Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

   Η δυσανοχή στην κόπωση είναι η ανικανότητα να εξασφαλιστούν οι ενεργειακές απαιτήσεις, για την επιτέλεση προβλεπόμενου μεγέθους έργου. Ο στόχος της κλινικής δοκιμασίας στην άσκηση είναι η ώθηση των συστημάτων (κυρίως καρδιαγγειακού και πνεύμονος, που εισφέρουν στην εμφάνιση δυσανοχής) ως ένα επίπεδο, στο οποίο η δυσανοχή καθίσταται ευδιάκριτη από το μέτρο ή το profil των κατάλληλα, προς τούτο, επιλεγμένων παραμέτρων. Η εκτίμηση του ”φυσιολογικού” ή αλλιώς, των παραμέτρων που καθορίζουν τη συμπεριφορά των οργάνων στην κόπωση, απαιτεί την επιλογή και εμφάνιση  εκείνων των παραμέτρων που ακριβώς αποτυπώνουν την έλευση της κοπώσεως. Η διερεύνηση, ακολούθως, βασίζεται σε δύο συσχετιζόμενων ομάδων παραμέτρων, αναγνωρίζοντας το μέγεθος ή τον τύπο της αποκλίσεως από ό,τι είχε προηγούμενα ορισθεί, ως φυσιολογικό, ανάλογα με το φύλο, την ηλικία και τη συνήθη δραστηριότητα του ατόμου. Ακολούθως, επιχειρείται η ταύτιση των αποκλίσεων με γνωστά νοσογραφικά πρότυπα.
H δυσανοχή στην άσκηση, τυπικά, είναι το αποτέλεσμα ανεπάρεκιας ενός ή περισσοτέρων από τα συστήματα που εμπλέκονται στη μεταφορά οξυγόνου και τις μιτοχονδιακές αλύσους μεταφοράς ηλεκτρονίων, που συνδέονται με την οξειδάση του κυτοχρώματος. Η συνέπεια, τυπικά, είναι η εμφάνιση δύσπνοιας και εξάντληση των άκρων. Εν τούτοις, η μετάπτωση από την αναγνώριση μιας διαταραχής στην αναγνώριση της αιτίας της και των συνεπειών της στη δραστηριότητα, προϋποθέτει σαφή κατανόηση της φυσιολογίας των συστηματικών απαντήσεων.
μύες
Μπορούν να κατανοηθούν ως μονάδες ασκήσεως δυνάμεως και ταξινομούνται ανάλογα με τη δύναμη συστολής και τις ιστοχημικές τους ιδιότητες. Ο κινητικός νευρώνας νευρώνει πληθώρα μυϊκών ινών του σκελετικού μυ, που παριστά μια κινητική μονάδα.
Αναγνωρίζονται δύο τύποι μυϊκών ινών, οι τύπου Ι και ΙΙ.
Οι τύπου Ι, βραδείας συσπάσεως, έχουν σχετικά μεγάλο χρόνο να φτάσουν στην αιχμή της δυνάμεώς τους, που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δράση της μυοσίνης-αδενοσινοτριφωσφατάσης, υψηλή μιτοχονδιακή περιεκτικότητα υψηλές συγκεντρώσεις οξειδωτικών ενζύμων, πυκνό δίκτυο τριχοειδών και μυοσφαιρίνη, που θεωρείται ότι διευκολύνει τη διάχυση του Ο₂ στο μυ. Οι σκελετικοί μύες τύπου Ι, επομένως, ανθίστανται στην εξάντληση, με υψηλή οξειδωτική και χαμηλή γλυκολυτική ικανότητα.
