文摘
慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者可能发展高碳酸血症和低氧,脑血流量的两个主要因素。当前作者检测脑血管调节是否改变在轻度慢性阻塞性肺病,修改演习敏锐地提高自主心血管调制或受到吸烟的习惯。
在15 eucapnic常氧轻度吸烟者(8)和慢性阻塞性肺病患者28岁年龄组的吸烟者(14),midcerebral动脉血流速度(MCFV) end-tidal二氧化碳张力(P等,公司2)、动脉氧饱和度(年代啊,一个2),心电图和血压在休息期间监测进步hypercapnic氧过多,isocapnic缺氧,呼吸缓慢和氧气。MCFV,动脉压力反射和动态MCFV-blood压力由相关系比较分析。
慢性阻塞性肺病和控制吸烟显示更高MCFV(当纠正P等,公司2),降低脑血管阻力指数和较低的灵敏度比不吸烟者高碳酸血症,以同样的敏感性年代啊,一个2和类似的相分析。动脉压力反射是所有慢性阻塞性肺病患者抑郁。缓慢呼吸和氧气政府改善压力反射敏感性和减少MCFV慢性阻塞性肺病患者。
轻度慢性阻塞性肺疾病患者自主神经功能失调。慢性吸烟诱发大脑血管舒张和损害脑血管控制。所有的异常都可以部分纠正改善心脏和脑血管自主调制,表明功能自主异常已经出现在疾病的早期阶段。
在正常的人类和动物,脑血流量正比于动脉二氧化碳张力(P,有限公司2),而它与动脉氧张力和氧饱和度呈负相关(年代啊,一个2)1- - - - - -3。在限制,脑血流量和血流速度是线性相关,以跨颅多普勒超声检查1。
由于慢性阻塞性肺病(COPD)患者有一种天然的倾向发展血碳酸过多症,也显示心血管和呼吸道控制异常4,很可能这些综合因素影响脑血液动力学。反过来,脑血流量的改变可能是一个重要的决定因素在这些患者认知障碍的报告5,6,也可以导致恶化的自主和呼吸异常的灌注损害脑干监管中心。然而,吸烟是一种常见的慢性阻塞性肺病患者的习惯,尽管只有少数的研究(在慢性阻塞性肺病患者,没有)已经报道了吸烟的慢性效应在脑血管动力学7- - - - - -9,吸烟似乎能够诱导长期脑血管的变化9。因此,它是可能的,慢性吸烟负责或至少可能导致脑血管监管障碍。
尽管这种潜在的相关性,目前很少有研究调查了慢性阻塞性肺病患者的脑血管控制10,11,特别是在健康对照组比较类似的数据缺乏。
本研究的目的是:1)比较脑血管血液动力学在轻度慢性阻塞性肺病患者和健康对照组(有机评估存在和原点与可能的早期心脏和脑血管功能)控制异常;2)测试简单的呼吸的影响脑血管调节演习能够改善心血管系统的自主控制;和3)测试可能的交互与吸烟习惯。
方法
主题
本研究在15个主题进行轻微的慢性阻塞性肺病和28个年龄组。慢性阻塞性肺病的诊断和分类是根据全球倡议对慢性阻塞性肺疾病的标准12。主要的人体测量数据和post-bronchodilator肺活量的病人的数据和控制表1中给出⇓。八的慢性阻塞性肺病和14控制主动吸烟者·天(> 10支烟−1≥1年);没有剩余的COPD患者是一个活跃的还是以前的吸烟者。慢性阻塞性肺病的患者的特点是温和的水平没有血碳酸过多症或缺氧。由于道德原因,药物没有停止当天的测试。这些药物包括β2受体激动剂(10个主题),抗胆碱能制剂(11个主题),茶碱(一个主题)和可的松(七个科目)。吸烟是白天停止研究。协议是经当地伦理委员会批准(奥地利因斯布鲁克因斯布鲁克大学)和所有科目给通知书面同意参与这项研究。
协议
所有受试者检查在一个舒适的坐姿房间温度和湿度。Midcerebral动脉血流速度(MCFV)是由一个2兆赫经颅多普勒监测探头的深度- 55 mm通过颞窗(Atys医疗、Soucieu jar,法国)以非惯用的一边。以下也记录:心电图(胸部线索);连续无创血压(袖口方法;Portapres®;Finapres医疗系统,阿姆斯特丹,荷兰);由电感体积描记法和呼吸运动()。End-tidal二氧化碳张力(P等,公司2)是连续测量(COSMOplus;Novametrix瓦林福德,CT,美国)年代啊,一个2(脉搏血氧计,Ohmeda 3740;Ohmeda,恩格尔伍德,美国公司)。在整个测试中,受试者被连接到一个换气电路通过一个喉舌,如前所述13,14。四个COPD患者的初步研究,P,有限公司2与无创end-tidal估计(±意味着什么扫描电镜5.05±0.15 kPa(38.0±1.1毫米汞柱)与4.69±0.05 kPa(35.3±0.4毫米汞柱),分别)。本研究没有血碳酸过多症的患者被确认,只有最小的侵入性和非侵入性数据和预期差异被发现的,在健康受试者的预期范围。
