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Lungenfunktion und Blutgase älterer silikosekranker Uranbergleute im Vergleich zu lungengesunden Probanden

W. Marek, A. Flechsig, H. Gespers, E. Marek, J. Riebe und N. Kotschy-Lang

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Jahrgang 30 p. 584 - 597

Abstract

W. Marek¹, A. Flechsig⁴, H. Gespers², E. Marek¹, J. Riebe¹ und N. Kotschy-Lang³

¹Forschungsinstitut für Frühdiagnose des Bronchialkarzinoms, Augusta-Kranken-Anstalt, Bochum, ²Evangelisches Krankenhaus, Castrop-Rauxel, ³Berufsgenossenschaftliche Klinik für Berufskrankheiten, Falkenstein, ⁴Helios Klinikum, Aue
Die Referenzwerte der ventilatorischen Lungenfunktion und der arteriellen Blutgase wurden vornehmlich an Probanden im mittleren Lebensabschnitt gewonnen. Für ältere Probanden muß daher eine Extrapolation über den Geltungsbereich der Sollwertfunktion durchgeführt werden, die insbesondere unter dem Aspekt der Begutachtung zu Unsicherheiten in der Beurteilung führt. Wir überprüften daher die Lungenfunktion (Spirometrie, Fluß-Volumenkurve und Bodyplethysmographie) mit Hilfe eines Ganzkörperplethysmographen und untersuchten Blutgasproben aus dem hyperämisierten Ohrläppchen an einem Kollektiv von 254 ehemaligen Uranbergleuten mit Silikose, anerkannt und entschädigt als Berufskrankheit nach Nr. 4101 der BKV. Weitere 134 anamnestisch lungengesunde Probanden (62 Männer im Alter von 25 – 59 Jahren und 72 Männer von 60 – 90 Jahren) dienten als Vergleichsgruppen. Die totale Resistance (Rt) der Patienten (Mittelwert 0,47 ± 0,28 kPa/l/s) war hochsignifikant (p < 0,00005) erhöht gegenüber den älteren (0,18 ± 0,06 kPa/l/s) und den jüngeren Probanden (0,19 ± 0,07). Ebenso verhielt sich die spezifische Resistance (sRt) 2,05 ± 1,56 kPa*s gegenüber 0,73 ± 0,24 bzw. 0,80 ± 0,27. Die relative Einsekundenkapazität betrug im Mittel 59,9 ± 13,5% gegenüber 76,9 ± 6,6% bzw. 83,4 ± 5,1% bei den Kontrollprobanden. Die Vital- (VCIN) und die totale Lungenkapazität (TLC) waren um 13 bzw. 10% kleiner als bei der altersentsprechenden Kontrollgruppe. Die deutlichsten Einschränkungen fanden sich in der maximalen exspiratorischen Atemstromstärken (PEF) und um mehr als 50% bei MEF75,50,25. Der Sauerstoffpartialdruck (PaO2) lag bei den Patienten im Mittel bei 70,7 ± 7,5 mmHg, Median 70,4 bei einer Spannweite von 91,5 – 43,8 mmHg. Diese Werte entsprechen 89,6 ± 9,5% des Sollwertes nach Ulmer. Der Mittelwert für den PaCO2 betrug 38,7 ± 3,5 mmHg, bei einer Spannweite von 48,9 – 27,8 mmHg. Die Meßwerte der ventilatorischen Lungenfunktion und des Sauerstoffpartialdruckes von lungengesunden älteren Probanden liegen im Mittel leicht über den extrapolierten Sollwerten der europäischen Gemeinschaft für Kohle und Stahl (EC) [63]. Der Altersgang entspricht weitgehend dem im mittleren Lebensalter. Die beschriebenen Ergebnisse erlauben daher eine Berechnung der Sollwerte über den angegebenen Bereich hinaus und können auch für diesen Altersbereich in die Begutachtung einfließen. Im Vergleich zu den Werten lungengesunder älterer Probanden waren Rt und sRt deutlich erhöht, während FEV1 und die maximalen exspiratorischen Atemstromstärken der Silikosekranken deutlich eingeschränkt waren.Correspondence to:
PD Dr. rer. nat. W. Marek
Forschungsinstitut für Frühdiagnose des Bronchialkarzinoms
Augusta-Kranken-Anstalt
Bergstraße 26
D-44791 Bochum
Email: [email protected]

