托尼·G·巴布（Tony G. Babb）、布莱斯·N·巴尔梅因（Bryce N. Balmain）、安德鲁·R·汤姆林森（Andrew R. Tomlinson）、琳达·S·海南（Linda S. Hynan）、本杰明·D·莱文（Benjamin D. Levine）、詹姆斯·P·麦克纳马拉（James P. MacNamara）、萨蒂亚姆·萨尔马（Satyam Sarma）
美国德克萨斯州达拉斯市德克萨斯健康长老会医院（Texas Health Presbyterian Hospital Dallas, TX）运动与环境医学研究所（Institute for Exercise and Environmental Medicine）
摘要 背景 通过舌下含服硝酸甘油（NTG）降低肺毛细血管楔压（PCWP）并不能提高射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）患者的运动能力。这些发现引发了关于运动受限原因的疑问。我们的目标是确定在患有HFpEF和肥胖的老年患者中，运动耐受性是否受到通气功能的限制。
方法 42名患有HFpEF和肥胖的患者接受了肺动脉和桡动脉导管插入术。在静息状态、20瓦功率负荷以及运动峰值时，测量了他们的呼吸系统反应、呼吸力学参数和动脉血气指标。
结果 静息状态下，使用NTG后心输出量和PaO2 下降（p<0.01），随后心率（HR）和A-aO2 差值增加（p<0.001）。在20瓦功率负荷时，HR、V̇E /V̇CO2 、乳酸水平、PaO2 和A-aO2 差值均增加（p<0.05）。在运动峰值时，V̇E /V̇CO2 和pH值增加（p<0.01），而PaCO2 下降（p<0.001）。然而，在治疗前后，从20瓦功率负荷到运动峰值的过程中，V̇E /V̇CO2 呈持续下降趋势，表明这些患者无法进一步增加运动强度。使用NTG后，静息状态、20瓦功率负荷及运动峰值时的呼吸力学参数没有显著差异。
结论 我们得出结论，机械性通气限制结合通气效率的降低，是导致HFpEF和肥胖患者运动受限的原因。
临床试验信息 临床试验编号：NCT04068844
引言 运动不耐受和劳力性呼吸困难（DOE）是射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）患者的典型症状（Obokata等人，2018年）。传统观点认为这些症状与运动期间肺毛细血管楔压（PCWP）显著升高有关。然而，研究表明，在运动过程中使用定量舌下含服硝酸甘油喷雾（NTG）并不能提高运动耐受性或减轻DOE（Balmain等人，2023a）。事实上，我们的研究还发现NTG治疗后DOE和通气需求反而增加（Balmain等人，2023b）。这些发现引发了关于HFpEF患者运动不耐受和DOE起源的疑问。 有研究提出，HFpEF患者的运动受限可能与通气限制有关，而这可能与衰老和肥胖导致的呼吸功能障碍有关（Babb等人，2023年；Abulimiti等人，2025年；Balmain等人，2021年）。确实，老年HFpEF患者的通气储备有限，且许多患者伴有肥胖（Babb等人，2023年；Villarraga等人，2022年）。在运动过程中，由于V̇E /V̇CO2 比值增加，这些患者的通气能力进一步受到挑战，这可能表明存在通气效率低下，从而间接导致对运动的通气反应增强（即通气需求增加）（Babb等人，2023年；Smith等人，2019a年；Van Iterson等人，2017年；Smith等人，2019b年；Sun等人，2002年；Hansen等人，2007年）。如果NTG虽然降低了PCWP，但增加了通气需求，那么可以推测NTG治疗后机械性通气限制可能会更加严重。然而，如果通气限制已经在很大程度上决定了运动能力或引发了DOE，那么即使通气需求增加，机械性通气限制也可能不会发生变化。因此，我们认为机械性通气限制可能是HFpEF和肥胖患者运动受限的原因。
