Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Η κλινική καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κόπωσης σε αγύμναστο γενικό ελληνικό πληθυσμό
ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Η εκλογή των κατάλληλων φυσιολογικών τιμών, ιδίως της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου (VO2max), αποτελεί σημαντικό θέμα στην διαφοροδιάγνωση των ευρημάτων της δοκιμασίας κοπώσεως. Οι υπάρχουσες σήμερα φυσιολογικές τιμές με εργομετρικό ποδήλατο των Jones και συν., Hansen και συν. και Fairbarn και συν., παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές μεταξύ τους, δεν αναφέρονται σε μη ασκούμενο (sedentary) γενικό πληθυσμό, ενώ για σημαντικές άλλες παραμέτρους δεν υπάρχουν φυσιολογικές τιμές, με αποτέλεσμα να δυσχεραίνεται η εξαγωγή συμπερασμάτων. Μελετήσαμε 68 ενήλικες άνδρες που ανέφεραν έλλειψη συστηματικής σωματικής άσκησης, ηλικίας 18 έως 48 ετών σε προοδευτικά αυξανόμενο έργο (20 Watts/mm) μέχρι το μέγιστο ανεκτό, χρησιμοποιώντας εργομετρικό ποδήλατο και σύστημα mixing chamber (EOS Sprint. Jaeger). Μετρήσαμε τη μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου, την καρδιακή συχνότητα, το έργο, τον αναπνεόμενο όγκο, τον αερισμό, τον παλμό οξυγόνου, τον αναερόβιο ουδό και τις αναπνευστικές εφεδρείες. Το εύρος της ηλικίας των ατόμων που εξετάσθηκαν ήταν 18-48 χρόνια, το ύψος 166-194 cm και το βάρος 57-95 κιλά. Στη μελέτη συμπεριλήφθηκαν καπνιστές και άτομα με αναφερομένη δύσπνοια προσπάθειας ή βήχα, ενώ ο συνήθης σπιρομετρικός έλεγχος ήταν φυσιολογικός. Στους υπέρβαρους λήφθηκε το διορθωμένο βάρος σύμφωνα με τη μέθοδο του Bruce. Βρέθηκε ότι το προβλεπόμενο VO2, σύμφωνα με τις εξισώσεις των Fairbarn et al., Jones et al και Hansen et al., ήταν συστηματικά υψηλότερο κατά 45%, 25% και 6% αντίστοιχα. To VO2peak στο συγκεκριμένο Ελληνικό πληθυσμό κυμάνθηκε ανάλογα με την ηλικία και το ύψος σύμφωνα με την εξίσωση: VO2 = 2.43 – 0.019 ΄ ηλικία + 0.004 ΄ ύψος, (r=0.34, p=0.03, SEE= 0.51). Η μέγιστη καρδιακή συχνότητα έδειξε εξάρτηση μόνο από την ηλικία και σύμφωνα με τη σχέση: HRmax = 183.18 – 0.30 ΄ ηλικία, (r=0.33, ρ=0.01, SEE=7.98). Οι φυσιολογικές αναπνευστικές εφεδρείες για επίπεδο >11 L/min είχαν ειδικότητα 99%, ενώ ο λόγος VT/FVC για επίπεδο >30% παρουσίασε ειδικότητα 96%. Ο αναερόβιος ουδός εμφανίσθηκε στο 80% του VO2peak με κατώτερο όριο το 56% (SD 9%). Οι προβλεπόμενες τιμές των Hansen et al. είναι πλησιέστερες προς το μη ασκούμενο γενικό Ελληνικό πληθυσμό χωρίς να είναι και οι ιδανικές. Τα ευρήματα της μελέτης προτείνονται ως χρήσιμοι δείκτες για την αξιολόγηση της κλινικής καρδιοπνευμονικής δοκιμασίας κόπωσης στον Ελληνικό πληθυσμό. Πνεύμων 2004, 17(1):55-63.

