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VALUTAZIONE DELLA FORZA DELLA
MUSCOLATURA RESPIRATORIA
CAPACITArsquo VITALE
La misura della capacitagrave vitale egrave un buon test x screening
Va misurata in posizione seduta e supina
Normalmente la CV supina egrave lt 5 seduta
Una riduzione 25 indica sicuramente una patologia dei
muscoli respiratori
Una CV ridotta di non piugrave del 5 esclude patologie della
muscolatura respiratoria clinicamente importanti
VALUTAZIONE MIP e MEP
MIP = massima pressione inspiratoria
MEP = massima pressione espiratoria
MIP soggetto collegato a boccaglio collegato a rilevatore
di pressione Si parte da VR massima inspirazione apnea
di 15 sec e misura
MEP idem ma partenza da CPT
MIP
La MIP egrave la misura piugrave utile poicheacute i muscoli inspiratori
hanno un ruolo rilevante nella respirazione
Valori normali circa 120cmH2O
Un valore gt80cmH2O esclude importanti patologie
Misura della Pressione
Transdiaframmatica
Sniff PDI differenza tra pressione gastrica e pressione
esofagea misurata contemporaneamente
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
CAPACITArsquo VITALE
La misura della capacitagrave vitale egrave un buon test x screening
Va misurata in posizione seduta e supina
Normalmente la CV supina egrave lt 5 seduta
Una riduzione 25 indica sicuramente una patologia dei
muscoli respiratori
Una CV ridotta di non piugrave del 5 esclude patologie della
muscolatura respiratoria clinicamente importanti
VALUTAZIONE MIP e MEP
MIP = massima pressione inspiratoria
MEP = massima pressione espiratoria
MIP soggetto collegato a boccaglio collegato a rilevatore
di pressione Si parte da VR massima inspirazione apnea
di 15 sec e misura
MEP idem ma partenza da CPT
MIP
La MIP egrave la misura piugrave utile poicheacute i muscoli inspiratori
hanno un ruolo rilevante nella respirazione
Valori normali circa 120cmH2O
Un valore gt80cmH2O esclude importanti patologie
Misura della Pressione
Transdiaframmatica
Sniff PDI differenza tra pressione gastrica e pressione
esofagea misurata contemporaneamente
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VALUTAZIONE MIP e MEP
MIP = massima pressione inspiratoria
MEP = massima pressione espiratoria
MIP soggetto collegato a boccaglio collegato a rilevatore
di pressione Si parte da VR massima inspirazione apnea
di 15 sec e misura
MEP idem ma partenza da CPT
MIP
La MIP egrave la misura piugrave utile poicheacute i muscoli inspiratori
hanno un ruolo rilevante nella respirazione
Valori normali circa 120cmH2O
Un valore gt80cmH2O esclude importanti patologie
Misura della Pressione
Transdiaframmatica
Sniff PDI differenza tra pressione gastrica e pressione
esofagea misurata contemporaneamente
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
MIP
La MIP egrave la misura piugrave utile poicheacute i muscoli inspiratori
hanno un ruolo rilevante nella respirazione
Valori normali circa 120cmH2O
Un valore gt80cmH2O esclude importanti patologie
Misura della Pressione
Transdiaframmatica
Sniff PDI differenza tra pressione gastrica e pressione
esofagea misurata contemporaneamente
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Misura della Pressione
Transdiaframmatica
Sniff PDI differenza tra pressione gastrica e pressione
esofagea misurata contemporaneamente
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VE = Volume Corrente x Frequenza Respiratoria
Volume Corrente
profonditagrave
ampiezza degli atti respiratori
Frequenza Respiratoria
IPERVENTILAZIONE
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Effect of Arterial PCO2 on Ventilation
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Effect of Arterial PO2 on Ventilation
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Respirazione
durante
esercizio
incrementale
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
RISERVA VENTILATORIA
=
VE max predetta ndash VE max misurataVEmax predetta
1 Massima Ventilazione Volontaria
2 VEMS x 035-040
Riserva Ventilatoria lt 11 Lmin suggerisce che la ventilazione sia il
fattore limitante lrsquoesercizio
La sensazione di dispnea inizia quando la VE raggiunge il 25
della VE predetta
Solo soggetti allenati riescono a sostenere una VE gt 65 della
VEmax
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Ventilatory Pattern-Ventilatory Strategies
