• Намерете този автор в Google Scholar
  • Намерете този автор в PubMed
  • Потърсете този автор на този сайт
  • За кореспонденция: [email protected]

Резюме

Целта на тестовете за сърдечно-белодробни упражнения (CPET) при затлъстел човек, както при всеки тест за кардиопулмонални упражнения, е да се определи толерантността към упражненията на пациента и да помогне да се идентифицират и/или разграничат различните физиологични фактори, които биха могли да допринесат за непоносимост към упражнения. Необяснимата диспнея при натоварване е често срещана причина за CPET, но това е изключително сложен симптом за обяснение. Понякога затлъстяването е простият отговор чрез премахване на други възможности. По този начин, разграничаването на множество клинични причини за диспнея при натоварване зависи от способността да се елиминират възможностите, като същевременно се разпознават моделите на отговор, които са уникални за затлъстелия пациент. Това включва иначе здравия пациент със затлъстяване, както и пациент със затлъстяване с потенциално множество сърдечно-белодробни ограничения. Въпреки очевидните ограничения в белодробната функция, метаболитните заболявания и/или сърдечно-съдовата дисфункция, затлъстяването може да бъде най-вероятната причина за диспнея при натоварване. В тази статия ще разгледаме по-често срещаните кардиопулмонални реакции при физическо натоварване при иначе здравия затлъстял възрастен със специален акцент върху диспнеята при натоварване.

затлъстяване

Резюме

Само затлъстяването и/или като объркващ фактор може да допринесе за DOE, изискваща внимателна оценка по време на CPET http://ow.ly/Secp305mId2

Въведение

Целта на тестовете за сърдечно-белодробни упражнения (CPET) е да се оцени функционалният капацитет на пациента и да се оцени физиологичните показатели на сърдечно-съдовата и дихателната системи в унисон. Необяснимата диспнея при натоварване (DOE) е един от основните симптоми, за които се иска CPET [1]. Диспнеята при натоварване може да се дължи на редица патологични аномалии, единствено поради отстраняване на състоянието и/или само от затлъстяване [2–4]. Физиологичните реакции на упражненията могат да бъдат напълно нормални при пациенти с DOE, или в много случаи пациентите с тежко заболяване също могат да бъдат със затлъстяване, което сериозно усложнява оценката на ограниченията на упражненията и потенциалните механизми на DOE. В тази статия ще разгледаме CPET, за да изследваме и разкрием механизмите, лежащи в основата на DOE при иначе здрави затлъстели възрастни и клинични пациенти с болест и затлъстяване.

Подход към CPET за оценка на диспнея при натоварване

Докато максималният инкрементен (или степенуван) CPET е златният стандарт за определяне на максималното изпълнение на упражненията, това не е най-добрият начин за оценка на DOE. Вместо това, за да се оцени правилно връзката между упражненията и диспнеята, трябва да се проведе тест за физическо натоварване в стационарно състояние (или поне с постоянно натоварване). Това е така, защото временната динамика на дихателните усещания се установява по-бавно от тази за физиологичните реакции [5, 6]. По този начин трябва да се осигури адекватно време при дадена интензивност на упражненията, така че дихателните усещания да достигнат времево стабилно състояние. Това не може да бъде гарантирано, ако времето за упражнение е кратко, ако интензивността на упражнението е висока или ако интензивността на упражнението се променя бързо, както е по време на допълнителен тест за упражнения. При допълнителен тест за упражнения интензивността и качеството на дихателните усещания на участниците могат да се променят, тъй като интензивността на упражненията и вентилационните изисквания се променят бързо. Така че при която и да е допълнителна скорост на работа, субектите могат да оценяват по-малко дихателни усещания, отколкото при една и съща скорост на работа в стабилно състояние. Нашите данни (непубликувани в комбинация с публикувани) при 124 иначе здрави, затлъстели жени подкрепят това схващане за латентност на дихателните симптоми (фигура 1).

Всяка точка представлява рейтинг на участник (n = 124) по време на теста за субмаксимално упражнение при постоянно натоварване при 60 W и по време на допълнителния тест за максимално упражнение на етапа от 60 W. Прекъснатата линия представлява линията на идентичността. RPB: оценки на възприеманото задух (скала на Борг 0–10). Данни от [7, 8] и непубликувани данни.

Представяне на често използван протокол за тестване на кардиопулмонални упражнения при нашите клинични пациенти, показващ две нива в стационарно състояние (4-5 мин. Всяко), период на почивка (~ 15 мин.) И нарастващо нарастване до волево изтощение (1 мин. Всяко ниво до максимум).

Натоварването на субмаксималните тестове е индивидуализирано за пациента и се избира въз основа на симптомите на пациента и дейностите, където те се появяват. Пациентите, които са насочени към нашата клинична лаборатория за оценка на диспнея при натоварване, могат да бъдат доста разнообразни; сърдечни, дихателни, белодробна хипертония и пациенти с трансплантация, но също и спортисти. По този начин, в зависимост от пациента, стабилно състояние 1 обикновено е между 10-40 W (средно 25 W) и стабилно състояние 2 между 20–80 W (средно около 50 W). По време на стационарно състояние 1, сърдечната честота (∼50% от предвидената максимална сърдечна честота), скоростта на дихателен обмен (.90,9) и лактатът (2 mmol·L -1) се наблюдават внимателно. Обикновено работното натоварване за стационарно състояние 2 е двойно повече от стационарно състояние 1, освен ако споменатите по-рано стойности не са надценени или подценени. След период на почивка, максималният тест се провежда на 1-минутни етапи със стъпки от 10 или 20 W (фигура 2). Газообменът и капацитетът за вдишване (за контури поток-обем) се измерват на всеки етап и сърдечната мощност се измерва при пиково упражнение, като същевременно се поддържа педал.

За нашите участници в изследването използвахме подобен подход на тестване на един етап с постоянно натоварване при фиксирана работна скорост от 60 W при жените и 105 W при мъжете, последвана от постепенния максимален тест. Тези участници обикновено са по-млади (20–45 години), иначе здрави и затлъстели.

CPET при затлъстяване

Затлъстяване

Преобладаването на затлъстяването в САЩ достигна нива на епидемия. Най-новите данни показват, че 37,7% от възрастните (35,2% от мъжете и 40,5% от жените) се считат за затлъстели, категоризирани по индекс на телесна маса (ИТМ) от ≥30 kg · m −2 [10]. По подобен начин 38,5% от възрастните на възраст ≥60 години са със затлъстяване [10]; по този начин голяма част от потенциалните пациенти ще имат затлъстяване като объркващ фактор по време на CPET. Затлъстяването е свързано с повишен риск от много сериозни заболявания и здравословни състояния, включително хипертония, диабет тип 2, коронарна болест на сърцето, сънна апнея и психични заболявания [11–14]. Пациентите с наднормено тегло имат много по-високи разходи за медицинско обслужване (включително разходи за стационарни, амбулаторни и лекарства, отпускани по лекарско предписание) в сравнение с лица без наднормено тегло на обща стойност около 147 милиарда долара в САЩ през 2008 г. [15] Докато лекото затлъстяване (т.е. ИТМ -2) не е свързано с намаляване на продължителността на живота, по-високите категории на ИТМ са [16].

Разбира се, изчисляването на ИТМ може да даде груба оценка на телесния състав, въпреки че често се използва като заместител на процента телесни мазнини. Тази практика трябва да се избягва особено при жените, тъй като данните от хидроденситометрията и рентгеновата абсорбциометрия с двойна енергия показват, че процентните стойности на телесните мазнини са много по-високи от ИТМ при жените [7, 8, 17]. Въпреки че възрастните със затлъстяване показват много по-голяма мастна маса от възрастните с наднормено тегло (както в абсолютни стойности, така и спрямо общото телесно тегло), относителното разпределение на мазнините може да бъде забележително сходно [18, 19]. Най-забележителното е, че висцералните мазнини, които обикновено се свързват с по-висок риск от кардиометаболитни заболявания [20–23], представляват сходни проценти от общата телесна мазнина при тези субекти (8 ± 3% срещу 10 ± 4% при слаби и затлъстели мъже, и 5 ± 3% спрямо 5 ± 1% при слаби и затлъстели жени, съответно), въпреки че абсолютната маса на мазнините е била почти четири пъти по-голяма [18]. Тези данни показват, че увеличаването на теглото се случва доста равномерно по цялото тяло, а не само в определени области. По същия начин загубата на тегло не променя разпределението на мазнините, тъй като мастната маса се губи от всички области на тялото, включително гръдния кош, корема, висцералните, подкожните и периферните области [24].

Физическата активност е важен компонент в превенцията и лечението на затлъстяването [25], но много хора със затлъстяване не участват в редовни упражнения поради диспнея при натоварване [26]. Няколко ограничения, свързани със затлъстяването (както в покой, така и по време на упражнения), могат да допринесат за диспнея при натоварване, дори при липса на съпътстващи заболявания, както е обсъдено в следващите раздели. Подходът CPET е добър метод за оценка на множество системи по време на стреса от упражненията, за да се изследват потенциалните причини за DOE при иначе здрави възрастни.

Дихателна функция в покой

Преди провеждането на какъвто и да е CPET за DOE, ние вярваме, че е важно да се оцени белодробната функция в покой, особено при затлъстелия човек, който може да има само незначителни промени в белодробната функция или много по-големи от очакваните промени в белодробната функция въз основа на ИТМ. Ефектите от затлъстяването върху дихателната функция в покой, включително промени в обема на белите дробове, механиката на дихателната система и издишвания поток, са добре установени и са докладвани в няколко рецензии [27, 28]. Накратко, функционалният остатъчен капацитет (FRC) и обемният резервен обем се намаляват, докато инспираторният капацитет се увеличава, като по този начин се поддържа относително нормален общ белодробен капацитет [29]. Намаляването на FRC увеличава разпространението и тежестта на ограничението на издишвания поток [30–32]. В допълнение, общото съответствие на дихателната система е намалено [33, 34] и разходите за кислород при дишането се увеличават [35–37]. Загубата на тегло обръща повечето промени в обема на белите дробове и разходите за дишане с кислород [38, 39], което показва, че излишното тегло на мазнини върху гръдната стена е основният фактор за промените.

Дихателна функция по време на тренировка

Промените в обема на белите дробове в покой се отнасят до промени в дихателната функция по време на тренировка. Поради намалената FRC (обем на белия дроб в края на издишването), почивка и упражнения приливно дишане се случва при ниски оперативни белодробни обеми [18, 40], където има повишено резистивно натоварване на дихателната система. По този начин основното увеличение на дихателния обем трябва да бъде постигнато чрез увеличаване на обема на белите дробове в края на вдишването, а не чрез намаляване на обема на белите дробове в края на издишването, какъвто е случаят при здрави индивиди без затлъстяване. Увеличената работа на инспираторните мускули за разширяване на белите дробове и гръдната стена срещу натоварването на мазнините [36, 41, 42], както и намаленото съответствие на белите дробове и гръдната стена [34], могат да допринесат за увеличените разходи за дишане на кислород по време на упражнения [43–45] и характерния плитко и бързо дишане [30, 46] на затлъстели индивиди. Друго следствие от ниските оперативни белодробни обеми по време на тренировка е рискът от развитие на ограничение на издишвания поток, което от своя страна може да увеличи симптомите на задух [47, 48]. Въпреки това, в скорошно проучване на 29 жени с умерено затлъстяване (ИТМ 36 kg · m −2) само четири показаха ограничение на издишвания поток [39].

Вентилацията по време на тренировка е по-висока при затлъстелите в сравнение с индивидите, които не са със затлъстяване, за дадена скорост на работа [30, 46, 49–52]. Това се дължи главно на повишеното метаболитно търсене на движещи се по-тежки крайници по време на тренировка, но повишените разходи за дишане с кислород също могат да играят малка роля [39]. В тази връзка наскоро показахме, че умерената загуба на тегло от 8% (∼7 kg) намалява процента на принос на дихателните мускули към общото усвояване на кислород в тялото (V′O2) с 26%, което представлява почти половината от намаляването на V ′ O2 [39]. Въпреки че вентилацията се увеличава при затлъстяване, като се вземе предвид повишеното поглъщане на кислород и отделянето на въглероден диоксид, вентилацията и вентилационният отговор на упражненията изглеждат нормални при иначе здрави затлъстели, болни със затлъстяване, както и пациенти със затлъстяване със сънна апнея [30, 46, 50, 53] и напрежението на артериалния въглероден диоксид се поддържа в нормални граници [54, 55].

Капацитет за упражнения

ДОУ при затлъстяване

Разпространение на DOE при затлъстяване

DOE е често посочен симптом при затлъстяване. Въз основа на данните от Третото национално проучване на здравните и хранителни изследвания [64], участниците със затлъстяване са били 2,66 пъти по-склонни да получат диспнея при ходене нагоре по хълм в сравнение с участниците, които не са със затлъстяване [65]. Много пациенти, насочени за CPET поради необяснима диспнея, са с наднормено тегло/затлъстяване, без съществени съпътстващи състояния [2, 3, 66]. Освен това хората с наднормено тегло/затлъстяване, които имат повишено възприемане на затруднения в упражненията, са по-склонни да възвърнат теглото си след намеса за отслабване [67].

Честотно разпределение на рейтингите на възприеманото задух (RPB) при 171 иначе здрави затлъстели жени. Данни от [15, 16] и непубликувани данни.