ΕΙΣΑΓΩΓH

Η εκλογή των κατάλληλων φυσιολογικών τιμών αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο για τη διάκριση των διαφόρων παθοφυσιολογικών μορφών κατά την αξιολόγηση της καρδιοπνευμονικής δοκιμασίας κόπωσης. Μια αρχική ανάλυση των υπαρχόντων δεδομένων σε φυσιολογικά άτομα έδειξε ότι μόνο πέντε μελέτες1-5 πληρούν τα ελάχιστα κριτήρια, ώστε να δύνανται να προταθούν για κλινική χρήση. Οι Blackie και συν.3 κάλυψαν μια μικρή περίοδο ηλικίας (55-80 έτη) και οι Bruce και συν.5 αναφέρουν δεδομένα που λήφθηκαν με ποδόμυλο από ένα πληθυσμό κυρίως γυμνασμένων ατόμων. Η τελική ανάλυση για την ύπαρξη μελετών που δύνανται να προταθούν ως πιθανές φυσιολογικές τιμές της μέγιστης κατανάλωσης οξυγόνου (VO2max) με εργομετρικό ποδήλατο, περιορίζεται σε τρεις ομάδες τιμών.2,4,6 Οι Hansen και συν.1,6 δίδουν μια πλήρη ομάδα τιμών που λήφθηκαν από ένα πληθυσμό ναυτεργατών σχετικά μεγάλης ηλικίας και για τον υπολογισμό του VO2max χρησιμοποίησαν τις εξισώσεις του Bruce διορθωμένες ως προς το ιδανικό βάρος και τη χρήση εργομετρικού ποδηλάτου (αφαίρεση του 10%). Οι τιμές των Fairbarn και συν.4 είναι συστηματικά υψηλότερες αυτών των Jones και Hansen και στους άνδρες και στις γυναίκες, αλλά δεν δίνονται πληροφορίες για άλλες σημαντικές μεταβλητές, εκτός του VO2max και της καρδιακής συχνότητας. Οι περιορισμοί αυτοί που προκύπτουν από τις υπάρχουσες σήμερα φυσιολογικές τιμές δυσχεραίνουν την ερμηνεία των αποτελεσμάτων, ενώ δεν υπάρχουν δεδομένα για προβλεπόμενες τιμές υπομέγιστης άσκησης ή για άλλες σημαντικές παραμέτρους.7 Για να καθορίσουμε το εύρος των τιμών στο γενικό πληθυσμό που διάγει κατά το πλείστον καθιστική ζωή, όπως είναι οι υπάλληλοι γραφείων που δεν αναφέρουν συστηματική σωματική άσκηση, μελετήσαμε αναδρομικά τα αποτελέσματα καρδιοαναπνευστικής κόπωσης 68 ενηλίκων ανδρών, που επιλέχθηκαν από μια μεγάλη ομάδα 400 και πλέον εξετασθέντων, στην οποία επί πλέον περιλαμβάνονταν επαγγελματίες αθλητές, ερασιτέχνες αθλητές, καταδρομείς των Ενόπλων Δυνάμεων, εργαζόμενοι σε χειρωνακτικές εργασίες και Στρατιωτικό προσωπικό ή και συστηματικά αθλούμενοι πολίτες. Στη μελέτη συμπεριλάβαμε καπνιστές και άτομα με υπέρταση η υπέρβαρα, αφ' ενός γιατί οι καταστάσεις αυτές είναι συχνές στο γενικό πληθυσμό και επομένως το δείγμα να είναι αντιπροσωπευτικό και αφ' ετέρου γιατί η έννοια του βάρους είναι σημαντική, όσον αφορά την πρόβλεψη του VO2max και επομένως να χρήζει περαιτέρω μελέτης8.

ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ

Επιλέξαμε 68 άτομα από μια μεγάλη ομάδα ατόμων που προσήλθαν στο Εργαστήριο Φυσιολογίας Αναπνευστικού της Πνευμονολογικής Κλινικής τα τελευταία 5 χρόνια για συνήθη λειτουργικό έλεγχο. Αφού εξετάσθηκαν κλινικά, στη συνέχεια έγινε ακτινολογικός έλεγχος και ηλεκτροκαρδιογράφημα. Από το ιστορικό ζητήθηκαν επισταμένα πληροφορίες σχετικές με προηγούμενες νόσους και τη γενική κατάσταση υγείας, εργασία, ενασχόληση με άθληση, συμπτώματα κατά την άσκηση και καπνιστικό ιστορικό. Αποκλείσθηκαν άτομα που παρουσίαζαν: ιστορικό ή ένδειξη καρδιαγγειακής νόσου, περιφερική αγγειοπάθεια, λήψη β-αποκλειστών, αντιαρρυθμικών ή διγοξίνης, πνευμονοπάθειας, νευρομυικής ή σκελετικής νόσου, κακοήθειας, διαβήτη ή μεταβολικής οξέωσης σε ηρεμία, καθώς και όσοι εμφάνιζαν έλλειψη επιθυμίας για δυνατή προσπάθεια κατά την εκτέλεση της δοκιμασίας (poor motivation). Επίσης, για τη μελέτη αποκλειστικά ατόμων με σχετική έλλειψη σωματικής άσκησης (sedentary), περιλήφθηκαν μόνο άτομα που ανέφεραν απουσία συστηματικής ενασχόλησης με άσκηση η μόνο περιστασιακή ενασχόληση (ανά εβδομάδα, "weekend", leisure score=0 κατά Jones2). Οι εργασίες των ατόμων δεν περιλάμβαναν περπάτημα, ούτε ορθοστασία με περπάτημα, ενώ κανένα άτομο δεν είχε ασχολία που να περιλαμβάνει χειρωνακτική εργασία. Επειδή ορισμένα από τα παραπάνω άτομα, λόγω της έλλειψης σωματικής άσκησης, ήταν υπέρβαρα αλλά όχι παχύσαρκα (δείκτης μάζας σώματος "body mass index" μεταξύ 25 και 30), χρησιμοποιήθηκε το διορθωμένο βάρος κατά Bruce2 κατά την αξιολόγηση της δοκιμασίας (Βάρος σε kg = 0.79 ΄ Ύψος σε cm -60.7).