The amount of tidal volume and respiratory frequency used to
achieve VE Expressed as VEVT
ie VE 48 L VT 2L x 24min
VT12 x 40min
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Incremental Exercise
bull Linear increase in ventilation
ndash Up to ~50-75 VO2max
bull Exponential increase beyond
this point
bull Ventilatory threshold (Tvent)
ndash Inflection point where VE
increases exponentially
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Ventilatory Response
to Exercise
Trained vs Untrained
In the trained runner
decrease in arterial
PO2 near exhaustion
Tvent occurs at a
higher work rate
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Effects of Endurance Training on Ventilation During
Exercise
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VALUTAZIONE CAPACITArsquo DI ESERCIZIO
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VALUTAZIONE DELLA CAPACITArsquo di ESERCIZIO
La valutazione della capacitagrave di esercizio ha assunto sempre piugrave importanza
negli ultimi anni per diversi motivi
Viene infatti utilizzata a fini diagnostici
dispnea da sforzo ad eziologia non chiara
valutazione preoperatoria di pazienti con ridotta funzionalitagrave respiratoria
prima di interventi di chirurgia toracica
monitoraggio nel tempo dellrsquoeffetto di una patologia o dellrsquoeffetto di un
intervento terapeutico farmacologico o non farmacologico ad esempio
riabilitativo
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
La valutazione della capacitagrave di esercizio fornisce piugrave
informazioni rispetto alla sola valutazione spirometrica soprattutto
per quanto riguarda la dispnea e la qualitagrave della vita Infatti la
gravitagrave dellostruzione non egrave direttamente correlata alla capacitagrave di
esercizio che egrave determinata da diversi fattori
patologie cardiache muscolari o osteoarticolari anemia
sovrappeso o obesitagrave
il livello di attivitagrave fisica quotidiana sostanzialmente
ldquolrsquoallenamentordquo del soggetto
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Curtis R Thorax 1994
FEV1
DyspnoeaExercise
Tolerance
HRQoL
Correlation of FEV1
with Other Outcome Measures
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Esistono diversi test per valutare la capacitagrave di esercizio alcuni sono
piugrave completi ad alta tecnologia altri meno completi ma piugrave semplici
da eseguire
La scelta del test si basa sul quesito clinico e sulle risorse disponibili
I test piugrave usati in ordine di complessitagrave sono
il test dei 6 minuti e lo shuttle test
il test cardiologico
il test da sforzo cardiorespiratorio
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Regole generali 1
Preparazione del paziente il paziente deve essere
preventivamente informato della necessitagrave di indossare un
abbigliamento comodo soprattutto le calzature
Gli devono essere spiegati il motivo e gli obiettivi del test e la sua
corretta esecuzione
Non deve essere digiuno e non deve avere fatto un pasto
abbondante nelle tre ore precedenti il test
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Regole generali 2
Non deve avere compiuto un esercizio intenso nelle 2
ore precedenti il test
Prima del test deve riposare almeno 10 minuti durante i
quali vengono misurati i valori di base pressione
arteriosa frequenza cardiaca saturazione di ossigeno
Nei test che prevedono la camminata o la salita delle
scale il paziente deve usare eventuali ausili cui egrave abituato
(bastone deambulatore)
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
RISPOSTA NORMALE allrsquo ESERCIZIO
Durante esercizioLa portata cardiaca da 5Lmin a circa 20Lmin Allrsquoinizio dello sforzo incrementano sia la gettata sia la frequenza poi solo la
frequenza cardiaca
La ventilazioneda 5-10Lmin a 200Lmin Inizialmente solo il volume corrente quando questo raggiunge circa
il 65 della Capacitagrave Vitale anche la frequenza respiratoria fino a circa 60min
La pressione arteriosada 120mmHg a 200 egt la pressione
diastolica di circa 10-15mmHg
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Test del cammino in piano
Test da Sforzo Cardiorespiratorio
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
6 minute walking test (6MWT)
bull Percorso senza ostacoli (consigliato 30m)
bull Istruzioni standardizzate e incoraggiamento
bull Supervisionato
bull Continuo o intermittente
bull Monitoraggio di SpO2 FC
bull Borg (pre-post test)
bull Risultato in metri
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Incremental shuttle walking test
(ISWT)
Endurance shuttle walking test (ESWT)
bull 10 m percorso segnato da coni di plastica
bull Segnale sonoro rarr ritmo del passo
bull Il ritmo aumenta ogni minuto
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in metri
bull ritmo = 85 max raggiunto nellrsquoISWT
bull No incoraggiamento
bull Fine test quando il paz non riesce a raggiungere i coni
bull Risultato in tempo
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Controindicazioni
Controindicazioni assolute angina instabile eo infarto del miocardio nellrsquoultimo mese
Controindicazioni relative frequenza cardiaca a riposo gt 120 bpm
Pressione sistolica gt 180mmHg
Pressione disatolica gt 100mmHg
Prima del test va anche esaminato un elettrocardiogramma eseguito nei precedenti 6 mesi
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Anormale lt 350m
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VALUTAZIONE dellrsquoOSSIGENAZIONE
bullMetodo invasivo EmoGasAnalisi che richiede un
prelievo di sangue arterioso
bullMetodo non invasivo Pulsossimetria (SpO2)
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Pulsossimetria
Quantifica la di Hb ossigenata e di Hb ridotta
attraverso lrsquoassorbimento della luce misurato
durante le pulsazioni arteriose
Ersquo una misurazione non invasiva che si effettua
attraverso un sensore applicato ad un dito al lobo
dellrsquoorecchio o al setto nasale
Puograve essere effettuata a riposo durante attivitagrave fisica
e fornisce anche il valore della frequenza cardiaca
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
ATTENZIONE
Una significativa riduzione di PO2 produce solo una lieve
riduzione di SpO2 almeno nella prima parte della curva di
dissociazione dellrsquoHb
Ersquo quindi un test meno sensibile rispetto a EGA
Se si osserva una un basso valore di saturazione
controllare subito la frequenza cardiaca (sul display e al
polso) per verificare che non ci siano problemi di
trasduzione del segnale
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
ATTENZIONE
Imperfetta lettura puograve essere dovuta a
bullEstremitagrave fredde
bullVasocostrizione
bullSmalto sulle unghie
bullMalposizionamento del sensore
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
MISURA del GRADO di DISPNEA
MRC (Medical Research Council)
Scala clinica di 5 punti che correla
il sintomo dispnea con
lrsquoesecuzione di attivitagrave di diversa
intensitagrave
Metodi Indiretti
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
SCALA di BORG Scala numerica non lineare di 10
punti cui sono affiancati dei descrittori (ancore)
0 nessuna
05 molto molto lieve
1 molto lieve
2 lieve
3 moderata
4 piuttosto severa
5 severa
6
7 molto severa
8
9 molto molto severa
10 massima
Metodi Diretti
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
SCALA di BORG
Correlazione significativa con
Ventilazione Minuto
VO2
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
SCALA ANALOGICA VISIVA (VAS)
Linea retta orizzontale o verticale (10cm) con dei trattini agli
estremi con dei descrittori (espressioni verbali o figure) che ne
definiscono la polaritagrave
NO ------------------------------------------- Massima
Dispnea
Metodi Diretti
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
TEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARETEST DA SFORZO CARDIOPOLMONARE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURETEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO MISURE
Wasserman K Priciples Exercise Testing and Interpretation Third Edition Lippincott Williams amp Wilkins
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
PROTOCOLLIPROTOCOLLI
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
Test a carico costante
Test incrementale discontinuo
Test incrementale continuo (a rampa)
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
dopo alcuni minuti di riposo
il recupero avviene in un tempo variabile tra 2 e 6 minuti
la durata ottimale del test deve essere intorno a 8-12 minuti
lrsquoincremento del carico di lavoro viene scelto sullrsquoetagrave e sul grado presunto di allenamento
nei pazienti con dispnea da sforzo si utilizzano incrementi di 5-15 Wmin
al termine si valutano i sintomi che hanno determinato la fine dellrsquoesercizio (es scala di Borg per la fatica muscolare e la dispnea)
TEST A CARICO INCREMENTALE
incremento del carico di lavoro ogni minuto (test a rampa) fino a raggiungere la massima tollerabilitagrave dellrsquoindividuo (incapacitagrave a mantenere la pedalata a 50-60 rpm)
2 minuti di riscaldamento (pedalata senza carico)
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
TEST A CARICO COSTANTE
la durata dellrsquoesercizio egrave di solito di 6 minuti
in genere si utilizzano carichi tra il 50 e il 70 del massimo
carico sostenuto durante un test incrementale precedente
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
INDICAZIONI AL TEST DA SFORZO CARDIO-RESPIRATORIO
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Valutazione delle Funzioni attraverso Misure Fisiologiche
VO2 Gettata cardiaca (GC) times differenza artero-venosa
di O2 [C(a-v)O2)
Picco di VO2 Massimo consumo di ossigeno raggiunto durante
test massimale non necessariamente = VO2 max
VO2 max Massimo consumo di ossigeno che si evidenzia
dalla presenza di plateau Il VO2 non riesce piugrave ad
incrementare nonostante incrementi il lavoro
VO2 WR Contributo aerobico allrsquoesercizio
Soglia anaerobica
Polso di O2 VO2HR
Misura Funzione
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
1 Risposta Cardiovascolare
2 Risposta Ventilatoria
3 Risposta Metabolica
4 Scambi Gassosi Polmonari
5 Sintomi
INTERPRETAZIONE DEL CPETINTERPRETAZIONE DEL CPET
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
ANALISI DEI DATIANALISI DEI DATI
DATI NUMERICIDATI NUMERICI DATI GRAFICIDATI GRAFICI
CONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTICONFRONTATI CON DATIDI RIFERIMENTO PREDETTI
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RACCOMANDATO LrsquoUSODI ALMENO NOVE GRAFICI
PER UNA CORRETTA INTERPRETAZIONE DEL TEST
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATSRAPPRESENTAZIONE GRAFICA CONSIGLIATA DALLrsquoATS
Soggetto Normale
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
1 RISPOSTA METABOLICA1 RISPOSTA METABOLICA
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
Nel soggetto normale il valore di VrsquoO2 plottato
verso il lavoro svolto (Work Rate o WR) aumenta in
maniera piuttosto lineare fino a raggiungere un plateau che egrave detto VrsquoO2max talvolta
lrsquoesercizio termina prima del raggiungimento del
plateau per il sopraggiungere di sintomi e il valore massimo di VrsquoO2
raggiunto egrave allora detto VrsquoO2 di picco
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 di PICCO
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
BPCOBPCOCARDIOMIOPATIACARDIOMIOPATIANORMALENORMALE
Fibrosi PolmonareFibrosi Polmonare Malattia Vascolare
Polmone
Malattia Vascolare
Polmone
IL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCOIL CONCETTO DI VrsquoO2 MAX E VrsquoO2 DI PICCO
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette
lrsquoefficienza della conversione
metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico tale valore egrave
indipendente da sesso etagrave e
altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin
per watt
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE
Slope ΔVO2 Δ WRSlope ΔVO2 Δ WR
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
Lo slope ΔVO2 Δ WR riflette lrsquoefficienza della conversione metabolica dei nutrienti in lavoro
meccanico e stima lrsquoefficienza meccanica del sistema muscolo-
scheletrico tale valore egrave indipendente da sesso etagrave e altezza ed egrave pari a 85-11 mlmin per watt
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
IL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICAIL CONCETTO DI SOGLIA ANAEROBICA
La determinazione del raggiungimento della soglia anaerobica puograve essere invasiva (valutazione dei lattati o dei bicarbonati
ematici) o non invasiva (metodo del V-slope o degli Equivalenti Ventilatori)
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
DETERMINAZIONE INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE INVASIVA DELLA AT
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
DETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA ATDETERMINAZIONE NON INVASIVA DELLA AT
METODO DEL V-SLOPEMETODO DEL V-SLOPEMETODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
METODO DEGLI EQUIVALENTI
VENTILATORI
La soglia anaerobica egrave identificata quando VEVO2 aumenta e VEVCO2 rimane costante
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Quando lrsquoincremento di lattato induce acidosi VCO2 aumenta di piugrave di VO2 La relazione
tra queste due variabili egrave fatta da 2 componenti lineari una (S1) ha una pendenza lt 1
lrsquoaltra (S2) ha una pendenza gt 1 Il punto in cui queste due linee si incrociano
corrisponde alla AT
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
Il raggiungimento precoce indica un precoceinizio del metabolismo anaerobico a livello
muscolare che puograve dipendere da diversimeccanismi che possono tra di loro sommarsi
inadeguato apporto di O2 ai muscoli
metabolismo ossidativo muscolare
decondizionamento fisico
SOGLIA ANAEROBICASOGLIA ANAEROBICA
NormaleNormale
PrecocePrecoce Non raggiuntaNon raggiuntagt40 del VrsquoO2 MAXgt40 del VrsquoO2 MAX
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
Il non raggiungimento indica un limite allo svolgimento
dellrsquoesercizio tale che la soglia anaerobica non viene affatto
raggiunta
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
QUOZIENTE RESPIRATORIOQUOZIENTE RESPIRATORIO
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
Il rapporto VCO2VO2 egrave conosciuto con il termine di
quoziente respiratorio (RQ) o respiratory exchange ratio
(RER) quando questo rapporto egrave misurato tramite i gas
espirati
Durante test incrementale il raggiungimento di un RQgt110
- 115 egrave indice di un grado di sforzo massimale
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE2 RISPOSTA CARDIOVASCOLARE
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
RELAZIONE HR-VrsquoO2RELAZIONE HR-VrsquoO2
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
Nel soggetto normale la HR (Heart Rate)
aumenta in maniera piuttosto lineare con
lrsquoincremento del VO2 fino a raggiungere un
valore massimo 220 - etagrave o 210 - (etagrave x 065)
Al termine dellrsquoesercizio il raggiungimento del
VO2 teorico della massima frequenza cardiaca
e lrsquoassenza di riserva cardiaca indicano uno
sforzo massimale
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE
CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
POLSO DI O2POLSO DI O2
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
Il rapporto VO2HR egrave detto polso
di O2 e riflette il consumo di O2
per ogni battito cardiaco nel
soggetto normale egrave utilizzato
come stima di massima della
gittata cardiaca il polso di O2
aumenta in maniera lineare per
bassi carichi di lavoro e tende a
formare un plateau ai carichi di
lavoro piugrave alti (normale limite
cardiovascolare allo sforzo)
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
3 RISPOSTA VENTILATORIA3 RISPOSTA VENTILATORIA
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Respirazione durante esercizio
incrementale
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
RISPOSTA VENTILATORIARISPOSTA VENTILATORIA
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
La riserva ventilatoria equivale alla differenza esistente tra MVV e VEmax raggiunta al picco dellrsquoesercizio la MVV puograve essere misurata direttamente o puograve essere stimata con la formula FEV1x375 normalmente VEmaxMVVx100 lt85 con ampio range di normalitagrave (72 plusmn 15)
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2
sono detti equivalenti
ventilatori e indicano quanti
litri di ventilazione sono
necessari per assumere
rispettivamente 1L di O2 e
eliminarne 1 di CO2
Raggiungono il nadir al livello
della AT alti valori di VEVCO2
al nadir indicano alterazioni di
VdVt e alterazioni del
rapporto ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
EQUIVALENTI VENTILATORIEQUIVALENTI VENTILATORI
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
I rapporti VEVO2 e VEVCO2 sono detti
equivalenti ventilatori e indicano quanti litri di
ventilazione sono necessari per assumere rispettivamente 1 litro di O2 e eliminarne 1 di CO2 Raggiungono il nadir al livello della AT alti valori di VEVCO2 al nadir indicano
alterazioni di VdVt e alterazioni del rapporto
ventilo-perfusivo
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
NORMALENORMALE CARDIOPATIACARDIOPATIA
COPDCOPD
ILDILD MVPMVP
STRATEGIA VENTILATORIASTRATEGIA VENTILATORIA
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
Vt arriva ad un plateau in genere
