tüdő rugalmas visszahúzódás légzés közben megnövekedett tüdőtérfogatnál

egy nemrégiben végzett vizsgálatban indukált hörgőszűkület Pellegrino et al. (13), amikor a maximális áramlást a vezérlő árapály-térfogat görbe befolyásolja, a funkcionális maradék kapacitás (FRC) nőtt. A légzési minta lényegében állandó maradt, kivéve a tüdő térfogatának növekedését (13). Az FRC növekedése előtt a hörgőszűkület az elasztancia növekedését eredményezte, nem volt következetes hatása a tüdő rugalmas visszahúzódására a kontroll FRC-nél. A Bronchoconstriction elég súlyos ahhoz, hogy az FRC növekedését eredményezze, az elasztancia további növekedésével járt, de a tüdő visszahúzódása az emelkedett FRC-nél szisztematikusan kisebb volt, mint az előre jelzett, mint az elasztancia a kezdeti FRC-nél. Ez a jelenség mind asztmás betegeknél, mind normál alanyoknál előfordult, akik elegendő hörgőszűkületet értek el az FRC növeléséhez. A csökkent tüdő rugalmas visszahúzódás csökkentette a hiperinfláció által előidézett légzés rugalmas munkájának növekedését. Nem volt statisztikailag szignifikáns változás a tüdő elasztikus visszahúzódásában statikus deflációs nyomás-térfogat (P-V) görbék tól től teljes tüdő kapacitás (TLC). A tüdő visszahúzódásának a vártnál kisebb mértékű növekedését, amely az átlagos tüdőtérfogat növekedésével együtt következett be, a légutak hörgőszűkítő szerek által kiváltott záródása vagy a megnövekedett átlagos tüdőtérfogat által kiváltott stressz relaxáció okozhatta. Az FRC önkéntes növekedése nem eredményezheti a légutak bezáródását. Ha a tüdő térfogatának önkéntes növekedése a tüdő rugalmas visszahúzódásának csökkenését eredményezte, az azt sugallja, hogy a stressz relaxáció volt a felelős. Ezért tanulmányoztuk az FRC önkéntes növekedésének és az átlagos tüdőtérfogatnak a tüdő visszahúzódására gyakorolt hatását.

nyolc normál férfi, életkor 29-39 év, nyomáskorrekcióval tanulmányozták, integrált áramlás-térfogat elmozdulás plethysmograph. Az antropometriai adatokat az 1.táblázat mutatja. Ennek a pletizmográfnak a frekvenciaválasza 10 Hz-ig megfelelő. A térfogatméréseket a pletizmográf falában található ellenállási elem nyomáskülönbségének MP45 Validyne nyomásátalakítóval történő mérésével kaptuk (2 cmH2O). Ezt a jelet ezután integrálták és korrigálták a fázis késleltetéshez a pletizmográf pneumatikus kapacitása miatt a térfogat elérése érdekében. Az ilyen típusú pletizmográf jellemzőit másutt ismertetjük (11, 14). A légzésáramlást egy 3. számú Fleisch pneumotachográf segítségével mértük, amely egy MP45 Validyne nyomásátalakítóhoz volt csatlakoztatva(2 cmH2O). A transzpulmonalis nyomást (PTP) egy 10 cm hosszú vékony latex ballonnal mértük, amely a nyelőcső alsó harmadában, az orrlyuktól 38-45 cm-re helyezkedett el, és egy Statham 131 nyomásátalakítóhoz kapcsolódott (5 psi). A ballont 1 ml levegővel töltötték meg. A Ptp-t a száj és a nyelőcső nyomásának különbségeként becsülték. A ballon elhelyezését helyesnek tekintették, ha a Ptp állandó maradt, miközben az alanyok enyhe légzési erőfeszítéseket tettek egy kis nyílás ellen. Az orális nyomásváltozások megerősítették a légzési erőfeszítéseket. Az áramlás, a térfogat és a Ptp jeleit egy SZALAGDIAGRAMOS felvevőn (HP-7758A) rögzítették, és digitálisan összegyűjtötték egy számítógéppel (DEC11/73) 50 Hz mintavételi frekvencián a későbbi elemzéshez.

protokoll.