Η σπιρομέτρηση έγινε με ρυθμισμένο ξηρό σπιρόμετρο όγκου τύπου Vitalograph, ενώ ο δυναμικά εκπνεόμενος όγκος σε ένα sec (FEV1) και η ζωτική χωρητικότητα (FVC) εκφράσθηκαν σε BTPS με προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές αυτές των Knudson και συν.9 Η δοκιμασία κόπωσης έγινε 2 ώρες μετά από το τελευταίο γεύμα των ατόμων. Το ηλεκτρομαγνητικά ελεγχόμενο εργομετρικό ποδήλατο (ER900, Jaeger), ρυθμίστηκε και ελέγχθηκε από τον κατασκευαστή, ώστε να είναι ακριβής η αντιστοιχία των ενδείξεων σε Watts με το έργο που παράγει το άτομο σε στροφές/min (μεταξύ 40 και 60). Ο κατά λεπτό αερισμός (VE), η πρόσληψη οξυγόνου (oxygen uptake,VO2) και η παραγωγή του διοξειδίου άνθρακα (VCO2) αποδίδονταν κάθε 30 sec από την ανάλυση του εκπνεόμενου αέρα με το σύστημα mixing chamber (EOS Sprint; Jaeger, Wurzburg, Γερμανία).10 Προηγουμένως, σε κάθε άτομο έγινε έλεγχος του πνευμοταχογράφου και των αναλυτών Ο2 (παραμαγνητικός), CO2 (υπέρυθρος) για γραμμικότητα και ακρίβεια. Η καρδιακή συχνότητα και το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ισοδύναμο απαγωγών V1, ΙΙ, V5) καταγραφόταν συνεχώς από monitor (Cardiotest, ΕΚ 53 Κ; Hellige, Freiburg, Germany), ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης (SaO2) από ένα οξύμετρο αυτιού (Johnson, Ελλάς) και η αρτηριακή πίεση λαμβανόταν κάθε 1 min αυτόματα μέσω περιχειρίδος με την παλμική (oscilometric) μέθοδο. Μετά 3 min ποδηλασία χωρίς φορτίο, το έργο αυξανόταν κατά 20 Watts/min (incremental protocol) μέχρι το μέγιστο ανεκτό ή όταν οι στροφές έπεφταν σε <40/min και δεν αυξάνονταν παρά την παρότρυνση. Το μέγιστο έργο ορίσθηκε ως το υψηλότερο που έφθασε το άτομο και το διατήρησε για 30 sec, ενώ η δύσπνοια τιτλοποιήθηκε σε ηρεμία και στη μεγίστη κόπωση με την τροποποιημένη κλίμακα του Borg.11 Οι υψηλότερες τιμές που κατέγραψαν οι αναλυτές για το VO2, μέγιστο αερισμό (VE), καρδιακή συχνότητα (HR), οξυγόνο παλμού (Ο2Ρ), θεωρήθηκαν ως οι μέγιστες (peak) της άσκησης. Η καταγραφή συνεχίσθηκε μέχρι 2 min από το peak της άσκησης (recovery). Επιπρόσθετα, ορισμένα άτομα, (4 τον αριθμό) επανέλαβαν τη δοκιμασία για βιολογική ρύθμιση και τον έλεγχο της επαναληψιμότητας. Ο αναερόβιος ουδός (anaerobic threshold - AT) ορίστηκε αναίμακτα από τον συνδυασμό των παραμέτρων αερισμού και ανταλλαγής των αερίων (ventilatory and gas exchange thresholds) για μεγαλύτερη ακρίβεια και διακριτικότητα. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν τα διαγράμματα VCO2 και VO213 και VE/VCO2 και VE/VO2.18 Οι αναπνευστικές εφεδρείες (BR) ορίστηκαν ως ο μέγιστος κατά λεπτό αερισμός (MVV) (που υπολογίστηκε έμμεσα από τη σχέση FEV1΄35) μείον το μέγιστο αερισμό που βρέθηκε στο τέλος της άσκησης (BR=MVV-VEmax). Η συνεχής μέτρηση των VO2 και VCO2 (STPD), HR, VT (αναπνεόμενος όγκος) και VE (BTPS) δίνονταν κάθε 30 sec από το σύστημα mixing chamber.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Η ανάλυση έγινε με το στατιστικό λογισμικό πακέτο SPSS for Windows (version 6.0). Εφαρμόσθηκαν paired t-tests για τη σύγκριση FEV1 και FVC με τις προβλεπόμενες τιμές, καθώς και ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) με πολλαπλές συγκρίσεις κατά Scheffι, για την εύρεση διαφορών μεταξύ των διαφόρων παραμέτρων. Πολλαπλή ευθύγραμμη παλινδρόμηση εφαρμόσθηκε για την εύρεση της στατιστικής σημαντικότητας των εξαρτημένων μεταβλητών.14 Μια τιμή two-tailed p< 0.05 θεωρήθηκε σημαντική.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Όπως φαίνεται στον Πίνακα 1, η ηλικία των ατόμων κυμάνθηκε από 18 έως 48 έτη, το ύψος από 166 σε 194 cm, το βάρος από 57 έως 97 kg, ενώ η σπιρομέτρηση ήταν φυσιολογική και δεν παρουσίασε διαφορά από τις προβλεπόμενες τιμές. Στη μέγιστη κόπωση, το έργο (Wmax) έδειξε ασθενή συσχέτιση με την ηλικία και το διορθωμένο βάρος των ατόμων, αλλά όχι με το ύψος: Wmax = 218.64 - 0.82Η + 0.047B (multiple r=0.21, p=0.4, SEE=34.62), όπου Η η ηλικία σε χρόνια, Β το βάρος σε kg και SEE το σταθερό σφάλμα (standard error of the estimate ή bias). Από τις υπόλοιπες μεταβλητές που αξιολογήθηκαν, η FVC είχε τη μικρότερη διακύμανση και ως έμμεσος δείκτης ανθρωπομετρικών στοιχείων είχε επίδραση στη σχέση Wmax - VO2 (βελτίωση στο r2=5%): Wmax = 67.26 +4.80 FVC+42.56 VO2 (r=0.81, p=10-4, SEE=18.21). Η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου (VO2peak) έδειξε εξάρτηση από την ηλικία και το ύψος σύμφωνα με τη σχέση: VO2peak = 2.43 - 0.019H + 0.004Y (r= 0.34, p= 0.03, SEE= 0.51), όπου Υ το ύψος σε cm και Η η ηλικία σε χρόνια. Όταν το VO2peak εκφράσθηκε ανά kg πραγματικού σωματικού βάρους, τότε η συνάρτηση παρουσίασε μια αντιφατική αρνητική συσχέτιση με το ύψος, γεγονός που οφείλεται στην ελάττωση του VO2peak/kg στα υπέρβαρα άτομα: VO2peak/kg = 103.72 - 0.33H - 0.34Υ (r=0.40, p=0.007, SEE=7.81) (Πίνακας 3). Η μέγιστη καρδιακή συχνότητα (HRmax) έδειξε μια ευθύγραμμη ελάττωση με την ηλικία, χωρίς την επίδραση άλλων μεταβλητών: HRmax = 183.18 - 0.30Η (r=0.33, p= 0.01, SEE= 7.98). To μέγιστο οξυγόνο παλμού (O2Pmax) κυμάνθηκε ανάλογα με την ηλικία και το ύψος: O2Pmax= 11.16- 0.078Η + 0.033Υ (r=0.28 p=0.1, SEE= 2.74). Η κλίση του διαγράμματος VO2-WR (work rate) που αποτελεί δείκτη της ικανότητας για άσκηση (work efficiency) ήταν κατά προσέγγιση 30% (10ml ΄ min-1 ΄ W-1) και δεν παρουσίασε συσχέτιση με την ηλικία, το ύψος και την αύξηση του βάρους, ένδειξη ότι ο ρυθμός αύξησης του VO2 είναι ανεξάρτητος ανθρωπομετρικών στοιχείων. Ο ΑΤ εμφανίσθηκε στο επίπεδο 80% VO2peak, όρια 56-90% (SD 9%) και παρουσίασε ασθενή συσχέτιση με την ηλικία και το ύψος, AΤ/kg= 28.45 - 0.09Η + 0.003Υ (r=0.19, p=0.7, SEE= 5.93). Η συσχέτιση όμως του ΑT με το VO2 ήταν σημαντική με ύπαρξη θετικής σταθεράς (σε ml/min/kg): ΑT/kg = 0.668 (VO2/kg) + 4.33 (r=0.83, p=10-5, SEE=0.11). Ο μέγιστος αναπνεόμενος όγκος στην άσκηση (VΤmax) κυμάνθηκε ανάλογα με τον μέγιστο αερισμό (VEmax), ενώ για ένα δεδομένο VEmax, o VΤmax έδειξε συσχέτιση με την αύξηση του ύψους και όχι με την FVC (δυναμικά εκπνεόμενη ζωτική χωρητικότητα), σύμφωνα με τη σχέση: VΤmax = -0.71 + 0.021VEmax + 0.007Y (r=0.74, ρ<10-4, SEE=0.43). Ο λόγος VΤmax/FVC ήταν 49%±13 (SD), ενώ μόνο 3 άτομα είχαν λόγο <30% (ειδικότητα 96%). Οι αναπνευστικές εφεδρείες (MVV-VEmax) ήταν 54.25±24.41 L/Min (SD), ενώ μόνο ένα άτομο εμφάνισε αναπνευστικές εφεδρείες <11 L/Min (ειδικότητα 99%). Οι μέγιστες τιμές κατά την εκτέλεση της άσκησης φαίνονται στον Πίνακα 2. Η σχέση που περιγράφει τη μέγιστη καρδιακή συχνότητα συναρτήσει του VO2 καθώς και τη σχέση του VO2 με το έργο σε Watts περιγράφονται στον Πίνακα 3. Επειδή δεν παρατηρήθηκε διαφορά στην κλίση HR-VO2 στις κατηγορίες ηλικιών 18-30 και 31-48. η εξίσωση αναφέρεται συνολικά σε όλο το εύρος των ηλικιών της μελέτης. Το προβλεπόμενο VO2 σύμφωνα με τις εξισώσεις των Fairbarn et al, Jones et al και Hansen et al, ήταν συστηματικά υψηλότερο (μέση τιμή ± σταθερή απόκλιση) κατά 1.16±0.55 (45%), 0.66-0.57 (25%) και 0.16±0.56 (6%) αντίστοιχα του VO2peak της μελέτης (σε L/min). Σημαντική διαφορά παρουσίασαν μόνο οι τιμές των Fairbarn et al. (p=0.05), σύμφωνα με one-way ANOVA και post hoc multiple comparisons Scheffι test. O υψηλότερος συντελεστής αναπνευστικής ανταλλαγής (respiratory exchange ratio, RER) στη μέγιστη κόπωση ήταν 1.20±0.13, ενώ μετά 2 min recovery λόγω του υπεραερισμού ήταν 1.49±0.21. Ο συντελεστής διακύμανσης (coefficient of variation) σε 5 άτομα που επανεξετάσθηκαν για βιολογικό έλεγχο (biologic calibration) ήταν 4.0%±1 για HR, 8.5%±5 για το VO2 και 8.0%±6 για VEmax.

