自的对照组相比(图1A⇓和b)。两个参数在女性患者中均呈线性相关(图2⇓),female controls (r = 0.56; p = 0.019), male patients (r = 0.78; p = 0.012) and male controls (r = 0.61; p = 0.002). The reduction inP我,max和PE,max为独立于肺血流动力学,肺力学,d五十、 一氧化碳,血液气体,运动能力,通气效率或6MWT通过线性回归分析。P我,max和PE,最多也没世界卫生组织(WHO)的功能类别之间的差异。在two patients with reduced body mass index (14.3 and 17.0 kg·m-2, 分别),P一、 max分别降至6.9和5.6 kPaPE、 max分别降至6.8和6.6 kPa。
吸气前0.1 s内的咬合压力(P0.1)趋向于在IPAH高于对照,而没有到达统计显着性,在女性患者(0.24±0.19与0.20±0.12 kPa) and in male patients (0.28±0.27与0.21±0.14 kPa), respectively.
比例P0.1 /P一、 女性IPAH患者max明显高于对照组(0.062±0.066)与0.021±0.008 kPa;p < 0.01)。在男性患者中,P0.1 /P我,最大倾向于高于对照,没有达到统计学意义(0.047±0.061与0.023±0.016 kPa;p = 0.07)。两者之间有显著的相关性P0.1 /P我,max和V“E /V“CO2坡度(图3⇓)。
讨论
本研究提供了在IPAH呼吸肌肉功能障碍的第一个证据,如下:1)两个吸气和呼气肌肉力量(P我,max和PE,max)存储在患者减少了与IPAH与相应的对照相比,;2)吸气和呼气肌肉无力从肺血液动力学,运动能力或通气低效独立地发生。
病人的特点
肺血管疾病,在本例是不同程度的,如由WHO功能类别,6MWT,峰确定V'O2或肺血流动力学1,2. 休息时的肺力学在预测的正常范围内,但如前所述,肺活量、FEV1和呼气末气流轻度减少19。在肺功能和运动试验,仰卧位被避免,因为这个位置诱导气流阻力增加,加重的呼气流量限制和肺顺应性降低患者的左心衰竭20-22。在IPAH患者中,假设仰卧位的影响尚未到目前为止调查。
低呼吸暂停和代偿性呼吸性碱中毒与过度通气相容。目前的低氧血症和扩散能力降低表明肺扩散受损。此外,静息时IPAH的通气效率较低,运动时甚至进一步恶化,表现为V“E /V'O2和V“E /V“CO2在休息,这是多运动期间明显。这是统一与提高V“E /V“CO2斜率,低效通风,疾病的严重程度和预后不良在IPAH的指示符2,3。可以假设,本换气效率部分地由增加的补偿V'E在休息和运动过程中2。然而,增加通气可能会增加呼吸肌肉的压力23,24。
呼吸肌肉无力
在本还原PI,max in IPAH是按照28%的降低P一、 245例充血性左室衰竭患者的最大心率五,7,25,26。然而,IPAH的变化与充血性左心衰的变化有显著差异:IPAH中,in的变化P我,max和PE、 max与血流动力学和临床参数无关,如MPAP、TPVR、6MWT、WHO功能分级和峰值V'O2。相反,在充血性左心衰竭,则降低P我,最大密切与功能参数,包括纽约心脏病学会(NYHA)心功能类或相关峰值V'O27。此外,在充血性左心衰竭,在还原P我,最大超过了减少PE,最大五,7,26然而,在目前的IPAH患者中P我,max和PE,最大值。这与在吸气和呼气压力下的平行减少慢性阻塞性肺病(COPD)患者中观察音乐会27。
负责本IPAH患者的呼吸肌无力的基本机制是未知的,不是本研究的主要焦点。然而,对于慢性阻塞性肺病和左心脏衰竭,导致呼吸肌强度降低各种机制已经提出。这些包括所有类型的隔膜的纤维和胸腔肌肉的减小的横截面面积28,I型纤维萎缩和膈肌I型和IIb型纤维比率的变化29,三十,在隔膜肌动蛋白 - 肌球蛋白交联桥的数量减少31和异常细胞内Ca2+配置文件32. 然而,到目前为止,这些机制还没有在肺动脉高压导致的右心衰竭中得到解决。这也适用于导致呼吸肌功能障碍的潜在机制:肌肉灌注受损6,33于,降低在线粒体的数目和大小34和降低的氧化酶35。电解质紊乱36类固醇治疗37已被证实在吸气和呼气肌无力的发展中起作用。然而,目前的IPAH患者没有电解质状态异常或类固醇治疗。在充血性左心衰中,营养不良、消瘦和“心脏恶病质”会导致骨骼肌萎缩,并可能导致呼吸肌无力38。在两个本IPAH患者具有降低的呼吸肌肉强度,减小的身体质量指数指示营养不良。
在COPD患者,吸气肌肌力肺移植后好转。然而,呼气肌和踝关节背伸无力坚持,这表明这些肌肉群很容易受到不影响隔膜或因为隔膜是持续有效的一些因素23,39。吸气肌肉,包括膜片的激活,通过通气或中央神经驱动器,其可以通过间接的测量来评估促进P0.1分。在目前的IPAH患者中P0.1 /P一、 max at rest表示增强的通气驱动力。
有争议的是,这是否是IPAH呼吸肌衰弱的结果,或是导致IPAH呼吸肌衰弱的原因,还有争议,即慢性呼吸道肌肉的“过载”。在治疗充血左心脏衰竭,呼吸肌功能被卸载呼吸肌无创持续气道正压通气改善40或者反过来,通过选择性呼吸肌训练41。在IPAH今后的研究应评估这些治疗措施的预后影响。
临床意义及结论
这项研究提供显著吸气和特发性肺动脉高压呼气肌无力的第一个证据。底层的病理机制,对治疗的反应,并作为本呼吸肌功能不全需要进一步调查的预后标志物的潜在作用。
致谢
注:傲慢(国家心肺研究所,英国伦敦)表示感谢,他最有价值的讨论。C.塞茨,一希伦布兰德和M. Schwertfeger是公认的专家技术援助。
- 收到2004年8月15日。
- 公认2004年8月20日。
- ©ERS Journals Ltd