az alanyokat arra utasították, hogy a vizsgálat során folyamatosan lélegezzenek a szájrészen keresztül, hogy elősegítsék az egyensúlyi állapotú hőátadást és minimalizálják a mérések során a termikus sodródást. Az alanyok csendesen lélegeztek 3-5 percig, külön utasítások nélkül, kivéve, hogy elkerüljék a mély lélegzetet, miközben az integrátort úgy állították be, hogy minimalizálják a termikus sodródást. Az integrátort úgy állítottuk be, hogy a reset gomb visszaadja a hangerőt az end inspiráció vezérléséhez, amelyet az on-line számítógép nulla hangerőként rögzített. Az időalapú oszcilloszkóp erősítését úgy állítottuk be, hogy a normál árapálylégzés során a hangerő a kijelző három egyenlő távolságra lévő vonalának első és második része közé esett. Az adatgyűjtés kezdetén ezt az oszcilloszkópot úgy helyezték el, hogy az alanyok láthassák, és utasították őket, hogy “lélegezzenek az első két vonal között” 1 percig, majd hajtsák végre a két kísérleti manőver egyikét.1) a Vt-t állandónak tartották, de az FRC-t úgy növelték, hogy a kezdeti end-belégzési térfogat lett az új FRC, a térfogat-kirándulás pedig az oszcilloszkóp 2-3 vonalából származott (Vt+1 minta; ábra.1A).2) a Vt megduplázódott, így az oszcilloszkóp Vt kirándulása az 1-3 vonalakból származott, nem pedig az 1-2–ből(2VT minta; ábra.1B). A manőverek sorrendje véletlenszerű volt, és mindegyik 6 percig tartott. Minden egyes előírt légzési minta végén a légutak elzáródtak a kontroll véginspirációnak megfelelő térfogatban,amely a VT+1 minta, a 2VT minta középső VT vége volt. A mellkasi gáz térfogatát mértük, és az alanyok maximális inspirációt végeztek a TLC-hez.

Adatelemzés.

a Ptp-t, az áramlást és a térfogatot minden egyes lélegzet esetében a legkisebb négyzetek módszerével elemeztük. A belégzési áramlás kezdetét (Vi) úgy határoztuk meg, hogy egy meghatározott inspirációból visszatértünk az első áramlási pontra >0. A végső kilégzési áramlást az utolsó <0 pontnak vesszük a légzés kilégzési fázisában. Minden lélegzetet egy elasztancia kifejezéssel és külön pulmonalis resistance for belégzés (rli) és kilégzéskor (RLE) vizsgáltunk (12). Miután a nulla áramlás pontok határozzák meg, theVi kénytelen nulla alatt lejár, a kilégzési áramlás (Ve) arra kényszerül, hogy a nulla alatt inspiráció, valamint az adatok alkalmasak, hogy a következő egyenlet

, ahol P0 a Ptp nulla kötet, amely az ellenőrzés végén inspiráció; Edyn dinamikus elastance; valamint az V. kötet képest nulla. A tüdő rugalmas visszahúzódását az árapály-légzési tartományon belüli bármely térfogatra úgy számítottuk ki, hogy az egyenletet mindkét áramlás nullára állította. Az ezzel a számítással létrehozott vonal nem különböztethető meg a nulla áramlás összekötő pontjaitól, de a lejtőn sokkal kevesebb a légzés-légzés variabilitás. Az adatokat mind a négy lélegzetvételhez illesztettük az egyes alanyok lélegeztetési mintájának megváltoztatása előtt és után.

statisztika.

P0, Rli, Rle és Edyn az egyes alanyok légzési mintázatának megváltoztatása előtti és utáni lélegzetvételeket ANOVA ismételt mérésekkel elemezték mindegyik légzési mintánál. A két légzési minta végén a TLC – t összehasonlítottuk pairedt-teszttel.

eredmények

nem volt különbség a TLC-ben a két manőver, vagy a p0, Rli, Rle és Edyn után a légzési mintázat megváltozása előtt. Az 1. ábra mind a légzési mintázat változását, mind a PTP változását szemlélteti egy reprezentatív alany esetében, amikor az FRC-t növelték. A tüdő térfogatának változása nem járt a Ptp arányos változásával. Ez a hatás az első néhány lélegzetvételben jelentkezett. A megfelelő transzpulmonalis P-V hurkokat, valamint a dinamikus pulmonalis elasztanciához való illeszkedést ugyanezen alany reprezentációs légzéseihez az ábrán mutatjuk be. 2A. A VT+1 minta esetében a dinamikus hurok számított rugalmas komponensét csökkentettük az FRC növekedése után a kontroll légzés extrapolációjához képest. A VT megduplázódásának hatása ugyanabban a témában az ábrán látható. 2B. a 2VT minta esetében a nyomás amplitúdója megduplázódott, és ebben a témában lényegében nem változott a nyomás nulla térfogatnál. Az Rli-ben és az Rle-ben nem volt különbség a légzési minták között. Az elasztikus visszarúgásokat és az Edyn-t az egyes alanyok esetében a 2.táblázat mutatja. A Vt + 1 minta 10-hez volt társítva.Az átlagos elasztikus visszarúgás 6% – os csökkenése a közös térfogatnál, kontrollvégi inspiráció (P < 0,001). A 2VT minta az elasztikus visszarúgás kisebb átlagos csökkenésével járt azonos térfogatnál, és statisztikailag nem volt szignifikáns (P < 0,27). Az elasztancia kismértékű, de statisztikailag szignifikáns növekedése volt mind a Vt+1, mind a 2VT mintákban.

beszélgetés

Megjegyzések a módszertanról.

az Rli és az Rlefüggés jobban illeszkedik a dinamikus P-V kapcsolathoz, mint egyetlen ellenállás. Az Rle nagyobb, mint az Rli, amint az az intrathoracalis légúti transzmurális nyomás és a glotticus aperture változásaiból várható. Ha egyetlen ellenállást alkalmazunk, amikor az Rle és az Rli meglehetősen eltérő, akkor a regresszióanalízis a számított rugalmas P-V összefüggést a nagyobb ellenállású hurok oldaláról eltolja. Ezért mind az Rli, mind az Rlefoglalja a rugalmas nyomás jobb becslését. A dinamikus P-V hurok rugalmas komponense az árapály-légzési tartományon a PlFRC + EV ábrázolásával becsülhető meg, ahol a PlFRCis Ptp az FRC-nél. Ez a vonal lényegében nem különböztethető meg a P-V kapcsolatot összekötő egyenestől a nulla áramlás pillanataiban, de kevesebb a lélegzet-lélegzet változékonysága. Mivel a kontroll és a VT+1 mintázat során minden lélegzetvételnél nulla áramlás nem fordult elő pontosan a kontroll végső belégzési térfogatánál, nulla térfogatnál, ez a módszer lehetővé teszi számunkra, hogy megbecsüljük a dinamikus rugalmas nyomást ezen a térfogaton, csökkentett variabilitás mellett. Amikor azonban a kontroll légzés és a VT+1 mintázat során a végső inspiráció során rugalmas visszarúgást számítottunk ki, gyakorlatilag azonos eredményeket kaptunk, mert alanyaink elég jártasak voltak a kért légzési minta megvalósításában.

mivel a tüdő P-V kapcsolata nem lineáris, az elasztancia a P-V kapcsolat közelítése. Ha a P-V kapcsolat egyetlen kitevő lenne, akkor az elasztancia az átlagos tüdőtérfogat lineáris függvénye lenne. Így várható az elasztancia növekedése mind a Vt+1, mind a 2VT mintákkal. A lineáris összefüggés alkalmazása kissé alábecsüli a tüdő visszarúgását a térfogat mindkét végleténél, és nem torzíthatja szisztematikusan a kontroll és a Vt+1 adatok összehasonlítását. A lineáris analízis túlbecsülné a rugalmas nyomást egy exponenciális P-V kapcsolat VT közepén, és hajlamos lenne alábecsülni a redukciós visszarúgást nulla térfogatnál, amikor a Vt megduplázódott.

a megnövekedett Vt hatásai.

a Vt megduplázódása ugyanazt a belégzési tüdőtérfogatot eredményezte, de alacsonyabb átlagos térfogatot, mint az FRC növekedése (3.táblázat). A kontrollvégi belégzésnél a visszarúgás csökkenése kisebb és változatosabb volt, és nem érte el a statisztikai szignifikanciát. Az elasztancia növekedése szintén kisebb volt, de még mindig jelentős volt. Mint fentebb megjegyeztük, az exponenciális P-V görbe Lineáris elemzése hajlamos túlbecsülni a tüdő visszahúzódását a VT közepén. Mivel a nulla térfogat a kontroll körülmények között a végső inspiráció, a megnövekedett Vt alatt pedig a VT közepén van, van egy szisztematikus torzítás, amely alábecsülné az ehhez a légzési mintához kapcsolódó rugalmas visszarúgás csökkenését.

egy ideje nagyra értékelték, hogy a mellkasi pántok által okozott FRC-csökkenés növelte a tüdő visszahúzódását (1, 3, 16). Ez a visszarúgás-növekedés funkcionálisan jelentős, és állandó térfogat mellett a maximális Ve növekedésével jár (16). A bizonyítékok túlsúlya arra utal, hogy nem az atelektázis miatt, hanem a tüdő felületi feszültségének változásai miatt (9, 15). A tüdő felületi feszültségének változása a stressz-alkalmazkodás egyik lehetséges mechanizmusa, amely a tüdő visszahúzódásának növekedését eredményezné, ha a tüdő térfogata a szokásos érték alá csökken, és a tüdő visszahúzódásának csökkenését, ha az átlagos tüdőtérfogat növekszik.