Table 1
 
Table 2
 
Table 3

 

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Η παρούσα μελέτη αποτελεί μια προσπάθεια απόκτησης δεδομένων που να δύνανται να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση της τυποποιημένης καρδιοαναπνευστικής δοκιμασίας κόπωσης με εργομετρικό ηλεκτρομαγνητικό ποδήλατο. Ο πληθυσμός που επιλέχθηκε διαφέρει από τις μέχρι σήμερα υπάρχουσες μελέτες μέγιστης κόπωσης που αφορούσαν είτε σε εθελοντές φοιτητές Πανεπιστημίων, είτε σε συστηματικά αθλούμενους και αθλητές, είτε τέλος σε εργαζόμενους σε βαριές χειρονακτικές εργασίες. Η αναφερόμενη έλλειψη συστηματικής σωματικής άσκησης των ατόμων της μελέτης, μερικά των οποίων ήταν υπέρβαρα, αποτελεί ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα του γενικού πληθυσμού. Το μέγεθος του πληθυσμού αν και δύναται να θεωρηθεί σχετικά μικρό σε σύγκριση με προηγούμενες μελέτες, εν τούτοις δεν αφίσταται σημαντικά του αριθμού που μελέτησαν οι Hansen και συν.6, ενώ αποτελεί ένα επιτρεπτό συμβιβασμό μεταξύ μιας μελέτης πληθυσμού και του μέγιστου αριθμού ατόμων όπου υπήρχαν πλήρη δεδομένα για σημαντικές μεταβλητές της μελέτης. Περαιτέρω, η ηλικία και το ύψος των ατόμων ήταν σχετικά ομοιόμορφα κατανεμημένα και οι τιμές του σπιρομετρικού ελέγχου δεν διέφεραν από τις προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές που έχουν ήδη καθιερωθεί για τον γενικό πληθυσμό. Μερικοί συγγραφείς χρησιμοποίησαν ένα συνεχές αυξανόμενο ή μη συνεχές υπερμέγιστο έργο σε ποδόμυλο για την εύρεση του plateau της μεγίστης κατανάλωσης οξυγόνου,15 αλλά η τεχνική αυτή δεν είναι κλινικά εφικτή και τα αποτελέσματα μη αντιπροσωπευτικά του μέσου πληθυσμού (αν και δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά από τα ευρήματα της παρούσας μελέτης, μετά ελάττωση κατά 10% για τη μετατροπή από ποδόμυλο σε ποδήλατο).

