重度和極重度氣流受限慢性阻塞性肺疾病患者心臟變時功能比較及其與運動耐力的相關性

趙倩 單錫崢

作者單位：201209 上海,同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院麻醉科(趙倩);同濟大學附屬楊浦醫(yī)院呼吸內科(單錫崢)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)的臨床表現(xiàn)主要為運動耐力下降和勞力性呼吸困難[1-2]。變時性是心臟電活動與心臟節(jié)律方面的一個重要功能。心臟變時性功能指人體運動時或在各種生理及病理因素的作用下心率能夠跟隨機體代謝需要的增加而適當增快的能力。當心率不能隨著機體代謝需要的增加而增加并達到一定程度或不能滿足機體代謝需求時稱為心臟變時功能不全(CI)[3]。既往研究表明,COPD患者也存在心臟變時功能不全[4]。Van Gestel等[5]通過對154例輕中度氣流受限COPD患者心臟變時功能的研究提示,COPD患者心臟變時功能與6min步行距離顯著相關。本研究通過比較重度和極重度氣流受限COPD患者的心肺運動試驗結果,旨在探討COPD患者心臟變時功能與運動耐力的相關性。

對象與方法

1.對象:2018年1月～2019年12月于同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院呼吸內科住院、明確診斷為重度和極重度氣流受限COPD且經(jīng)治療后臨床穩(wěn)定≥4周(診斷和病情分級均依據(jù)2020版GOLD指南)的男性患者80例。排除標準:(1)冠心病、高血壓、糖尿病;(2)長期使用影響心率的藥物。根據(jù)第1秒用力呼氣容積占預計值的百分比(FEV1%pred)將所有患者分為重度組(30%≤FEV1%pred<50%)40例和極重度組(FEV1%pred<30%)40例,重度組患者平均年齡(62±6)歲,平均BMI(21.50±2.16)kg/m2;極重度組患者平均年齡(61±7)歲,平均BMI(20.87±3.03)kg/m2,兩組患者年齡、BMI比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究經(jīng)同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院臨床醫(yī)學倫理委員會審核批準。

2.方法:所有患者于心肺運動測試前24 h禁止服用長效β2受體激動劑,于運動測試前4h禁止服用短效β2受體激動劑等可能影響心率反應的藥物。采用Mastercreen-CPX心肺運動儀及SBx/CPX氣體分析盒進行測試。測定前流量傳感器及氣體分析器均進行嚴格定標。根據(jù)患者情況,選擇不同的負荷(10～25 W/min)進行斜坡式功率遞增癥狀限制性心肺運動試驗(CPET)試驗。開始3min患者保持靜息至各項數(shù)據(jù)穩(wěn)定,然后進行3min無負荷熱身運動,接著負荷連續(xù)遞增直至患者出現(xiàn)不適癥狀(常見癥狀主要包括自覺腿部酸痛、力竭或呼吸困難等),卸載負荷逐步停止運動。試驗過程中動態(tài)監(jiān)測12導聯(lián)心電圖、血壓、脈搏血氧飽和度、肺通氣功能檢查,采用實時呼吸法記錄氧氣和二氧化碳的氣體交換數(shù)據(jù),利用V-slope法[6]確定無氧閾(AT),并使用每10 s平均數(shù)據(jù)進行各種圖示和后續(xù)計算[7]。試驗結束后記錄峰值功率(Peak Load)、峰值功率占預計值百分比(Peak Load%pred)、靜息攝氧量(Rest VO2)、峰值攝氧量(Peak VO2)、峰值攝氧量占預計值百分比(Peak VO2%pred)、峰值公斤攝氧量(Peak VO2/kg)、峰值氧脈搏(Peak O2pulse)、靜息通氣量(Rest VE)、峰值通氣量(Peak VE)。以心率儲備率(HRR)作為判斷患者是否存在CI的指標,HRR(%)=[最大心率(次/分)-靜息心率(次/分)]/[220-年齡(歲)-靜息心率(次/分)]×100%。當HRR<80%判定為CI[8]。

結 果

1.兩組患者CPET測定結果及HRR比較:極重度組患者Peak VO2、Peak VO2%pred、Peak VO2/kg、Peak Load、Peak Load%pred、Peak VE及HRR均低于重度組(P<0.05),而兩組患者Rest VO2、Rest VE及Peak O2pulse比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組患者CPET測定結果及HRR比較

2.重度和極重度氣流受限COPD患者FEV1%pred、HRR與Peak VO2的相關性分析:Pearson相關分析結果顯示,重度和極重度氣流受限COPD患者FEV1%pred、HRR均與Peak VO2呈正相關(r=0.548,P<0.001;r=0.332,P=0.003)。

討 論

CI常與心臟自主神經(jīng)功能障礙有關。國外研究結果表明在COPD患者中普遍存在自主神經(jīng)功能異常[9]。有關COPD患者發(fā)生CI的具體機制目前尚不明確?？赡苡捎贑OPD患者存在不同程度的氣流受限,氣道阻力增加,引起呼吸做功增加,刺激代謝感受器使交感神經(jīng)興奮性增加,交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)失衡,進而導致COPD患者出現(xiàn)不同程度的自主神經(jīng)功能障礙。同時COPD患者因氣流受限和彌散功能障礙導致低氧血癥和高二氧化碳血癥的產生,刺激頸動脈體和主動脈體化學感受器,引起交感神經(jīng)興奮性增加,迷走神經(jīng)興奮性減低。加之COPD患者反復急性加重、呼吸困難、精神緊張等也會直接引起交感神經(jīng)興奮,導致自主神經(jīng)功能障礙。Ince等[10]分析了25例COPD患者運動時的自主神經(jīng)反應情況,發(fā)現(xiàn)有48%患者存在CI。本研究在排除了冠心病、高血壓病等其他疾病的影響后,發(fā)現(xiàn)80例不同氣流受限程度的COPD患者中有85%患者存在CI,也提示在重度氣流受限COPD患者中普遍存在CI。

導致COPD患者運動耐力下降的原因很多,包括肺通氣功能受限、呼吸肌疲勞、呼吸驅動調節(jié)異常、營養(yǎng)不良或上述多種原因疊加影響等[11]。而持續(xù)性氣流受限是COPD的特征性病理生理變化,也是導致COPD患者運動耐力下降的最主要的原因。COPD患者因氣道狹窄、肺順應性減低等原因導致呼氣流速減低、肺過度充氣、肺通氣儲備功能降低,進而出現(xiàn)氣短、勞力性呼吸困難及運動耐力下降。本研究結果提示COPD患者氣流受限程度與運動耐力呈正相關,極重度組COPD患者運動耐力較重度組明顯下降,與既往研究結果相符[12]。

Peak VO2定義為運動結束前最后1 min內連續(xù)30 s攝氧量的最大值,能夠反映人體最大有氧代謝能力和心肺儲備功能,被認為是評價運動耐量的金標準。國內相關研究提示,心肺運動后心率恢復是預測COPD患者運動耐力的獨立指標[13]。本研究結果也證實了這一點,提示CI也是影響COPD患者運動耐力的一個重要因素。目前心臟變時功能對COPD患者運動耐力影響的機制尚不明確,有待進一步研究。

綜上所述,重度和極重度氣流受限COPD患者普遍存在CI,極重度COPD患者CI更嚴重;重度和極重度氣流受限COPD患者CI與運動耐力呈正相關,其CI是運動耐力下降的一個重要因素。臨床上對CI尚無有效的藥物治療方法,因此就目前而言,只有對COPD患者早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療,改善其氣流受限程度,延緩病情的進展,才能有效地防止和延緩CI的發(fā)生。