Exercise related bronchconstriction - diagnosis, treatment, prophilaxis
Lek. med. Ewa Urbanek-Jóźwik, Prof. dr hab. n. med. Ryszard Kurzawa, Klinika Alergologii i Pneumonologii Instytutu Gruźlicy i Chorób Płuc OT w Rabce-Zdroju Kierownik Kliniki: Prof. dr hab. n. med. Ryszard Kurzawa
Słowa kluczowe: astma oskrzelowa, powysiłkowy skurcz oskrzeli, test prowokacji oskrzeli wysiłkiem
Key words: asthma bronchiale, exercise-induced bronchospasm, exercise challenge testing
STRESZCZENIE
Astma powysiłkowa stanowi okresowe zwężenie dróg oddechowych, które występuje 5-15 minut po wysiłku fizycznym. Ochładzanie i wysuszenie dróg oddechowych stymuluje komórki tuczne do produkcji mediatorów, które wywołują skurcze mięśniówki. Rozpoznanie opiera się na dokładnie zebranym wywiadzie choroby, który uwzględnia objawy i ich związek z czynnikami je wywołującymi. Choroba jest najczęściej leczona przy pomocy krótko działających leków rozszerzających oskrzela. Powinno się również wprowadzać działania niefarmakologiczne jako zwiększanie wydolności wysiłkowej, ćwiczenia z podgrzewaniem wdychanego powietrza poprzez przykrycie ust i nosa. Mimo dobrych metod zapobiegania zaburzenie to nadal jest rzadko rozpoznawane i prowadzi do upośledzenia jakości życia.
Abstract
Exercise-induced asthma is a temporary narrowing of the airways that occurs 5-15 minutes after physical exertion. The cooling and drying of airways stimulate the mast cells to produce mediators, which cause spasms of the muscles. Diagnosis is based on the results of detailed history, including symptoms and assessment of asthma triggers. The condition is usually treated and prevented with short-acting bronchodilators. Nonpharmacologic measures such as increased physical capacity, warm-up exercises and covering the mouth and nose, should be instituted. Although this condition is highly preventable it is still underrecognized and affects aerobic fitness and quality of life.
Wprowadzenie
Występowanie ostrej obturacji u pacjentów z astmą, pod wpływem intensywnej aktywności fizycznej jest zjawiskiem znanym od stuleci, jednakże początek badań naukowych dotyczących jego istoty datuje się na rok 1946 u dorosłych (Herxheimer) i 1962 u dzieci (Jones) (1). Określenia: astma indukowana wysiłkiem (exercise-induced asthma - EIA) i powysiłkowy skurcz oskrzeli (exercise-induced bronchoconstriction - EIB) używane są w literaturze zamiennie.
Klinicznie PSO nie różni się od ostrych napadów astmy spowodowanych innymi czynnikami, z wyjątkiem czasu trwania - u większości osób duszność powysiłkowa ustępuje samoistnie, w ciągu 30-60 minut.
Stopień odpowiedzi oskrzeli na wysiłek uzależniony jest od wielu czynników. Niektóre z nich zostały zidentyfikowane już przez Jonesa. Do najważniejszych obecnie znanych należą:
- właściwości fizyczne powietrza wdychanego podczas wysiłku, zwłaszcza wilgotność i temperatura
- nasilenie wentylacji w czasie wysiłku
- czas trwania obciążenia
- długość przerw pomiędzy kolejnymi cyklami aktywności fizycznej
- rodzaj wysiłku
Epidemiologia
Powysiłkowy skurcz oskrzeli najczęściej występuje u dzieci i młodych osób dorosłych, ze względu na ich wysoki poziom aktywności fizycznej, ale może zdarzyć się w każdym wieku. Na podstawie badań epidemiologicznych ocenia się, że PSO ujawnia ok. 12% całej populacji, a badania Backera i Ulrika wykazały co najmniej 10% spadek FEV1 w teście wysiłkowym u 16% spośród 494 dzieci duńskich (2). Większość osób, u których wysiłek jest jedynym czynnikiem wyzwalającym duszność nie wie, że ich dolegliwości spowodowane są obturacją dróg oddechowych, stąd też izolowana, czysta postać astmy indukowanej wysiłkiem rozpoznawana jest rzadko.
Powysiłkowy skurcz oskrzeli jest natomiast zjawiskiem charakterystycznym dla wszystkich postaci astmy, zwłaszcza u dzieci. Powysiłkowa obturacja stwierdzana jest u 70-80%, a według niektórych autorów, nawet u 90% dzieci z astmą. Częściej niż w ogólnej populacji PSO występuje też u osób z alergicznym nieżytem nosa (ok. 40%) i atopowym zapaleniem skóry.
Patomechanizm
Jakkolwiek powysiłkowy skurcz oskrzeli może być odtwarzany w warunkach pracowni fizjopatologii oddychania, co czyni go łatwo dostępnym w badaniu, mechanizm jego nie został do końca wyjaśniony. Liczne badania wykazały jedynie ścisłą korelację pomiędzy obniżeniem forsownej objętości wydechowej pierwszosekundowej (FEV1), a utratą ciepła wyliczoną na podstawie wentylacji minutowej oraz różnicy temperatur i różnicy zawartości wody w powietrzu wdychanym i wydychanym. Nasilenie wentylacji, zwłaszcza w połączeniu z niską temperaturą i niską wilgotnością wdychanego powietrza przesuwa (spycha) bowiem procesy adaptacji powietrza (ogrzanie, nawilżenie, oczyszczenie) z górnych do dolnych dróg oddechowych. Błona śluzowa oskrzeli traci wtedy więcej wody i ciepła niż przy oddychaniu spoczynkowym, ulegając szybkiemu wychłodzeniu. Pogląd, że patogeneza astmy indukowanej wysiłkiem jest ścićle związana z utratą ciepła i wody nie budzi wątpliwości, wciąż jednak nie wiadomo w jaki sposób opisane powyżej wahania temperatury i wilgotności wewnątrz światła oskrzeli powodują ich zwężenie (ryc 1). Wyniki niektórych prac sugerują, że dochodzi wówczas do odwodnienia warstwy płynu pokrywającego powierzchnię błony śluzowej oskrzeli i wzrostu jego osmolarności, czego skutkiem jest degranulacja komórek tucznych, uwolnienie mediatorów bronchokonstrykcyjnych (np. histamina, leukotrieny cysteinylowe) i skurcz mięśni gładkich - hipoteza osmotyczna (3).
Inna, konkurencyjna, zwana hipotezą naczyniową, zakłada, że powysiłkowy skurcz oskrzeli spowodowany jest przekrwieniem naczyń mikrokrążenia oskrzelowego z tworzeniem obrzęku ściany, ale bez udziału skurczu mięśni gładkich oskrzeli (4). Łożysko naczyniowe dróg oddechowych pacjentów z astmą wykazuje bowiem cechy hyperplazji i większej przepuszczalności niż u osób zdrowych. Zwężenie tych naczyń pod wpływem znacznego oziębienia w czasie wysiłku, a później gwałtowne rozszerzenie w odpowiedzi na szybkie ponowne ogrzanie, może powodować zmiany średnicy światła oskrzeli wyrażające się obniżeniem wskaźników drożności.
Aktualnie brak bezpośrednich dowodów na poparcie którejkolwiek z powyższych hipotez.
Rozpoznawanie PSO
Kaszel, świszczący oddech lub duszność związane w wysiłkiem, to najczęstsze objawy sugerujące powysiłkowy skurcz oskrzeli. U pacjenta z astmą, uwzględniając szczegółowe informacje dotyczące rodzaju wysiłku, czasu wystąpienia objawów i długości ich utrzymywania się, powysiłkowy skurcz oskrzeli możemy właściwie rozpoznać na podstawie wywiadu. Badanie fizykalne u większości pacjentów jest prawidłowe, nie wykazuje zmian osłuchowych nad płucami i powinno zostać ukierunkowane na wykluczenie np. zapalenia zatok, polipów, skrzywienia przegrody nosa czy dysfunkcji fałdów głosowych. Celem jednoznacznego potwierdzenia obturacji powysiłkowej konieczne jest jednak wykonanie testu prowokacji oskrzeli wysiłkiem, tym bardziej, że 40% dzieci z udokumentowanym PSO nie demonstruje objawów astmy w innych okolicznościach.
Objawy powysiłkowego skurczu oskrzeli:
duszność
kaszel
świszczący oddech
ból i uczucie ciasnoty w klatce piersiowej
nudności, wymioty
ból i drapanie w gardle
obniżona wydolność wysiłkowa
Test prowokacji oskrzeli wysiłkiem (TPOW)
Wskazania do wykonania testu prowokacji oskrzeli wysilkiem
diagnostyka niejasnych przypadków astmy
potwierdzenie remisji astmy, orzecznictwo, kaszel na tle alergicznym
podejrzenie zaburzeń ruchomości krtani
badania kwalifikacyjne przed podjęciem zatrudnienia
ocena stopnia nasilenia astmy
monitorowanie lub ocena skuteczności leczenia astmy
badania epidemiologiczne
W warunkach laboratoryjnych test przeprowadzamy przy użyciu bieżni lub cykloergometru. Odpowiedź oskrzeli na wysiłek, podobnie jak też inne czynniki wyzwalające obturację, uzależniona jest od podstawowej funkcji układu oddechowego. Pacjent, u którego istnieją wskazania do badania (5) może zostać zakwalifikowany, jeżeli wyjściowa wartość FEV1 jest równa co najmniej 80% wartości zwykle uzyskiwanej przez dziecko (norma indywidualna) i wyższa niż 75% wartości należnej. Przed badaniem należy odstawić leki bronchodilatacyjne, antyhistaminowe, preparaty kromoglikanu i nedokromilu oraz glikokortykosteroidy - zgodnie z zasadami obowiązującymi przy wykonywaniu wszystkich testów prowokacji oskrzeli (7).
