EGZERSİZ KISITLANMASINDA FİZYOPATOGENEZ

1. EGZERSİZ KISITLANMASINDA FİZYOPATOGENEZ Doç.Dr. Öznur Akkoca Yıldız Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs Hastalıkları ABD.

2. Kaslar VO2 VCO2 Enerji Mitokondri QO2,QCO2 VT,f Dilatasyon Akciğerler Kardiyovasküler sistem Yeniden dolum SV, HR Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999

3. 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

4. Egzersiz kısıtlanması-l • Kardiyovasküler nedenler SV azalması HR ‘in normal olmayan cevabı Pulmoner ve sistemik dolaşım bozuklukları Hemodinamik bozukluklar Kana ait faktörler (anemi, COHb)

5. Egzersiz kısıtlanması-ll • Pulmoner nedenler Ventilatuvar (mekanik) Solunum kas disfonksiyonu Gaz değişimi

6. Egzersiz kısıtlanması-lll • Periferik nedenler Nöromüsküler disfonksiyonlar Periferal dolaşım bozuklukları Malnütrisyon İskelet kas oksidatif kapasite azalması

7. Egzersiz kısıtlanması-lV • Diğerleri Kondüsyonsuzluk Motivasyon eksikliği Çevresel faktörler Algısal faktörler

8. Egzersiz kısıtlanması Sıklıkla multifaktöriyeldir

9. Egzersiz kısıtlanmasında fizyopatogenez • Kronik obstrüktif akciğer hastalığı • İntertisyel akciğer hastalıkları • Pulmoner vasküler hastalıklar • Göğüs duvarı hastalıkları • Kronik kalp yetmezliği

10. KOAH Egzersiz kapasitesinde azalma • Nefes darlığı • Bacak ağrısı • Yorgunluğu 20 KOAH olgusu, 12 kontrol %20 Bacak yorgunluğu ve ağrısı Tüberküloz Toraks, 2001

11. KOAH • Ventilatuvar kısıtlanma • Solunum kas güçsüzlüğü • İskelet kas disfonksiyonu • Gaz değişim bozuklukları • Nütrisyonel durum • Kardiyak kısıtlanma

12. KOAH V/P dengesizliği Solunum işi artar Vd/Vt artar PaO2 azalır pH azalır Hava-akım Elastik recoil azalır kısıtlanması Ventilatuvar ihtiyaç artar Ventilatuvar kapasite azalır Egzersiz kısıtlanması Nefes darlığı Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999

13. KOAH • Ekspiratuvar hava-akım kısıtlanması • Hava hapsi • Hiperinflasyon • Dinamik hiperinflasyon • Geçici ve değişken oranlarda EELV’de artış

14. KOAH Akım kısıtlanması, ventilasyon DHİ Tidal volüm Frekans DHİ   Ventilasyondaki artış; Tidal volümde artış ile sağlanamaz ve frekansdaki artış yoluyla sağlanır İnspiratuvar akım hızı artılarak inspirasyon zamanı azaltılır EELV artırarak ekspirasyon akım hızı artırılmaya çalışılır

15. 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

16. KOAH Eğriler • Egzersiz sırasındaki akım kısıtlanması • EELV • EILV /TLC • İnspiratuvar akım rezervi • Solunum stratejileri

19. 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)

20. Johnson BD, Chest 1999;116:488

22. 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

23. KOAH • EELV artışı ile IC ve IRV azalmaktadır, DHİ gösteren iyi parametredir • IC’nin; akım kısıtlanmasıolan olgularda egzersiz toleransıyla oldukça iyi korele olduğu • Diaz, Eur Respir J 2000

24. DHİ Ekspiratuvar hava-akım 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

25. KOAH Solunum kasları Egzersiz sırasında nefes alma için gerekli basınç ile yüksek akciğer volümlerindeki güçrezervi arasındaki ilişki bu hastalarda egzersiz kapasitesini kısıtlayan önemli faktörlerden biridir

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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

30. 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

31. 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

32. 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.

33. 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

34. İAH • Ventilatuvarkısıtlanma • Kardiovasküler yetersizlikler • Solunum kas güçsüzlüğü • Gaz değişim bozuklukları

35. Pulmoner fibrozis Havayolu-alveolar destrüksiyonu Kapiller destrüksiyon Elastik recoil  Vd/Vt  Hipoksemi PVR  Solunum işi  Sol vent. doluşu  Vent. fonk.  Vent. ihtiyaç  CO ihtiyacı  Kardiak fonk.  Ventilatuvar yetersizlik Sirkülatuvar yetersizlik Egzersiz kısıtlanması Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999

36. 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

37. 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)

38. Johnson BD, Chest 1999;116:488

39. İAH • İAH ‘nda egzersiz kısıtlanmasında ventilatuvar kısıtlanmanın etkisinin daha az olduğu, sirkülatuvar mekanizmaların daha etkili olan fizyopatolojik değişikliklerdir

40. 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.

41. Pulmoner fibrozis Havayolu-alveolar destrüksiyonu Kapiller destrüksiyon Elastik recoil  Vd/Vt  Hipoksemi PVR  Solunum işi  Sol vent. doluşu  Vent. fonk.  Vent. ihtiyaç  CO ihtiyacı  Kardiak fonk.  Ventilatuvar yetersizlik Sirkülatuvar yetersizlik Egzersiz kısıtlanması Wasserman K, Principles of exercise testing, 1999

42. 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

43. İAH Solunum kas fonksiyonu: • Artan elastik recoil , genişleyemeyen akciğerlere bağlı olarak solunum kas gücünün azaldığı buna bağlı egzersiz toleransının azalabileceği bildirilmektedir

44. 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

45. 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)

46. 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

47. 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.

48. 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

49. PPH PVR Pulmoner kapiller yatak V/P dengesizliği Kan akımı(O2) R L şant Vd/Vt PO2 pH Laktat Aşırı CO2 ATP Ventilatuvar ihtiyaç Kas kontraksiyonu Yorgunluk, Dispne Dispne Egzersiz kısıtlanması Sun XG, Circulation 2001;104:429

50. 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