Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Η κινητική του οξυγόνου κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης μετά από μέγιστη καρδιοαναπνευστική κόπωση σε ενήλικες ασθενείς με κυστική ίνωση σχετίζεται με τη βαρύτητα της νόσου
ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου κατά την καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως (ΚΑΔΚ) έχει χρησιμοποιηθεί γιά την εκτίμηση της ανοχής στην κόπωση των ασθενών με κυστική ίνωση (ΚΙ). Οι παράγοντες που καθορίζουν την κατανάλωση του οξυγόνου, μετά το πέρας της κοπώσεως, δεν είναι γνωστοί. Εκτιμήσαμε τους δείκτες της κινητικής του οξυγόνου κατά την μέγιστη ΚΑΔΚ και την πρώιμη φάση της ανάκαμψης και διερευνήσαμε τη σχέση τους με τη βαρύτητα της νόσου όπως αυτή καθορίζεται από την κλίμακα Schwachman (SS). Μελετήθηκαν 19 ασθενείς με ΚΙ (10 άνδρες / 9 γυναίκες, ηλικίας 24±13, SS 71±14) και 11 υγιείς μάρτυρες (3 άνδρες / 8 γυναίκες, ηλικίας 29±4). Όλοι οι ασθενείς και οι υγιείς μάρτυρες υπεβλήθησαν σε μέγιστη ΚΑΔΚ πάνω σε κυλιόμενο τάπητα. Υπολογίσθηκε η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου (VO2peak) και η κλίση καμπύλης κατανάλωσης του οξυγόνου (VO2/t-slope) κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης. Η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου ήταν στατιστικώς χαμηλότερη στους ασθενείς με ΚΙ σε σχέση με αυτήν των υγιών μαρτύρων (21±8 vs 35±8 ml/kg/ml p<0.01). Στους ασθενείς με ΚΙ η κλίση-VO2/t παρουσίασε συσχέτιση με την VO2peak (r=0.92, p<0.001), καθώς και με το SS (r= 0.86, p<0.001).Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η παράταση της ανάκαμψης μετά από μέγιστη ΚΑΔΚ, τους ασθενείς με ΚΙ σχετίζεται με τη βαρύτητα της νόσου. Πνεύμων 2000, 13 (2): 137-143
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η κυστική ίνωση είναι η πιο συχνή γενετική νόσος της λευκής φυλής. Οφείλεται σε μετάλλαξη του γονιδίου που βρίσκεται στο μακρό τμήμα του χρωματοσώματος 7 το οποίο κωδικοποιεί την πρωτεΐνη CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Η πρωτεΐνη αυτή λειτουργεί ως δίαυλος ιόντων χλωρίου και ενεργοποιείται από το c-ΑΜΡ μέσω φωσφορυλίωσής του από την πρωτεϊνική κινάση-Α και η οποία απαιτεί σύνδεση με ΑΤΡ για τη διάνοιξη του διαύλου1.

Μεταλλάξεις της CFTR προκαλούν παθολογική συγκέντρωση χλωρίου στα επιθηλιακά κύτταρα, με αποτέλεσμα την αφυδάτωση των εκκρίσεων, η οποία, στο επίπεδο των αεραγωγών, προκαλεί μείωση της βλεννοκροσσωτής κάθαρσης με επακόλουθο λοιμώξεις και βρογχεκτασίες, ενώ στο επίπεδο του παγκρέατος οι παχύρρευστες εκκρίσεις προκαλούν απόφραξη των παγκρεατικών πόρων με επακόλουθο παγκρεατική ανεπάρκεια και υποθρεψία2.

Η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου (VO2-peak) κατά την καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως (ΚΑΔΚ) έχει χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της λειτουργικής ικανότητας των ασθενών με κυστική ίνωση3.

Οι παράγοντες, που καθορίζουν την κατανάλωση του οξυγόνου κατά τη φάση της ανάκαμψης, μετά από άσκηση, στους ασθενείς με κυστική ίνωση δεν είναι γνωστοί. Στην εργασία αυτή εκτιμήσαμε τους δείκτες της κινητικής του οξυγόνου κατά την μέγιστη ΚΑΔΚ και την πρώιμη φάση της ανάκαμψης, καθώς και τη σχέση τους με τη βαρύτητα της νόσου όπως αυτή εκτιμάται με την κλίμακα Schwachman’s4.

