氨茶碱对慢性阻塞性肺病极量运动呼吸方式的影响
作者：周彩存 熊肇军 王爱华 刘玉珠
单位：蚌埠医学院附属医院肺科，安徽 蚌埠 233004
关键词：肺疾病，阻塞性；运动试验；呼吸功能试验；氨茶碱
蚌埠医学院学报000106
摘 要：目的：探讨氨茶碱对慢性阻塞性肺病(COPD)极量运动呼吸方式的影响。方法：临床稳定期COPD患者26例于静脉用0.25 g氨茶碱前后作极量运动负荷试验。以运动及其恢复期潮气量(VT)作为横座标和每分通气量(
E)作为纵座标作图，比较运动及其恢复期呼吸方式的改变。结果：COPD患者运动期与恢复期VT差值的均数(△VT)显著增加，其大小与(FEV1)%和Emax/MVV均呈负相关关系(P<0.05)。氨茶碱使用后COPD患者△VT明显下降，下降程度仅与FEV1%呈负相关(P<0.05)。结论：常规剂量氨茶碱能明显改善COPD极量运动呼吸方式，这可能与该药增强呼吸肌功能有关。
, http://www.100md.com
分类号：R 563.9；R 540.47 文献标识码：A
文章编号：1000-2200(2000)01-0011-02
Effect of aminophylline on breathing pattern in COPD after maximal exercise
ZHOU Cai-cun,XIONG Zhao-jun,WANG Ai-hau,LIU Yu-zhu
(Department of Respiratory Medicine,Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Anhui 233004)
Abstract：Objective：To investigate influence of aminophylline on breathing patterns in COPD after maximal exercise.Methods：Twenty-six stable COPD patients underwent maximal exercise tests before and after intravenous injection of 0.25 g aminophylline.Diagram was depicted with tidal volume on the abscissa and minute ventilation on the ordinate to compare the changes of breathing patterns during exercise with those after recovery.Results：△VT in COPD was significantly increased and was related negatively with FEV1% andEmax/MVV(P<0.05).Aminophylline remarkably decreased the △VT and the decrease was only negatively related to FEV1%(P<0.05).Conclusions：The routine dosage of aminophylline can obviously improve the breathing patterns in maximal exercise of COPD patients perhaps through improvement of the respiratory muscle function.
, http://www.100md.com
Key words：lung diseases,obstructive;exercise test;respiratory function tests;aminophylline▲
茶碱类药物具有扩张支气管、增强膈肌功能、兴奋呼吸中枢和抗炎等作用，广泛用于支气管哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)等的治疗[1]。该药能够显著改善重症气道不可逆阻塞COPD患者的呼吸困难感觉和运动耐力，提高生活质量[1，2]；但它是否影响极量运动时这些患者呼吸运动方式，目前尚未见报道。为此，本文对26例临床稳定期COPD患者进行观察。
1 资料与方法
1.1 一般资料 对象为临床稳定期COPD患者26例，其中男24例，女2例；年龄58.1±8.6岁；FEV1%(56.3±11.4)%，%VC(82.6±19.6)%。每例均无明显的左心、神经肌肉和其它肺部等疾患；检查前两周内均无上、下呼吸道感染迹象，3天内不使用茶碱类和β2受体兴奋剂等药物。
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1.2 方法 检查室温控制在22～28℃，在充分休息后，作肺活量测定(Minato AS-300)。并用笔者报道的方法[3]作极量运动，运动恢复期定为10 min。2 h后，缓慢静脉注射氨茶碱0.25 g。注射30 min后，重复上述检查。运动及其恢复期呼吸参数用能量代谢仪连续测定(Sensor Medics No.2900)，电脑每隔20 s自动打印结果。
以潮气量(VT)作为横坐标，每分通气量(E)为纵坐标，采用Gallagher等报道的方法作图[4]，以了解运动及其恢复期呼吸方式的改变。为便于个体间比较，VT和E均用肺活量(VC)加以校正。作图时静息期取一个点，运动与恢复期每分钟取一个点，但运动结束前后1min，因呼吸参数变化较大，每20 s取一个点；各点之间以时间先后顺序用直线加以连结。运动期和恢复期VT的差异以VC的百分数来表示，若运动期VT小于恢复期VT，为正数；反之则为负数。根据恢复期每个点与运动期VT的差距，求得运动期与恢复期VT差值的均数(△VT)。正值表明在相同E时，恢复期呼吸较运动期呼吸浅而快；反之亦然。
, 百拇医药
1.3 统计学方法 采用配对t检验和直线相关分析。
2 结果
COPD患者运动能力和通气能力明显下降，常规剂量氨茶碱显著增加COPD患者运动能力和呼吸参数(P<0.01)，但不改善肺功能(FEV1和FEV1%)(见表1)。氨茶碱使用前，COPD组有16例△VT>4%，△VT与FEV1%(r=-0.459)和Emax/最大通气量(MVV)(r=-0.505)均呈负相关关系(P<0.05)；但与体重占理想体重百分比、VTmax/VC、最大二氧化碳产生量(CO2max)、最大心率(HRmax)、最低动脉血氧饱和度、O2通气当量(EqO2)、CO2通气当量(EqCO2)和最大氧耗量(O2max)/预计O2max等均无相关关系。氨茶碱使用后COPD组△VT明显下降，下降程度仅与FEV1%呈负相关(r=-0.448，P<0.05)。
, 百拇医药
表1 氨茶碱使用前后患者极量运动时呼吸参数和△VT(n=26,
) 观察
时间
作功量
(watt)Emax
(L/min)
VTmax/VC
(%)O2max/kg
(ml.min-1.kg-1)Emax/MVV
, 百拇医药
(%)
△VT
使用前
56.6±23.5
30.6±10.8
56.0±19.0
17.2±5.3
105.0±37.0
4.5±4.7
使用后
64.7±23.2
34.4±11.2
, 百拇医药
59.8±20.0
19.8±5.2
110.0±40.0
-0.5±2.5
8.1±12.5
3.8±?3.5
3.8±20.0
2.6±3.4
5.0±38.0
-5.0±3.6
, 百拇医药
3.304
5.536
0.969
3.899
0.671
7.082
P
<0.01
<0.01
>0.05
<0.01
>0.05
<0.01
, 百拇医药
3 讨论
本文应用运动与恢复期VT差异的均数来探讨COPD患者的运动与恢复期呼吸方式的差异。E是VT与呼吸频率的乘积；相同E时，恢复期VT较运动期小(即△VT为正值)，即恢复期呼吸变为浅速。本文61.5% COPD患者△VT>4.1%，提示运动恢复期存在明显的浅快呼吸(RSB)。常规剂量氨茶碱能显著改善COPD极量运动时的呼吸方式，其改善程度仅与气道阻塞程度明显相关。而且COPD患者RSB发生也与气道阻塞程度明显相关，表明气道阻塞程度愈重，极量运动恢复期RSB愈明显，氨茶碱对其改善程度也愈显著。
氨茶碱改善极量运动COPD呼吸方式的机制，可能与其增强呼吸肌功能有关。文献报道呼吸肌疲劳、肺间质水肿、运动肌肉疲劳、恢复期高碳酸血症和低氧血症等因素与运动恢复期RSB有关[4]。本文发现氨茶碱使用前后，极量运动时EqO2、SaO2和EqCO2无明显的差异；而且每例在运动停止即刻均未闻及肺底细湿性罗音。因此，本组恢复RSB的发生可能与恢复期低氧血症、高碳酸血症和肺间质水肿等因素无关。此外，氨茶碱使用后COPD患者运动负荷较使用前明显增加，若肢体肌肉疲劳是引起运动恢复期RSB的主要因素，那么氨茶碱使用后恢复期RSB应更为明显。但本文结果与之相反，故它可能与本文恢复期RSB无关。
, 百拇医药
最近研究结果证实，正常人和COPD患者剧烈运动时存在呼吸肌疲劳[5，6]。与正常人相比，COPD患者吸气肌肌力下降，在静息E水平呼吸时，吸气肌产生的肌力增加。而且由于气道阻力和肺容量的增加等不利生理因素存在，COPD易发生呼吸肌疲劳。有证据表明COPD患者运动中发生呼吸肌疲劳。本文COPD患者Emax/MVV>1，提示在极量运动时，可能存在吸气肌疲劳。有报道吸气肌疲劳时出现运动恢复期RSB[7，8]。Gallagher等发现正常人在发生吸气肌疲劳时出现RSB，而且RSB在引起疲劳的负荷去除后常持续数分钟[7]。本组△VT与FEV1%和Emax/MVV明显相关，因此本组RSB可能与呼吸肌疲劳有关。氨茶碱能够增强重症COPD患者膈肌功能[9]。茶碱类药物能减轻运动引起的肺过度膨胀，从而改善通气效率、运动中最大吸气压、最大吸气流速和呼吸肌贮备，提示有呼吸肌功能的改善[9]。因此笔者认为，氨茶碱对COPD极量运动呼吸方式的改善可能与其增强膈肌功能有关。■
, 百拇医药
参考文献：
[1]McNicholas WT,Mulloy E.Role of theophylline in severe chronic obstructive pulmonary disease[J].Postgrad Med J,1991,67(Suppl 4)∶30.
[2]Fink G,Kaye C,Sulkes J,et al.Effects of theophylline on exercise performance in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease[J].Thorax,1994,49(4)∶332.
[3]周彩存，徐凤珍，王安潮，等.吸氧前后慢性阻塞性肺病患者运动肺功能的变化[J].蚌埠医学院学报，1997，22(1)∶16.
, 百拇医药
[4]Gallagher CG,Younses M.Breathing pattern during and after exercise in patients with chronic obstructive lung disease,interstitial lung disease,and cardiac disease,and in normal subjects[J].Am Rev Respir Dis,1986,133(4)∶581.
[5]Johnson BP,Babcock MA.Exercise-induced diaphragmatic fatigue in healthy humans[J].J Physiol(Lond),1993,460(1)∶385.
[6]Babcock MA,Pegelow DF,McClaran SR,et al.Contribution of diaphragmatic power output to exercise-induced diaphragm fatigue[J].J Appl Physiol,1995,78(5)∶1710.
, 百拇医药
[7]Gallagher CG,Im Hof V,Younes MK.Effect of inspiratory muscle fatigue on breathing pattern[J].J Appl Physiol,1985,59(4)∶1152.
[8]Caillaud C,Anselme F,Mercier J,et al.Pulmonary gas exchange and breathing trained athletes[J].Eur J Appl Physiol,1993,67(5)∶431.
[9]Murciano D,Aucler MH,Pariente R,et al.A randomized controlled trial of theophylline in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease[J].N Engl J Med,1989,320(23)∶1521.
收稿日期：1998-11-11, http://www.100md.com
单位：蚌埠医学院附属医院肺科，安徽 蚌埠 233004
关键词：肺疾病，阻塞性；运动试验；呼吸功能试验；氨茶碱
蚌埠医学院学报000106
摘 要：目的：探讨氨茶碱对慢性阻塞性肺病(COPD)极量运动呼吸方式的影响。方法：临床稳定期COPD患者26例于静脉用0.25 g氨茶碱前后作极量运动负荷试验。以运动及其恢复期潮气量(VT)作为横座标和每分通气量(
E)作为纵座标作图，比较运动及其恢复期呼吸方式的改变。结果：COPD患者运动期与恢复期VT差值的均数(△VT)显著增加，其大小与(FEV1)%和Emax/MVV均呈负相关关系(P<0.05)。氨茶碱使用后COPD患者△VT明显下降，下降程度仅与FEV1%呈负相关(P<0.05)。结论：常规剂量氨茶碱能明显改善COPD极量运动呼吸方式，这可能与该药增强呼吸肌功能有关。, http://www.100md.com
分类号：R 563.9；R 540.47 文献标识码：A
文章编号：1000-2200(2000)01-0011-02
Effect of aminophylline on breathing pattern in COPD after maximal exercise
ZHOU Cai-cun,XIONG Zhao-jun,WANG Ai-hau,LIU Yu-zhu
(Department of Respiratory Medicine,Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Anhui 233004)
Abstract：Objective：To investigate influence of aminophylline on breathing patterns in COPD after maximal exercise.Methods：Twenty-six stable COPD patients underwent maximal exercise tests before and after intravenous injection of 0.25 g aminophylline.Diagram was depicted with tidal volume on the abscissa and minute ventilation on the ordinate to compare the changes of breathing patterns during exercise with those after recovery.Results：△VT in COPD was significantly increased and was related negatively with FEV1% and
Emax/MVV(P<0.05).Aminophylline remarkably decreased the △VT and the decrease was only negatively related to FEV1%(P<0.05).Conclusions：The routine dosage of aminophylline can obviously improve the breathing patterns in maximal exercise of COPD patients perhaps through improvement of the respiratory muscle function., http://www.100md.com
Key words：lung diseases,obstructive;exercise test;respiratory function tests;aminophylline▲
茶碱类药物具有扩张支气管、增强膈肌功能、兴奋呼吸中枢和抗炎等作用，广泛用于支气管哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)等的治疗[1]。该药能够显著改善重症气道不可逆阻塞COPD患者的呼吸困难感觉和运动耐力，提高生活质量[1，2]；但它是否影响极量运动时这些患者呼吸运动方式，目前尚未见报道。为此，本文对26例临床稳定期COPD患者进行观察。
1 资料与方法
1.1 一般资料 对象为临床稳定期COPD患者26例，其中男24例，女2例；年龄58.1±8.6岁；FEV1%(56.3±11.4)%，%VC(82.6±19.6)%。每例均无明显的左心、神经肌肉和其它肺部等疾患；检查前两周内均无上、下呼吸道感染迹象，3天内不使用茶碱类和β2受体兴奋剂等药物。
, http://www.100md.com
1.2 方法 检查室温控制在22～28℃，在充分休息后，作肺活量测定(Minato AS-300)。并用笔者报道的方法[3]作极量运动，运动恢复期定为10 min。2 h后，缓慢静脉注射氨茶碱0.25 g。注射30 min后，重复上述检查。运动及其恢复期呼吸参数用能量代谢仪连续测定(Sensor Medics No.2900)，电脑每隔20 s自动打印结果。
以潮气量(VT)作为横坐标，每分通气量(
E)为纵坐标，采用Gallagher等报道的方法作图[4]，以了解运动及其恢复期呼吸方式的改变。为便于个体间比较，VT和E均用肺活量(VC)加以校正。作图时静息期取一个点，运动与恢复期每分钟取一个点，但运动结束前后1min，因呼吸参数变化较大，每20 s取一个点；各点之间以时间先后顺序用直线加以连结。运动期和恢复期VT的差异以VC的百分数来表示，若运动期VT小于恢复期VT，为正数；反之则为负数。根据恢复期每个点与运动期VT的差距，求得运动期与恢复期VT差值的均数(△VT)。正值表明在相同E时，恢复期呼吸较运动期呼吸浅而快；反之亦然。, 百拇医药
1.3 统计学方法 采用配对t检验和直线相关分析。
2 结果
COPD患者运动能力和通气能力明显下降，常规剂量氨茶碱显著增加COPD患者运动能力和呼吸参数(P<0.01)，但不改善肺功能(FEV1和FEV1%)(见表1)。氨茶碱使用前，COPD组有16例△VT>4%，△VT与FEV1%(r=-0.459)和
Emax/最大通气量(MVV)(r=-0.505)均呈负相关关系(P<0.05)；但与体重占理想体重百分比、VTmax/VC、最大二氧化碳产生量(CO2max)、最大心率(HRmax)、最低动脉血氧饱和度、O2通气当量(EqO2)、CO2通气当量(EqCO2)和最大氧耗量(O2max)/预计O2max等均无相关关系。氨茶碱使用后COPD组△VT明显下降，下降程度仅与FEV1%呈负相关(r=-0.448，P<0.05)。, 百拇医药
表1 氨茶碱使用前后患者极量运动时呼吸参数和△VT(n=26,
) 观察时间
作功量
(watt)
Emax(L/min)
VTmax/VC
(%)
O2max/kg(ml.min-1.kg-1)
Emax/MVV, 百拇医药
(%)
△VT
使用前
56.6±23.5
30.6±10.8
56.0±19.0
17.2±5.3
105.0±37.0
4.5±4.7
使用后
64.7±23.2
34.4±11.2
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59.8±20.0
19.8±5.2
110.0±40.0
-0.5±2.5
8.1±12.5
3.8±?3.5
3.8±20.0
2.6±3.4
5.0±38.0
-5.0±3.6
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3.304
5.536
0.969
3.899
0.671
7.082
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<0.01
<0.01
>0.05
<0.01
>0.05
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3 讨论
本文应用运动与恢复期VT差异的均数来探讨COPD患者的运动与恢复期呼吸方式的差异。
E是VT与呼吸频率的乘积；相同E时，恢复期VT较运动期小(即△VT为正值)，即恢复期呼吸变为浅速。本文61.5% COPD患者△VT>4.1%，提示运动恢复期存在明显的浅快呼吸(RSB)。常规剂量氨茶碱能显著改善COPD极量运动时的呼吸方式，其改善程度仅与气道阻塞程度明显相关。而且COPD患者RSB发生也与气道阻塞程度明显相关，表明气道阻塞程度愈重，极量运动恢复期RSB愈明显，氨茶碱对其改善程度也愈显著。氨茶碱改善极量运动COPD呼吸方式的机制，可能与其增强呼吸肌功能有关。文献报道呼吸肌疲劳、肺间质水肿、运动肌肉疲劳、恢复期高碳酸血症和低氧血症等因素与运动恢复期RSB有关[4]。本文发现氨茶碱使用前后，极量运动时EqO2、SaO2和EqCO2无明显的差异；而且每例在运动停止即刻均未闻及肺底细湿性罗音。因此，本组恢复RSB的发生可能与恢复期低氧血症、高碳酸血症和肺间质水肿等因素无关。此外，氨茶碱使用后COPD患者运动负荷较使用前明显增加，若肢体肌肉疲劳是引起运动恢复期RSB的主要因素，那么氨茶碱使用后恢复期RSB应更为明显。但本文结果与之相反，故它可能与本文恢复期RSB无关。
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最近研究结果证实，正常人和COPD患者剧烈运动时存在呼吸肌疲劳[5，6]。与正常人相比，COPD患者吸气肌肌力下降，在静息
E水平呼吸时，吸气肌产生的肌力增加。而且由于气道阻力和肺容量的增加等不利生理因素存在，COPD易发生呼吸肌疲劳。有证据表明COPD患者运动中发生呼吸肌疲劳。本文COPD患者Emax/MVV>1，提示在极量运动时，可能存在吸气肌疲劳。有报道吸气肌疲劳时出现运动恢复期RSB[7，8]。Gallagher等发现正常人在发生吸气肌疲劳时出现RSB，而且RSB在引起疲劳的负荷去除后常持续数分钟[7]。本组△VT与FEV1%和Emax/MVV明显相关，因此本组RSB可能与呼吸肌疲劳有关。氨茶碱能够增强重症COPD患者膈肌功能[9]。茶碱类药物能减轻运动引起的肺过度膨胀，从而改善通气效率、运动中最大吸气压、最大吸气流速和呼吸肌贮备，提示有呼吸肌功能的改善[9]。因此笔者认为，氨茶碱对COPD极量运动呼吸方式的改善可能与其增强膈肌功能有关。■, 百拇医药
参考文献：
[1]McNicholas WT,Mulloy E.Role of theophylline in severe chronic obstructive pulmonary disease[J].Postgrad Med J,1991,67(Suppl 4)∶30.
[2]Fink G,Kaye C,Sulkes J,et al.Effects of theophylline on exercise performance in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease[J].Thorax,1994,49(4)∶332.
[3]周彩存，徐凤珍，王安潮，等.吸氧前后慢性阻塞性肺病患者运动肺功能的变化[J].蚌埠医学院学报，1997，22(1)∶16.
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[4]Gallagher CG,Younses M.Breathing pattern during and after exercise in patients with chronic obstructive lung disease,interstitial lung disease,and cardiac disease,and in normal subjects[J].Am Rev Respir Dis,1986,133(4)∶581.
[5]Johnson BP,Babcock MA.Exercise-induced diaphragmatic fatigue in healthy humans[J].J Physiol(Lond),1993,460(1)∶385.
[6]Babcock MA,Pegelow DF,McClaran SR,et al.Contribution of diaphragmatic power output to exercise-induced diaphragm fatigue[J].J Appl Physiol,1995,78(5)∶1710.
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[7]Gallagher CG,Im Hof V,Younes MK.Effect of inspiratory muscle fatigue on breathing pattern[J].J Appl Physiol,1985,59(4)∶1152.
[8]Caillaud C,Anselme F,Mercier J,et al.Pulmonary gas exchange and breathing trained athletes[J].Eur J Appl Physiol,1993,67(5)∶431.
[9]Murciano D,Aucler MH,Pariente R,et al.A randomized controlled trial of theophylline in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease[J].N Engl J Med,1989,320(23)∶1521.
收稿日期：1998-11-11, http://www.100md.com