Lungenfunktion im Alter: Brauchen wir neue Referenzwerte?

Zusammenfassung

Einleitung: Die Bevölkerungsstruktur in Europa und die anthropometrischen Daten der Bewohner haben sich in den letzten drei Jahrzehnten deutlich verändert. Dieses wirft erneut die Frage nach der Verwendbarkeit der weit verbreiteten Referenzwerte der Europäischen Gemeinschaft für Kohle und Stahl (EGKS), die sich auf die ventilatorische Lungenfunktion beziehen, auf. Die EGKS-Referenzwerte wurden Ende der 70er-Jahre vornehmlich an Probanden im mittleren Lebensabschnitt gewonnen, für ältere Probanden muss daher eine Extrapolation über den Geltungsbereich der Sollwertfunktionen hinaus durchgeführt werden, die insbesondere unter dem Aspekt der Begutachtung zu Unsicherheiten und zu Nachteilen in der Beurteilung führt. Die EGKS-Werte, insbesondere die unteren Grenzwerte, werden im Vergleich zu aktuellen Untersuchungen [1] [2] vielfach als zu niedrig angesehen und sollten daher möglichst bald ersetzt werden.

Methoden: Wir überprüften die statischen und dynamischen Lungenvolumina und die maximalen Atemstromstärken an einem Kollektiv von 176 anamnestisch lungengesunden, nie rauchenden Männern im Alter von 20 – 90 Jahren und bezogen die Ergebnisse auf die Referenzwerte der EGKS, der SAPALDIA und LuftiBus.

Ergebnisse: Der Trend in der Altersabhängigkeit spirometrischer Parameter (VC, FVC, FEV₁, FEV₁ %FVC, PEF, MEF_75,50,25) kann über den Altersbereich von 70 Jahren hinaus mit einer linearen Funktion (y = – m × Alter + n) beschrieben werden. Für die Einsekundenkapazität (FEV₁) ergab sich die Funktion FEV₁ = – 0,046 × Alter + 6,11; r = 0,88. Diese lag bei den jüngeren Männern bei 108 ± 9,9 %, bei den mittelalten bei 105 ± 13,7 % und bei den älteren Probanden bei 97,3 ± 12,4 % der EGKS-Referenzwerte. Bei allen gemessenen Parametern wurde eine gegenüber den EGKS-Werten größere Steigung der Funktionen in Abhängigkeit vom Alter gefunden. Die Korrelation der Parameter zur Körpergröße entspricht hingegen weitgehend den EGKS-Werten.

Schlussfolgerungen: Die Messwerte der ventilatorischen Lungenfunktion von lungengesunden jüngeren Probanden liegen über den Sollwerten der EGKS, während die der älteren Probanden im Mittel leicht unter den extrapolierten Sollwerten der EGKS liegen. Der Altersgang verläuft demnach steiler als durch die EGKS-Referenzwerte beschrieben. Unsere Ergebnisse erlauben durchaus eine Extrapolation der Sollwerte über den angegebenen Bereich hinaus. Das Problem liegt vornehmlich in der Beurteilung anhand des unteren Grenzwertes für kleinere und ältere Menschen. Die alternativ diskutierten Referenzwertgleichungen der SAPALDIA-Studie, der NHANES- und zum Teil auch der LuftiBus-Studie liegen zwar höher, doch können sie den benötigten Umfang an Messgrößen oder den erforderlichen Altersbereich nicht abdecken. Eine multizentrische Studie zur Gewinnung neuer Sollwerte wäre daher notwendig, um die Probleme zu lösen.

Abstract

Introduction: The structure of our aging population has significantly changed in the last three decades as have also the anthropometric data. Therefore, the question arises as to whether or not the largely accepted reference values for ventilatory lung function, which were suggested by the European Community for Coal and Steel (EGKS), may still be used today, since these values were obtained in the 1960s from subjects in a limited age range. For the elderly, the measured values are deduced by extrapolation beyond the range of reference equations which had been obtained in a different population. Therefore decisions concerning elderly and smaller subjects concerning remuneration due to impaired lung function after industrial exposure on the basis of EGKS values are questionable.

Methods: We have examined lung function using pneumotachography for recording static lung volumes and flow-volume curves in 176 asymptomatic non-smoking males, aged 20 to 90 years, and correlated the results to the reference values of the EGKS, SAPALDIA and LuftiBus.

Results: The age dependence of respiratory parameters (VC, FVC, FEV₁, FEV₁ %FVC, PEF, MEF_75,50,25) for the healthy subjects can be described with a linear function (y = – m × age + n). The forced expiratory volume in one second, FEV₁, is calculated by FEV₁ = – 0.046 × age +  6.11; r = 0.88. Mean FEV1 for younger subjects was found to be 108 ± 9.9 % of the EGKS reference values, 105 ± 13.7 % in the middle-aged group and 97.3 ± 12.4 % in the older subjects. All measured parameters concerning lung function can be described as linear functions of age which are steeper than those described by the EGKS reference values. The steeper slope in age dependency was also seen in other investigated parameters. The correlation of lung function parameters to height largely follows the EGKS predictions.

Conclusions: Measured lung function values of healthy younger and elderly subjects showed a close correlation to the extrapolated reference values of the EGKS. Our results relating to normal lung function justify an extrapolation of the reference equations beyond the common ranges of age while applying the same limitations as described for subjects in the middle-age range. Our results permit an extrapolation of EGKS values beyond the range of the reference values and can be used for the classification of impaired lung function in older subjects. The alternatively discussed reference equations of the SALPADIA Study, of NHANES and partially of the LuftiBus Study are higher, but do not cover all the necessary parameters and/or age ranges. A multicentric study for contemporary reference values should be performed in order to solve the problems concerning valid reference values.

Literatur

• 1 Hankinson J L, Odencrantz J R, Fedan K B. Spirometric reference values from a sample of the general U.S. population.  Am J Respir Crit Care Med. 1999;  159 179-187
• 2 Kuster S P, Kuster D, Schindler C. et al . Reference equations for lung function screening of healthy never-smoking adults aged 18 – 80 years.  Eur Respir J. 2008;  31 860-868
• 3 Quanjer P H, Tammeling G J, Cotes J E. et al . Standardization of lung function Tests. Lung volumes and forced ventilatory flows.  Eur Respir J. 1993;  6 (Suppl 16) 5-40
• 4 Quanjer P H. Standardized lung function testing. Report Working Party Standardization of Lung Function Tests. European Community for Coal and Steel.  Bull Eur Physiopathol Respir. 1983;  19 (Suppl 5) 1-95
• 5 Criée C P, Berdel D, Heise D. et al . Empfehlungen der Deutschen Atemwegsliga zur Spirometrie.  Pneumologie. 2006;  60 576-584
• 6 Brändli O, Schindler N, Künzli R. et al . Lung function in healthy never smoking adults: reference values and lower limits of normal of a Swiss population.  Thorax. 1996;  51 277-282
• 7 Coronell C, Orozco-Levi M, Mendez R. et al . Relevance of assessing quadriceps endureance in patients with COPD.  Eur Respir J. 2004;  24 129-136
• 8 Miller M R, Hankinson J L, Brusasco V. et al . Standardisation of Spirometry.  Eur Respir J. 2005;  26 319-338
• 9 Baur X, Degens P, Heitmann R. et al . Lung function testing: the dilemma of predicted values in relation to the individual variability.  Respiration. 1996;  63 123-130
• 10 Baur X, Isringhausen-Bley S, Degens P. Comparison of lung-function reference values.  Int Arch Occup Environ Health. 1999;  72 69-83
• 11 Baur X, Degens P. Aktuelle Lungenfunktionswerte der mitteleuropäischen Bevölkerung (SALPALDIA-Studie).  Atemw-Lungenkrkh. 2004;  27 32-41
• 12 Degens P, Merget R. Reference values for spirometry of the European Coal and Steel Community: time to change.  Eur Respir J. 2008;  31 687-688
• 13 Wise R A. The value of forced expiratory volume in 1 second decline in the assessment of chronic obstructive pulmonary disease progression.  Am J Med. 2006;  119 (Suppl 10) 4-11
• 14 Molfino N A. Genetic predisposition to accelerated decline of lung function in COPD.  Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2007;  2 117-119
• 15 Hnizdo E, Sircar K, Yan T. et al . Limits of longitudinal decline for the interpretation of annual changes in FEV₁ in individuals.  Occup Environ Med. 2007;  64 701-707
• 16 Quanjer P, Tammeling G J, Cotes J E. et al . Lung volumes and forced ventilatory flows. Report of the working party standardization of lung functions tests. European Community for Steel and Coal.  Eur Respir J. 1993;  6 (Suppl 16) 5-40
• 17 Marek W, Baur X. Ganzkörperplethysmographische Lungenfunktionsprüfungen: Messung von Atemwegswiderstand und intrathorakalem Gasvolumen, Sollwert/Messwertvergleich und Interpretation der Druck-Strömungs-Beziehung.  Atemw-Lungenkrkh. 1995;  21 145-159
• 18 Marek W, Gespers H, Riebe J. Lungenfunktion und Blutgase lungegesunder älterer Probanden.  Atemw-Lungenkrkh. 2000;  26 (4) 189-199
• 19 Sachs L. Angewandte Statistik, Planung und Auswertung, Methoden und Modelle. Berlin, Heidelberg, New York; Springer 1992
• 20 Bergbau-Berufsgenossenschaft .Jahresbericht 2002 der Bergbau-Berufsgenossenschaft. Hummitzsch W, Ulitzka N, eds 2003: 1-67
• 21 Birg H. Perspektiven der Bevölkerungsentwicklung in Deutschland und Europa – Konsequenzen für die sozialen Sicherungssysteme. Vortragsunterlagen für Sachverständigenanhörung des Bundesverfassungsgerichts in Karlsruhe. 2000: 1-33
• 22 Fletcher C, Peto R. The natural history of chronic airflow obstruction.  B M J. 1977;  1 1645-1648
• 23 Brändli O, Leuenberger P, Schindler N. et al . Reestimated reference equations for the 5th percentiles of lung function variables in the adults population of Switzerland (SALPAlDIA-Study).  Thorax. 2000;  55 173-174
• 24 Janssens P J, Pache J C, Nicod L P. Physiological changes in respiratory function associated with ageing.  Eur Respir J. 1999;  13 197-205
• 25 Knudson R J, Slatin R C, Lebowitz M D. et al . The maximal expiratory flow-volume curve: normal standards, variability, effects of age.  Amer Rev Respir Dis. 1976;  113 587-599
• 26 Knudson R J, Lebowitz M D, Holdberg C J. et al . Changes in maximal expiratory flow-volume curve with growth and aging.  Am Rev Respir Dis. 1983;  127 725-734
• 27 Brandstetter R D, Kazemi H. Aging and the respiratory system.  Med Clin N Am. 1983;  67 419-431
• 28 Crapo R O. The aging Lung. In: Mahler DA, ed. Pulmonary Disease in the Elderly Patient. New York; Marcel Dekker 1993: 1-21
• 29 Ericsson P, Irnell L. Spirometric studies of ventilatory capacity in elderly people.  Acta Med Scand. 1969;  185 179-184
• 30 Fowler R W, Pluck R A, Hetzel M R. Maximal expiratory flow-volume curves in Londoners aged 60 yrs and over.  Thorax. 1987;  42 173-182
• 31 Enright P L, Kronmal R A, Higgins M. et al . Spirometry reference values for women and men 65 to 85 years of age.  Am Rev Respir Dis. 1993;  147 125-133
• 32 Amrein R, Keller R, Joos H. et al . Neue Normalwerte für die Lungenfunktionsprüfung mit der Ganzkörperplethysmographie.  Dtsch Med Wochenschr. 1969;  94 1785-1793
• 33 DuWayne Schmidt C, Dickman M L. et al . Spirometric standards for healthy elderly men and women: 532 subjects, ages 55 through 94 years.  Am Rev Respir Dis. 1973;  108 933-939
• 34 Becklake M, Crapo R O, Buist B. et al . Lung function testing: selection of reference values and interpretative strategies.  Am Rev Respir Dis. 1991;  144 1202-1218
• 35 Enright P L, Beck K C, Sherrill D L. Repeatability of spirometry in 18,000 adult patients.  Am J Respir Crit Care Med. 2004;  169 235-238
• 36 Enright P L, Kronmal R A, Manolio T A. et al . Respiratory muscle strength in the elderly relates and reference values.  Am Rev Respir Dis. 1994;  149 430-438
• 37 Evans S, Watson L, Hawkins M. et al . Respiratory muscle strength in chronic heart failure.  Thorax. 1995;  50 625-628
• 38 Nishimura Y, Maeda H, Tanaka K. et al . Respiratory muscle strength and hemodynamics in chronic heart failure.  Chest. 1994;  105 355-359
• 39 Carvalhaes-Neto N, Lorino H, Gallinari C. et al . Cognitive assessment of lung function in the elderly.  Am J Respir Crit Care Med. 1995;  152 1611-1615