Στα υγιή άτομα η κατανάλωση του οξυγόνου μειώνεται ταχύτατα μετά το πέρας της άσκησης. Κατά την πρώιμη (αγαλακτική) φάση της ανάκαμψης, το οξυγόνο χρησιμοποιείται κυρίως γιά την επαναφωσφορυλίωση της κρεατίνης των σκελετικών μυών και η ταχεία πτώση της κατανάλωσης του οξυγόνου κατά τη φάση αυτή εξαρτάται, τουλάχιστον εν μέρει, από τον ρυθμό με τον οποίο λαμβάνει χώραν αυτή η διαδικασία5.

Υποθέσαμε ότι η αποκατάσταση των ενεργειακών αποθεμάτων των μυών, όπως αυτή αντανακλάται στην κινητική του οξυγόνου κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης, σχετίζεται με τη βαρύτητα της νόσου. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν η διερεύνηση της σχέσεως της βαρύτητος της νόσου με τους δείκτες της κινητικής του οξυγόνου κατά τη μέγιστη ΚΑΔΚ και την πρώιμη φάση της ανάκαμψης.



ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ

Στη μελέτη αυτή περιελήφθησαν 19 ασθενείς με κυστική ίνωση (10 άνδρες/9 γυναίκες, ηλικίας 24 ± 13), που παρακολουθούντο στο τακτικό εξωτερικό ιατρείο του Νοσοκομείου Νοσημάτων Θώρακος Αθηνών και 11 υγιείς μάρτυρες (3 άνδρες/8 γυναίκες, ηλικίας 29±4). Στον πίνακα 1 φαίνονται τα χαρακτηριστικά των δύο ομάδων. Όλοι οι ασθενείς κατά τον χρόνο της μελέτης ήταν σε σταθερή κατάσταση. Ασθενείς με πρόσφατη παρόξυνση της νόσου, καθώς και ασθενείς με αναπνευστική ανεπάρκεια ή άλλες καταστάσεις που επηρεάζουν την ικανότητα για άσκηση αποκλείονταν από τη μελέτη. Η διάγνωση στηρίχθηκε στην κλινική εκτίμηση και τις εργαστηριακές εξετάσεις συμπεριλαμβανομένων της δοκιμασίας ιδρώτα και του γονοτύπου. Οι υγιείς μάρτυρες ήσαν εθελοντές χωρίς σημεία καρδιολογικού ή αναπνευστικού νοσήματος, σύμφωνα με το ιστορικό και την κλινική εξέταση.

Εκτίμηση της βαρύτητος της νόσου:

Χρησιμοποιήθηκαν δείκτες όπως ο FEV1 (% προβλ.), VO2peak και η κλίμακα Schwachman. Η κλίμακα Schwachman score αποτελεί συνυπολογισμό τεσσάρων διαφορετικών παραμέτρων της νόσου. Της καθημερινής δραστηριότητας, των κλινικών σημείων, της θρέψης-ανάπτυξης και συγκεκριμένα, της ακτινολογικής εικόνας4.

Λειτουργικές δοκιμασίες:

Σε όλους τους συμμετέχοντες στη μελέτη μετρήθηκαν οι FVC, FEV1, και η διαχυτική ικανότητα (DLco) με τη μέθοδο της μιάς αναπνοής6.

Καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως (ΚΑΔΚ):

Η καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως (ΚΑΔΚ) έγινε σε κυλιόμενο τάπητα (Marquette Electronics 2000) κατά το πρωτόκολλο Bruce ή τροποποιημένο Naughton. Γινόταν καταγραφή ανά λεπτό 12 ΗΚΓφικών απαγωγών με χρήση του συστήματος ΜΑΧ 1 (Marquette Electronics). Μέτρηση της αρτηριακής πιέσεως γινόταν κάθε δύο λεπτά με υδραργυρικό σφυγμομανόμετρο. Γινόταν συνεχής καταγραφή του κορεσμού με οξύμετρο. Αυτοεκτίμηση του βαθμού της δυσπνοίας γινόταν με τη χρήση της κλίμακας Borg7.

Η κατανάλωση του οξυγόνου (VO2), η παραγωγή διοξειδίου (VCO2) και η ροή μετρήθηκαν με τη μέθοδο αναπνοή-αναπνοή με τον καταγραφέα Vmax 229 (Sensormedics). Το σύστημα ήταν βαθμολογημένο με πρότυπο αέριο γνωστής συγκέντρωσης πριν από κάθε δοκιμασία. Οι μετρήσεις έγιναν στην όρθια θέση πριν, κατά τη διάρκεια της άσκησης και τα πρώτα 10 λεπτά μετά το πέρας της δοκιμασίας, κατά τη φάση της ανάκαμψης σε καθιστή θέση. Ως βασική VO2 θεωρήθηκε ο μέσος όρος των τιμών που μετρήθηκαν γιά δύο λεπτά προ της ενάρξεως της δοκιμασίας. Ως VO2peak θεωρήθηκε η μέση τιμή των μετρήσεων που έγιναν για 20 sec πριν από το τέλος της δοκιμασίας.

Ο αερόβιος ουδός (ΑΤ) υπολογίσθηκε με τη μέθοδο V-slope8 και το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε με ταυτόχρονη γραφική παράσταση του αναπνευστικού ισοδυνάμου για το διοξείδιο (VΕ/VCO2) και το οξυγόνο (VE/VO2) σε σχέση με τον χρόνο.

Για την εκτίμηση της κινητικής του οξυγόνου κατά την ανάκαμψη υπολογίσθηκε με γραμμική παλινδρόμηση, χρησιμοποιώντας κατάλληλο λογισμικό, η κλίση της καμπύλης κατανάλωσης του οξυγόνου για το πρώτο λεπτό της ανάκαμψης9, με την παραδοχή ότι η πτώση της κατανάλωσης του οξυγόνου στην πρώιμη φάση της ανάκαμψης είναι γραμμική (Σχ. 1). Το πρώτο λεπτό επελέγη για να εξασφαλισθεί ότι οι μετρήσεις αντανακλούν την ταχεία συνιστώσα του χρέους οξυγόνου5. Από όλους τους ασθενείς και τους υγιείς μάρτυρες ζητήθηκε να συνεχίσουν την άσκηση μέχρις εξαντλήσεως των δυνάμεών τους.



Στατιστική ανάλυση:

Τα αποτελέσματα εκφράσθηκαν ως μέση τιμή και σταθερά απόκλιση. Χρησιμοποιήθηκε t-test για τη σύγκριση των ασθενών με κυστική ίνωση με τους υγιείς μάρτυρες. Ο συντελεστής συσχετίσεως του Pearson χρησιμοποιήθηκε για να εκτιμηθεί η συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων της κινητικής του οξυγόνου και να εκτιμηθεί η συσχέτιση μεταξύ των παραμέτρων της κινητικής του οξυγόνου και της βαρύτητος της νόσου. Χρησιμοποιήθηκε πολυπαραγοντική γραμμική ανάλυση εξαρτήσεως, για να εκτιμηθεί η ανεξάρτητη σχέση των δεικτών της κινητικής του οξυγόνου με την βαρύτητα της νόσου.



ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Ο πίνακας 2 δείχνει τα αποτελέσματα της ΚΑΔΚ. Η μέση τιμή της VO2peak των ασθενών με κυστική ίνωση ήταν 24.8±7.3 (Εύρος: 8.5 to 36.1) στατιστικώς σημαντικά μικρότερη από εκείνη των υγιών μαρτύρων και παρουσίασε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με την κλίμακα Schwachman (Σχ. 2). Στους ασθενείς με κυστική ίνωση ο απλός συντελεστής συσχετίσεως (Pearson) του FEV1 με την κλίμακα Schwachman ήταν 0,70 (p<0.001) (Σχ. 3). Η κλίση VO2/t παρουσίασε στενή συσχέτιση με την VO2peak (r=0.86, p<0,001) (Σχ. 4) καθώς επίσης και με το SS (r=0.76, p<0,001) (Σχ. 5). Σε πολυπαραγοντική ανάλυση χρησιμοποιήσαμε την κλίμακα Schwachman ως εξαρτημένη μεταβλητή και ως ανεξάρτητες μεταβλητές τις VO2peak, ΑΤ, FEV1 την κλίση VO2/t κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης. Η ανάλυση αυτή έδειξε ότι η μόνη μεταβλητή, που παρουσίαζε ανεξάρτητη συσχέτιση με την κλίμακα Swachman ήταν η κλίση VO2/t (F:37, p<0.001). Πολυπαραγοντική ανάλυση συσχετίσεως έδειξε ότι η συσχέτιση της κλίμακας Schwachman με την κλίση VO2/t κατά την πρώιμη ανάκαμψη είναι ανεξάρτητη (r=0.76, p<0.001) από την VO2peak.




ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Τα αποτελέσματα της εργασίας έδειξαν στατιστικά σημαντική συσχέτιση μεταξύ της βαρύτητος της νόσου και της κινητικής του οξυγόνου κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης.

Παράταση της κινητικής της κατανάλωσης του οξυγόνου κατά την ανάκαμψη έχει παρατηρηθεί και σε άλλες καταστάσεις, όπως η κακή φυσική κατάσταση10, η καρδιακή ανεπάρκεια11 και η χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια12. Το φαινόμενο αυτό δεν είναι πλήρως κατανοητό, φαίνεται όμως πως σχετίζεται εν μέρει με την επιβράδυνση της αποκατάστασης των ενεργειακών αποθεμάτων των περιφερικών σκελετικών μυών13.

Γενικά η αυξημένη κατανάλωση οξυγόνου οφείλεται είτε σε αυξημένη χρησιμοποίηση ΑΤΡ είτε σε ελαττωμένη αποτελεσματικότητα της παραγομένης ΑΤΡ14.

Οι de Meer και συν.15 χρησιμοποιώντας 31Ρ-NMR φασματοσκοπία διεπίστωσαν μεταβολές των επιπέδων των φωσφορικών και της φωσφοκρεατίνης καθώς και ελαττωμένη αποτελεσματικότητα της οξειδωτικής σύνθεσης ΑΤΡ κατά την άσκηση του βραχιονίου μυός σε ασθενείς με κυστική ίνωση.

Εξάντληση της ΑΤΡ και της φωσφοκρεατίνης κατά την άσκηση, ακολουθούμενη από καθυστερημένη αποκατάσταση της φωσφοκρεατίνης μπορεί να οφείλεται στη συμμετοχή κατά την άσκηση διαφορετικού τύπου μυικών ινών14,16 με διαφορετικές μεταβολικές ιδιότητες, δηλαδή τις τύπου I (οξειδωτικές) και τύπου ΙΙ (γλυκολυτικές) μυικές ίνες17,18. Οι γλυκολυτικές ίνες χρησιμοποιούν την αναερόβια γλυκόλυση και συνεπώς το περιεχόμενο ποσό της ΑΤΡ και της φωσφοκρεατίνης εξαντλείται ταχέως κατά την άσκηση18, ακολουθούμενη από καθυστερημένη αποκατάσταση της φωσφοκρεατίνης19, ανάλογη της οξειδωτικής ικανότητος20.

Αυξημένη χρησιμοποίηση της ΑΤΡ μπορεί να είναι αποτέλεσμα βιοχημικών παραγόντων, που δεν σχετίζονται με την διαδικασία της μυικής συστολής14. Μελέτες που έγιναν σε ινοβλάστες και λευκοκύτταρα ασθενών με κυστική ίνωση έδειξαν μιτοχονδριακές ανωμαλίες, όπως αυξημένη συγκέντρωση ασβεστίου21, μειωμένη δραστηριότητα της NADH22 και υψηλότερο άριστο pΗ για τη δράση της ΝΑΟΗ23.

Οι Ο’Rawe και συν.24 ανέφεραν συσχέτιση μεταξύ της κύριας μετάλλαξης της κυστικής ίνωσης και της αυξημένης κατανάλωσης ενέργειας και υπέθεσαν ότι μία παθολογική σύνδεση της ΑΤΡ στο αλλήλιο ΔF508 της CFTR μπορεί να εμποδίζει την κατάλληλη σύνδεση της ΑΤΡ, που απαιτείται για την οξειδωτική φωσφορυλίωση. Οι μεταβολές αυτές ενδεχομένως επηρεάζουν τον μεταβολισμό των μυών και προκαλούν παράταση της αποκατάστασης της VO2.

Καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η παράταση της κινητικής του οξυγόνου κατά την πρώιμη φάση της ανάκαμψης μετά από μέγιστη ΚΑΔΚ σχετίζεται με την βαρύτητα της νόσου. Η κλίση VO2/t αποτελεί τον μόνο ανεξάρτητο προγνωστικό δείκτη της κλίμακας Schwachman. Περαιτέρω μελέτες απαιτούνται γιά να διερευνηθεί η κλινική σημασία και η προγνωστική του αξία.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Collins FS. Cystic fibrosis: Molecular biology and therapeutic implications. Science, 1992, 159:37-48.
2. Welsh M, Anderson M, Rich DP et al. Cystic Fibrosis, CFTR, and AbnormaI Electrolyte Transport. In: Cystic Fibrosis. Davis PB (ed) Marcel Dekker Vol 64 1993 New York.
3. Webb AK, Dodd ME. Exercise and cystic fibrosis. J R Soc Med 1995, 88(SuppI 25):30-36.
4. Schwachman H, Kulczycki L. Long-Term study of one hundred five patients with cystic fibrosis. Am J Dis Child 1958, 96:6-15.
5. Margaria R, Edwards HT, Dill DB. The possible mechanisms of contracting and paying the oxygen dept and the role of lactic acid in muscular contraction. Am J Physiol 1933, 106:689-715.
6. American Thoracic Society. Single breath carbon monoxide diffusing capacity. Recommendations for a standard technique. Am Rev Respir Dis 1987, 136: 1299-1307.
7. Borg GA. Physiological basis of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 1982, 14:377-381.
8. Beaver WL, Wasserman K, Whipp BJ. A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange. J Appl Physiol 1986, 60:2020-2027.
9. S. Nanas, J. Nanas, Ch. Kassiotis et al. Respiratory muscles performance is related to oxygen kinetics during maximal exercise and early recovery in patients with congestive heart failure. Circulation 1999, 100:503-508.
10. Convertino VA, Goldwater DJ, Sandder H. VO2 kinetics of constant-load exercise following bed-rest-induced deconditioning. J Appl PhysioI 1984, 57:1545-1550.
11. Cohen-Solal Alain et al. Prolonged kinetics of recovery of oxygen consumption after maximaI graded exercise in patients with chronic heart failure. Circulation 1995, 91:2924-2932.
12. Chick TW, Cagle TG, Vegas FA, Poliner JK, Murata GH. Recovery of gas exchange variables and heart rate after maximal exercise in COPD. Chest 1990, 97:276-279.
13. Harris RC, Edwards RHT, Hultman E, Nordesjo LO, Nylind B, Sahlin K. The time course of phosphoryl-creatine resynthesis during recovery of the quadriceps muscle in man. Pflugers Arch 1976, 367:137-142.
14. Bahr R, Opstad PK, Medbo Jl, Sejersted OM. Streneous prolonged exercise elevates resting metabolic rate and causes reduced mechanical efficiency. Acta Physiol Scand 1991, 141:555-563.
15. K de Meer, JAL Jeneson, VAM Gulmans, J van der Laag, R Berger. Efficiency of oxidative work performance of skeletal muscles in patients with cystic fibrosis. Thorax 1995, 50:980-983.
16. Tomoko Kutsuzawa, Sumie Shioya, Daisaku Kurita et al. 31P-NMR study of skeletal muscle metabolism in patients with chronic respiratory impairment. Am Rev Raspir Dis 1992, 146:1019-1024.
17. Achten E, van Cauteren M, Willem R, et al. 31P-NMR spectroscopy and metabolic properties of different muscle fibers. J AppI Physiol 1990, 68:644-649.
18. Park JH, Brown RL, Park CR, et al. Functional pools of oxidative and glycolytic fibers in human muscle observed by 31P magnetic resonance spectroscopy during exercise. Proc Natl Acad Sci USA 1987, 84:8976-80.
19. Tesh PA, Thorsson A, Fujitsuka N. Creatine phosphate in fiber types of skeletal muscle before and after exhaustive exercise. J Appl Physiol 1989, 66(4):1756-1759.
20. Taylor DJ, Bore PJ, Styles P, et al. Bioenergetics of intact human muscle. A 31P nuclear magnetic resonance study. Mol Biol Med 1983, 1:77-94.
21. Shapiro BL. Evidence for a mitochondrial lesion in cystic fibrosis. Life Sci 1989, 44:1327-34.
22. Dechecchi MC, Girella E, Cabrini G, Berton G. The Km of NADH dehydrogenase is decreased in mitochondria of cystic fibrosis cells. Enzyme 1988, 40:45-50.
23. Shapiro BL, Feigal RJ, Lam LFH. Mitochondrial NADH dehydrogenase in cystic fibrosis. Proc Natl Acad Sci USA 1979, 76:2979-83.
24. O’Rawe A, Dodge JA, Redmond AOB et al. Genelenergy interaction in cystic fibrosis. Lancet 1990, 3:552-553.
© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE