文摘
呼吸困难是肺动脉高血压的主要症状(PAH),通常最痛苦的。多环芳烃的病理生理学是相对较好理解,与肺血管疾病的主要异常导致受损的心输出量的组合运动和不正常的气体交换,导致通气增加驱动。然而,增加通气开车不是唯一的解释复杂的神经生理学和神经心理学呼吸困难的症状,从骨骼肌的反应与其他重大贡献,呼吸肌肉功能、心理和情感状态。在本文中,我们探索呼吸困难在PAH的生理方面,无论是中央心肺异常多环芳烃和更广泛的,系统性的影响多环芳烃,如何将这些与常见的并发症。最后,我们讨论其与疾病严重程度的关系。
文摘
呼吸困难是一个复杂的集成所有的心肺和系统性异常多环芳烃http://ow.ly/D13W30dMDwJ
介绍
肺动脉高压(PAH)是一种主要的疾病肺血管的生理上的体现主要是通过对右心室后负荷增加引起右心室衰竭,首先通过失败来增加心输出量运动与运动负荷和随后在休息,导致进行性衰弱症状和死亡(1]。多环芳烃是典型的心肺疾病,施加其影响通过减少心输出量和气体交换障碍,但也有深远的系统性影响多个器官通过各种机制,包括组织灌注,减少炎症和可能的paraphenomena,如自身免疫(2]。
从表面上看,呼吸困难可能被认为是一个简单的症状,但这决不是这样。第一个“心脏呼吸困难”医学文献的描述可以追溯到1895年。loomis(3)提出了这一现象的定义,“呼吸的困难完全是由于心脏病”与“没有有机变化在肺、支气管或喉阻碍肺泡表面空气的入口。“有趣的是,他描述了病人的验尸报告满足这个定义并显示,“死亡通常逮捕是正确的心脏,因此血液从肺动脉关闭。肺在这种情况下将不仅摆脱拥堵,或多或少不流血,而其他内部器官会发现非常拥挤。”
大多数情况下的多环芳烃在增量运动试验生理上受到心血管功能而不是缺乏呼吸储备,然而PAH的红衣主教呈现特征是呼吸困难;一旦诊断和治疗也许这也是最主要的日常症状多环芳烃(4]。
因此,重要的是要考虑,虽然病人可能描述日常活动时呼吸困难,常常作为他们活动的限制因素,进行增量测试时最大的努力,其他功能发挥作用。典型的心血管症状包括腿部疲劳和晕厥先兆或晕厥。尽管呼吸困难可以量化分数,如Dyspnoea-12分数(5),当PAH患者所使用的术语“呼吸困难”来描述他们的症状,这是一个更复杂的总和的多环芳烃的生理障碍。呼吸困难也可能预后相关性,自我呼吸困难被标识为一个独立的预测心源性疾病所导致的死亡风险的病人的心脏压力测试(6]。
有一个缺乏研究的具体机制在PAH呼吸困难。结果,在本文,我们采取的方法检查单个组件的运动限制在多环芳烃和他们如何融入到呼吸困难,以及描述他们如何有助于整体运动能力下降。
心血管反应PAH的练习
心血管系统反应为了锻炼过程发生的代谢变化与增加肌肉的工作,包括:1)增加,在骨骼肌器用户需氧量,和2)代代谢增加产品影响体内酸碱平衡,如二氧化碳。
根据菲克原理、心输出量可以计算出如果耗氧量(V′O2)和arterial-mixed静脉氧含量差异(Ca-vO2)已知: 为了识别心血管确定增加的组件V′O2菲克方程可能重新排列和扩展: 这个方程显示的变化V′O2直接依赖于三个参数:中风体积,心率和Ca-vO2。这些参数反映额外的生理适应机制,与中风体积取决于收缩期和舒张期心室功能和瓣膜能力,和心率根据变时性的肾上腺素能受体的能力和刺激。的Ca-vO2反映了运输能力(血红蛋白)和外围氧提取外围肌肉。因此,V′O2是一个全面的但非特异性衡量心血管和代谢功能和与血液动力学的变化。然而,这个方程也表明,任何增加V′O2就等于增加的系统性氧气提取的产品(Ca-vO2)、心输出量(体积心率×中风)。两个机制可能在PAH病理改变。
多环芳烃的主要心血管异常运动的失败,以增加心输出量运动由于右心室后负荷增加,这反过来又在很大程度上是由于未能增强心脏中风卷(7]。与健康受试者,肺血管阻力下降运动由于肺血管招聘和膨胀性的电阻船只(8),肺血管阻力下降不PAH适应提高心输出量和肺动脉压力。因此,增加肺动脉压力锻炼反映心输出量和中风体积的变化。这样一个限制在右心室收缩储备在运动中锻炼可能导致左心室充盈受损,因此,充分运动系统性血压并不会增加,导致晕厥先兆和晚期疾病患者晕厥。事实上,一些研究已经能够证明该聚合的病理生理异常包含相关的预后信息。缺乏足够的右心室收缩储备(9)以及未能增加系统性血压在运动(10)被确认为不良预后的预测因子,而更大的增加锻炼心输出量和收缩期肺动脉压力确定更好的预后和对治疗的反应(7,11]。
骨骼肌功能障碍和严重、慢性退化可能是低估了PAH患者的问题(12]。关于菲克方程,在运动与骨骼肌功能Ca-vO2,剩下的器官需氧量在运动,被认为是相对稳定和增加氧气提取主要是由于骨骼肌代谢增加。然而,氧气提取在临床实践中难以衡量,因为它需要采样混合静脉血。因此,骨骼肌的直接评价函数在临床实践中,研究外,是很困难的。
只有有限的数据是可用的Ca-vO2在肺动脉高压的练习。在一项研究中,最大系统性氧气提取多环芳烃在运动过程中受到了损害,而肺部静脉高血压,暗示这可能导致运动不耐受13]。然而,这与心力衰竭的研究(这将与多环芳烃)共享许多相似之处,显示峰值的增加氧提取类似发现在训练有素的运动员14]。进一步在心力衰竭的研究已经证明受损的扩散运输氧气可能适合一个练习康复计划(15),但最近的详细评估运动后血液动力学的变化综合运动项目(没有报告这些方面16]。损伤的肌肉流尚未评估在肺动脉高压,但可能是一个额外的因素,正如前面在心脏衰竭患者(15,17]。
这种组合的心脏损伤和骨骼肌功能障碍导致交付和氧提取受损,导致早期anaerobiasis,这反过来导致二氧化碳增加生产(V′有限公司2),需要增加肺泡通气量。因此相对简单的了解这些组件的“多环芳烃综合症”导致通气需求增加。然而,链接到呼吸困难的感觉并不是那么明确。而通风是耦合的V′有限公司2为了保持pH值,由于早期的厌氧代谢,其关系V′O2和工作将成为非耦合。通风的感觉与工作量成比例的可能是呼吸困难的机制之一是认为(18]。这可能是介导的,至少在某种程度上,通过传入肌肉反应,所谓“metaboreflex”和“mechanoreflex”,给中央通路调节心血管和通气反应运动以及努力的感觉(19]。这些反应与其他传入输入集成,如。化学感受器和呼吸道传入纤维,产生呼吸困难的感觉(图1)。这是超出了本文的范围,详细综述了其他地方(18,20.]。
最后,病人可能经历心肌缺血,进一步导致呼吸困难的症状。通常,这涉及到一个氧气供给和需求之间的不平衡,但在极少数情况下肺动脉扩张可能导致很大的压缩左冠状动脉主干(图2),可能导致意外猝死前毛细管的肺动脉高压(21]。
呼吸对多环芳烃的练习
锻炼在PAH的通气反应可以被看作是一个相互作用通风的需求,通气泵功能,呼吸模式和间接输入如effort-output解偶联和情感。这是总结的图1。在增量运动试验最大努力,通风的需求,或者更简单,通风,被认为是有关V′有限公司2是由很多因素,所有这些都改变了PAH,导致通气效率低下。每分通气量之间的关系(V′E),V′有限公司2和其他modifiying因素可以表示如下: P华2动脉二氧化碳分压和吗VD/VT是生理死腔体积分数的潮汐卷。由于anaerobiasis早些时候,V′有限公司2增加在PAH的锻炼比早些时候健康个体由于缓冲乳酸,导致增加通气需求较低的工作负载: 在多环芳烃,P华2减少是由于慢性换气过度,被认为与心脏衰竭和化学敏感性增加22- - - - - -24]。这就增加了二氧化碳通气需求与输出,通过早期anaerobiasis已经增加。这是通常被称为通气效率低下和量化的比率V′E来V′有限公司2,表达了作为一个斜率的变化有关V′E每单位的变化V′有限公司2(V′E/V′有限公司2斜率)或作为一个比在一个固定的时间点(通气当量的有限公司2(情商有限公司2))。而增加相关生理死腔可能更糟糕的通气效率低下在慢性血栓栓塞肺动脉高压(CTEPH) [25),很可能慢性换气过度,低P华2,在多环芳烃(通气效率低下的主要原因25确实,早期的计算机模拟表明,换气过度可能导致生理死腔分数增加(26]。通气效率低下也被证明是更糟糕的是在肺部静脉阻塞疾病与PAH相比,呼吸困难的相称的恶化。目前尚不清楚这是否只是与疾病严重程度或不同的气体交换表型的差异,尽管它是可信的,改变ventilation-perfusion失配和生理死腔27]。可能出现进一步的通气效率低下的设置通过卵圆孔未闭(从右至左分流28)保持二氧化碳张力混在肺部静脉分流的血液,但在这种情况下也会有显著的低氧血,这将进一步刺激通风通过刺激外周化学感受器反射。
除了呼吸补偿点的增量运动试验(即。在这一点上乳酸的生产速度不能由碳酸氢盐缓冲),pH值下降,导致直接刺激通风,从而真正的换气过度和进一步下降P华2。因为PAH的缓冲能力降低是由于慢性换气过度补偿相关的代谢性酸中毒,这可能会导致过度剧烈运动期间增加通风。
虽然大多数患者受限于缺乏锻炼心血管储备在高峰在PAH,就是明证高峰呼吸交换率和乳酸的锻炼,而不是缺乏呼吸储备,呼吸困难仍然是肺动脉高压的主要症状,即使不从根本上限制因素增量测试。它并不完全清楚驱动呼吸困难,一项研究显示,Borg呼吸困难评级较低的通风的绝对水平高于在健康受试者(29日]。同样的研究表明,60%的PAH患者呼气流在低肺容积减少,恶性通货膨胀动态占50 - 60%的方差Borg呼吸困难评级周期期间肌力测试(29日]。
往往周期肌力测试是用来评估心肺反应增量运动,但也有重要的差异之间的气体交换和呼吸困难骑自行车和走路,后者最有可能反映日常症状。V阿莱等。(30.]表明,通气效率低下走远不如骑自行车,较高的呼吸困难在高峰锻炼,虽然绝对水平评估的耗氧量和锻炼V′有限公司2是较低的。他们认为这是有关恶化ventilation-perfusion匹配,但也指出更快速浅呼吸模式在行走运动。这种强调,尽管循环肌力测试可能提供许多优势,比如标准化工作负载,它可能无法提供的最好表示病人的功能限制。
通气需求增加和动态恶性通货膨胀的地方需求增加呼吸的肌肉。不像肌肉,增加力量和耐力增加负荷,有混合呼吸肌肉无力的证据在肺动脉高压(12,29日,31日,32]。尽管这不会导致运动限制,可想而知,虽然未经证实,但这可能导致呼吸困难的感觉。
最后,还有可能是重要的心理状态之间的相互作用和呼吸困难。尽管PAH的呼吸模式已被证明是快速和浅29日),弗兰克的呼吸模式障碍,如换气过度,可能与多环芳烃共存,就像他们可能在其他心肺疾病。然而,呼吸困难,Dyspnoea-12评估的问卷调查,显示与焦虑和抑郁强相关性分数比功能类或6分钟步行距离(5),强调呼吸困难的复杂的性质,以及它如何可能影响情感和心理的健康。
心肺运动生理学与疾病严重程度多环芳烃
多环芳烃的严重程度可以被归类在血流动力学变量方面,功能能力由纽约心脏协会(NYHA)分类,或损伤的程度的峰值V′O2在增量心肺运动试验。进步程度的多环芳烃,之间的相互作用心脏,肺,外围肌肉和自主神经系统变得越来越复杂。有趣的是,没有研究专门调查了多环芳烃的血液动力学的严重性和呼吸困难之间的关系强度在运动测试。正如所料,患者更糟NYHA功能类也有更低的峰值V′O2,更高的V′E/V′有限公司2斜率和更高的情商有限公司2,但这些变量之间的相关性和NYHA温和,加强主观和NYHA分级的多因子的性质33]。休息时血液动力学的变量如平均肺动脉压力、心输出量和肺血管阻力也与运动能力的顶峰V′O2或NYHA功能类(图3),但很大一部分inter-individual可变性的运动能力无法解释的血液动力学的严重程度(33,34]。因此,更高的休息意味着患者肺动脉压力较低峰值V′O2和更高的V′E/V′有限公司2,但通气效率低下的患者之间有很大的差别,可比血液动力学的严重程度(34,35]。
已经讨论过,在多环芳烃的运动能力的主要决定因素是1)能够在运动中增加心输出量满足代谢的需求,2)肺循环的能力,以适应肺血流量增加,和3)骨骼肌功能受损。最近,H美国手语等。(36]研究了PAH患者处于仰卧位锻炼肌力测试周期在右心catheterisation,在运动中,发现心脏指数的增加与疾病严重程度负相关,生存是一个强大的独立预测指标(风险比0.25,p = 0.04)。轻度患者多环芳烃(NYHA类I和II)在运动中能够显著增加心输出量(36),但即使是轻度症状患者仍有降低运动能力比健康人(33]。因为肺血管阻力仍然是温和的PAH患者升高,平均肺动脉压力有一个不成比例的增加,心输出量增加。
一个机制,这可能会限制在温和的多环芳烃是通过心室运动能力交互。肺动脉和右心室压力大幅增加在运动过程中,可以改变心脏舒张期室间隔,影响左心室舒张期,中风,心输出量(体积37]。相反,类NYHA III或IV患者症状较低心输出量和较低的混合静脉氧含量在休息,并展示在锻炼能力,增加心输出量减少(36]。PAH患者的多项研究发现,降低体积增加中风在运动的能力,它需要一个过度增加心率,增加心输出量(38- - - - - -40]。因此,氧脉冲(V′O2/心率),这是一种间接估计心肺运动试验期间中风的体积,减少了在温和的PAH患者相比,健康的个人和进一步减少严重的PAH患者(33]。
功能能力和V′E/V′有限公司2多环芳烃的影响除了心脏自主神经系统过度活跃和气体交换障碍(41,42]。例如,尽管VD/VT是高架PAH患者和严重程度有关25)、高VD/VT只解释了增长的一部分V′E/V′有限公司2和情商有限公司2(25,35]。因此,增加死亡空间以外的机制,如增强的化学敏感性或换气过度由于减少了P华2置位点,导致过度通气反应和高V′E/V′有限公司2在严重的多环芳烃。右心室功能及心输出量受损时,混合静脉氧含量低,低氧血在运动中被夸大了。因此,更严重损害心血管反应运动导致增加交感驱动器和高通气反应对于一个给定的代谢需求(即。更高的V′E/V′有限公司2)。这或许可以解释为什么V′E/V′有限公司2不仅反映了多环芳烃的严重性,而且也是一个强有力的预测预后,因为它集成了心脏的功能、呼吸和神经系统(10]。而V′E/V′有限公司2斜率通常是35 - 45的范围在轻度升高PAH患者(33),一个V′E/V′有限公司2斜率> 60岁(或情商有限公司2> 54)通常观察到严重的病人,这预示着显著增加的死亡风险(43,44]。低end-tidal二氧化碳张力(PETCO2),P华2也有用的标记PAH严重性在运动测试,因为他们反映通风效率低下由于高死腔和改变化学反射敏感性较低P华2置位点(22,25,34]。特发性肺动脉高压(IPAH)患者低休息P华2(那些强力呼吸静止)较低的心脏指数,降低混合静脉氧饱和度和糟糕的生存22]。在运动过程中,过度通气反应在PAH患者进一步稀释PETCO2,导致进行性下降PETCO2在运动中,也与疾病的严重程度成正比34]。
运动限制表型的不同形式的肺动脉高压
肺动脉高压是由一群复杂和异构的疾病,因此,没有均匀的运动限制的模式在不同组的2013肺动脉高压分类从第五届世界肺动脉高压在研讨会上不错,法国(45]。出版物特征机制或模式的运动不耐受和呼吸困难不同的肺动脉高压形式是有限的;然而,有越来越多的研究致力于运动限制在肺动脉高压的子组。因为本文主要关注PAH,我们只简要讨论其他形式的肺动脉高压与多环芳烃。
结合肺病和心脏病患者通常有一个特别严重的表型,特点是严重的呼吸困难和受损的气体交换。例如,在同时代的慢性阻塞性肺疾病(COPD)和心力衰竭的恶化死亡空间通风,显示V′E/V′有限公司2斜率截距(46]。然而,在肺动脉高压,肺部疾病共存的影响也许是最能说明在详细的生理研究中使用侵入性运动在COPD患者血液动力学和不同程度的严重肺动脉高压(47]。轻度和中度肺动脉高压患者即。更严重慢性阻塞性肺病)比例显示通气的限制相对保存V′E/V′有限公司2关系和血碳酸过多症在高峰表明锻炼呼吸机械限制;然而,严重肺动脉高压患者表现得更像那些PAH,显示高V′E/V′有限公司2斜坡,低碳酸血和一个疲惫的循环。因此,尽管“双重打击”的肺部疾病和严重肺动脉高压,这群可能是那些呼吸困难的症状严重的病人受益于多环芳烃疗法,虽然这还没有被证明是在随机对照研究。这项研究也表明,当多环芳烃和温和的巧合肺部疾病共存,如可能发生在硬皮病、多环芳烃的循环变化倾向于主导症状和运动的限制。
CTEPH与PAH共享许多相似之处,但有理由相信他们可能不同的呼吸困难的机制,特别是说明了慢性血栓栓塞疾病的最常见的情形没有肺动脉高压的情况下,这常常导致严重呼吸困难的症状。两个研究相比运动CTEPH气体交换模式和多环芳烃25,48]。这两项研究得出这样的结论:气体交换模式的显著差异存在,很可能由于更高的生理VD/VT在CTEPH PAH相比,由于组织血管阻塞的栓塞。这可能会导致肺动脉高压程度之间的分离(右心室功能的影响)和CTEPH气体交换,与多环芳烃(49),这样呼吸困难可能不反光的预后比PAH CTEPH [25]。
并发症对运动的影响限制在PAH /呼吸困难
PAH常常表现为一个孤立的状态,尤其是在“经典”IPAH年轻个体,但可能与其他条件共存。一线之间存在IPAH共存的肺部疾病,如轻微的肺气肿或哮喘,在IPAH会提出是否附带肺部疾病一直存在与否,和组3肺动脉高压、肺动脉高压是继发于肺部疾病和没有它就不会存在。前的场景中,在本文中,我们考虑的地方,需要预先考虑到小肺实质疾病和IPAH之间的相互作用会导致恶化通气的低效率和低氧血运动,导致恶化相对于心血管呼吸困难症状与孤立IPAH相比。此外,这是加剧,再加上肺容积减少。一些公布的数据存在,但这是一个心肺病理生理表型,我们认识到在我们的实验室,和类似的严重慢性阻塞性肺病肺动脉高压“不成比例”(47]。
肥胖带来额外的负担在心肺功能50]。有一个氧气成本卸载运动,很大程度上是由于移动肢体增加体重的增加/隐藏工作(没有反对51]。此外,它已被指出,肥胖患者健康呼吸的氧气成本较高,这可能与增加的工作通过改变呼吸呼吸力学,如胸内压增加,气道阻力的变化,由于减少了功能余气量(50]。这可能导致一个小,但有关,氧偷在运动。尽管呼吸可能不是临床相关工作的增加在健康肥胖受试者生产更糟糕的呼吸困难,在多环芳烃有通气需求增加,我们可以推测,这可能会变得更加重要。
