Αναπνευστική ενόρμηση σε συσχέτιση με τη βαρύτητα της καρδιακής ανεπάρκειας και την ικανότητα για άσκηση σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια

Abstract

Patients with Chronic Heart Failure (CHF) are characterized by ventilatory abnormalities which are associated with their high mortality rate. Exercise training has been described to improve functional capacity, quality of life and clinical outcomes in CHF patients. Respiratory drive in chronic heart failure as well as the effect of a rehabilitation program on respiratory drive in CHF patients has not yet been thoroughly investigated. Αim of this study was to investigate the correlation of respiratory drive with CHF severity and to evaluate the possible positive effects of an exercise aerobic rehabilitation program alone or with the addition of resistance training on respiratory drive. The study population consisted of 219 patients (192 males / 27 women) with stable CHF and 30 healthy control subjecs, that underwent a symptom-limited cardiopulmonary exercise testing (CPET), pulmonary function tests, measurement of the maximal inspiratory pressure and estimation of respiratory drive. 46 clinically stable CHF patients (38 males/8 women) participated in an exercise rehabilitation program (ERP) 3 times/week, for 12 weeks by interval training modality with or without the addition of resistance training. All patients underwent symptom-limited CPET before and after the exercise rehabilitation program.By using the breath by breath technique the air flow, the oxygen uptake and the carbon dioxide output were calculated. Measurements included peak oxygen uptake (VO2p, ml/kg/min), oxygen uptake at anaerobic threshold (AT, ml/kg/min), as well as the slope of the linear regression of minute ventilation versus carbon dioxide output from the onset of exercise to the anaerobic threshold (VE/VCO2 slope) and the 1st linear regression of oxygen uptake reduction during the 1st min of recovery period (VO2/t-slope,ml/kg/min2). Additionally respiratory drive was estimated by mouth occlusion pressure P0.1 and P0.1/Pimax ratio at rest, and the ventilatory pattern by resting mean inspiratory flow (VT/TI). These measurements also took place in the rehabilitation protocol along with the measure of VT/TI at identical CPET workloads, before and after the exercise rehabilitation program. We also studied a control non exercising group of 11 patients (8 men and 3 women).All patients underwent radionuclide ventriculography or cardiac ultrasound in order to measure left ventricular ejection fraction.The patients that participated in the study where divided in 3 groups according to their Weber class, Weber Α, Β και C+D. The patients in Weber class C+D versus B and A presented with higher P0.1 (2.6±1.1 vs. 2.7±1.1 vs. 3.1±1.2 cmH2O pespectively, p=0.008) και higher P0.1/Pimax (3.1±1.8 vs. 3.6±1.8 vs.4.9±2.9 pespectively, p<0.001). The patients presented with higher P0.1 (2.8±1.1 vs. 2.3±0.7 cmH2O, pespectively, p<0.001), P0.1/Pimax (4.1±3.6 vs. 3.0±1.5 pespectively, p=0.007) and VT/TI (0.48±0.14 vs. 0.41±0,10 l/s pespectively, p=0.004) at rest in comparison with the control subjects.In the group of patients that participated in the rehabilitation program P0.1 at rest decreased (from 3.04 ±1.52 to 2.62 ± 0.9 cmH2O, p<0.015), as well as P0.1/Pimax % at rest (from 4.56 ±3.73 to 3.69 ± 2.03 , p < 0.006), στο resting VT/TI (from 0.44 ± 0.10 to 0.41 ± 0.10 l/s, p<0.014), and VT/TI at identical work rate (from 2.13 ± 0.59 to 1.93 ± 0.58 l/s p < 0.001) after the exercise rehabilitation program. VO2 at peak exercise increased (from 16.3 ± 4.8 to 18.5 ± 5.3 ml/kg/min, p < 0.001) in the exercise group. No improvement was noted in the control group. Conclusively respiratory drive is significally higher in patients with chronic heart failure and its level is proportionally higher following CHF severity as estimated from the exercise capacity and VO2 peak.Also, a 3-month supervised ERP by interval exercise training alone or with the addition of resistance training improves the respiratory drive and the ventilatory pattern at rest and during exercise in CHF patients.