Το διορθωμένο βάρος ήταν καλύτερος δείκτης πρόβλεψης του μέγιστου έργου σε Watts σε αντίθεση από το ύψος των Jones και συν, ένδειξη ότι το βάρος ως έμμεσος αδρός δείκτης της συνολικής μάζας σώματος, πλεονεκτεί του ύψους, όσον αφορά στην εκτέλεση εξωτερικού έργου. Περαιτέρω, το σφάλμα που δίδεται από την μελέτη είναι μικρότερο (212.39 kpm/min) έναντι 216 kpm/min των ανωτέρω συγγραφέων. Οι Buskirt και Taylor16 ήδη από πολλών ετών έκαναν τη σπουδαία παρατήρηση ότι το VO2max είχε καλύτερη συσχέτιση με παραμέτρους μάζας ελευθέρας λίπους η ενεργού όγκου ιστών, παρά με το ολικό αδρό βάρος και σημειώνουν οτι το VO2max θα πρέπει να συνεκτιμάται με τη μάζα ελευθέρα λίπους, διαφορετικά τα υπέρβαρα άτομα κινδυνεύουν να χαρακτηρισθούν λανθασμένα ως παθολογικά. Τα ευρήματα της μελέτης είναι σε πλήρη συμφωνία με τα παραπάνω, γεγονός που εμφαίνεται από την αντιφατική και παράδοξη αρνητική συσχέτιση του VO2peak/kg πραγματικού βάρους με το ύψος. Περαιτέρω, οι ίδιοι ερευνητές αλλά και νεώτεροι6 επισημαίνουν οτι ο ρυθμός αύξησης του VΟ2 είναι ανεξάρτητος του βάρους, ενώ η παρατηρούμενη συσχέτιση με το VO2peak οφείλεται στην βασική αύξηση του VO2 αναλόγως του βάρους όταν εκτελείται έργο σε ποδήλατο 0 Watts (unloaded cycling). Τα ευρήματα της μελέτης επιβεβαιώνουν την παραπάνω άποψη, δεδομένου ότι η μηχανική ικανότητα (mechanical efficiency), δηλαδή ο ρυθμός αύξησης του VΟ2 ανά μονάδα αύξησης του έργου, βρέθηκε να είναι ανεξάρτητη των ανθρωπομετρικών στοιχείων. To VO2peak της μελέτης, αν και εμφάνισε μικρότερο συντελεστή συσχέτισης με τις εξαρτημένες μεταβλητές σε σχέση με παλαιότερους συγγραφείς,2,4,6 έδειξε σταθερό σφάλμα κατά προσέγγιση παρόμοιο, γεγονός σημαντικό για τον καθορισμό του εύρους των φυσιολογικών τιμών στον πληθυσμό. Έτσι το προβλεπόμενο VO2peak, σύμφωνα με τη μελέτη, ανέρχεται για ένα ενήλικα άνδρα ηλικίας 40 ετών και ύψους 170cm σε 2.35 L/min, ενώ για τις εξισώσεις των Hansen και Jones σε 2.37 και 2.67 αντίστοιχα.

Από τις υπόλοιπες μεταβλητές που αξιολογήθηκαν στη μεγίστη κόπωση, η μέγιστη καρδιακή συχνότητα βρέθηκε να κυμαίνεται ανάλογα με την ηλικία και κατά παρόμοιο τρόπο με τις άλλες μελέτες. Η σχέση μεταξύ καρδιακής συχνότητας και VO2 δίδει πληροφορίες για τον καρδιακό όγκο παλμού, λόγω της ισχυρής ευθύγραμμης συσχέτισης μεταξύ καρδιακής παροχής και VO2 και συνεπώς το οξυγόνο παλμού στη μέγιστη κόπωση αντανακλά τον μέγιστο όγκο παλμού. Οι εξισώσεις που προτείνονται από τη παρούσα μελέτη περιλαμβάνουν την ηλικία και το ύψος για την πρόβλεψη του οξυγόνου παλμού σε σχέση με τη μοναδική αναφορά στη βιβλιογραφία από τον Jones,2 όπου προτείνεται εκτός του φύλου και το ύψος, αλλά όχι η ηλικία. Όμως το σταθερό σφάλμα (SEE) των εξισώσεων που προτείνονται από τη παρούσα μελέτη για τα μεγέθη HRmax και O2Pmax είναι εμφανώς μικρότερο από τις τιμές που δίνονται από τους Fairbarn4 και Jones,2 ενώ ο Hansen6 δεν αναφέρει τιμές στατιστικού σφάλματος. Συγκεκριμένα, το σφάλμα που δίδεται από την μελέτη για HRmax και O2Pmax είναι 7.98 beats/min και 2.74 ml/beat, έναντι 10.3 και 2.8 κατά Jones αντίστοιχα.