nem tudunk semmilyen korábbi tanulmányról, amely rugalmas visszarúgást jelentett az átlagos tüdőtérfogat önkéntes növekedése során. A TLC statikus deflációs P-V görbéinek korábbi vizsgálatában, miután az alanyok 45-60 másodpercig lélegeztek nagyon magas átlagos tüdőtérfogaton, a három normál alany egyike csökkentette a statikus tüdő visszahúzódási nyomását, de a másik kettő nem (8). Számos tanulmány kimutatta a TLC csökkenését és a statikus deflációs rugalmas visszahúzódás növekedését állandó tüdőtérfogatnál a bronchoconstrictio béta agonistával történő enyhítése után (4, 7). Ezekben a vizsgálatokban azonban a TLC-t és a légúti rezisztenciát test pletizmográfiával határozták meg annak bemutatása előtt, hogy a nagyfrekvenciás lihegés a tüdő térfogatának túlbecslését okozza súlyos légúti obstrukcióban szenvedő betegeknél (2). Ezért az artifact hozzájárulhat ezekhez az eredményekhez. A béta-agonista nagy dózisai azonban csökkentik a statikus tüdő rugalmas visszahúzódását a TLC-ből történő defláció során normál egyéneknél, feltehetően a kontraktilis Szövet relaxációja miatt, nem pedig a felületaktív anyag változásai miatt (4, 10). A tüdő megnyúlása a kimetszett patkány és kutya tüdejében a felületaktív anyag felszabadulásával jár, amely arányosan felfújódik az infláció mértékével, és a nyújtás a felületaktív anyag felszabadulását okozza az alveoláris II-es típusú sejtekből in vitro (5, 6). Jelen tanulmány erős bizonyítékot szolgáltat arra, hogy amikor az átlagos tüdőtérfogat megnő, a stressz relaxációja miatt a tüdő visszahúzódása gyorsan csökken. Nem szolgáltat bizonyítékot arra vonatkozóan, hogy ennek oka a felületaktív anyag felszabadulása az alveoláris felületre, a kontraktilis elemek relaxációja vagy más parenchimális elemek viszkoplasztikus deformációja.

egy alanyban metakolint adtunk be olyan dózisban, amely elegendő az átlagos rezisztencia 64% – os növeléséhez. Ez az adag nem volt elegendő ahhoz, hogy áramláskorlátozást okozzon az árapály-légzési tartományban, vagy növelje az FRC-t. A dinamikus P-V hurkok számított rugalmas komponenseit az ábra mutatja.3. A kontroll esetben mind a Vt+1, mind a 2VT minták a tüdő rugalmas visszahúzódásának csökkenésével és az elasztancia minimális növekedésével jártak. Bronchoconstrictio esetén az FRC-nél a tüdő visszahúzódása és a tüdő elasztanciája nőtt a kontrollhoz képest. A VT+1 légzési mintázat a tüdő visszahúzódásának nagyobb csökkenésével járt nulla térfogat mellett, mint az előző vizsgálat során. A rezisztencia a megnövekedett átlagos tüdőtérfogattal együtt szintén csökkent, mivel normál egyéneknél a bronchokonstrikció során a megnövekedett átlagos tüdőtérfogatnak hörgőtágító hatása volt. Nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy a bronchoconstrictio során megnövekedett elasztancia normális légzési mintával a jelenlegi vagy az előző vizsgálatban (13) a párhuzamos inhomogenitásnak volt köszönhető a légutak bezárásáig. Ellentétben azzal a helyzettel, amelyben az FRC növekszik a légutak összehúzódása miatt, a tüdő térfogatának önkéntes növekedésével bekövetkező változások, mind a hörgőszűkület előtt, mind után, nem lehetnek a légutak bezáródásának következményei. A tanulmány adatai a leginkább összhangban vannak a stressz alkalmazkodásával, ami a visszarúgás csökkenését okozza.

a súlyos hörgőszűkületben szenvedő asztmás betegek mind növelik elasztanciájukat, mind dinamikusan hiperinflálódnak. Ha a dinamikus P-V kapcsolat követi a P-V görbe pályáját az FRC növekedése előtt, akkor jelentősen megnő a légzés rugalmas munkája, ami hozzájárulhat a légzőizmok fáradtságához és kudarcához. A P-V görbe eltolódása nem szünteti meg, hanem lényegesen csökkenti ezt a megnövekedett rugalmas munkát.

lábjegyzetek

• a cikk közzétételének költségeit részben az oldaldíjak megfizetése fedezte. A cikket ezért a 18 U. S. C. szerint “reklám” jelöléssel kell ellátni. (1734) kizárólag ennek a ténynek a megjelölésére szolgál.