趙立【摘要】： 前言 運動耐力下降是慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者常見的臨床癥狀。一般認為COPD運動耐力下降與其肺部疾病和心血管功能異常密切相關。近年來，隨著對COPD呼吸肌功能研究的深入，有關呼吸肌功能減弱在COPD運動耐力下降中的作用，越來越受到關注。然而，一項417例受試者參與的大樣本研究顯示，以呼吸困難為主要癥狀導致運動終止的COPD患者僅占26％，這一比例與健康對照組(22％)相當。與健康對照組相似，大部分COPD患者因運動肢體疲勞而終止運動。最近的研究顯示，重度COPD患者進行高強度運動后未發生呼吸肌疲勞。最大運動負荷試驗中，COPD患者發生運動肢體疲勞的比率顯著高于健康對照組。這些研究結果提示，COPD呼吸肌在運動中的作用并非如人們預期的那樣簡單，許多未解的問題還有待于探討。 正如人們所知，肌肉運動能量來自于肌細胞線粒體內ATP的產生，當能量(ATP)的產生不能滿足運動肌肉需求時，運動被迫終止。在ATP的產生方式中，有氧代謝是最有效的產生途徑，肌細胞通過攝入氧、利用氧，完成ATP的生成，大約90％氧的消耗用于90％ATP的生成。因此，隨著運動強度的增加，攝氧量(VO_2)不斷增加，直至運動極限。當運動強度不斷增加時，運動將在某一時刻達到無氧閾(AT)。此時以有氧代謝為主的ATP的生成，開始轉向無氧酵解，ATP生成速率減慢，運動所需的能量供給開始不足。此時，如果運動負荷繼續增加，能量生成將難以滿足運動肌肉的需求，運動被迫終止。由于隨著運動強度的增加，通氣量不斷增加，呼吸肌的負荷因而隨之不斷增大，又由于最大攝氧量有限，因此，在高強度運動時，呼吸肌和運動肌將出現競爭性氧耗。即，無論呼吸肌因攝氧不足而不能維持運動中有效通氣，或運動肌因攝氧不足而不能維持運動，都將使運動被迫停止。雖然人們迫切希望了解呼吸肌或運動肌在運動中的氧耗情況，但目前尚無無創性檢測呼吸肌或運動肌氧耗的儀器設備。鑒于呼吸肌氧耗在研究運動耐力下降中的重要作用，我們提出以心肺運動試驗檢測呼吸肌氧耗的實驗 假設。通過增加呼吸管路死腔而增加呼吸肌負荷，此時VO。的增加量應視 為呼吸肌為克服死腔負荷的氧耗量。本研究旨在通過增加呼吸管路死腔， 探討增加呼吸肌負荷對COPD肺功能和呼吸肌功能的影響，測試呼吸肌氧 耗檢測實驗的假設，進而評估 COPD呼吸肌功能和呼吸肌氧耗在 COPD運 動耐力下降中的作用。 實驗方法 1．實驗對象 中度COPD患者26例，男19例，女7例，年齡40－72歲，平均年齡N2 S3）歲。根據病史、體征和肺功能檢查符合COPD診斷標準。受試病例處 于疾病穩定期至少4周，第一秒用力呼氣容積（地（）＜69％并＞50％預計 值，實驗前2周內末使用過糖皮質激素類藥物。年齡相近健康對照者29 例，男22例，女7例，心電圖和肺功能試驗（Py）檢查正常，實驗前2周內 未服用過任何藥物。患者和健康對照者被隨機分為低運動強度組和中等運 動強度組。全部受試者均完成了常規PFT和運動試驗，以及死腔負荷下的 PFT和運動試驗。隨機選擇死腔或常規模式實驗順序。 2．肺功能試驗 運動試驗前和運動結束后3分鐘內，接受常規模式PFT檢測矚ensor－ Medics VmaX2900，美國人全部受試者均在300Inl呼吸管路死腔負荷下完 成不同強度c0W或55W）的恒定功率（CW）運動，運動前和運動結束后3 分鐘內，在附加呼吸管路死腔的情況下，進行PFT檢測。肺功能檢測指標 包括FEV；、用力肺活量（FVC入及FEV；與FVC比（FEV；／F’VC人一口氣法 檢測CO彌散量pL凹人 3．運動試驗 遞增型心肺運動試驗在電制動腳踏車上進行（ERGO900，美國；Sensor Medics VmaX2900，美國人受試者通過與氣體分析儀和流速傳感器相聯的 咬口器呼吸室內空氣，呼吸平穩后，開始3分鐘的無負荷熱身，此后，運動功 率以每分鐘10－20W強度遞增。起始功率的設定視受試者的不同情況，預 計8J2分鐘內達到運動極限。踏車運轉速率維持在每分鐘55－60轉。 ·2· 運動同時檢測血壓、血氧飽和度、及全程12導聯心電圖。當受試者不能在 踏車負荷下維持運動，或踏車運轉速率小于40轉，或出現血壓過高或下降。 心律失常、明顯 ST－T改變、心率過快、及血氧飽和度侶5％，將腳踏車負荷 卸除，繼續蹬踏已卸除負荷的腳踏車2－3分鐘，至血壓和心率穩定。經1 個小時的休息后，受試者再次完成低運動強度或中等運動強度的CW運動。 低強度運動功率設置為30W，中等強度運動功率約為受試者在達到AT時 的運動功率，設置為 55 W。運動結柬后，繼續蹬踏已卸除負荷的腳踏車 2－ 3分鐘，至血壓和心率穩定。主要觀察指標包括分鐘通氣量（人入VOZ。 AT、及其它心肺運動試驗數據。CW運動時J 和VO。是通過計算VO。呈 穩態時2分鐘內連續檢測值的平均值而獲得。 4．死腔裝置 在檢測儀器與咬口器之間連接一容積為300Inl的呼吸管路（長46Cm， 管路橫截面直徑與咬口器直徑相匹配，管路內壁光滑。管路死腔容積通過 等量的水的容量測得。管路死腔的安裝或卸除，
【關鍵詞】：
慢性阻塞性肺疾病 死腔負荷 肺功能 呼吸肌疲勞 呼吸肌氧耗 運動耐力【學位授予單位】：中國醫科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：R563.9
【目錄】：一、 中文摘要4-13
二、 英文摘要13-23
三、 英文縮略語23-24
四、 論文主體24-66
論文一 死腔負荷對慢性阻塞性肺疾病肺功能和呼吸肌功能的影響24-37
1 摘要24-25
2 前言25
3 實驗材料與方法25-27
4 實驗結果27-30
3 討論30-32
6 結論32-33
7 本研究創新點33-34
8 參考文獻34-37
論文二 呼吸肌氧耗對慢性阻塞性肺疾病運動耐力的影響37-52
1 摘要37-39
2 前言39-40
3 實驗材料與方法40-41
4 實驗結果41-44
5 討論44-46
6 結論46-47
7 本研究創新點47-48
8 參考文獻48-52
論文三 呼吸模式和通氣效率對慢性阻塞性肺疾病及彌漫性間質性肺疾病運動耐力的影響52-66
1 摘要52-54
2 前言54-55
3 實驗材料與方法55-56
4 實驗結果56-59
3 討論59-62
6 結論62-63
7 本研究創新點63-64
8 參考文獻64-66
五、 致謝66-67
六、 綜述67-76
七、 個人簡介76-77
八、 在學期間發表論文、獲獎等題目77
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