Η μέτρηση του ΑΤ, που έγινε γνωστός από τις εργασίες των Wasserman και συν,17 αποτελεί σημαντικό δείκτη λειτουργικής επάρκειας και ικανότητος για άσκηση. Μολονότι αρχικά είχε βρεθεί ότι η φυσιολογική διακύμανση του ΑT, εκφραζόμενη ως ποσοστό του VO2peak είναι μικρή,18 εν τούτοις μεταγενέστερες μελέτες έδειξαν μεγαλύτερη διακύμανση στον πληθυσμό. Επιπρόσθετα, είναι γνωστό ότι αυξανομένου του VO2peak ελαττώνεται η σχέση AT/VO2peak.6 Στη μελέτη μας βρέθηκε αυξημένη (μέση τιμή 80%) με μικρότερη σταθερή απόκλιση (9%). Η σχέση του ΑΤ με ανθρωπομετρικά μεγέθη βρέθηκε ασθενής και με χαμηλό συντελεστή συσχέτισης. Η παρουσία όμως του VO2peak είχε ισχυρή συσχέτιση με τον AΤ, με ασήμαντη την επίδραση των ανθρωπομετρικών μεγεθών, γεγονός που είχε παρατηρηθεί νωρίτερα και από τους Jones και συν.2 Ήδη οι Wasserman και συν17 αναφέρουν ότι η διακύμανση του ΑΤ σε φυσιολογικά άτομα εξαρτάται από την ηλικία και την φυσική κατάσταση των ατόμων. Μολονότι ένας αριθμός φυσιολογικών μηχανισμών καθιστούν την εξήγηση της διακύμανσης δυσχερή και άγνωστη,19 αποδίδουμε την ασθενή συσχέτιση με ανθρωπομετρικά μεγέθη σε αίτια οφειλόμενα στα χαρακτηριστικά του πληθυσμού που μελετήσαμε. Περαιτέρω, οι Hoshida και συν20 καθώς και οι Sue και Hansen21 αναφέρουν μια διακύμανση της τάξης του 20% και 18% αντίστοιχα, που είναι μεγαλύτερη από τα ευρήματα των Davis και συν,18 καθώς και από τα ευρήματα της μελέτης μας. Οι Weitman και Katch22 αναφέρουν υψηλότερο ΑΤ, αλλά ο πληθυσμός που μελέτησαν ήταν αθλούμενος νεαρής ηλικίας. Οι Reinhard και συν23 αναφέρουν ότι επειδή η κλίση του VO2max με την ηλικία είναι μεγαλύτερη αυτής του ΑT με την ηλικία, η σχέση ΑΤ/VO2max αυξάνει, λόγω της ελάττωσης του VΟ2max, γεγονός που εξηγείται και από τα δεδομένα της παρούσας μελέτης. Στην παρούσα μελέτη το VO2peak ελαττώθηκε κατά 0.019 L/min για κάθε χρόνο ηλικίας (0.021 L/min κατά Jones2 και Reinhard23), σε σχέση με 0.0063 L/min για τον ΑΤ, (για άτομο 70 kg, επειδή η σχέση εκφράζεται ανά kg). Οι αντίστοιχες τιμές που δίδονται από τους παραπάνω συγγραφείς είναι 0.0068 και 0.0070 L/min αντίστοιχα. Σύμφωνα με τα παραπάνω, αλλά και λόγω της θετικής σταθεράς στη σχέση ΑT-VO2peak, θα πρέπει οι προβλεπόμενες τιμές για τον ΑΤ να βασίζονται επί του προβλεπομένου VΟ2 και όχι σε ένα σταθερό ποσοστό του μετρουμένου VΟ2.

Είναι γνωστό από προηγούμενες μελέτες24 οτι η αύξηση του αναπνεόμενου όγκου κατά την άσκηση δεν είναι ευθύγραμμη, αλλά τείνει να αυξάνεται λιγότερο όσο η άσκηση γίνεται βαριά, με αποτέλεσμα η σχέση μεταξύ VΤ-VEmax να γίνεται καμπυλόγραμμη (curvilinear). Έτσι, μερικοί ερευνητές διαίρεσαν την απάντηση του VΤ σε δύο ευθείες, μια κατώτερη που εκφράζει την αύξηση του VΤ σε μια μέγιστη τιμή και μια ανώτερη, όπου η αύξηση του αερισμού επιτελείται από μια αύξηση της συχνότητας αναπνοής, ενώ ο VT παραμένει σχετικά σταθερός.25 Στη μελέτη βρέθηκε ότι η σχέση VΤ-VEmax μπορούσε να εκφρασθεί γραμμικά και με μικρή διαφορά από το εκθετικό μοντέλο (αλλαγή στο r2=2%), κυρίως λόγω του χαμηλότερου επιπέδου άσκησης και αερισμού που παρατηρήθηκε στον πληθυσμού.

Συμπερασματικά, παρουσιάσαμε δεδομένα που να δύνανται να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση της κλινικής καρδιοπνευμονικής δοκιμασίας κόπωσης σε σχετικά αγύμναστο πληθυσμό. Λόγω του ότι η διασπορά των τιμών παρουσιάζει σχετική αναλογικότητα (proportionality), προτείνεται να ληφθεί, ως κατώτερο όριο φυσιολογικού, το επίπεδο του 80% του προβλεπομένου από τις εξισώσεις της μελέτης, κάτι που ήδη έχει γίνει με τις προβλεπόμενες φυσιολογικές τιμές της παιδιατρικής σπιρομέτρησης.26 Τα δεδομένα, αν και δεν αφίστανται αυτών που ήδη έχουν παρουσιάσει οι Hansen και Jones, λόγω του παρατηρηθέντος μικρότερου σφάλματος στα περισσότερα μεγέθη που μελετήσαμε, φρονούμε ότι είναι πλέον κατάλληλα για τον Ελληνικό πληθυσμό.

 

 

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1.  Wasserman Κ, Hansen JE, Sue DY, Whipp BJ, Casaburi-R. Principles of exercise testing and interpretation. 2nd edition. Philadelphia, Lea & Febiger, 1994.

