Trening som medisin ved akutt lungeskade?

Eivind Brønstad. Foto: BERRE ASAkutt lungeskade kan ses sekundært til sykdom og skade både i og utenfor luftveiene. Det kliniske syndromet Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) er en tilstand forbundet med høy dødelighet (20-50 %) og langvarige intensivopphold på sykehus. Syndromet skyldes en uspesifikk betennelsestilstand i lungevevet som hindrer gassutveksling og fører til varierende grad av oksygeneringssvikt. Utløsende årsaker er kritisk sykdom som større traumer, brannskade og alvorlige infeksjoner mm. Utover behandling av utløsende årsak og tiltak rettet mot bedring av respirasjonssvikten (oksygen og ventilasjonsstøtte), finnes det per i dag ingen godt dokumentert behandling.

Continue reading

Advertisements

Kan lungene begrense kondisjonsnivået vårt?

Dorthe Stensvold. Foto: Andrea Hegdahl Tiltnes

Maksimalt oksygen opptak (VO2max) brukes av mange forskere, og er regnet som det beste målet på kondisjon, men hva er det som er med på å bestemme vårt maksimale oksygenopptak? Hos friske personer er hjertets minuttvolum, altså maksimal hjertefrekvens ganger maksimalt slagvolum, fremhevet som den mest avgjørende faktoren. Forskere har lenge ment at respirasjonssystemet vårt har en overkapasitet, og at det derfor ikke er en begrensende faktor for oksygenopptaket hos friske.

En nylig publisert studie fra vår gruppe viser midlertidig at lungefunksjonen kan være en begrensende faktor for oksygenopptaket hos eldre, selv hos de som er friske.

Continue reading

Nok luft? Er lungene begrensede faktor for maksimal yteevne?

Lungenes hovedfunksjon er å overføre oksygen fra lufta til blodet og å fjerne karbondioksid fra kroppen. Ved økende anstrengelse øker ventilasjonen i takt med behovet for oksygen til den arbeidende muskulatur. Hos friske individer er lungenes kapasitet antatt ikke å være begrensende for maksimal yteevne ved utholdenhetsøvelser. De fleste lungefriske har derfor en overkapasitet og begrensningen er antatt å være hjertes pumpeevne.

Fysisk testing (Illustrasjonsfoto: Geir Mogen)

Hos enkelte eliteutøver er dette annerledes. Her beveger man seg mot kroppens fysiologiske ytterpunkt og studier tyder på at lungenes diffusjonsoverflate (areal), luftveier og brystveggmuskulatur hos disse er underdimensjonert i forhold til kravet til maksimal oksygentransport ved anstrengelse. Uten nærmere å gå inn på mekanismene, kan dette resultere i treningsutløst hypoksemi [1], økt ekspiratorisk luftveismotstand [2] og kanskje også utmattelse av mellomgulvsmuskulatur og omfordeling av hjertes minuttvolum grunnet høyt arbeide av respirasjonsmuskulatur [3, 4]. Det første er sannsynligvis relativt hyppig forekommende hos yngre friske kvinner (pga mindre lunger og luftveier)[5].

Bicycle Road Race (Illustrasjonsfoto: Istock)Hva med verdens beste langdistanseløpere? Fra 1956 til 2012 har Kenyanske løpere tatt 56 olympiske medaljer; 25 av disse i de 2 siste OL! I en nylig publisert studie i Medicine and Science in Sports and Exercise ble fjorten eliteløpere undersøkt under submaksimal og maksimal anstrengelse[6]. Forfatterne fant at både gassutveksling og lungemekanikk var begrensende faktorer og konkluderte med at Kenyanske løpere sannsynligvis har et respirasjonssystem som ikke gir en fysiologisk fordel. Likevel er de best. Uansett hva de har smurt skoene med.

Eivind Brønstad, Post Doktor ved CERG 

Referanser

1. Dempsey, J.A., P.G. Hanson, and K.S. Henderson, Exercise-induced arterial hypoxaemia in healthy human subjects at sea level. J Physiol, 1984. 355: p. 161-75.

2. Johnson, B.D., K.W. Saupe, and J.A. Dempsey, Mechanical constraints on exercise hyperpnea in endurance athletes. J Appl Physiol (1985), 1992. 73(3): p. 874-86.
3. Johnson, B.D., et al., Exercise-induced diaphragmatic fatigue in healthy humans. J Physiol, 1993. 460: p. 385-405.
4. Sheel, A.W., et al., Fatiguing inspiratory muscle work causes reflex reduction in resting leg blood flow in humans. J Physiol, 2001. 537(Pt 1): p. 277-89.
5. Dominelli, P.B., et al., Exercise-induced arterial hypoxaemia and the mechanics of breathing in healthy young women. J Physiol, 2013. 591(Pt 12): p. 3017-34.
6. Foster, G.E., et al., Pulmonary Mechanics and Gas Exchange during Exercise in Kenyan Distance Runners. Med Sci Sports Exerc, 2013.

Kan man trene lungene?

Lungenes hovedfunksjon er effektivt opptak av oksygen fra venøst blod og en velfungerende funksjon er derfor avgjørende for høy fysisk yteevne. Med lungekapasitet menes vanligvis hvor mye luft man kan puste inn og hvor mye som kan pustes ut i løpet av et visst tidsrom. Med mer spesialisert utstyr kan også lungenes totale luftmengde og gassutveksling måles. Evnen til å ta opp oksygen i aktivitet er derfor en viktig forutsetning for å prestere på toppnivå i utholdenhetsidretter.

Et mye brukt mål for denne er maksimalt oksygenopptak. Sagt på en annen måte er dette hvor mye oksygen kroppen forbruker ved maksimal anstrengelse. En persons maksimale oksygenopptak avhenger av en rekke faktorer: Hjertes pumpeevne, lungenes ventilasjon og gassutveksling, samt muskulaturenes forbruk av oksygen. Hos lungefriske har det maksimale oksygenopptaket vist seg ikke å være begrenset av lungekapasiteten. Funn som taler for dette er at ventilasjonen ved maksimal anstrengelse ikke flater ut slik oksygenopptaket gjør. Videre faller oksygennivået i blod kun noen få prosent grunnet forhold som påvirker hemoglobinets evnet til å binde oksygen (økt kroppstemperatur, økt melkesyre). Så sannsynligvis har man en veltilpasset kapasitet her.

Har lungekapasitet og –volum betydning for hvor godt man presterer i idrett? Ganske riktig, stor lungekapasitet har vist seg å være spesielt gunstig i enkelte idretter. Spesielt svømmere kommer godt ut når man sammenligner personer fra ulike idrettsgrener. Dette kan forklares ut ifra at høye lungevolum øker oppdriften og gir høyere svømmehastighet. Det er også vist at spesielle former for pustetrening kan påvirke lungefunksjonen. En nylig publisert studie har vist at 5 uker med slik trening økte vitalkapasiteten hos inaktive med 3 % og hos aktive kvinnelige svømmere med 2 %. Det er også vist at svømmetrening før puberteten resulterer i større økning i både dynamisk og statisk lungevolum.

spirometriEtter hvert som vi blir eldre reduseres lungefunksjonen med noen få prosent hvert år. Dette skyldes kombinasjonen av økt stivhet i brystkasse og lungene og redusert evne til gassutveksling. Kan fysisk aktivitet bremse det naturlige fallet i lungefunksjon? Kanskje. I en liten studie hvor finske menn ble fulgt gjennom 25 år ble det konkludert med et langsommere lungefunksjonstap hos de mest aktive. Materiale fra Helseundersøkelsen i Nord-Trøndelag (HUNT) har vist at personer med høy fysisk aktivitet har bedre lungefunksjon som eldre (sammenlignet med personer med lav aktivitet) og at dette kanskje til en viss grad kan kompenserer for det naturlig fallet.

Majoriteten av treningsstudier (utholdenhet- og styrketrening) hos friske voksne har likevel vist at trening i liten grad påvirker lungevolumet. Flere studier, deriblant en norsk og en kinesisk, har vist at hos barn kan derimot lungeutviklingen påvirkes betydelig med fysisk aktivitet.