Οι τύπου ΙΙ, ταχείας συσπάσεως, μυϊκές ίνες έχουν σχετικά μικρό χρόνο να φτάσουν στην αιχμή της δυνάμεώς τους, ως αποτέλεσμα διαφορετικής δραστηριότητας της μυοσίνης αδενοσινοτριφωσφατάσης χαμηλή πυκνότητα μιτοχονδρίων και συγκενρώσεις μιτοχονδιακών ενζύμων. Επομένως, χαρακτηρίζονται από μικρή αντίσταση στην εξάτληση και έχουν μικρή οξειδωτική και υψηλή γλυκολυτική ικανότητα.
Η φυσιολογική συνέπεια της παραγωγής έργου κατά τη διάρκεια της ασκήσεως εξαρτάται από το μυϊκό τύπο που ενεργοποιείται στην ασκηση. Σε δοκιμασίες προοδευτικά αυξανόμενου έργου, κινητοποιούνται πρώτα οι μικρότερες, τύπου Ι, κινητικές μονάδες και ακολουθούν οι, μεγαλύτερες, τύπου ΙΙ, όταν η ταχύτητα παραγωγής έργου αυξάνεται. Έτσι, ανάλογα με το έργο στρατολογείται ο κατάλληλος τύπος μυϊκής ινός. Σημειώνεται ότι διάφορες παθολογικές καταστάσεις εμπλέκονται στη σύνθεση των σκελετικών μυών και, επομένως, στην ικανότητα παραγωγής έργου. Έχει αναγνωρισθεί μυϊκή ατροφία των μυϊκών ινών τύπου Ι, επί ΧΑΠ.
μεταβολισμός
Κατά την άσκηση, καταβολίζεται συνδυασμός λιπών και γλυκόζης, που, ουσιωδώς, έχουν την ίδια ικανότητα να παράγουν ΑΤΡ.  Για την άρση βαρών, τα λίπη υπερέχουν του γλυκογόνου, ως προς την αποδιδόμενη ενέργεια. Συγκεκριμένα, ενώ το λίπος αποδίδει 9.1kcal/g, η γλυκόζη αποδίδει μόνο 3.8 kcal/g. Εν τούτοις, οι υδατάνθρακες χρειάζονται λιγότερο Ο₂ και αποδίδουν ~15% περισσότερη ενέργεια για κάθε λίτρο χρησιμοποιούμενου Ο₂, συγκριτικά με το λίπος., το οποίο, επίσης, παράγει κατά 25% λιγότερο CO₂, με αποτέλεσμα την αύξηση του αερισμού για την παραγωγή συγκεκριμένου έργου. Οι διαφορές αυτές αναδεικνύονται σημαντικότερες επί πνευμονοπαθειών, που επιβάλλουν όριο στον αερισμό, που παριστά τον σημαντικότερο παράγοντα στη δυσανοχή στην άσκηση.
Υπό αναερόβιες συνθήκες, οι υδατάνθρακες αποτελούν το υποχρεωτικό μεταβολικό υπόστρωμα, καθώς παράγεται λιγότερο ΑΤΡ (~12 φορές) συγκριτικά με την αερόβια οξείδωση. Παράγεται γαλακτικό οξύ, το οποίο διασπάται σε γαλακτικό ανιόν και πρωτόνια, υπό φυσιολογικό pH. Η ρύθμιση αναλογίας των πρωτονίων από τo ρυθμιστικό σύστημα  ΗCO₃^-, απολήγει στην παραγωγή πρόσθετου CO₂, συγκριτικά με το παραγόμενο κατά τον αερόβιο μεταβολισμό.

παραγωγή CO₂. V̇CO₂ . Αναφέρεται στο ποσόν του διοξειδίου του άνθρακος που απάγεται από τον οργανισμό με την εκπνοή (κυρίως) στη μονάδα του χρόνου ώστε εκφέρεται σε ml/min. Η φυσιολογική του τιμή σε συνθήκες ηρεμίας είναι ~200 ml/min. Η τιμή αυξάνεται προοδευτικά με την αύξηση της άσκησης και συνεχίζει να αυξάνεται μετά την ολοκλήρωση της άσκησης, καθώς οι μύες συνεχίζουν να παράγουν CO₂ πριν επιστρέψουν σε φάση ανάπαυσης, μετά παρέλευση ορισμένου χρόνου. Σημειώνεται ότι η απαγωγή του CO2 μπορεί να είναι διαφορετική της παραγωγής του από τις μεταβολικές δραστηριότητες του σώματος αλλά σε συνθήκες σταθερότητας η παραγωγή και η απαγωγή είναι ίσες. 

κλάσμα νεκρού χώρου V_D/V_T. Παριστά μέτρηση του φυσιολογικού νεκρού χώρου στους πνεύμονες, δηλαδή του ποσού του εισπνεόμενου αέρα που δε συμμετέχει στην ανταλλαγή αερίων με τα πνευμονικά τριχοειδή. Δεν έχει διαστάσεις και εκφέρεται σαν απόλυτος αριθμός και, συνήθως δεν αποτελεί στάνταρτ μέτρηση, στις δοκιμασίες λειτουργικού ελέγχου της αναπνοής, αλλά μπορεί να υπολογιστεί, εάν είναι γνωστά ένα διατίθενται ΑΑΑΑ. Η τιμή του κυμαίνεται, εν γένει, μεταξύ 0.25-0.35. η αποτυχία να μειωθεί ή η αύξηση γης τιμής του, εν γένει, είναι ένδειξη είτε υπάρξεως πνευμονικής αγγειοπάθειας, ή διάμεσης πνευμονοπάθειας. μερικές φορές εξάγεται ως παράγωγο της μέτρησης του τελοεκπνευστικού διοξειδίου του άνθρακος, αν και η μετρηση αυτή δεν ταυτίζεται απόλυτα με την πραγματική τιμή και μάλλον πρέπει να αποφεύγεται. 

τελο-εκπνευστική μερική πίεση διοξειδίου του άνθρακος, (P_ETCO₂):

Είναι η PCO₂ του εκπνεόμενου αέρα. Μετριέται στο τέλος της της εκπνοής σε μονάδες mmHg. και είναι παράγωγο των μερικών πιέσεων του CO2 στον κυψελιδικό αέρα. Η τιμή του κυμαίνεται μεταξύ 35-40 mmHgσε φυσιολογικές καταστάσεις, κατά την ανάπαυση. Σε φυσιολογικά άτομα παραμένει εντός του εύρους των φυσιολογικών διακυμάνσεων, με την αύξηση της έντασης της άσκησης, μέχρις προσεγγιστεί το αναπνευστικό κατώφλι, μετά το οποίο θα μειωθεί. Η αποτυχία μείωσης ή αύξησης είναι δεικτική μειωμένης αναπνευστικής ικανότητας ή νευρομυϊκής διαταραχής. 

τελο-εκπνευστική μερική πίεση οξυγόνου, (P_ETO₂): αναφέρεται στη μερική πίεση οξυγόνου, στον εκπνεόμενο αέρα. Είναι μια μέτρηση που πραγματοποιείται στο τέλος της εκπνοής και μετριέται σε μονάδες mmHg. η τιμή κυμαίνεται τυπικά ~100-110  mmHg σε φυσιολογικά άτομα σε συνθήκες ηρεμίας.Σε φυσιολογικά άτομα η τιμή του θα παραμείνει πλησίον των φυσιολογικών τιμών κατά τη διάρκεια βαθμιδωτής άσκησης, μέχρις άφιξης στο κατώφλι αερισμού, αλλά σε ακόμη μεγαλύτερες βαθμίδες άσκησης θα αυξηθεί λόγω αύξηση του κατά λεπτού αερισμού. 

εφεδρικός καρδιακός ρυθμός.  Αναφέρεται στη διαφορά μεταξύ το μέγιστου καρδιακού που σημείωσε ο εξεταζόμενος στην αιχμή της κόπωσης και της από την ηλικία εξαρτώμενης θεωρητικής τιμής του (220-ηλικία). Ο φυσιολογικός καρδιακός ρυθμός είναι κατά κανόνα μικρότερος των 20-30/λεπτό. Λόγω της ευρείας διακύμανσής  του κατά την άσκηση, ο εφεδρικός καρδιακός ρυθμός, μεταξύ των φυσιολογικών ατόμων ή εκείνων υπό θεραπεία με β-αναστολείς, συνήθως, δεν αποτελεί αξιοποίησιμη μεταβλητή. 

μέγιστος εθελοντικός αερισμός. Αναφέρεται στο μέγιστο ποσό αέρος που μπορεί να εισπνευσθεί και να εκπνευσθεί από ένα φυσιολογικό άτομο. Μετράται μένα σπιρόμετρο, συνήθως πριν από την έναρξης της δοκιμασίας καρδιοπνευμονικής κόπωσης. Στον εξεταζόμενο υποδεικνύεται να πάρει όσο ταχύτερα όσο το δυνατόν μεγαλύτερες εισπνοές κι εκπνοές, επί διάστημα 12 δευτερολέπτων. Ο αερισμός που παράγεται στο διάστημα αυτό πολλαπλασιάζεται επί 5, προκειμένου να δοθεί μια εκτίμηση του μέγιστου εθελοντικού αερισμού. Χρησιμοποιείται συγκρινόμενος με τον ολικό κατά λεπτό αερισμό στην αιχμή της άσκησης προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα αναφορικά με την ικανότητα για άσκηση του εξεταζόμενου. Μερικές φορές χρησιμοποιείται η μορφή FEV₁X40 προκειμένου να τεθεί μια ένδειξη μέγιστου εθελοντικού αερισμού. 

Oξυγόνο παλμού Ο₂παλμού, Ο₂ pulse 
Αναφέρεται στην ποσότητα του οξυγόνου που προσλαμβάνεται από την πνευμονική κυκλοφορία ανά καρδιακό τόνο. Υπολογίζεται διαιρώντας τον V̇O₂ με την ταυτόχρονη καρδιακή συχνότητα. Μετριέται σε μονάδς mlO₂/ώση. Ο όρος προέρχεται από την εξίσωση Fick, ως παράγωγο του όγκου παλμού και την αρτηριοφλεβική διαφοράς οξυγόνου [C_(a-v)O₂]. Εάν θεωρηθεί ότι η αρτηριοφλεβική διαφορά Ο₂ φτάνει σε σημείο σταθεροποίησης, σε επίπεδα μεγίστης άσκησης τότε το Ο₂παλμούμπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποτύπωση του μέτρου του όγκου παλμού. Το μέτρο του εξαρτάται από το μέγεθος του εξεταζόμενου αλλά μπορεί να κυμανθεί από 8-18ml O₂/ώση. 

Πρόσληψη οξυγόνου, V̇O₂ 
αναφέρεται στην πρόσληψη οξυγόνου από τους πνεύμονες και απόδοσή του στους ιστούς, ανά μονάδα χρόνου. Στην ανάπαυση, η τιμή του κυμαίνεται σε 250 ml.min, αλλά είναι αυξημένη στους παχύσαρκους. Η μεγίστη κατανάλωση οξυγόνου, V̇O_2 max είναι η μεγίστη κατανάλωη οξυγόνου στην αιχμή της άσκησης δηλαδή στο σημείο όπου ο εξεταζόμενος δεν μπορεί να συνεχίσει και διακόπτει την άσκηση. Επομένως, καταλληλότερος είναι όρος V̇O_2 peak. Κλινικά, η διαφορά μεταξύ των δύο παραμέτρων είναι αμελητέα, και εξαρτάται από το μέγεθος και το φύλο. Οι παχύσαρκοι έχουν ένα εσφαλμένα διορθωμένο V̇O_2 max κι επομένως, συνήθως αναφέρεται η τιμή V̇O_2 max σε αναφορά με το ιδανικό σωματικό βάρος. 

δύναμη
Είναι το παραγόμενο έργο στην μονάδα χρόνου, σε μια δοκιμασία κόπωσης. Μετριέται σε Watts. Στα περισσότερα πρωτόκολλα καρδιοπνευμονικής κόπωσης εφαρμόζεται σύστημα βαθμιδωτής αύξησης του παραγόμενου έργου, αν και,υπάρχουν και πρωτόκολλα όπου παραμένει σταθερό. 

Αναπνευστικό πηλίκο, R
Αναφέρεται στο λόγο της παραγωγής διοξειδίου του άνθρακος,  V̇CO₂ προς το καταναλισκώμενο οξυγόνο, στην μονάδα του χρόνου,  V̇O₂ . R= V̇CO₂ / V̇O₂ . Κατά την ηρεμία, μεταξύ υγιών, η τιμή τους κυμαίνεται περί το 0.8 και αυξάνεται κατά τη διάρκεια παραγωγής εντατικού έργου, όπου γενικά υπερβαίνει τιμές 1.10 σε άτομα υπό μέγιστη προσπάθεια. Κατά τα τελικά στάδια της κόπωσης, η τιμή του αυξάνεται ακόμη περαιτέρω και μπορεί να λάβει τιμές, μέχρι 1.3-1.4, πριν επιστρέψει στα φυσιολογικά του όρια, επειδή η κατανάλωση Ο₂ μειώνεται δραστικά, αλλά οι μύες εξακολουθούν να αποφορτίζουν CO₂. 

