Spiroergometrische Evaluation und atemfunktionelle Phänotypisierung von Patienten mit COPD

Einleitung: Die Spiroergometrie wird zunehmend als Goldstandard zur Objektivierung der körperlichen Belastbarkeit auch bei COPD-Patienten genutzt. Es sollte geprüft werden, ob die Spiroergometrie geeignet ist, die COPD mit ihren individuell sehr variablen Störungen von Ventilation, Gasaustausch, Zirkulation und Muskelstoffwechsel sowie häufigen kardiovaskulären Komorbiditäten besser charakterisieren zu können, als mit den üblicherweise angewendeten lungenfunktionellen Methoden.

Patienten und Methoden: Bei 64 Patienten der GOLD-Schweregrade II bis IV wurde neben Spirometrie/Bodyplethysmografie und Bestimmung des CO-Transferfaktors eine Spiroergometrie mit dem Standardprotokoll der SHIP-Studie (Koch et al. 2009) durchgeführt. Hierbei wurden Parameter der Ventilation und Atemmechanik (Vt, V˙E, IC, EELV, IRV), des Gasaustausches (AaDO₂, aADCO₂), der Atemeffizienz und des Ventilations-/Perfusions-verhältnisses (V˙E/V˙CO₂-Slope, V˙E/V˙CO₂ an AT, P_ETCO₂ an AT) sowie zur Erfassung einer respiratorischen Insuffizienz (serielle Blutgasanalysen, V˙E/V˙CO₂, P_ETCO₂) bestimmt.

Ergebnisse: Bei 98,4% der Patienten fand sich am Ende der Belastung eine atemmechanische Limitierung infolge kritischer Erniedrigung der inspiratorischen Volumenreserve. Gasaustauschstörungen erwiesen sich darüber hinaus als wesentliches pathophysiologisches Moment aller GOLD-Stadien, wobei mit dem COPD-Schweregrad eine statistisch signifikante Verschlechterung von Oxygenierung (AaDO₂), CO₂-Elimination (aADCO₂) und Atemeffizienz zu verzeichnen waren. Bei unseren Patienten waren FEV₁, T_LCO, T_LCO/V_A und Blutgase unter Ruhebedingungen keine verlässlichen Indikatoren für Ausbildung und Ausmaß der genannten Störungen, welche mit einer Belastungshypoxämie einhergingen.

Diskussion: Die Spiroergometrie liefert klinisch, differentialdiagnostisch und -therapeutisch relevante Informationen zu den individuellen belastungslimitierenden Mechanismen, zur Ventilation, Atemmechanik, Atemstrategie und Atemeffizienz sowie dem Ausmaß und den Ursachen von Gasaustauschstörungen beim COPD-Patienten. Diese sind mit den bisherigen Standarddiagnostikverfahren weder ausreichend zu erfassen noch vorauszusagen. Eine spiroergometrische atemfunktionelle COPD-Phänotypisierung (verschiedene Muster des Gasaustausches und der Atemmechanik) erscheint für das individuelle Management der Erkrankung bedeutsam.