在每一个主题,值记录在4分钟的自主呼吸(基线),2分钟的呼吸控制在15次·分钟−12分钟的呼吸控制在6次·分钟−1。服测试在随机顺序进行,以评价脑血管对高碳酸血症和低氧敏感性,分别在以下条件下:1)进步氧血碳酸过多症(P等,公司2从基线2.00 kPa(15毫米汞柱);年代啊,一个2> 98%);和2)进步normocapnic缺氧(年代啊,一个2从基线到80%;P等,公司2维持在标准水平的5.05 kPa(38毫米汞柱))。
当血碳酸过多症的敏感性测试,提供氧气的呼吸袋很低流,为了维护年代啊,一个2> 98%。在第一次2分钟的过程中,二氧化碳保持不变,获得的数据与基线数据(尽管呼吸室内空气),为了测试氧稳态的影响。在进步的缺氧,二氧化碳水平夹通过传递一个变量的一部分呼气到水库满苏打石灰,在连续的视觉控制P等,公司2。在所有这些录音,心血管和脑血管信号都是连续记录。
数据采集和分析
所有信号都是不断获得个人电脑的频率600样品·通道−1。脑血管对缺氧敏感或血碳酸过多症从山坡上获得的线性回归意味着MCFV与年代啊,一个2或P等,公司2分别为每一个呼吸。动脉压力反射敏感性计算从RR间隔的时间序列和收缩压获得在基线和呼吸控制15岁和6次·分钟−1通过所谓的“α指数”(RR自回归谱分析的区间和收缩压)13,15。MCFV是评估在每个序列和对应的值是纠正P等,公司2(MCFV /P等,公司2)15,16。MCFV也纠正的贡献意味着血压(MBP / MCFV),从而获得脑血管阻力指数17,最后结合MBP,的影响P等,公司2MCFV (MBP MCFV /P等,公司2)被认为是17。
测试血压和MCFV之间的动态关系,传递函数分析应用阶段。测量MCFV之间的相位延迟和MBP已被建议作为一个方法来测试在安静的条件下动态脑血管调节18。根据大脑的高通滤波器模型规定,应该传播给MCFV MBP的变化19,20.。因此,它预计,MCFV会MBP在正常情况下。在被监管的情况下,这两个参数之间的相移将接近零,即。MCFV会MBP改变被动19,20.。一个自回归谱算法19被用来计算振幅和阶段(在华)的记录参数。
结果
基线数据
在基线,重要的总体差异被发现通过四个不同组的受试者之间的方差分析(p < 0.025)。诱导的差异在本质上是由于吸烟明显大脑血管舒张,休息就是休息MCFV显著增加(p < 0.005),它仍然是重要的即使修正P等,公司2水平(p < 0.005)或MBP(因此用脑血管阻力指数来表示;p < 0.05),当这个指数修正的影响P等,公司2水平(p < 0.025;图1⇓)。相反,没有看到显著差异在考虑慢性阻塞性肺病的存在。
的敏感性MCFV缺氧和高碳酸血症
进步isocapnic缺氧和进步氧血碳酸过多症增加MCFV COPD患者和控制。的平均斜率曲线显示两组之间没有显著差异。相反,显著差异作为吸烟效果观察:总体而言,吸烟者显示显著减少血碳酸过多症敏感(p < 0.025;图2一个⇓)。此外,在进步的血碳酸过多症,慢性阻塞性肺病五的八五14控制吸烟,吸烟者和高原被发现在更高级别的P等,公司2,这表明一个更高水平的逐步降低灵敏度P等,公司2。一个例子是如图3所示⇓。这高原的发生也与更高的MCFV休息值有关。
呼吸演习的效果
相比之下,自主呼吸,控制呼吸频率在15次·分钟−1诱导MCFV和减少并行P等,公司2在慢性阻塞性肺病患者和对照组,因此离开MCFV不变时纠正P等,公司2(图4⇓)。然而,当受试者呼吸呼吸·分钟6点−1MCFV下降,慢性阻塞性肺病组(对照组,在一个较低的程度上),仍然是重要的即使修正P等,公司2。在基线,压力反射敏感性降低COPD患者与控制(5.7±0.8与10.1±1.0女士·毫米汞柱−1分别;p < 0.01),但没有观察到显著差异吸烟者和非吸烟者(6.4±1.1之间与5.2±1.1女士·毫米汞柱−1分别)。控制呼吸呼吸·分钟6点−1显著增加压力反射敏感性女士在所有科目(8.9±1.7毫米汞柱−1在慢性阻塞性肺病患者;p < 0.05与自主呼吸基线,不重要与对照组;女士和14.3±2.0毫米汞柱−1在对照组,p < 0.01与15岁基线),而控制呼吸呼吸·分钟−1没有引起重大变化而自主呼吸。吸烟者和非吸烟者表现出相同的趋势与呼吸道演习。
MBP, MCFV之间相分析
在低频范围内,MCFV领先MBP两组,类似的相位延迟(65.3±8.6°与53.4±6.6°慢性阻塞性肺病和对照组,分别;无意义的;图6⇓)。呼吸控制15岁和6次·分钟−1没有引起重大变化或两组之间的差异。吸烟者和不吸烟者表现出相同的值。
讨论
主要发现
目前的研究显示,第一次,慢性阻塞性肺病的患者,即使是轻微的水平已经明显改变脑血管控制,以一个更高的休息MCFV水平和脑血管阻力指数较低,即使校正P等,公司2。这些异常是有限的子群慢性阻塞性肺病患者吸烟史,这表明吸烟习惯可能是负责大部分的变化观察脑血管调制。然而,基线压力反射敏感性也同样减少了吸烟者和非吸烟者,这表明自主功能障碍在某种程度上是独立于吸烟的习惯。血碳酸过多症的敏感性也减少了在慢性阻塞性肺病患者的吸烟组高P等,公司2的水平。当前作者推测,这些异常可能有一个潜在的补偿作用,防止过度血管舒张血碳酸过多症的存在。这些异常的改善通过简单的呼吸演习和氧气政府表明,这些异常功能,通过适当的治疗可以逆转。
增加休息MCFV轻度慢性阻塞性肺病患者
甚至科目只有轻微的慢性阻塞性肺病的迹象似乎MCFV大幅增加,表明,在跨颅多普勒测量的内在局限性3,增加脑血流量。这增加显然是由于吸烟习惯,共同在COPD患者中,也存在于吸烟者与正常肺量测定法。增加更明显MCFV数据修正时的价值P等,公司2。这是一个重要的修正,因为它是众所周知的P,有限公司2的主要决定因素是MCFV吗2,3,15,16,甚至轻微MCFV减少换气过度会引发一个出土文物。出于实际的原因,P,有限公司2必须从end-tidal值估计。在理论上,由于通气/灌注异常先进典型的慢性阻塞性肺病,P等,公司2水平可能被低估了,导致出土文物增加MCFV /P等,公司2比率。虽然这种可能性应该考虑(尤其是更多损害患者),本研究的对象都是normocapnic(甚至hypocapnic),只有小动脉内的和预期的差异和end-tidal值被发现在初步测试。此外,目前的研究对象只有轻微的肺功能障碍,表明估计的P,有限公司2通过end-tidal值没有明显偏见。此外,MBP / MCFV比率降低脑血管阻力(索引)被发现在慢性阻塞性肺病吸烟者即使没有修正P等,公司2。
增加MCFV可能源于一个改变对缺氧敏感或血碳酸过多症。目前的结果确认受试者显示增加休息MCFV(本质上吸烟者组)也减少了对血碳酸过多症的敏感性。五的八个COPD患者和5个14控制吸烟者,更高的价值观与高原休息MCFV和之间的关系P等,公司2(图3⇑)。这表明较低的能力为更高级别的大脑血管舒张血管P等,公司2。最近的一项研究还显示,一个逻辑函数更适合MCFV -P等,公司2关系,表明总体趋势,即使在健康受试者,对减少较高的灵敏度P等,公司2在增加MCFV22。因此,当前的发现可能是一个正常现象的放大,可以防止极端因果论的血管舒张在更高水平的有限公司2和/或MCFV。众所周知,极端的大脑血管舒张,由于血碳酸过多症或缺氧(通常发生在高海拔)可以导致严重的头痛,甚至引起脑水肿23,24。这可能是在慢性阻塞性肺病,血碳酸过多症(通常缺氧)这种疾病是一种常见的并发症。相反,这些研究结果表明,估计灵敏度有限公司2可能的范围取决于数据用于计算。在目前的研究中,由于没有慢性阻塞性肺病患者hypercapnic,它可以检查脑血管反应在不同公司的模式2血碳酸过多症,从低水平,从而避免所有可能的偏见。
脑血管的变化出现在目前的研究基本上局限于吸烟者子组,有或没有慢性阻塞性肺病。虽然一些研究已经评估了急性吸烟对脑血管动力学的影响7- - - - - -9只有很少的报道,基线比较吸烟者和不抽烟的科目。没有这种类型的先前的研究在慢性阻塞性肺病患者存在,当前作者的知识,没有一个研究MCFV值修正有限公司2、通风或血压。在有限的程度上这些数据可以相比,目前的结果与之前的协议数据报告增加休息MCFV吸烟者在基线值9。
慢性阻塞性肺病患者的自主神经紊乱
自主异常一直在慢性阻塞性肺病。这些范围从降低心率变异性25- - - - - -27,减少呼吸性窦性心律不齐27和减少压力反射敏感性28,29日,直接增加肌肉交感神经活动30.,31日。在目前的研究中,慢性阻塞性肺病患者抑郁压力反射敏感性,不管他们的吸烟的历史和当前的治疗。虽然吸烟的急性效应明显降低压力反射敏感性32,长期效果更明显33。同样,从目前的数据,吸烟并没有成为一个重要的决定因素的COPD患者中观察到的压力反射敏感性下降。在健康受试者和自主功能障碍患者,降低呼吸频率以前敏锐地发现压力反射敏感性和改善自主神经功能改善13,34,35。在目前的研究中,呼吸控制以较慢的速度(6次·分钟−1)诱导一个明显和显著减少MCFV在COPD患者中,以便MCFV成为类似于控制。这是与增加压力反射敏感性接近正常水平,这表明变化观察到发生一起改善自主心血管调制。这些发现并没有改变P等,公司2每分通气量的变化引起的,如在纠正MCFV MCFV变化仍然明显P等,公司2的水平。减少MCFV慢引起的呼吸表明自主异常可能是功能,而不是一个确定的神经病变的结果。
在自主呼吸,振荡之间的相位角MCFV和MBP,在0.1赫兹范围,在COPD患者和对照组相似,和任何更改与呼吸以不同的速率控制。这个相位角的解释是有争议的:虽然有些研究人员认为这是一个标记的动态自动调整18,其他曾暗示,它可能不是取决于大脑血管的自主控制19,36。大相角牵连了一些调节因子的干预(固有血管或自主神经系统)的含义,而小角表示被动主要动脉和血管之间的传输。实际上,一个更小的角度通常是在严重的自主神经病变19。在目前的研究中,没有发现减少相角与COPD受试者,尽管抑郁压力反射敏感性,确认发现的控制脑血管循环中没有明显影响慢性阻塞性肺病患者。同样,COPD受试者减少休息MCFV而呼吸氧气(图5所示⇑),这表明,即使是在常氧范围,有脑血管的氧气水平产生影响。
总之,即使轻微的慢性阻塞性肺病患者自主神经功能失调,也使他们在脑血管畸形的监管。反过来,这可能会放大smoke-dependent脑血管动力学异常。一个明确的神经病变被描述在严重的慢性阻塞性肺病37立即修改的,现在发现呼吸演习表明,这些异常导致仍然功能(可逆)干扰患者的有限的临床干预。改变的临床意义的自主神经系统和脑血管动力学是清晰的在考虑最近报道的高灵敏度的孤束核血流量的变化38。另外,脑血管动力学的改变可能影响认知能力5,6,39。再加上血液气体异常发生在慢性阻塞性肺病的自然历史,可以调节这些患者认知障碍的一个重要因素39。
本研究的局限性
在目前的研究中,脑血管异常和自主轻度慢性阻塞性肺病的报道。是否这是进步的开始不能建立的当前数据,还需要进一步的研究以更破坏人口为了评估是否以及在多大程度上这些异常的进步,虽然临床和技术困难参与正确P,有限公司2评估使这个更损害患者更加困难。而入侵的估计P,有限公司2可以提供一个更可靠的测量,这是执行只有在一小群患者基线,随着时间的推移,它是不可能跟数据(如。在换气)。虽然理论上目前的发现可能影响通气/灌注不匹配先进典型的慢性阻塞性肺病,与侵入性的比较数据显示正常的公司2值,排除这种可能性至少在组患者检查。这个方法论问题应采取更受损患者在适当的帐户。目前的结果还建议一个可能的角色修改一氧化碳的观察,这值得进一步澄清。虽然在脑血管动力学变化似乎是一个特定的影响吸烟,他们的关系进一步发展自主异常在慢性阻塞性肺病有待进一步的研究。然而,由于吸烟的重要性在慢性阻塞性肺病的病因学和进展,看来,当前的研究结果强调吸烟废除这些病人的重要性。
感兴趣的语句
没有宣布。
- 收到了2007年6月4日。
- 接受2008年8月26日。
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