KOAH

EGZERSİZ
KISITLANMASINDA
FİZYOPATOGENEZ
Doç.Dr. Öznur Akkoca Yıldız
Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi
Göğüs Hastalıkları ABD.
Kaslar
VO2 VCO2
Enerji
Mitokondri
QO2,QCO2
VT,f
Akciğerler
Dilatasyon
Kardiyovasküler
sistem
Yeniden
dolum
SV, HR
Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999
Obesite
Miyopati
Kondüsyonsuzluk
Kaslar
VO2 VCO2
Mitokondri
Oklüziv
Otonomik disfonk.
Akciğerler
Obstrüktif
Restriktif
İnfiltratif
Göğüs duvarı
KVS
PPH
Tromboembolik
KAH
KY
Anemi
Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999
Egzersiz kısıtlanması-l
• Kardiyovasküler nedenler
SV azalması
HR ‘in normal olmayan cevabı
Pulmoner ve sistemik dolaşım bozuklukları
Hemodinamik bozukluklar
Kana ait faktörler (anemi, COHb)
Egzersiz kısıtlanması-ll
• Pulmoner nedenler
Ventilatuvar (mekanik)
Solunum kas disfonksiyonu
Gaz değişimi
Egzersiz kısıtlanması-lll
• Periferik nedenler
Nöromüsküler disfonksiyonlar
Periferal dolaşım bozuklukları
Malnütrisyon
İskelet kas oksidatif kapasite azalması
Egzersiz kısıtlanması-lV
• Diğerleri
Kondüsyonsuzluk
Motivasyon eksikliği
Çevresel faktörler
Algısal faktörler
Egzersiz kısıtlanması
Sıklıkla multifaktöriyeldir
Egzersiz kısıtlanmasında fizyopatogenez
•
•
•
•
•
Kronik obstrüktif akciğer hastalığı
İntertisyel akciğer hastalıkları
Pulmoner vasküler hastalıklar
Göğüs duvarı hastalıkları
Kronik kalp yetmezliği
KOAH
Egzersiz kapasitesinde azalma
•
Nefes darlığı
•
•
Bacak ağrısı
Yorgunluğu
20 KOAH olgusu, 12 kontrol
%20 Bacak yorgunluğu ve ağrısı
Tüberküloz Toraks, 2001
KOAH
•
•
•
•
•
•
Ventilatuvar kısıtlanma
Solunum kas güçsüzlüğü
İskelet kas disfonksiyonu
Gaz değişim bozuklukları
Nütrisyonel durum
Kardiyak kısıtlanma
KOAH
V/P dengesizliği
Vd/Vt artar
PaO2 azalır
pH azalır
Ventilatuvar ihtiyaç artar
Solunum işi artar
Hava-akım
kısıtlanması
Elastik recoil azalır
Ventilatuvar kapasite azalır
Egzersiz kısıtlanması
Nefes darlığı
Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999
KOAH
• Ekspiratuvar hava-akım kısıtlanması
• Hava hapsi
• Hiperinflasyon
• Dinamik hiperinflasyon
• Geçici ve değişken oranlarda EELV’de artış
KOAH
Akım kısıtlanması, ventilasyon
DHİ
Tidal volüm
Ventilasyondaki artış;
Frekans
DHİ  
Tidal volümde artış ile sağlanamaz ve frekansdaki artış
yoluyla sağlanır
İnspiratuvar akım hızı artılarak inspirasyon zamanı azaltılır
EELV artırarak ekspirasyon akım hızı artırılmaya çalışılır
KOAH
• Orta ve ileri KOAH’ta egzersizde ventilatuvar
kısıtlanmayı en iyi gösteren bulgulardan birisi; solunum
rezervinin azalmasıdır, öyleki VEmaks /MVV oranı
%100’e yaklaşır veya geçer
Diğeri ise;
• Maksimal ekspiratuvar ve inspiratuvar akım volüm
eğrisinde egzersiz tidal akım volüm eğrisinin
çizdirilmesi ; ekspiratuvar akım kısıtlanması ve DHİ
göstermek için kullanılabilir
KOAH
Eğriler
• Egzersiz sırasındaki
akım kısıtlanması
• EELV
• EILV /TLC
• İnspiratuvar akım
rezervi
• Solunum stratejileri
KOAH
• Hafif egzersiz sırasında, ekspiratuvar akım
kısıtlanması ; EELV artar...... DHİ
• Pik egzersiz sırasında, tüm ekspiryum ve
inspiryum akım kısıtlanması nedeniyle
...inspiratuvar eğri üst üste örtüşür
• IRV azalır; EILV , TLC ye yaklaşır
(EILV/TLC>%90)
Johnson BD, Chest 1999;116:488
KOAH
• Bazı KOAH hastalarında
– Egzersiz sırasındaki
ekspiratuvar akım hızı
istirahatteki akım hızını geçer
– Hafif, orta, ileri olgularda
• Torasik gaz kompresyonu
• Havayolu kompresyonu
(derin inspr.)
• Akciğerlerden eşit dağılım
göstermeyen hava atılımı
KOAH
• EELV artışı ile IC ve
IRV azalmaktadır, DHİ
gösteren iyi
parametredir
• IC’nin; akım
kısıtlanması olan
olgularda egzersiz
toleransıyla oldukça iyi
korele olduğu
• Diaz, Eur Respir J 2000
KOAH
• DHİ
– Ekspiratuvar havaakım kısıtlanması
– Maksimal inspiratuvar
akım kısıtlanması
– Ti/Ttot oranı
– VE
– FEV1/FVC
ile koreledir
• DHİ
– İnspiratuvar kas
uzunluğunu azaltır
– İnspiratuvar kas
enduransını azaltır
– Solunum işini artırır
– Oksijen tüketimini
artırır
KOAH
Solunum kasları
Egzersiz sırasında nefes alma için gerekli
basınç ile yüksek akciğer volümlerindeki
güç rezervi arasındaki ilişki bu hastalarda
egzersiz kapasitesini kısıtlayan önemli
faktörlerden biridir
KOAH
Diyafragma;
– Hem yapısal hem de fonksiyonel değişimler
– Mekanik değişmeler (pozisyonel ve fonksiyonel)
– Kas kitlesinde atrofik ve ultrastürüktürel
değişiklikleri
– Solunum kas güçsüzlüğü ve yorgunluğu
– Dispnenin algılanmasıyla solunum kas gücü arasında
belirgin bir ilişki vardır
KOAH
Egzersiz sırasında;
• DHİ
• İnspiratuvar rezistansda artma,
• Akciğer ve göğüs duvar kompliansında azalma
• Ventilasyonda artma
nedeniyle inspiratuvar kas basıncı artar
• Yüksek akciğer volümlerinde (hiperinflasyonda) yüksek
frekansda, yüksek hızda ve artmış miktarlarda nefes
alıp vermek de inspiratuvar kaslara ek bir yüke neden
olur
KOAH
İskelet kasları
– Kas kitlesinde azalma (ortalama kayıp %30)
– Kapillerinde azalma
– Fibril tiplerinde değişim (tip l liflerde azalma,tip llb
liflerde artma)
– Kas gücünde ve enduransında azalma (quadriceps
kasındaki ortalama güç kaybı %30 oranında)
– Mitakondri enzim aktivitesinde azalma, oksidatif
kapasitede azalma ve anormal metabolik regülasyon
gelişir
– Kas inflamasyonu
– Miyopati
KOAH
– Egzersizde;
hücre içi düşük pH, ATP ve fosfokreatinin
inorganik fosfata oranında azalma, laktik
asitte artma,
bu olgularda ; bozulmuş oksidatif kapasite
ve erken anaerobik metabolizma gelişimini
gösterir
KOAH
Gaz değişimi
• PO2 artabilir, azalabilir veya normal kalır
• Orta-ileri KOAH ise azalır;
–
–
–
–
mikst venöz kandaki oksijenin azalması,
V/P oranı azalması,
şantlar, hipoventilasyon,
diffüzyon defektidir
• PCO2 artabilir veya stabil kalır
– Vd/Vt oranındaki artış
– Metabolik asidozise karşı körleşmiş bir VE cevabı
KOAH
• Hipoksemi
• kaslara oksijen sunumunda azalma, egzersiz performansını
etkiler.
• egzersizde kardiak fonksiyonların bozulmasına da neden olabilir
Oksijen transportu ve kullanımında sorun
•
•
•
•
1)oksijenin eritrositlerden mitakondriye diffüzyonunda bozulma
2)egzersiz sırasında oksijenin kas fibrillerine heterojen dağılımı
3)hücresel düzeyde oksidatif metabolizmada ataletin olması
4)kas aerobik enzimlerinde azalma ve aerobik kapasitede azalma
olması
KOAH
Nütrisyonel durum
• %25’inde malnütrisyon vardır;
– hipermetabolik durum
– azalmış kalori alımı
– sitokinlere bağlı gelişen sistemik inflam. cevap
Nütrisyonel durum direkt olarak kas aerobik
kapasitesine ve egzersiz toleransına etkilidir.
KOAH
Kardiyak kısıtlanma
– KOAH’a bağlı egzersiz kısıtlanmasında kardiyak
faktörlerin etkisi minimaldir(öz. ileri KOAH’da)
– İntratorasik basınç değişiklikleri ve inspiryumda
azalan plevral basınç nedeniyle RV afterloadında
artma ve RV distansiyonu görülür.
– Egzersiz sırasında PVR’da gelişen artış nedeniyle
sağ ventrikül fonksiyonu olumsuz etkilenir
İAH
•
•
•
•
Ventilatuvar kısıtlanma
Kardiovasküler yetersizlikler
Solunum kas güçsüzlüğü
Gaz değişim bozuklukları
Pulmoner fibrozis
Havayolu-alveolar destrüksiyonu
Elastik recoil 
Kapiller destrüksiyon
Vd/Vt 
Hipoksemi
Solunum işi 
Vent. fonk. 
PVR 
Sol vent. doluşu 
Vent. ihtiyaç 
Ventilatuvar yetersizlik
CO ihtiyacı 
Kardiak fonk. 
Sirkülatuvar yetersizlik
Egzersiz kısıtlanması
Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999
İAH
• Artmış ölü boşluk ventilasyonu
• Uygunsuz ventilasyon (eşit dağılım göstermeyen)
• Mekanoreseptörlerin stimülasyonu
• Artmış santral dürtü
• Hipoksemi ve erken başlayan laktik sidozis
Bağlı olarak artan ventilatuvar ihtiyaca sekonder olarak
egzersiz intoleransı gelişmektedir
Egzersizde ventilatuvar kısıtlanmayı en iyi
gösteren solunum rezervindeki azalmadır
İAH
• Mekanik kısıtlanma nedeniyle TV artırılamaz, solunum
paterni değişir;
– Egzersiz sırasındaki ventilasyon artışı solunum
hızındaki artışla sağlanır (50 /dk yı geçer)
– Artan elastik recoil ve mekanoreseptörler hızlı ve
yüzeyel solunuma neden olur.
– EELV ise genellikle fazla değişmez veya minimal
değişir.
– İleri dereceli olgularda ise TV, IC’ye yaklaşır
(>%80)
Johnson BD, Chest 1999;116:488
İAH
• İAH ‘nda egzersiz kısıtlanmasında ventilatuvar
kısıtlanmanın etkisinin daha az olduğu,
sirkülatuvar mekanizmaların daha etkili olan
fizyopatolojik değişikliklerdir
İAH
• Pulmoner kapiller yatakta destrüksiyon , altta
yatan akciğer hastalığının şiddeti ile
orantılıdır.
• Egzersizde PO2’de belirgin azalma;
–
–
–
–
V/P dengesizliği
mikst venöz PO2’de azalma
diffüzyon defekti
egzersiz sırasında restrikte kapiller sahadan geçen
eritrositlerin geçiş zamanındaki kısalma
Aynı zamanda alveoloarteriyel oksijen gradyenti de
artar.
Pulmoner fibrozis
Havayolu-alveolar destrüksiyonu
Elastik recoil 
Kapiller destrüksiyon
Vd/Vt 
Hipoksemi
Solunum işi 
Vent. fonk. 
PVR 
Sol vent. doluşu 
Vent. ihtiyaç 
Ventilatuvar yetersizlik
CO ihtiyacı 
Kardiak fonk. 
Sirkülatuvar yetersizlik
Egzersiz kısıtlanması
Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999
İAH
•
İAH’nda sirkulatuvar komponenti gösteren bulgular
– ∆HR/∆VO2> 50,
– Oksijen pulse azalır
– Pulmoner vaskuler defekt ve/veya sağ kalp
disfonksiyonu ve/veya iskelet kas disfonksiyonuna
bağlı olarak aneorobik eşikte azalma izlenir
– Sistemik oksijen transportundaki bozulma sonucu
bu olgularda laktik asidozis artar
– Oksijen tüketimi / iş yükü oranı ise azalır
İAH
Solunum kas fonksiyonu:
• Artan elastik recoil , genişleyemeyen akciğerlere bağlı
olarak solunum kas gücünün azaldığı buna bağlı
egzersiz toleransının azalabileceği bildirilmektedir
İAH
• IPF ‘de egzersiz sırasında görülen desatürasyon,
sarkoidozdan ve skleroderma ve kriptojenik fibrozan
alveolitten daha belirgindir
• Sarkoidozisde diğerlerinden farklı olarak, miyokardın
tutulmasına bağlı olarak uygunsuz kardiovasküler yanıt
görülebilmektedir
• Tutuluma bağlı olarak, solunum ve iskelet kas
güçsüzlüğü egzersiz kısıtlanmasında önemli
– İnspiratuvar ve ekspiratuvar solunum kas güçlerinde ve
quadriceps kas kuvveti belirgin azalma göstermişler,
egzersiz kapasitesi ile ilişkili bulmuşlardır
»
Spruit, Thorax 2005;60:32
İAH
• Sarkoidozisde egzersiz intoleransı;
• Radyolojik evre ile ilişkili egzersiz kapasitesinde
azalma ; evre l’de SFT normal olduğu egz.
kapasitesinin azaldığını
• Özellikle O2 pulse ve VO2/WR gibi sirkülatuvar
parametrelerin belirgin azaldığı;
• Ayrıca kalp hızının azaldığı ve kalp hızı rezervinin
arttığını, böylece uygunsuz kalp hızı cevabının
egzersiz intoleransında etkili faktörler
• Ventilatuvar kısıtlanmanın özellikle ileri evre olgularda
daha etkili
(Medicina Clinica, 2005)
PVH
• Ventilatuvar kısıtlanma gözlenmez.
• Kardiovasküler yetmezlik ön plandadır
– altta yatan vasküler patoloji,
– vasküler tutulumun genişliği,
– hastalık progresyonunun süreci,
– sağ kalbin fonksiyonel durumu
(uygun CO sağlanımı) gibi
PVH
• PVH’da ventile olan alveollerde perfüzyon
azlığı; V/P oranı artar
• Egzersiz sırasında; (hipoksemi, erken gelişen
anaerobik eşik) ventilasyon belirgin artar
• Vd/Vt oranıda artar.
PVH
• Kan akımın ve dolayısıyla oksijen sağlanımının
azalmasına bağlı olarak ATP’nin aerobik rejenerasyonu
bozulur
• Anaerobik metabolizma devreye girer, erken
metabolik asidozis gelişir
• Kas kontraksiyonunda bozulma gelişir ve egzersizde
yorgunluk ve dispneye neden olur
PPH
PVR
Pulmoner kapiller yatak
V/P dengesizliği
R L şant
Vd/Vt
Kan akımı(O2)
PO2 pH
Ventilatuvar ihtiyaç
Dispne
Laktat Aşırı CO2
ATP
Kas kontraksiyonu
Yorgunluk, Dispne
Egzersiz kısıtlanması
Sun XG, Circulation 2001;104:429
GÖĞÜS DUVARI HASTALIKLARI
• Ventilatuvar kısıtlanma ;
– Egzersiz sırasında göğüs duvarı genişleyemediğinden
TV artıramaz
– Solunum rezervi azalır.
– Normal olmayan göğüs kafesi mekaniği nedeniyle
maksimal egzersiz performansı engellenir
– Aynı zamanda solunum kas güçsüzlüğü de egzersiz
kısıtlanmasına yol açar
KKY
Egzersiz intoleransı:
• 1-Uygunsuz oksijen sunumu
– kalp hızı cevabındaki değişkenlikler,
– sistolik ve diasyolik disfonksiyon,
– periferik dolaşıma kan akımı dağılımındaki
eşitsizlikler
• 2-Normal olmayan pulmoner vasküler ve ventilatuvar
cevap
• 3-İskelet kas patolojileri (oksijen kullanımı ve kas
metabolizması)
KKY
• Ventilasyon belirgin artar:
–
–
–
–
–
Erken gelişen metabolik asidozise,
azalan CO bağlı V/P dengesizliğine,
interstisyel pulmoner ödeme,
havayolu rezistansındaki artışa,
göğüs duvarı ve akciğerdeki mekanoreseptörlerin
uyarılımı
Solunum rezervi normaldir veya artar
KKY
– Havayolu rezistansındaki artışa bağlı olarak
KKY’li hastalar da ekspiratuvar akım
kısıtlanması gelişir
– RV seviyelerine yakın solunum havayolarına
dinamik kompresyonu artırır, dispne
semptomuna yol açar.
Johnson BD, Chest 1999;116:488
KKY
• KKY’de solunumsal bu patolojilerin
egzersiz intoleransına değişken
etkilerinin olmasına rağmen, egzersiz
kısıtlanmasında yeri yoktur
»
Chauhan, Chest 2000;118:53
Egzersiz kısıtlanması
Genellikle multifaktöriyeldir