Originalarbeit

Bestimmungen von L-Laktat im Atemkondensat in Ruhe sowie bei fahrradergometrischen Belastungsuntersuchungen

Measurements of L-lactate in exhaled breath condensate at rest and bicycle exercise

E. Marek, K. Mückenhoff, H.J. Streckert, G. Becher und W. Marek

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Jahrgang 34 p. 252 - 260

Abstract

Atemw.-Lungenkrkh., Jahrgang 34, Nr. 7/2008, S. 252–260

Bestimmungen von L-Laktat im Atemkondensat in Ruhe sowie bei fahrradergometrischen Belastungsuntersuchungen

E. Marek¹, K. Mückenhoff², H.J. Streckert³, G. Becher⁴ und W. Marek¹

¹Institut für Arbeitsphysiologie an der Augusta-Kranken-Anstalt Bochum, ²Institut für Physiologie, Ruhr-Universität Bochum, ³dsdiagnostics GmbH Witten, ⁴FILT GmbH Berlin
Hintergrund: Die Bestimmung von Stoffwechselmetaboliten wie L-Laktat im Atemkondensat hat den Vorteil einer nichtinvasiven Methode. Dies wurde durch die neuartige Entwicklung von Enzymsensoren für L-Laktat möglich. Wir überprüften an jungen gesunden Versuchspersonen, ob ein Nachweis von L-Laktat im Atemkondensat unter der Bedingung der Ruhe und der submaximalen Belastung möglich ist. Methoden: Unter Ruhebedingungen und während körperlicher Belastung von 60 und 120 Watt auf dem Fahrradergometer im steady state wurde bei 21 Probanden bei jeder Belastungsstufe Atemkondensat (EBC) aus 100 l ausgeatmeter Luft hergestellt, in dem mit Hilfe der Enzymbiosensoren (Eco-Check, Viasys Health Care) Wasserstoffperoxid gemessen wurde. Dabei wurde L-Laktat durch Oxidation zu Pyruvat und H₂O₂ gespalten, anschließend wurde das entstandene H₂O₂ amperometrisch nach peroxidasevermittelter Reduktion zu Wasser und H+-Ionen gemessen. Die Ausscheidungsraten wurden aus den Konzentrationen im Atemkondensat und der Sammelzeit berechnet und in den Einheiten nmol/min für L-Laktat angegeben. Ergebnisse: In Ruhe wurden 100 l Ausatemluft in 9,4 ± 4,35 min gesammelt und daraus im Mittel 1,25 ± 0,48 ml EBC gewonnen, auf der 60 Wattstufe in 6,15 ± 1,8 min 1,21 ± 0,40 ml EBC und auf der 120 Wattstufe in 4,35 ± 0,94 min 1,06 ± 0,29 ml. In Ruhe fanden wir eine mittlere L-Laktatabgabe von 3,1 ± 2,67 nmol/min, die auf der 60 Wattstufe auf 9,3 ± 4,9 nmol/min anstieg (p < 0,0005) und bei 120 Watt einen Wert von 15,9 ± 10,6 nmol/min (p < 0,0005) erreichte. Die Laktatabgabe war dabei proportional zur Sauerstoffaufnahme (r = 0,99). Schlussfolgerungen: Bereits in Ruhe werden deutlich bestimmbare Ausscheidungsraten für L-Laktat im Atemkondensat gefunden. Unter externer Belastung wird ein Anstieg der L-Laktatabgabe gemessen, der mit der Sauerstoffaufnahme korrelierte. Inwieweit dieser mit der belastungsabhängigen Laktatkonzentration im arteriellen Blut korreliert, soll in weiterführenden Untersuchungen ermittelt werden.Correspondence to:
PD Dr. rer. nat. W. Marek
Institut für Arbeitsphysiologie
an der Augusta-Kranken-Anstalt
Bergstraße 26
D-44791 Bochum
Email: [email protected]

Originalarbeit

Zur Beurteilung der Lungenfunktion im Alter: Brauchen wir neue Referenzwerte?

W. Marek, E. Marek, K. Mückenhoff, H.J. Smith, N. Kotschy-Lang und M. Kohlhäufl

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Jahrgang 35 p. 147 - 162

Abstract

W. Marek¹, E. Marek¹, K. Mückenhoff², H.J. Smith³, N. Kotschy-Lang⁴ und M. Kohlhäufl⁵

¹Institut für Arbeitsphysiologie an der Augusta-Kranken-Anstalt, Bochum, ²Institut für Physiologie, Ruhr-Universität Bochum, ³Viasys Health Care, Höchberg, ⁴Berufsgenossenschaftliche Klinik für Berufskrankheiten Falkenstein, ⁵Klinik Schillerhöhe, Zentrum für Pneumologie und Thoraxchirurgie, Stuttgart-Gerlingen
Einleitung: Die Bevölkerungsstruktur in Europa und die antropometrischen Daten der Bewohner haben sich in den letzten drei Jahrzehnten deutlich verändert und werfen erneut die Frage nach der Verwendbarkeit der weit verbreiteten Sollwerte der Europäischen Gemeinschaft für Kohle und Stahl (EGKS) auf, die sich auf die ventilatorische Lungenfunktion beziehen. Die EGKS-Sollwerte wurden Ende der 70er Jahre vornehmlich an Probanden im mittleren Lebensabschnitt gewonnen, für ältere Probanden muss daher eine Extrapolation über den Geltungsbereich der Sollwertfunktion hinaus durchgeführt werden, die insbesondere zu Unsicherheiten in der Beurteilung führt. Die EGKS Werte werden in Vergleich zu aktuellen Untersuchungen [1, 2, 3] als zu niedrig angesehen und sollten ersetzt werden. Methoden: Wir überprüften daher die Lungenfunktion (Spirometrie, Fluss-Volumen-Kurve und Bodyplethysmographie) an einem Kollektiv von 164 anamnestisch lungengesunden Probanden (70 Männer im Alter von 20 bis 40 Jahren, 42 Männer 41 bis 65 Jahre und 52 Männer von 65 bis 90 Jahre). Die Lungenfunktionsparameter einer Gruppe von 305 älteren ehemaligen Uranbergarbeitern im Alter von 72,1 ± 4,7 Jahren, Median 72 Jahren, die an Silikose erkrankt waren, dienten als Vergleich. Ergebnisse: Der Trend in der Altersabhängigkeit der Einsekundenkapazität (FEV₁) der Kontrollprobanden kann mit einer linearen Funktion (y = –0,046x + 6,12; r = 0,88) beschrieben werden. Die FEV₁ lag bei den jüngeren Männern bei 108 ± 9,9% des Sollwertes, bei 105 ± 13,7% für die mittelalten und für die älteren Probanden bei 97,3 ± 12,4%. Die steilere Altersabhängigkeit wurde auch bei den übrigen untersuchten Parametern gefunden. Die dynamischen exspiratorischen Volumina, FVC, FEV₁, FEV₁/%FVC und die maximalen exspiratorischen Stromstärken waren in der Vergleichsgruppe der Bergarbeiter mit Silikose signifikant erniedrigt. Schlussfolgerungen: Die Messwerte der ventilatorischen Lungenfunktion von lungengesunden jüngeren Probanden liegen über den Sollwerten der EGKS, während die der älteren Probanden im Mittel leicht unter den extrapolierten Sollwerten der EGKS liegen. Der Altersgang verläuft demnach steiler als durch die EC-Referenzwerte beschrieben. Unsere Ergebnisse erlauben durchaus eine Extrapolation der Sollwerte über den angegebenen Bereich hinaus und können auch für diesen Altersbereich in die Begutachtung einfließen. Die alternativ diskutierten Sollwertgleichungen der SAPA LDIA-Studie, der NHANES- und zum Teil auch der LuftiBus-Studie liegen zwar höher, doch können sie den benötigten Umfang an Messgrößen oder den erforderlichen Altersbereich nicht abdecken. Eine multizentrische Studie zur Gewinnung aktueller Sollwerte wäre daher notwendig um eine objektive Beurteilung der Lungenfunktion auch für ältere Patienten zu finden.Correspondence to:
PD Dr. rer. nat. W. Marek; Institut für Arbeitsphysiologie, Augusta-Kranken-Anstalt, Bergstrasse 23, D-44791 Bochum
Email: [email protected]

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