方法部分 这是一项单盲、随机、安慰剂对照的交叉试验，旨在研究NTG治疗对PCWP、DOE和运动能力的影响。参与者来自一项更大规模的正在进行的研究，该研究探讨了HFpEF患者的劳力性呼吸困难和运动不耐受的机制（临床试验编号：NCT04068844）。由于研究设计、成本及操作程序的侵入性，该更大规模的研究未招募对照组参与者。
结果 分析了42名患者在NTG治疗前后的呼吸系统和呼吸力学数据。参与者特征包括身体组成（DXA）和肺功能结果，详见表1。这些患者属于II级和III级肥胖。大多数患者的肺活量和肺容量超出正常范围下限，弥散能力略有下降。所有患者目前均不吸烟，但其中15人有吸烟史。
讨论 我们的研究发现，NTG治疗前后患者的呼吸力学参数没有变化，且对剧烈运动的通气反应减弱，这表明在HFpEF和肥胖患者中，运动受限可能是由通气功能引起的。通气受限主要表现为三个方面：1）运动期间潮气量扩张受到限制；2）存在明显的呼气流量限制；3）
剧烈运动时通气反应减弱的证据 V /CO 2 比值在剧烈运动时通常会增加，以维持酸碱平衡（Sun等人，2002年）。然而，在我们的患者中，该比值从20瓦功率负荷到运动峰值过程中呈下降趋势。研究表明，在CO2 负荷下，机械性限制会减弱V /CO 2 的反应。已有证据表明，在CO2 负荷存在的情况下，机械性限制会抑制V /CO 2 的反应（Clark等人）。其他考虑因素 肥胖不仅是影响FVC和EELV的重要因素，还会增加代谢负担和呼吸工作量（Villarraga等人，2022年；Ray等人，1983年；Salome等人，2010年；Jones和Nzekwu，2006年）。尽管我们没有测量这些患者的呼吸功，但可以肯定的是，由于腹部脂肪增加对胸壁的压迫，呼吸功会增加。呼吸力学测量的必要性 评估可能减弱运动反应的通气限制因素（包括静息状态和运动状态下的肺功能）对于了解HFpEF患者的通气受限情况至关重要（Stickland等人，2022年），这有助于确定运动受限的根源。使用V̇E /MVV比值来评估运动过程中的通气限制存在局限性（Babb和Rodarte，1993年）。结论 在许多HFpEF和肥胖患者中，NTG治疗前后对剧烈运动的通气反应减弱。这种减弱可能与以下因素有关：1）运动期间潮气量扩张受到机械性限制；2>存在明显的呼气流量限制；3>与肥胖相关的因素，如呼吸功增加和肺容量减少。此外，由于在亚最大运动负荷下V /CO 2 比值已经升高临床意义与转化医学展望 尽管这些HFpEF和肥胖患者的运动反应减弱，但真正的问题是他们的运动受限是否确实由通气功能问题引起。了解这些患者的通气限制情况对于更好地理解影响劳力性呼吸困难和运动不耐受的（病理）生理机制具有重要意义。资金支持 本研究得到了NIH（1P01HL137630 [BDL]和K99HL164957 [BNB]的资助，以及Susan Lay Atwell肺研究基金、King基金会、Cain基金会和德克萨斯健康长老会医院的支持。作者贡献声明 琳达·S·海南（Linda S. Hynan）： 负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、软件使用、资源管理、方法设计、研究实施、资金申请、数据分析、概念构建。安德鲁·R·汤姆林森（Andrew R. Tomlinson）： 同样负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、软件使用、资源管理、方法设计、研究实施、数据分析、概念构建。布莱斯·N·巴尔梅因（Bryce N. Balmain）： 致谢 作者感谢Raksa B. Moran、Jessica N. Alcala、Margot Morris、Marcus Payne、Mitchell Samels、Cindi Foulk、Janet Delatte和Rebekah Summerall Woodward在数据收集和处理方面提供的帮助。作者贡献 TGB、BNB、ART、LSH、BDL、JPM和SS博士能够完全访问研究中的所有数据，并对数据的完整性和数据分析的准确性负责。每位作者都在研究设计、数据收集等方面做出了重要贡献。打赏
