先天性心疾患における吸気筋機能障害と制限的肺機能障害。免疫炎症反応や運動不耐性との関連

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Int. J. Cardiol..2020 Jul;S0167-5273(20)33433-1. doi: 10.1016/j.ijcard.2020.06.055.Epub 2020-07-04.

先天性心疾患における吸気筋機能障害と制限的肺機能障害。免疫炎症反応や運動不耐性との関連

Inspiratory muscle dysfunction and restrictive lung function impairment in congenital heart disease: Association with immune inflammatory response and exercise intolerance.

Jens Spiesshoefer
Stefan Orwat
Carolin Henke
Hans-Joachim Kabitz
Stratis Katsianos
Chiara Borrelli
Helmut Baumgartner
Jerzy-Roch Nofer
Maximilian Spieker
Philipp Bengel
Alberto Giannoni
Michael Dreher
Matthias Boentert
Gerhard Paul Diller

PMID: 32634497 DOI: 10.1016/j.ijcard.2020.06.055.

抄録

背景:

先天性心疾患（ACHD）の成人患者では、基礎疾患と肺機能制限の両方が運動不耐性に寄与している。先天性心疾患では、換気制限の機序がまだ解明されていないが、吸気筋力の低下が運動不耐性の原因となっている可能性がある。そこで、本研究では、ACHDにおける吸気筋機能と全身性炎症および運動不耐症の臨床的重症度との関連を総合的に評価した。

BACKGROUND: In adult patients with congenital heart disease (ACHD), both underlying disease and lung restriction contribute to exercise intolerance. In ACHD the yet incompletely understood mechanism underlying restricted ventilation may be inspiratory muscle weakness. Therefore, this study comprehensively evaluated inspiratory muscle function in ACHD and associations with systemic inflammation and the clinical severity of exercise intolerance.

方法:

ACHD患者30人（男性21人、35±12歳）と、年齢、性別、体格指数をマッチさせた健常対照30人を対象に、スピロメトリー、口閉塞圧の測定、横隔膜超音波検査を行った。運動不耐性の定量化には、6分歩行距離（6MWD）とニューヨーク心臓協会機能クラスを用いた。インターロイキン-6（IL-6）および腫瘍壊死因子α（TNF-α）レベルは、酵素結合免疫吸着法を用いて測定した。

METHODS: 30 ACHD patients (21 men, 35 ± 12 years) and 30 healthy controls matched for age, gender and body mass index underwent spirometry, measurement of mouth occlusion pressures, and diaphragm ultrasound. Six-minute walking distance (6MWD) and New York Heart Association functional class were used to quantify exercise intolerance. Interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) levels were measured using enzyme-linked immunosorbent assays.

結果:

ACHD患者では、対照群と比較して強制バイタル容量（FVC）、最大吸気圧（PImax）、最大呼気圧（PEmax）が低下していた（いずれもp<0.05）。超音波検査では、ACHD患者は横隔膜肥厚率が低く（2.3±0.5 vs. 2.8±0.9、p<0.01）、自発的嗅覚操作時の横隔膜脱走速度が低かった（5.7±2.2 vs. 7.6±2.0cm/s、p<0.01）。FVC(r=0.53; p<0.01)やPImax(r=0.43; p=0.02)などの呼吸器パラメータは6MWDと相関していた。さらに、アミノ末端プロB型ナトリウム利尿ペプチドレベルはFVCと逆相関していた（r=0.54; p<0.01）。循環性プロ炎症性サイトカインは著しく増加し、IL-6は6MWD、呼吸困難、心臓、肺、吸気筋機能のバイオマーカーと相関していた（すべてp<0.05）。

RESULTS: ACHD patients showed lower forced vital capacity (FVC), and maximum inspiratory (PImax) and expiratory (PEmax) pressures compared with controls (all p < 0.05). On ultrasound, ACHD patients showed a lower diaphragm thickening ratio (2.3 ± 0.5 vs. 2.8 ± 0.9, p < 0.01) and lower diaphragm excursion velocity during a voluntary sniff maneuver (5.7 ± 2.2 vs. 7.6 ± 2.0 cm/s, p < 0.01). Respiratory parameters, such as FVC (r = 0.53; p < 0.01) and PImax (r = 0.43; p = 0.02), correlated with 6MWD. Furthermore, amino terminal pro B-type natriuretic peptide levels were inversely correlated with FVC (r = -0.54; p < 0.01). Circulating pro-inflammatory cytokines were markedly increased, and IL-6 was correlated with 6MWD, dyspnea, and biomarkers of heart, lung and inspiratory muscle function (all p < 0.05).

結論:

我々の所見では、ACHDでは横隔膜機能障害が存在し、制限換気障害と運動不耐性に関連しており、IL-6レベルの上昇を媒介にしている可能性があることが示された。

CONCLUSIONS: Our findings show that diaphragm dysfunction is present in ACHD and relates to restrictive ventilation disorder and exercise intolerance, possibly mediated by increased IL-6 levels.