Determination of the flow of respiratory gases under treadmill ergometer exertion as diagnosis for exercise-induced asthma (EIA)

Abstract

"Belastungsasthma", im angloamerikanischen auch als "exercise-induced asthma (EIA)" oder "exercise-induced bronchoconstriction (EIB)" bezeichnet, ist mit einer Prävalenz von 4-20% der Normalbevölkerung und 10-50% unter Sportlern eine weit verbreitete Erkrankung. Die Diagnosestellung des EIA bereitet immer noch Probleme, da sich bis dato bei allen gängigen Testverfahren die Bronchokonstriktion mit der auslösenden Belastung nur indirekt in Zusammenhang bringen lässt, d.h. der Nachweis der Bronchokonstriktion gelingt entweder erst nach der Belastung oder es wird gar nicht die Belastung selbst simuliert sondern ein anderer auslösender Faktor (medikamentöse Provakationstests). Zudem ist der Nachweis einer Bronchokonstriktion mittels eines Lungenfunktionstests immer von der Motivation der zu untersuchenden Person abhängig. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bronchokonstriktion zum Zeitpunkt ihrer Entstehung mittels Lungenfunktionsdiagnostik noch während einer hochintensiven Ausdauerbelastung nachzuweisen und somit ein objektives Diagnoseverfahren für EIA zu entwickeln. Hierfür wurde eine Personengruppe (n=10) mit vordiagnostiziertem Belastungsasthma, sowie eine Kontrollgruppe (n=10) einem hochintensiven Ausdauerbelastungstest unterzogen. Dabei wurden vor und nach der Belastung Lungenfunktionstests mit Bestimmung der Einsekundenkapazität (FEV1) durchgeführt. Während der Ausdauerbelastung wurde die Atemstromgeschwindigkeit kontinuierlich aufgezeichnet. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit können wie folgt zusammengefasst werden: - Die Verringerung des exspiratorischen Peakflow zu 80 und 93% einer erschöpfenden hochintensiven Ausdauerbelastung um mehr als 3% stimmt signifikant mit einer Verringerung des FEV1 um >10% vor und nach Belastung überein und kann somit als Grundlage eines neues, objektiven Diagnoseverfahrens für EIA gesehen werden. Die Signifikanz sollte in weiteren Studien mit einer höheren Probandenzahl überprüft werden. - Die vorliegende Untersuchung bestätigt die Erkenntnisse anderer Studien, nach denen nur 50% der Probanden mit EIA-typischen Symptomen auch einen auffälligen Lungenfunktionstest haben. - Die Befunde weisen darauf hin, dass sich durch den Nachweis einer Verringerung des exspiratorischen Peakflow (s.o.) eine Lungenfunktionsveränderung bereits während einer Ausdauerbelastung nachweisen lässt und nicht erst danach. Hierfür gibt es in bisherigen Studien keinen eindeutigen Hinweis."Exercise-induced asthma (EIA)", or more appropriately, "exercise-induced bronchoconstriction (EIB)", occurs in 4-20 % of the general population and 10-50 % of athletes. Diagnosis of EIB is still problematic. Currently, all methods used to diagnose EIB demonstrate only an indirect relationship between exercise and bronchial constriction. Evidence of bronchoconstriction is evident after exercise or is stimulated by a triggering factor (pharmocological provacation tests) and not by the exercise itself. Confirmation of bronchoconstriction by testing the forced expiratory volume per second (FEV1) also depends on the motivation of the examined person. The aim of this study was to determine bronchoconstriction at the moment of initiation. In order to develop an objective diagnosis of EIB, a pulmonary function test was applied during a high intensive physical endurance exertion. Therefore, a number of people (n=10) with a diagnosed „exercise-induced asthma“ and a control group (n=10) had to undergo a high endurance exertion. Before and after the physical effort, pulmonary function tests were carried out to determine the forced expiratory volume per second (FEV1). During the physical exercise, the speed of the respiratory air was permanently documented. The results of this study can be summarized as followed: - The diminishment of the expiratory peak flow to 80 and 93% of an exhausting high intensive physical endurance exertion of more than 3%, corresponds significantly to a diminishment of the FEV1 of >10% before and after exertion. This can be used as a basis for a new diagnosis of EIB. The significance of our study has to be further determined with a higher number of probands. - This examination confirms the results of other studies where only 50% of the probands with EIB-typical symptoms had a pathological pulmonary test. - Our results demonstrate for the first time that bronchoconstriction can be already determined during a physical exertion and not only after it