Αναπνευστικό ισοδύναμο διοξειδίου του άνθρακος, V̇_E/V̇CO₂. 
Αναφέρεται στην ποσότητα, σε l, του αερισμού ανά λίτρο εκπνεόμενου CO₂, V̇_E/V̇CO₂. Η φυσιολογική του τιμή είναι, γενικά, 25-30 κατά την έναρξη της άσκησης, και αυξάνεται, περαιτέρω, καθώς ο εξεταζόμενος πλησιάζει το αναπνευστικό του κατώφλι. Παθολογικά αυξημένες τιμές αποτελούν δείκτη ανεπαρκούς αερισμού, που μπορεί να οφείλονται σε υπεραερισμό, ή αύξηση του νεκρού χώρου. Επειδή τόσο ο αριθμητής, όσο και ο παρονομαστής εκφέρονται με τις ίδιες διαστάσεις, το κλάσμα V̇_E/V̇CO₂ είναι καθαρός αριθμός. Μερικές φορές, το V̇_E/V̇CO₂ μπορεί να εμφανίζεται και ως ΕqCΟ₂. 

Αναπνευστικό ισοδύναμο οξυγόνου, V̇_E/V̇O₂.
Αναφέρεται σ΄έναν καθαρό αριθμό, λόγο της ποσότητας του εκπνευστικού αερισμού προς την ποσότητα του καταναλωθέντος οξυγόνου.Η φυσιολογική του τιμή κυμαίνεται μεταξύ 25-30 και αυξάνεται, όσο ο εξεταζόμενος αυξάνει το έργο που παράγει κατά την άσκηση, κινούμενος προς το αναπνευστικό του όριο. Υψηλές τιμές είναι δηλωτικές ανεπάρκειας του αερισμού που μπορεί να οφείλονται σε υπεραερισμό ή αύξηση του νεκρού χώρου. και αποτελεί δείκτη χαμηλής ανταλλαγής αερίων. Για άγνωστους λόγους, άτομα με καρδιακή ανεπάρκεια εμφανίζουν υψηλή τιμή V̇_E/V̇CO₂. Στις μελέτες καρδιοπνευμονικής κόπωσης, η τιμή αυτή μπορεί να εκφέρεται ως eqO₂.   

Αναπνευστική εφεδρεία, V̇_E,max/MVV X 100.
Αναφέρεται και ως εφεδρεία αερισμού και παριστά τη διαφορά μεταξύ του μέγιστου κατά λεπτό αερισμού που ο εξεταζόμενος εμφανίζει κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας κόπωσης και του μέγιστου εθελοντικού αερισμού, όπως υπολογίζεται θεωρητικά, ως FEV₁X40 (V̇_E,max/MVV X 100).Οι εξεταζόμενοι χωρίς παθολογικό υπόστρωμα, όπως π.χ., χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια αναμένεται να εμφανίσουν V̇_E,max/MVV X 100 κάτω από το 70-80% του μέγιστου εθελοντικού αερισμού.  
Αναπνευστικό κατώφλι
Επίσης ονομάζεται κατώφλι αναερόβιου αερισμού ή αναερόβιος ουδός (ουδός=κατώφλι). Παριστά το σημείο κατά το οποίο σε μια δοκιμασία κόπωσης, κατά το οποίο ο μεταβολισμός μεταπίπτει σε αναερόβιο, και αρχίζει να εμφανίζεται γαλακτική οξέωση. Το σημείο αυτό, συνήθως εμφανίζεται μόλις καλυφθούν τα 2/3 μέγιστης προσπάθειας. Σε απάντηση της προοδευτικά αυξανόμενης μεταβολικής οξέωσης εμφανίζεται ένας αντιρροπιστικός κατά λεπτό αερισμός. Η ταυτοποίηση της έλευσης του αναερόβιου κατωφλίου είναι κρίσιμο μέρος της ερμηνείας της καρδιοπνευμονικής κόπωσης και συζητείται λεπτομερώς σε άλλο μέρος του 'Θεματολογίου".   

 Η δοκιμασίες καρδιοπνευμονικής κοπώσεως