Så hvorfor er lungene så lite trenbare? I følge Degens et al (2013) skyldes dette sannsynligvis den fysiske begrensingen for utvidelse som brystkassen representerer hos utvokste individer, noe som igjen vil begrense blodmengden lungene maksimalt kan inneholde. Det er derfor kun i tidlig alder hvor lungene er mest elastiske at fysisk aktivitet positivt kan påvirke lungefunksjonen. Det viktigste er derfor å være fysisk aktiv som barn og at man som voksen forvalter kapasiteten best mulig!

Eivind Brønstad, post doc ved CERG

Den aldrende lunge

Lungene har to hovedfunksjoner: å ta opp livsnødvendig oksygen fra luften og å la kroppen kvitte seg med avfallsproduktet karbondioksid.

Når man puster, går luft inn og ut av lungene. Luften strømmer inn gjennom stadig mindre luftveier før den til slutt fyller de ørsmå lungeblærene. Fra lungeblærene går oksygen over til blodstrømmen og videre til kroppens celler. Motsatt går karbondioksid fra cellene via blodet til lungeblærene og ventileres derfra ut av kroppen. Alle celler i kroppen er avhengig av å få tilført oksygen og å kvitte seg med avfallsstoffer som karbondioksid. Ved fysisk aktivitet går både behovet for oksygen og produksjonen av karbondioksid kraftig opp, spesielt i musklene. Dette gjør at lungene må arbeide hardere under belastning.

Lungefunksjonen har liten betydning for kondisjon og helse hos lungefriske yngre og middelaldrende, da lungene i denne alderen vanligvis har stor uutnyttet reservekapasitet selv ved maksimal anstrengelse. Hjertet må ta i bruk sin maksimale pumpeevne ved kraftig anstrengelse før lungekapasiteten er fullt utnyttet slik at hjertets pumpeevne blir den viktigste begrensende faktoren for kroppens maksimale oksygenopptak. Allerede fra 30-årsalderen starter den maksimale lungefunksjonen langsomt gradvis å avta. Antallet lungeblærer blir færre og lungene blir mindre elastiske.

En studie fra Bergen har vist at selv hos friske aldri-røykende eldre, fyller hele 22 % av de mellom 70 og 80 år de lungefunksjonsmessige kriteriene for en kols-diagnose, og for de over 80 år så er denne andelen så høy som 50 % (1). Sagt på en annen måte betyr dette at normal aldring fører til endringer i lungefunksjonen tilsvarende de vi ser hos pasienter med kols. Med økende alder vil det derfor være mer og mer sannsynlig at den maksimale fysiske yteevnen begrenses av lungefunksjonen. Lungefunksjonen får derfor større betydning for helsen dess eldre man blir.  Mens det er godt dokumentert at fysisk trening kan bedre hjertets maksimale pumpeevne, er det forsket lite på hvordan trening påvirker lungefunksjonen.

«Generasjon 100» er et forskningsprosjekt som gjennomføres fra høsten 2012 ved KG Jebsen senter for hjertetrening ved NTNU. Alle trondheimere mellom 70 og 75 år vil få innbydelse til å delta i prosjektet. Deltagerne vil bli grundig testet ved oppstart, og det vil blant annet bli foretatt lungefunksjonsmålinger. Deltagerne vil så bli tilfeldig fordelt til en av to grupper. Den ene gruppen får tilbud om organiserte fellestreninger og får oppfølging i forhold til trening. Den andre gruppen er en såkalt kontrollgruppe som blir gitt generelle råd om trening, men får ingen spesiell oppfølging eller hjelp til å følge disse rådene.

Deltagerne vil bli innkalt til en ny runde med testing etter ett og etter tre år. Ved å sammenligne resultatene fra de to gruppene etter tre år vil man kunne få svar på om trening kan bidra til å bevare lungefunksjonen med økende alder, noe som vil holde flere friske og aktive lenger.

Skrevet av Erlend Hassel, lege og stipendiat ved CERG, NTNU.