缺铁最近被认为是一个重要的合并症IPAH与预后差相关和运动能力。有人建议,缺铁不仅严重程度的一个标志,但独立导致预后不良和运动功能(52]。没有研究评估了铁置换对预后的影响,但两项协议证明改善有氧能力后静脉铁,很可能由于改善骨骼肌线粒体氧化能力(53,54]。数据没有特别报道了呼吸困难,但被认为在这两项研究的生活质量改善SF-36评估的分数(36-item短式健康调查)。
仍值得商榷骨骼肌,包括外围运动组和呼吸肌肉,被认为是一种疾病的多环芳烃或“PAH综合症”的一个组成部分。在IPAH以及其他形式的肺动脉高压隔离到心肺系统,如CTEPH,有许多研究记录骨骼肌功能受损。显然,在其他形式的多环芳烃的一个更加正式的系统性综合症等结缔组织疾病,肌病可能更严重,有时需要特殊治疗。在这些情况下,游离初级心肺限制于肌肉疾病是很重要的,不仅使适当的诊断,而且治疗肌肉疾病的机会最大化,避免过度治疗肺动脉高压。主要肌肉疾病可能经常运动和肌肉疼痛,但还可以通过早期anaerobiasis导致呼吸困难,从而增加通气需求。
限制
虽然锻炼呼吸困难是一个著名的和多环芳烃的主要症状,其复杂的多因子的来源很难理解和与可衡量的病理生理机制。我们最好的测量工具来自运动测试,但呼吸困难评分和问卷调查仅为我们提供原油机械的见解。客观的测量呼吸困难可能需要更复杂的工具,如功能性神经成像。疗法针对呼吸困难直接经常使用在缓和医疗设置生命的终结,但一直在研究更先进的疾病,虽然这可能是可行的,没有更好地理解呼吸困难的机制和病理生理学代理人,这些治疗领域将努力探索。
结论
呼吸困难是最常见的,通常大多数PAH的衰弱症状,而多环芳烃的生理特征,巧妙地呼吸困难本身仍然是误解。治疗目标多环芳烃直接导致改善呼吸困难,但它仍然是可能的机会存在的直接目标呼吸困难而影响潜在疾病过程。除非呼吸困难被更好的理解,这些机会可能仍未开发。
披露的信息
补充材料
o . Sitbon呃- 0039 - 2017 - _sitbon
脚注
6号系列的“劳力性呼吸困难”编辑Pierantonio Laveneziana和Piergiuseppe Agostoni
本系列之前的文章:没有。1:杜布bp, Agostoni P Laveneziana P劳力性呼吸困难在慢性心力衰竭:肺和呼吸力学因素的作用。欧元和牧师2016;25日:317 - 332。2号:O ' donnell DE Elbehairy AF,费萨尔,et al。劳力性呼吸困难在慢性阻塞性肺病:心肺锻炼的临床效用测试。欧元和牧师2016;25日:333 - 347。3号:伯恩哈特V,巴伯TG。劳力性呼吸困难在肥胖。欧元和牧师2016;25日:487 - 495。4号:Bonini M, Fiorenzano g .劳力性呼吸困难在间质性肺疾病:心肺锻炼的临床效用测试。欧元和牧师2017;26日:160099。5号:Weatherald J, Lougheed MD,身材C,等。劳累型呼吸困难的机制、测量和管理哮喘。欧元和牧师2017;26日:170015。
支持声明:杰森Weatherald是收件人胸联合欧洲呼吸学会/加拿大社会的长期研究奖学金(LTRF 2015 - 4780)。188bet官网地址
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- 收到了2017年4月1日。
- 接受2017年6月3日。
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