al 50-60 del valore di CV Nei
soggetti sani lrsquoincremento di Vt
egrave legato alla riduzione dellrsquoEnd
Expiratory Lung Volume (EELV) e
ad un incremento maggiore
dellrsquoEnd Inspiratory Lung
Volume (EILV)
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
VO2 max o di picco gt84 del predettoSoglia anaerobica gt40 VO2 max predetto
(range 40-80)Frequenza cardiaca gt90 del predetto per etagraveRiserva cardiaca lt15 battitiminPressione arteriosa lt22090Polso di O2 (VO2FC) gt80 del predettoRiserva ventilatoria VemaxMVVx100 lt85
(range 7215)Frequenza respiratoria lt60 attiminVEVCO2 alla AT lt34VdVt lt028 lt030 per etagravegt40 anniPaO2 gt80 mm HgP(A-a)O2 lt35 mm Hg
CRITERI DI NORMALITArsquoCRITERI DI NORMALITArsquo
Modificata da ATS statements
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Dispnea
InattivitagraveDecondizionamento
BPCO
QoL
Ridotta Capacitagrave di Esercizio
Limitazioni
ventilatorie
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Conseguenze a livello sistemico della BPCO
bull Debolezza Muscolare
bull Scarsa laquophysical fitnessraquo
bull Malnutrizione
bull Depressione
bull Riduzione funzione
psicosociale
bull Scarsa QoL
bull Esercizio darr
bull Qualitagrave della vitadarr
bull Sopravvivenza darr
bull Costi sanitari uarr
1 Gosselink et al Am J Respir Crit Care Med 1996 153 976-802 Decramer et al Eur Respir J 1997 10 417-233 Marquis et al AmJ Respir Crit Care Med 2002 166 809-813
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Il circolo vizioso della BPCO
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Attivitagrave Fisica in soggetti BPCO e soggetti normali di pari etagrave
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Copyright copy2006 BMJ Publishing Group Ltd Garcia-Aymerich J et al Thorax 200661772-778
(A) Kaplan-Meier curve of time to first COPD admission during follow up according to level of regular physical activity (B) Kaplan-Meier curve of time to death (all-cause mortality) according to level of regular physical activity
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Waschki B et al Chest 2011140331-342
PAL gt 17 attivo
PAL 14-169 sedentario
PALlt 14 inattivo
170 soggetti
LrsquoAttivitagrave Fisica egrave il piugrave importante predittore di mortalitagrave per tutte le cause
nei pazienti BPCO
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Ventilazione durante esercizio incrementale in
un soggetto sano
Ventilazione durante esercizio incrementale in soggetto BPCO
Incremento delle richieste ventilatorie
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Limitazione al flusso
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Test di Stimolazione Bronchiale
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Exercise Induced Asthma (EIA)
Exercise Induced Bronchoconstriction (EIB)
Definition
EIA transient narrowing of the airways occurring after exercise that is
reversible either spontaneously or by inhalation of a beta2agonist in an
asthmatic subject
EIB when narrowing of the airways occurs only with exercise
Decrease in FEV1 ge 10 of pre-exercise value
Carlsen KH Allergy 2008wwwginasthmaorg
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Comparison of lung function response after exercise challenge in asthmatic subjects with
EIB and an asthmatic control group without EIB
Hallstrand TSJ Allergy Clin Immunol 2005
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
EIB Meccanismi Patogenetici
Iperventilazione prolungata obbliga a umidifcare e riscaldare elevate volumi di aria
Questo provoca una disidratazione delle vie aeree con incremento di osmolaritagrave del
fluido che umidifca le vie aeree
Lrsquoambiente iperosomolare attiva i meccanismi di difesa della cellula rarr rilascio di
mediatori rarr contrazione del muscolo liscio bronchiale
Negli atleti di egravelite crsquoegrave unrsquoelevata percentuale di sintomi respiratori che puograve essere
spiegata dallrsquoeffetto della disidratazione dovuta ad esercizio intenso sulle piccole vie
aeree
Quando si fa modico esercizio in condizioni temperate solo da 10 a 12 generazioni di
vie aeree sono necessarie x condizionare aria quando la ventilazione +++ o aria
fredda anche le vie aeree lt1mm sono reclutate Per alcuni soggetti il reclutamento di
queste piccole vie aeree egrave necessario x indurre EIB
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Osmotic Hypothesis
conditioning of the inspired air water loss osmolarity uarr dehydration of
epithelial cells (airways) cell shinkrage release of mediators
Repeated exposure to large volume of deconditioned air particularly in
high-ventilation endurance sports recruits the small airways into the
humidifying process eventually resulting in airway injury and enhanced
airway response to exercise
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Todaro A Med Sport 19975037
Variability of the EIB in athletes allergic to pollens
Avril November
exercise
recovery
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
1deg ) BRONCHIAL RESPONSIVENESS
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
HIGH VENTILATORY LEVEL = HIGH CHALLENGE
(EIB is more common in endurance disciplines)
LOW VENTILATORY LEVEL = LOW (ABSENT)
CHALLENGE
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
2deg ) THE VENTILATORY LEVEL
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Inhalation of cold and dry air skiers
Allergens pollens grass in summer athletes
dust mites in indoor sports ( fencinghellip)
Air pollutants fine particles (PM) ozone NOx (runners)chlorine (swimmers) CO NO2 particulate (skaters
ice hockey players)
RESPIRATORY RESPONSE TO EXERCISE IN ASTHMATIC ATHLETES DEPENDS ON
3deg ) ENVIRONMENTAL CONDITIONS
courtesy of CMauri and A Todaro Institute Sport Science Rome
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Treadmill o Cicloergometro
Spirometria basale (VEMS gt75)
Esercizio incrementale fino al raggiungimento del 75-80 della max frequenza cardiaca o 60 VE predetta
Poi su quella intensitagrave lrsquoeserczio prosegue per 4-6 min
Spirometrie ripetute dalla fine dellrsquo esercizio (dopo 2 5 10 15 20 minuti)
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Drugs to be avoided before the challenge test
Guidelines for Methacholine and Exercise Challenge Testing Am J Respir Crit Care Med 2000
Short acting beta2 agonists 8 hours
Long acting beta2 agonists 48 hours
Anticholinergic 24 hours
Leukotirenes modifiers 24 hours
Nedocromil 8 hours
Anthistamines 3 days
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
EIB Diagnosi Indice di Severitagrave
Se il paziente NON egrave in terapia steroidea
VEMS gt10 lt25 lieve
VEMS gt25 lt50 moderata
VEMS gt50 grave
Se in terapia steroidea
test positivo per VEMS gt15
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Eucapnic Voluntary Hyperventilation
acqua lt 10mgL (20-25degC con umiditagrave lt50)
VE = 60-70 della VE max
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
ndash30
Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Diagnostic Criteria a positive response to any one of the provocation tests is required
deg
deg
deg
Couto M et al Breathe 2012
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
ndash5
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ndash15
ndash20
ndash25
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Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Management Strategies of EIAEIB
Wearing a mask in cold environment
Leukotriene modifiers 20mg die
Nasal breathingCromolyn compounds
Avoidance of triggersInhaled corticosteroids
Adequate warm-upShort-acting szlig-agonists 200-400mcg 30rsquo pre ex
Non pharmacologicPharmacologic
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
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ndash10
ndash15
ndash20
ndash25
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Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
Mean Percent Change in FEV1 with Montelukast
Pre-exercise FEV1=245 L for placebo and 248 L for montelukast SE=standard error
Adapted from Kemp JP et al J Pediatr 1998133424ndash428
FEV1 mean
change
(plusmnSE)
Placebo
Montelukast 5 mg
0
5
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ndash10
ndash15
ndash20
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Time after exercise (minutes)
0 5 10 15 30 45 60
N=25
G19
![PresentazioneForze [modalità compatibilità] · 1. introdurre la forza legata solo allo sforzo muscolare esistenza della forza in sè confusione tra forza e energiaesistenza della](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5c67552a09d3f2bb148b84aa/presentazioneforze-modalita-compatibilita-1-introdurre-la-forza-legata.jpg)