Οι ασθενείς με Χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια (ΧΚΑ) χαρακτηρίζονται από πολλαπλές διαταραχές του αναπνευστικού συστήματος που σχετίζονται σημαντικά με την αυξημένη θνησιμότητα τους. Η άσκηση φαίνεται να έχει ευεργετικές επιδράσεις στην ποιότητα ζωής, τη λειτουργική ικανότητα και την κλινική κατάσταση των ασθενών αυτών. H αναπνευστική ενόρμηση στην καρδιακή ανεπάρκεια όπως και η επίδραση της άσκησης σε αυτή δεν έχουν πλήρως μελετηθεί.Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν να διερευνηθεί η συσχέτιση της αναπνευστικής ενόρμησης με τη βαρύτητα της καρδιακής ανεπάρκειας και στη συνέχεια να αξιολογηθούν οι πιθανές θετικές επιδράσεις ενός τριμήνου προγράμματος αποκατάστασης αερόβιας άσκησης με ή χωρίς την προσθήκη μυϊκής ενδυνάμωσης στην αναπνευστική ενόρμηση. O πληθυσμός της προοπτικής μελέτης αποτελείτο από 219 ασθενείς (192 άνδρες / 27 γυναίκες) με σταθερή ΧΚΑ και μία ομάδα ελέγχου 30 υγιών παρόμοιας μέσης ηλικίας που υποβλήθηκαν σε μέγιστη αυξανόμενου έργου καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως, σε λειτουργικό έλεγχο της αναπνοής, σε μέτρηση της ισχύος των αναπνευστικών μυών και σε εκτίμηση της αναπνευστικής ενόρμησης με τη χρήση του ίδιου πρωτοκόλλου.Η μελέτη της επίδρασης του προγράμματος αποκατάστασης συμπεριλάμβανε 46 ασθενείς (38 άνδρες/8 γυναίκες) με σταθερή ΧΚΑ, οι οποίοι παρακολούθησαν πρόγραμμα αποκατάστασης για 12 εβδομάδες, με διαλειμματική άσκηση 3 φορές την εβδομάδα, με ή χωρίς την προσθήκη μυϊκής ενδυνάμωσης. Οι ασθενείς αυτοί πραγματοποίησαν μέγιστη αυξανόμενου έργου καρδιοαναπνευστική δοκιμασία κοπώσεως σε κυκλοεργόμετρο προ και μετά το τέλος του προγράμματος αποκατάστασης. Επίσης, ως ομάδα ελέγχου, μελετήθηκαν 11 ασθενείς με σταθερή καρδιακή ανεπάρκεια που δεν παρακολούθησαν το πρόγραμμα άσκησης. Με την τεχνική της μέτρησης, αναπνοή προς αναπνοή, μετρήθηκαν η ροή αέρα, η πρόσληψη οξυγόνου και η αποβολή διοξειδίου του άνθρακα. Οι μετρήσεις περιλάμβαναν τη μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO2peak, ml/kg/min), τη πρόσληψη οξυγόνου στον αναερόβιο ουδό (AT, ml/kg/min), όπως επίσης με κατάλληλο λογισμικό μετρήθηκε η κλίση του αναπνευστικού ισοδυνάμου ως προς την αποβολή του διοξείδιου του άνθρακα από την αρχή της άσκησης έως τον αναερόβιο ουδό (VE/VCO2 slope) και η 1ου βαθμού κλίση της μείωσης της πρόσληψης οξυγόνου στο 1ο λεπτό της περιόδου ανάκαμψης της άσκησης (VO2/t-slope,ml/kg/min2). Παράλληλα μετρήθηκαν η πίεση σύγκλεισης στα πρώτα 100msec (mouth occlusion pressure P0.1, cmH2O), η πίεση σύγκλεισης (mouth occlusion pressure) στα πρώτα 100msec (P0.1) προς την μέγιστη εισπνευστική πίεση Pimax (P0.1/Pimax)και η μέση εισπνευστική ροή (VT/TI) στην ηρεμία. Οι μετρήσεις αυτές επαναλήφθηκαν και στο πρωτόκολλο του προγράμματος καρδιοαναπνευστικής αποκατάστασης μέσω άσκησης και έγινε σύγκριση αυτών όπως και της μέσης εισπνευστικής ροής (VT/TI) στο ίδιο έργο προ και μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος. Όλοι οι ασθενείς υποβλήθηκαν σε ραδιοϊσοτοπική κοιλιογραφία ή υπερηχογράφημα καρδίας για τον υπολογισμό του κλάσματος εξωθήσεως της (ΑΡ) κοιλίας (LVEF).Οι ασθενείς που συμμετείχαν στη μελέτη διακρίθηκαν σε 3 ομάδες κατά Weber Α, Β και C+D. Οι Ασθενείς των ομάδων C+D σε σχέση με την B και την Α παρουσίαζαν υψηλότερο P0.1 (2.6±1.1 vs. 2.7±1.1 vs. 3.1±1.2 cmH2O αντίστοιχα, p=0.008) και υψηλότερο P0.1/Pimax (3.1±1.8 vs. 3.6±1.8 vs. 4.9±2.9 αντίστοιχα, p<0.001). Επίσης οι ασθενείς παρουσίαζαν υψηλότερο P0.1 (2.8±1.1 vs. 2.3±0.7 cmH2O, αντίστοιχα, p<0.001), P0.1/Pimax (4.1±3.6 vs. 3.0±1.5 αντίστοιχα, p=0.007) και VT/TI (0.48±0.14 vs. 0.41±0,10 l/s αντίστοιχα, p=0.004) στην ηρεμία σε σχέση με τους υγιείς.Στους ασθενείς που υποβλήθηκαν σε πρόγραμμα αποκατάστασης διαπιστώθηκε μείωση του P0.1 στην ηρεμία (από 3.04 ±1.52 σε 2.62 ± 0.9 cmH2O, p<0.015), στο P0.1/Pimax στην ηρεμία (από 4.56 ±3.73 σε 3.69 ± 2.03 , p < 0.006), στο VT/TI στην ηρεμία (από 0.44 ± 0.10 σε 0.41 ± 0.10 l/s, p<0.014), και VT/TI στο ίδιο έργο (από 2.13 ± 0.59 σε 1.93 ± 0.58 l/s p < 0.001) μετά το πρόγραμμα αποκατάστασης. Η μέγιστη κατανάλωση Οξυγόνου, VO2peak αυξήθηκε (από 16.3 ± 4.8 σε 18.5 ± 5.3 ml/kg/min, p < 0.001) στην αθλούμενη ομάδα, ενώ δεν υπήρξε διαφοροποίηση στην ομάδα ελέγχου. Συμπερασματικά η αναπνευστική ενόρμηση είναι αυξημένη στην καρδιακή ανεπάρκεια και ο βαθμός αυτής της αύξησης είναι ανάλογος της βαρύτητας της νόσου, όπως αυτή εκφράζεται από την ικανότητα των ασθενών για άσκηση και το VO2 peak.Επίσης ένα τρίμηνο επιβλεπόμενο πρόγραμμα αποκατάστασης με διαλειμματική αερόβια άσκηση, με χωρίς την προσθήκη μυϊκής ενδυνάμωσης, μπορεί να βελτιώσει τη διαταραχή της αναπνευστικής ενόρμησης και της αναπνευστικής απόκρισης σε ηρεμία και κατά την άσκηση σε ασθενείς με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια.