CC BY
354
Функциональные методы исследования
Диагностика бронхиальной гиперреактивности (бронхоспазма) с помощью теста
I W W
с физической нагрузкой
О.И. Савушкина, А.В. Черняк
В статье подробно описана роль теста с физической нагрузкой в постановке диагноза бронхиальной астмы, представлены основные показания, противопоказания, протокол исследования и критерии бронхиальной гиперреактивности при проведении теста.
Ключевые слова: тест с физической нагрузкой, бронхопровокационный тест, астма физического усилия, диагностика.
Бронхиальная гиперреактивность (БГР), бронхоспазм, спровоцированный физическими упражнениями, чаще всего встречается у пациентов с бронхиальной астмой (БА), хотя общепризнано, что физическая нагрузка (ФН) провоцирует, а не вызывает БА [1].
Бронхиальная астма является заболеванием, гетерогенным по своей природе и вариабельным по течению. Гетерогенность проявляется в отношении возраста дебюта, триггеров заболевания, паттерна воспаления, тяжести клинических проявлений и ответа на терапию. Выделение фенотипа и триггеров БА позволяет оптимизировать лечение и достигнуть контроля заболевания. Как указано выше, одним из триггеров БА является ФН, что особенно характерно для так называемой астмы физического усилия (АФУ) [2].
Бронхоспазм вследствие ФН обычно развивается в течение 10-15 мин после прекращения нагрузки (редко во время нагрузки). Пациенты отмечают типичные симптомы БА или длительный кашель, которые могут пройти самостоятельно в течение 30-45 мин. Некоторые формы нагрузки (например, бег) вызывают симптомы БА чаще, чем другие. Быстрое уменьшение симптомов постнагрузочного бронхоспазма после ингаля-
Ольга Игоревна Савушкина - канд. биол. наук, зав. отделением внешнего дыхания центра функционально-диагностических исследований ФГКУ "Главный военный клинический госпиталь им. акад. Н.Н. Бурденко" МО РФ, Москва.
Александр Владимирович Черняк - канд. мед. наук, зав. лабораторией функциональных и ультразвуковых методов исследования ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
ции Р2-агониста или предотвращение развития симптомов благодаря ингаляции Р2-агониста перед ФН свидетельствуют в пользу диагноза БА. Иногда у детей БА проявляется только при ФН. У таких больных или при сомнениях в диагнозе целесообразно провести пробу с ФН [3].
Однако сама ФН не является строго необходимой, чтобы спровоцировать приступ БА. К той же реакции может приводить гипервентиляция. Кроме того, выявлены и другие факторы, оказывающие влияние на БГР, такие как температура вдыхаемого воздуха и содержание воды в нем. Результаты исследования показали, что приступа БА при ФН можно избежать, если вдыхаемый воздух насыщен водяными парами и его температура близка к температуре тела. Следовательно, АФУ может быть спровоцирована охлаждением вдыхаемого воздуха и/или уменьшением его относительной влажности [4].
Вначале считалось, что раздражителем служит только охлаждение дыхательных путей (ДП) [5]. Однако впоследствии было установлено, что потеря воды за счет ее испарения с поверхности тела и слизистых при ФН является более важной причиной развития постнагрузочного бронхо-спазма, так как обусловливает преходящее увеличение осмолярности жидкости, выстилающей эпителий ДП [1]. In vitro было также выявлено, что гиперосмолярность стимулирует высвобождение медиаторов воспаления из тучных клеток ДП, таких как гистамин и лейкотриены, которые вызывают сужение ДП за счет сокращения гладкой мускулатуры бронхиального дерева [4, 6, 7].
Патогенез развития бронхоспазма после ФН представлен на рис. 1. Позднее было сделано предположение, что сосудистая гиперемия и отек слизистой бронха играют большую роль в развитии бронхоконстрикции, чем сокращение гладкой мускулатуры бронхов [9, 10]. В настоящее время не существует прямых оснований для поддержания любой из этих двух гипотез, и требуются дальнейшие исследования для прояснения этого вопроса.
Показанияи противопоказания к проведению теста с ФН
Тест с ФН является провокационным методом для выявления АФУ. Однако если естественная ФН провоцирует приступ БА у 70-80% пациентов с подтвержденным диагнозом, то при проведении теста с ФН в условиях исследовательской лаборатории установлено, что тест имеет низкую чувствительность (частота положительной реакции составляет 7-16%), но высокую специфичность (80-98%) [1, 11]. Таким образом, применение нагрузочного тестирования для выявления бронхоспазма, индуцированного ФН, обладает высокой положительной прогностической значимостью. Выполнение теста с ФН с целью выявления БГР особенно полезно у детей, но его не рекомендуют проводить у пожилых пациентов [1].
Показания к проведению бронхопровокаци-онного теста с ФН следующие [7]:
1) диагностика БА у пациентов с приступами удушья во время или после ФН;
2) оценка эффективности и подбор оптимальных доз бронходилататоров с целью предотвращения АФУ;
3) оценка эффективности противовоспалительной терапии.
Абсолютные противопоказания к проведению теста с ФН [7, 12, 13]:
1) исходное значение объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВх) <75% от должного;
2) инфаркт миокарда менее 3 мес назад;
3) неконтролируемая артериальная гипертония: систолическое артериальное давление (АД) >200 мм рт. ст., диастолическое АД >100 мм рт. ст.;
4) нестабильная стенокардия с высоким риском развития инфаркта миокарда;
5) неконтролируемая аритмия с клиническими проявлениями или гемодинамическими нарушениями;
6) тяжелый аортальный стеноз;
7) декомпенсированная сердечная недостаточность;
8) острая тромбоэмболия легочной артерии или инфаркт легких;
9) острый миокардит, острый перикардит;
10) спонтанный пневмоторакс;
11) расслаивающая аневризма аорты.
Относительные противопоказания к проведению теста с ФН [7, 12]:
1) невозможность по каким-либо причинам получить воспроизводимые результаты при вы-
Таблица 1. Лекарственные препараты и продукты питания, которые необходимо отменить перед выполнением теста с ФН [7]
Препараты,продукты Период отмены перед исследованием, ч
Короткодействующие ингаляционные бронхолитики (сальбутамол, фенотерол и др.) 8
Ингаляционные бронходилататоры средней продолжительности действия 24
Длительнодействующие бронходилататоры (салметерол, формотерол, тиотропий) 48
Короткодействующие пероральные теофиллины 12
Теофиллины средней продолжительности действия 24
Пролонгированные теофиллины 48
Таблетированные в2-агонисты 24
Кромогликат и содержащие его комбинированные препараты 8
Недокромил 48
Ингибиторы лейкотриеновых рецепторов 24
Антигистаминовые препараты 48
Ингаляционные глюкокортикостероиды 24
Кофе, чай, шоколад, кока-кола В день исследования
Таблица 2. Последовательность увеличения ФН при проведении теста на тредмиле [15]
Ступень Продолжительность, мин Достигнутая ЧСС, % от максимальной Скорость дорожки Уровень наклона, %
I 2 50,0 4 км/ч 0
II 2 70,0 2/3 от максимальной* 5,0
III 5-8 90,0 Максимальная* 5,0
* См. рис. 2.
полнении пациентом маневра форсированного выдоха;
2) беременность или кормление грудью;
3)эпилепсия;
4) стеноз ствола левой коронарной артерии;
5) умеренные клапанные стенозы;
6) электролитные нарушения;
7) тахиаритмии или брадиаритмии;
8) гипертрофическая кардиомиопатия или другие болезни с обструкцией выходного тракта левого желудочка;
9) психическая или физическая неполноценность, обусловливающая невозможность адекватного проведения нагрузки;
10) высокая степень атриовентрикулярной блокады.
Методология проведения тестирования
Подготовка пациента:
1) пациент должен быть одет в спортивную одежду, которая не стесняет движения, и обут в удобную спортивную обувь;
2) после приема пищи до начала исследования должно пройти 2 ч, еда не должна быть обильной;
3) пациент должен воздерживаться от энергичных физических упражнений на протяжении не менее 4 ч до исследования;
4) в течение соответствующего периода следует отменить лекарственные препараты и продукты питания, снижающие БГР (табл. 1).
Исследование должно проводиться в помещении с температурой воздуха 20-25°С и относительной влажностью менее 50%.
Тест с ФН с целью выявления БГР можно проводить как на велоэргометре, так и на тредмиле.
Во время теста с ФН интенсивность работы выбирается таким образом, чтобы в течение 3-4 мин достигнуть 40-60% от должной максимальной вентиляции легких (МВЛ) пациента:
МВЛ = ОФВ
1 должн
(л) х 35
и поддерживать достигнутый уровень в течение 4 мин нагрузки.
При проведении теста с ФН на велоэргометре в качестве критерия достижения необходимого уровня вентиляции легких вычисляется конечная мощность работы по уравнению
Работа (Вт) = 53,76 х ОФВх (л) - 11,07,
где ОФВх - максимальная величина ОФВх, измеренная перед тестом с ФН.
