Podyplomie

Badania wysiłkowe w diagnostyce chorób układu oddechowego

Tadeusz Przybyłowski

Wstęp

Podstawowym celem płucno-sercowego testu wysiłkowego (CPET – cardiopulmonary exercise testing), zwanego również badaniem ergospirometrycznym, jest ocena zintegrowanej odpowiedzi na dokładnie określony bodziec stresowy, jakim jest wysiłek fizyczny. Dokładna analiza parametrów rejestrowanych podczas CPET pozwala na udzielenie odpowiedzi na dwa pytania:

  • czy reakcja osoby badanej na wysiłek fizyczny jest prawidłowa
  • (w sytuacji reakcji nieprawidłowej): który układ/narząd w największym stopniu odpowiada za zaburzenia.

Podstawy fizjologicznej reakcji na wysiłek fizyczny

Aby doszło do skurczu mięśni i wykonania wysiłku fizycznego, konieczna jest zamiana energii chemicznej pochodzącej z posiłków na energię mechaniczną. Energia węglowodanów i tłuszczów (poza okresem głodzenia białka nie są podstawowym źródłem energii) nie może być wykorzystana bezpośrednio do pracy mięśniowej – musi najpierw zostać zmagazynowana w postaci trifosforanu adenozyny (ATP), podstawowego źródła energii dla komórek mięśniowych. Choć ATP jest tak istotnym źródłem energii, jego stężenie w komórkach mięśniowych jest bardzo niewielkie (ok. 5 mM/kg). Ocenia się, że jeżeli nie byłoby możliwości odtwarzania zasobów ATP, ta ilość wystarczyłaby na kilka zaledwie sekund intensywnej pracy mięśniowej.

Beztlenowy i tlenowy szlak odnawiania zasobów ATP

W trakcie wysiłku fizycznego zasoby ATP są odnawiane na drodze tlenowej przemiany substratów energetycznych (głównie glikogenu oraz wolnych kwasów tłuszczowych), beztlenowej hydrolizy fosfokreatyny oraz beztlenowego metabolizmu glikogenu i glukozy. Podczas wysiłku o umiarkowanej intensywności podstawowym źródłem ATP jest tlenowa przemiana węglowodanów oraz wolnych kwasów tłuszczowych. Jeżeli podczas wysiłku o większej intensywności zapotrzebowanie na energię przekracza możliwości tlenowej resyntezy ATP, istotną rolę zaczynają odgrywać mechanizmy beztlenowe przebiegające z nagromadzeniem mleczanów. Nadmiar H+, rezultat nasilenia beztlenowych procesów metabolicznych, jest jedną z głównych przyczyn nasilenia wentylacji podczas wysiłku. Może mieć również istotny udział w pojawianiu się duszności.

Reakcja układu krążenia na wysiłek fizyczny

Zwiększenie rzutu serca

Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na tlen, rzut serca podczas wysiłku zwiększa się: u osób zdrowych z wartości spoczynkowych rzędu 5 l/min do 20-25 l/min, a u wyczynowych sportowców nawet do 35-40 l/min. Objętość wyrzutowa serca zwiększa się wraz z rosnącym obciążeniem aż do poziomu odpowiadającego 45% maksymalnego pochłaniania tlenu (VO2max). Zgodnie z równaniem Ficka: