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Zusammenfassung:
COPD-Patienten sind besonders im fortgeschrittenen Krankheitsstadium durch eine Hyperkapnie bis hin zur lebensbedrohlichen CO2-Narkose gefährdet. Ein Anstieg des pCO2 kann dabei vor allem unter Belastung aufgrund der erforderlichen Atmungssteigerung sowie im Schlaf mit geringerer Ventilationstiefe auftreten. Das Verhalten von Kohlenstoffdioxid im Blut (pCO2) unter Belastung wurde bisher nur in sehr wenigen Studien evaluiert. Diaz et al. (2010) untersuchten die CO2-Produktion im 6-Minuten-Gehtest mittels mobiler Spiroergometrie bei COPD-Patienten (FEV1 = 64%Soll). Hierbei stellten sie eine Plateaubildung der CO2-Produktion zwischen der 3. und 6. Minute des Gehtests fest. Es wurden aber keine Faktoren angegeben, die mit einem besonders hohen oder schnellen CO2-Anstieg assoziiert waren. In der vorliegenden Studie wurde zum ersten Mal das pCO2-Verhalten während des 6-Minuten-Gehtests mittels kontinuierlicher, transkutaner pCO2-Bestimmung untersucht. Zudem wurde der Zusammenhang zwischen dem maximalen pCO2-Anstieg unter Belastung und den Hauptzielparametern FEV1 als Obstruktionsgrad und Residualvolumen als Grad des Emphysems evaluiert. Zusätzlich wurden orientierend mögliche Prädiktoren für das pCO2-Verhalten unter Belastung (Fettfreie Masse Index (FFMI) bzw. BMI, Umsatzparameter, weitere Lungenfunktionsparameter, Alter) untersucht. Darüber hinaus wurde der mögliche Zusammenhang zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und dem pCO2-Verhalten in Ruhe bzw. in der Nacht evaluiert. Hierfür wurden 32 Patienten des COPD-Stadiums IV (GOLD-Klassifikation) in die Studie eingeschlossen. Nach der Aufnahmediagnostik (Bodyplethysmographie mit Mundverschlussdruckmessung, Ruhe-Blutgasanalyse und Bio-Impedanz-Analyse zur Bestimmung der Körperzusammensetzung) absolvierten die Studienpatienten einen 6-Minuten-Gehtest mit kontinuierlicher transkutaner pCO2-, SpO2- sowie Pulsfrequenzbestimmung sowie mit kapillären Blutgasanalysen direkt vor und nach Gehtests. Zusätzlich wurden transkutane pCO2-Messungen im Schlaf sowie unter Ruhebedingungen durchgeführt. Mit dem SenseWear™-Armband erfolgte eine Aktivitäts- und Umsatzbestimmung. Die Gehtest-, Nacht- und Ruhemessungen sowie SenseWear™-Armband-Messung wurden nach einer Woche wiederholt. In der graphischen Darstellung der tcpCO2-Verlaufskurven des Gehtests zeigte sich eine fächerförmige Verteilung der verschiedenen tcpCO2-Kurven, wobei grob ansteigende, konstante und abfallende tcpCO2-Verläufe unterschieden werden können. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem maximalen tcpCO2-Anstieg unter Belastung und den zwei Hauptzielparametern FEV1 (Obstruktionsgrad) und Residualvolumen (Grad des Emphysems) festgestellt werden. Dies lässt sich wahrscheinlich vor allem durch das Ausprägungsausmaß einer Dynamischen Überblähung während des Gehtests erklären, das abhängig ist sowohl von der Atemflusseinschränkung als auch von der Emphysemausprägung. Zudem wäre eine Atempumpschwäche aufgrund der erhöhten Belastung durch Obstruktion bzw. Emphysem denkbar, die unter körperlicher Belastung die erforderliche Atmungssteigerung nicht mehr gewährleisten kann. Darüber hinaus wurden orientierend Zusammenhänge zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und weiteren Nebenzielparametern als mögliche Prädiktoren untersucht. Hierbei zeigten sich signifikante Korrelationen mit den Umsatzparametern (v. a. MET Grundumsatz), dem Fettfreie-Masse-Index, dem BMI, dem Alter und weiteren Lungenfunktionsparametern wie Intrathorakales Gasvolumen und MEF25%. Zu der Respiratorischen Kapazität als Zeichen einer Atempumpinsuffizienz bestand keine signifikante Korrelation. Im Gehtest bestanden signifikant negative Korrelationen zwischen dem pCO2- und pO2-Verhalten, was sich am ehesten durch die Ausbildung einer Respiratorischen Globalinsuffizienz im Rahmen einer Dynamischen Überblähung oder einer Atempumperschöpfung (pCO2-Anstieg, pO2-Abfall) bzw. im Rahmen einer Bedarfshyperventilation bei einer Ventilations-Perfusions-Inhomogenität (konstanter pO2, pCO2-Abfall) erklären lässt. Zudem konnte gezeigt werden, dass zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und dem pCO2-Verhalten im Schlaf keine signifikante Korrelation besteht. Möglicherweise ist dies auf die unterschiedlichen Pathomechanismen zurückzuführen, die unter Belastung bzw. im Schlaf zu einem pCO2-Anstieg führen. Unter Belastung steht die Dynamischen Überblähung im Vordergrund (Diaz et al., 2000), wobei im Schlaf vor allem ein Ungleichgewicht zwischen der Kapazität und der Last der Atempumpe mit konsekutiver Atempumpinsuffizienz zu einem pCO2-Anstieg führt (Marrone et al., 2006).

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