Для 1-й минуты мощность работы устанавливается на уровне 60% от конечной мощности, на 2-й минуте - на уровне 75%, на 3-й минуте -на уровне 90%, на 4-й минуте устанавливается 100% конечная мощность, которая поддерживается в течение 4 мин.
При проведении исследования на тредми-ле протокол выбирается таким образом, чтобы, начав с низкой скорости при небольшом угле наклона, постепенно увеличивать сначала скорость ходьбы, затем угол наклона дорожки (до 4,5-9 км/ч и 10-15% соответственно [4, 7]) с целью достижения в течение 2-3 мин 80-90% максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС ):
4 макс'
ЧССмакс = 220 - возраст (годы) [7].
Как только соответствующая ЧСС будет достигнута, следует, если это возможно, продолжать тест еще в течение 4-6 мин, поддерживая ЧСС на достигнутом уровне.
У детей 5-16 лет быстрая ходьба или бег со скоростью 4,8 км/ч при наклоне дорожки 10-15% в течение 6-8 мин позволяют достигнуть 60-85% максимального потребления кислорода, что является мощным триггером развития бронхоспаз-ма [14].
P.A. Eggleston et al. предлагают для пациентов 20-30 лет использовать следующую последовательность увеличения ФН при проведении теста на тредмиле (табл. 2) [15]. Максимальная скорость движения дорожки определяется по номограмме в зависимости от роста пациента (рис. 2).
Наибольший бронхоспастический эффект при проведении теста с ФН достигается в том случае, если пациент выполняет довольно высокую ФН в течение короткого периода. Продолжительная ФН (более 12 мин) уменьшает БГР [7].
Протокол исследования
1. До начала нагрузочного тестирования необходимо оценить исходную величину ОФВ1, соблюдая стандарты выполнения маневра форсированного выдоха, рекомендованные ATS (American Thoracic Society - Американское торакальное общество) и ERS (European Respiratory Society - Европейское респираторное общество) в 2005 г. [16], и зафиксировать его наибольшее значение.
2. Во время нагрузочного тестирования нос пациента плотно закрывается зажимом, чтобы обеспечить дыхание через рот, так как дыхание через нос уменьшает эффект дегидратации и снижает степень увеличения осмолярности жидкости, выстилающей слизистую ДП.
3. По просьбе пациента нагрузочное тестирование может быть остановлено в любой момент. Кроме того, прекращать нагрузочное тестирование следует в соответствии с рекомендациями ACC/AHA (American College of Cardiology/American Heart Association - Американская коллегия кардиологов/Американская ассоциация кардиологов) Practice Guidelines Update for Exercise Testing [17].
4. На протяжении всего исследования, а также в течение 5 мин после его окончания необходимо мониторировать ЧСС, электрокардиограмму и АД.
5. После завершения теста с ФН через 1, 3, 5, 7, 10 и 15 мин отдыха измеряют ОФВ1. Для этого на каждом временном этапе необходимо выполнить хотя бы 2 приемлемых маневра форсированного выдоха и зафиксировать наибольшее значение ОФВ1 (разница между двумя показателями на каждом временном этапе не должна превышать 200 мл, а продолжительность выдо-
Рост, см
Рис. 2. График зависимости скорости движения дорожки тредмила от роста пациента для достижения 90% от ЧСС . Пунктирные линии -
макс ^ 1
границы стандартных отклонений от среднего значения [15]. Наклон тредмила для возрастной группы <20 лет - >6%, 20-30 лет - 4-5%, >30 лет - 2-3%.
ха может ограничиваться 2-3 с, так как этого достаточно, чтобы оценить величину ОФВх) [7]. Вместе с тем следует инструктировать пациента, что каждую попытку маневра форсированного выдоха он должен выполнять энергично и продолжительно, даже если ощущает стеснение в груди. В противном случае можно получить необоснованное занижение величины ОФВг
6. По завершении протокола пациенту всегда дают бронходилататор - Р2-агонист в виде аэрозоля [1].
Оценка результатов исследования
В окончательном протоколе исследования необходимо указать:
1) мощность достигнутой нагрузки (в Вт) при проведении исследования на велоэргометре или достигнутые скорость бега и угол наклона при проведении исследования на тредмиле;
2) достигнутые ЧСС и АД, причину прекращения теста, жалобы, изменения на электрокардиограмме, динамику ЧСС и АД в восстановительный период;
3) процент снижения (если оно было зафиксировано) величины показателя ОФВх л), зарегистрированного в каждом временном промежутке, по отношению к его исходному значению (X, л). Снижение ОФВх (в %) рассчитывается по формуле ^ - Х)/Х х 100%;
: Повышение
- \ ^^^ Снижение
Нагрузка i i i i В покое 1 1 "
О 5 10 15 20 25 30 _Время, мин_
Рис. 3. Оценка реакции бронхов (ОФВ1) на ФН.
