Lung function and exercise capacity in health and cardiopulmonary disease – Associations between resting measures of lung function and directly measured peak oxygen uptake in health, coronary artery and chronic obstructive pulmonary disease

Abstract

Selv om kondisjon målt ved maksimalt oksygenopptak har veletablert prognostisk betydning både ved helse og sykdom vil den primære mekanismen for funksjonell begrensning variere betydelig. Lungefunksjonen er integrert i den multisystemiske responsen på fysisk belastning, men den potensielle innvirkningen på den totale effektiveten til oksygen transport og opptakskjeden er bare delvis undersøkt hos friske og hos pasienter med hjerte- og lungesykdom. Tidligere studier har heller ikke i tilstrekkelig grad tatt høyde for kjønns-, alders- og høyderelatert spredning i lungefunksjonmål ved rapportering av assosiasjoner med maksimalt oksygenopptak. Lungefunksjonsparametre målt i hvile inkluderer bredt tilgjengelige diagnostiske tester som stiller mindre krav til ressurser og kompetanse enn oksygenopptaksmåling via arbeidsbelastning ved kardiopulmonal belastningstest (CPET). Assosiasjoner mellom diagnostiske og prognostiske parametre representert ved ulike lungefunksjonsmål og aerob kapasitet vil være av klinisk og forskningsmessig interesse både ved helse og sykdom. I dette prosjektet var målsetningen å undersøke assosiasjoner mellom lungefunksjon og kondisjon både hos friske og hos pasienter med hjerte- og lungesykdom og samtidig ta adekvat høyde for kjønns-, alders- og høyderelatert spredning i lungefunksjonsmål ved bruk av Z-score. Predikerte verdier og Z-score ble kalkulert ved bruk av programvare fra Global Lung Function Initiative (GLI) og nedre normalverdi ble definert ved den 5. persentilen (z-score = -1.645). I den første studien ble assosiasjoner mellom lungefunksjon og kondisjon undersøkt hos friske med normale dynamiske lungevolum definert ved forsert ekspiratorisk lungevolum i det første sekund (FEV1) over nedre normalgrense. Resultatene viste positive assosiasjoner mellom FEV1Z-score og det høyeste målte oksygenopptak (VO2peak) både for kvinner og menn såvel som for personer med alder over og under 40 år. Tilsvarende resultat ble også funnet for en undergruppe bestående av aldri-røykere. I den andre studien ble assosiasjoner mellom lungefunksjon og kondisjon undersøkt hos pasienter med etablert koronarsykdom og redusert toleranse ovenfor arbeidsbelastning, men normal lungefunksjon. Resultatene viste positive assosiasjoner mellom både FEV1 og mål på lungenes diffusjonskapasitet angitt ved Z-score og VO2peak også i sensitivitetsanalyser hvor kun pasienter med belastningsinduserte EKG forandringer ble undersøkt. I den tredje studien ble assosiasjoner mellom lungefunksjon og kondisjon undersøkt hos pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom (kols). Resultatene viste positive assosiasjoner mellom FEV1Z-score og VO2peak både hos pasienter med og uten emfysematøs fenotype definert ved diffusjonskapasitet hhv under og over nedre normalgrense. Pasienter med denne markøren på emfysem hadde i gjennomsnitt lavere VO2peak enn pasienter uten denne markøren på emfysem. Sammenhengen mellom FEV1Z-score og VO2peak var sterkere i den førstnevnte gruppen, men ikke statistisk forskjellig mellom de to gruppene. Samlet viser resultatene fra dette prosjektet at sentrale lungefunksjonsparametre målt i hvile er positivt assosiert med arbeidskapasitet målt ved høyeste oksygenopptak under CPET både hos friske og hos pasienter med hjerte- og lungesykdom. Spesifikt er disse sammenhengene vist for 1) friske med både normal lungefunksjon og arbeidskapasitet, 2) pasienter med etablert koronarsykdom og normal lungefunksjon, men redusert toleranse ovenfor arbeidsbelastning og 3) pasienter med redusert toleranse ovenfor arbeidsbelastning og ulike fenotyper av kols. Assoisiasjonene mellom lungefunksjon og kondisjon, rapportert fra disse tre studiene, har for første gang tatt høyde for kjønns-, alders- og høyderelatert spredning i lungefunksjonsmål og hentyder at lungefunksjonen har betydning for arbeidskapasitet både for friske og for store pasientgrupper med hjerteog lungesykdom.