Badanie czynnościowe wykonujemy bezpośrednio przed wysiłkiem (po przybyciu pacjenta do pracowni ergospirometrycznej). Wystarczające jest zmierzenie szczytowego przepływu wydechowego (PEF) lub forsownej objętości wydechowej pierwszosekundowej (FEV1). Następnie stosujemy wysiłek submaksymalny - raczej bezpieczny u pacjentów bez obciążającego wywiadu w kierunku schorzeń sercowo-naczyniowych, niemniej jednak w czasie próby wysiłkowej zalecane jest ciągłe monitorowanie czynności serca (ryc. 2). U dzieci poniżej 12 r.ż. dla ujawnienia PSO wystarcza 6-minutowy bieg lub jazda na rowerze. U dzieci starszych często konieczne jest przedłużenie wysiłku do 8 minut (8). Intensywność wysiłku dozujemy indywidualnie, uzyskując obciążenie submaksymalne w ciągu 3 pierwszych minut i kontynuując przez kolejne 3 minuty. W praktyce, do określenia intensywności wysiłku najczęściej stosuje się pomiar tętna, jakkolwiek bardziej dokładnym jest pomiar wentylacji minutowej: powinna osiagnąć 40-60% maksymalnej wentylacji dowolnej (MVV). Po osiągnięciu docelowej czynności serca lub wentylacji minutowej wysiłek powinien trwać co najmniej 4 minuty. Badanie spirometryczne wykonujemy w 1, 3, 5, 10 15 i 30 minucie po zakończeniu wysiłku (5, 6, 7, 8).
Wynik badania, czyli stopień odpowiedzi oskrzeli na wysiłek wyrażamy za pomocą wskaźnika procentowego spadku FEV1 (PEF):
wartość przed wysiłkiem - najniższa wartość po wysiłku
wartość przed wysiłkiem x 100%
Spadek FEV1 o 10% i wyższy (uzyskany w warunkach laboratoryjnych) uważany jest za reakcję dodatnią (6).
Leczenie i zapobieganie
Lekami z wyboru stosowanymi w celu przerwania nieustępujących samoistnie lub przedłużających się objawów obturacji powysiłkowej są §-2-mimetyki krótkodziałające (9).
W profilaktyce astmy indukowanej wysiłkiem mogą być stosowane zarówno metody farmakologiczne jak i niefarmakologiczne. Ostrego skurczu oskrzeli można uniknąć poprzedzając intensywny wysiłek krótką rozgrzewką - sposób prosty, ale możliwy do zastosowania tylko przed planowaną aktywnością ruchową i dający krótkotrwałą protekcję. Skutecznym zabezpieczeniem jest również poprawa ogólnej kondycji fizycznej oraz używanie w czasie intensywnego wysiłku specjalnej maseczki na nos i usta. Zapewnienie ochrony przed powysiłkowym skurczem oskrzeli na dłuższy okres, wymaga prewencji farmakologicznej. Skuteczność i czas trwania ochrony zależą od użytego preparatu. Najczęściej stosowane wziewne §2-mimetyki krótko- i długodziałające oraz kromony, wymagają podania na 10-15 min przed wysiłkiem. Użyteczność innych bronchodilatatorów (metyloksantyn i leków antycholinergicznych) jest ograniczona, ze względu na długi czas jaki upływa od przyjęcia leku do chwili rozpoczęcia jego działania. Objawy wywoływane przez wysiłek, będące wyrazem nadreaktywności oskrzeli zmniejsza również systematyczne leczenie przeciwzapalne glikokortykosterydami lub lekami antyleukotrienowymi (9).
Piśmiennictwo:
1. Jones RS, Buston MH, Wharto MJ. The effect of exercise on ventilatory function in the child with asthma. Br J Dis Cild. 1962, 56: 78-86.
2. Backer V, Ulric CS. Bronchial responsiveness to exercise in random sample of 494 children and adolescent from Copenhagen. Clin Exp Allergy. 1992, 22: 741-747.
3. Anderson SD, Schoeffel RE, Black JL, Daviskas E. Airway cooling as the stimulus to exercise-induced asthma - a reevaluation. Eur J Resp Dis. 1985, 67: 20-30.
4. Mc Fadden ER. Hypotesis: exercise induced asthma as a vascular phenomenon. Lancet. 1990, 335: 880-883.
5. Folgering H, Palange P, Anderson S. Clinical exercise testing with refrence to lung diseases: indications and protocols. W: Roca J, Whipp BJ, Clinical Exercise Testing. 1997, 51-71.
6. Górski P, Szmidt M. Testy prowokacyjne w alergii wziewnej. W: Standardy w alergologii, część I.
7. Sterk PJ, Fabbri LM, Quanjer PH i wsp. Arway responsiveness, standarized. Challenge testing with pharmacological, physical and sensitizing stimuli in adults. Eur Resp J. 1993, 6, supp. 16: 53-83.
8. ATS Board of Directors. Guide for metacholine and exercise challenge testing -1999. Am J Resp Crit Care Med. 2000, 161: 309-329.
9. Clark TJH i wsp. Global strategy for asthma management and prevention. 2002. NIH Publication No 02-3659.