Рис. 4. Оценка степени тяжести БГР при проведении теста с ФН.
4) наименьшее полученное значение ОФВ1 (в % от должного), зарегистрированное после окончания теста с ФН.
Не следует прекращать постнагрузочный контроль ОФВ1 сразу, как только достигнуто его снижение на 10% от исходного значения, так как не факт, что это самое низкое значение. Самое низкое значение ОФВ1 определяется следующим образом: если на двух последовательных временных интервалах (например, на 10-й и 15-й минутах) величина ОФВ1 больше, чем на 5-й минуте, то значение ОФВ1 на 5-й минуте считается наименьшим. В постнагрузочный период величина ОФВ1 может изменяться по-разному, однако в большинстве случаев самые низкие показатели регистрируются через 5-10 мин после прекращения нагрузки [7].
Тест считается положительным, если зафиксировано снижение величины ОФВ1 на 10% и более по сравнению с исходным значением, полученным до нагрузочного тестирования (рис. 3) [1]. Степень реактивности ДП к ФН определяют как тяжелую БГР, если снижение ОФВ1 после ФН составляет >50% от исходного значения, как умеренную БГР - при его снижении на 25-50%,
как легкую БГР - при снижении на 10-25% и как норму - при снижении <10% (рис. 4).
Однако, по данным разных авторов, критерии положительной реакции на нагрузочное тестирование с целью выявления БГР колеблются от 7 до 20% снижения ОФВХ от исходного значения [18]. Вместе с тем любое снижение ОФВХ в постнагрузочный период может считаться диагностически значимым, так как у здоровых пациентов в указанный период ОФВр как правило, увеличивается [7], потому что сама по себе ФН в норме оказывает бронходилатирующее действие. Поскольку нормальная вариабельность величины ОФВХ в течение суток не превышает 5% [15], то можно считать бронхопровокационный тест с ФН положительным при снижении ОФВХ в постнагрузочный период на 5% и более. Однако это утверждение нуждается в дополнительных исследованиях.
С помощью теста с ФН можно выявить БГР даже в отсутствие активного воспаления в бронхах, при исходно нормальных спирометрических показателях, при отсутствии положительной реакции на бронходилататор и клинических проявлений в момент исследования у пациентов с БА [13]. Таким образом, этот метод существенно расширяет возможности диагностики БА, в том числе на ранних этапах заболевания.
Список литературы
1. Quanjer P.H. et al. // Eur. Respir. J. 1993. V. 6. Suppl. 16. P. 5.
2. Авдеев С.Н. и др. // Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2013. № 2. С. 15.
3. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (пересмотр 2011 г.) / Под ред. А.С. Белевского. М., 2012.
4. Sterk P.J. et al. // Eur. Respir. J. Suppl. 1993. V. 16. P. 53.
5. McFadden E.R. Jr., Ingram R.H. Jr. // N. Engl. J. Med. 1979. V. 301. № 14. P. 763.
6. Eggleston P.A. et al. // Am. Rev. Respir. Dis. 1987. V. 135. № 5. P. 1043.
7. Crapo R.O. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2000. V. 161. № 1. P. 309.
8. Anderson S.D., Kippelen P. // Curr. Allergy Asthma Rep. 2005. V. 5. № 2. P. 116.
9. McFadden E.R. Jr. // Lancet. 1990. V. 335. № 8694. P. 880.
10. Gilbert L.A., McFadden E.R. // J. Clin. Invest. 1992. V. 90. № 3. P. 699.
11. Demissie K. et al. // Ann. Epidemiol. 1998. V. 8. № 3. P. 201.
12. American Thoracic Society; American College of Chest Physicians // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003. V. 167. № 2. P. 211.
13. Методические рекомендации по диагностике и лечению бронхиальной астмы и синдрома бронхиальной гиперреактивности у спортсменов / Под ред. А.Г. Чучалина. М., 2012.
14. Silverman M., Anderson S.D. // Arch. Dis. Child. 1972. V. 47. № 256. P. 882.
15. Eggleston P.A. et al. // J. Allergy Clin. Immunol. 1979. V. 64. № 6. Pt. 2. P. 642.
16. Pellegrino R. et al. // Eur. Respir. J. 2005. V. 26. № 5. P. 948.
17. Fletcher G.F. et al. // Circulation. 2001. V. 104. № 14. P. 1694.
18. Dickinson J.W. et al. // Thorax. 2006. V. 61. № 2. P. 111.