  2.  Jones NL, Makrides L, Hitchcock C, Chypchar T, Mc Cartney N. Normal standards for an incremental progressive cycle ergometer test. Am Rev Respir Dis 1985; 131: 700-708.

  3.  Blackie SP, Fairbarn MS, McElvaney NG, Morrison NJ, Wilcox PJ, Pardy RL. Prediction of maximal oxygen uptake and power during cycle ergometry in subjects older than 55 years of age. Am Rev Respir Dis 1989; 139: 1424-1429.

  4.  Fairbarn MS, Blackie SP, McElvaney NG, Wiggs BR, Pare PD, Pardy RL. Prediction of heart rate and oxygen uptake during incremental and maximal exercise in healthy subjects. Chest 1994; 105: 1365-1369.

  5.  Bruce RA, Kusumi MS. Hosmer D. Maximal oxygen intake and normographic assessment of functional aerobic impairment in cardiovascular disease. Am Heart J 1973; 85: 546-562.

  6.  Hansen JE, Sue DY, Wasserman K. Predicted values for clinical exercise testing. Am Rev Respir Dis 1984; 129: S49-S50.

  7.  Roca J. Weisman I, Palange P, Whipp B. Guidelines for interpretation. In: Eur Respir Mon. Clinical Exercise Testing, 1997, 2: 88-1 14.

  8.  Wasserman K, Whipp BJ. Exercise physiology in health and disease. Am Rev Respir Dis 1975; 112: 219-249.

  9.  Knudson RJ, Slatin RC, Lebowitz MD, Burrows B. The maximal expiratory flow-volume curve. Normal standards, variability, and effects of age. Am Rev Respir Dis 1976; 113: 587-600.

10.  Bolliger CT, Jordan P, Soler M, Stulz P, Gradel E, Skarvan K, Elsasser S, Gonon M, Wyser C, Tamm M, Perruchoud AP. Exercise capacity as a predictor of postoperative complications in lung resection candidates. Am J Respir Crit Care Med 1995; 151: 1472-1480.

11.  Borg G. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 1982. 5: 377-381.

12.  ERS Task Force on Standardization on Clinical Exercise Testing. Clinical exercise testing with reference to lung diseases: indications, standardization and interpretation strategies, EurRespir J 1997; 10: 2662-2689.

13.  Sue DY, Wasserman K, Moricca RB, Casaburi R. Metabolic acidosis during exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Use of v-slope method for anaerobic threshold determination. Chest 1988; 94: 931-938.

14.  Dixon WJ, Frank JM. Introduction to statistical analysis, 3rd ed. New York: Me GrawHill, 1969.

15.  Dehn MM, Bruce RA. Longitudinal variations in maximal oxygen intake with age and activity. J Appl Physiol 1972; 33: 805-807.

16.  Buskirt E, Taylor ΗL. Maximal oxygen intake and its relation to body composition. With special reference to chronic physical activity and obesity. J Appl Physiol 1957; 11. 72-78.

17.  Wasserman K, Whipp BJ, Koyal SN, Beave WL. Anaerobic threshold and respiratory gas exchange during exercise. J Appl Physiol 1973. 35: 236-243.

18.  Davis JA Frank MA Whipp BJ, Wasserman K. Anaerobic threshold alterations caused by endurance training in middle-aged men. J Appl Physiol 1979: 46: 1039-1046.

19.  Jones NL. Ehrsam RE. The anaerobic threshold. In: Terjung RL. ed. Exercise and sports sciences reviews. Vol 10. American College of Sports Medicine Series. Philadelphia, PA: Franklin Institute, 1982; 49-83

20.  Yoshida T, Nagata A, Muro M, Takeuchi N, Suda Υ. The validity of anaerobic threshold determination by a Douglas bag method compared with arterial blood lactate concentration. Eur J Appl Physiol 1981; 46: 423-430.

21.  Sue DY, Hansen JE. Normal values in adults during exercise testing. Clin Chest Med 1984; 5: 89-98.

22.  Weltman A Katch VL. Relationship between the onset of metabolic acidosis (anaerobic threshold) and maximal oxygen uptake. J Sports Med 1979; 19: 135-142.

23.  Reinhard U, Muller PH, Schmulling RM. Determination of anaerobic threshold by the ventilation equivalent in normal individuals. Respiration 1979: 38: 36-42.

24.  Jones NL. Rebuck AS. Tidal volume during exercise in patients with diffuse fibrosing alveolitis. Bull Eur Physiopathol Respir 1979; 15: 321-327.

25.  Hey EM, Lloyd BB, Cunningham DJC, Jukes MGM, Bolton DPG. Effects of various respiratory stimuli on the depth and frequency of breathing on man. Respir Physiol 1966; 1: 193-205.

26. Quanjer PhH, Tammeling GJ, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung Volume and Forced Ventilatory Flows. Report working party, standardization of lung function tests, European Community for Steel and Coal. Official statement of the European Respiratory Society. Eur Respir J 1993; 6(Suppl. 16): 5-40.

 

© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE