慢性阻塞性肺疾病并发膈肌疲劳的中西医研究进展论文

2025-06-20 15:37:17 来源: 作者:xuling
摘要:慢性阻塞性肺疾病(COPD)膈肌疲劳是常见病症,当膈肌疲劳时,其收缩力和耐力都会下降,导致呼吸困难、气短等症状。长期的膈肌的疲劳会造成膈肌的损伤从而严重影响患者生活质量。
【摘要】慢性阻塞性肺疾病(COPD)膈肌疲劳是常见病症,当膈肌疲劳时,其收缩力和耐力都会下降,导致呼吸困难、气短等症状。长期的膈肌的疲劳会造成膈肌的损伤从而严重影响患者生活质量。西医研究显示,COPD患者膈肌功能异常,病理改变与膈肌疲劳有关。目前治疗以药物和呼吸康复为主,效果有限。中医认为病机为肺脾肾虚弱、气血不足、痰湿阻络,治疗以补益肺脾肾、化痰通络为主。运用针灸、中药等可增强膈肌功能。本文从发病原因、发生机制和相关治疗这三个方面展开讨论COPD膈肌疲劳的研究进展,以期为加强中西医学合作,为COPD膈肌疲劳的研究治疗提供新的思路和依据。
【关键词】慢性阻塞性肺疾病,膈肌,膈肌疲劳,研究进展
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系统常见慢性疾病,是呼吸道异常引起的慢性气道炎症,《慢性阻塞性肺疾病全球创议》(GOLD)2023版指出,COPD全球患病率为10.3%,病死率约为0.042%[1]。在COPD患者中,普遍存在膈肌疲劳,长期的膈肌疲劳会造成不同程度的膈肌损伤。膈肌作为呼吸过程中的主要肌肉之一,它的功能异常会直接影响呼吸过程,在COPD患者中,长期的膈肌疲劳可导致膈肌萎缩,进而影响膈膜的功能。然而,在COPD患者中,膈肌也会出现一些积极的适应性结构变化,例如节段长度缩短和纤维类型转化。这些变化能够提高膈肌的保持张力能力、耐久性和抗疲劳能力,有助于应对高负荷的呼吸需求。膈肌的适应性变化可以在一定程度上弥补膈肌功能的损失,使患者能够保持适度的呼吸量,避免严重后果,如窒息等。但是当呼吸负荷超过膈肌的适应能力时,也就无法满足身体对呼吸的需求,膈肌的代偿能力就会受到限制,此时,膈肌功能将会进一步衰退导致膈肌运动强度下降,进一步影响患者的生活质量[2]。近年来,国内外对COPD患者膈肌疲劳的研究逐渐增多,本文旨在通过综述中西医对于COPD患者膈肌疲劳的研究进展,为治疗COPD提供新的思路和依据。
1 COPD患者膈肌疲劳的发生机制
膈肌作为主要的呼吸肌,位于胸腹腔交界处。在COPD患者中,膈肌疲劳的原因包括炎症、缺氧、药物因素以及其他相关疾病等。
首先,COPD患者的炎症程度越高,吸气性肌肉功能障碍程度越高,但全身炎症反应影响COPD患者吸气肌功能的潜在机制尚不明确[3-4]。其次,低氧血症被认为是COPD患者肌肉萎缩的决定因素,与缺氧诱导的食物摄入量减少密切相关[5-6]。与此同时,缺氧会加剧膈肌疲劳,导致心率和血乳酸浓度升高,进而加剧COPD患者的呼吸困难和疲劳感,这种恶性循环会进一步影响COPD患者的运动能力和生活质量。最后,药物因素如皮质醇类激素的使用一定程度上会影响呼吸肌和外周肌肉无力[7-8]。值得一提的是在COPD患者治疗过程中营养不良与膈肌疲劳的相关性目前仍存在争议[9-10],部分研究认为营养不良可能导致膈肌收缩力下降,而其他研究则未发现严重营养不良与膈肌无力之间的关联。
综上所述,COPD患者膈肌疲劳的发生机制是由多种因素造成的,因此在诊断和治疗中需要综合考虑患者情况并采取相应的治疗措施来改善患者的呼吸功能。膈肌疲劳众多发生原因中,“泛素蛋白酶体途径的激活”和“核因子kappa B信号通路的激活”可能是COPD患者的膈肌疲劳发生的两大主要原因。
1.1泛素蛋白酶体途径激活
泛素蛋白酶体系统是一种重要的细胞内蛋白质降解机制,它参与调控细胞周期、蛋白质质量控制、基因转录和响应细胞应激等生物学过程。当这个系统发生失调时,可能会引发一系列的疾病和病理过程,从而导致严重的疾病[11]。Debigaré等[12]研究发现,在重度COPD患者体内,泛素蛋白酶在外侧肌水平上调,这意味着COPD患者肌肉萎缩是由肌肉的修复能力受抑制、泛素介导的蛋白水解增加造成的。肌球蛋白作为膈肌的重要组成部分,在膈肌运动中与肌动蛋白相互作用完成膈肌的运动,当泛素蛋白酶系统失调时,肌球蛋白首当其冲受到影响,Ottenheijm及其团队发现,肌球蛋白含量降低与COPD患者膈膜中的泛素-蛋白酶体途径激活有关,该团队证实在轻度至中度COPD患者当中膈肌肌原纤维的肌球蛋白含量降低了约30%[13]。由此可见,泛素-蛋白酶体途径选择性降解肌球蛋白,使COPD患者膈肌肌球蛋白减少、肌生成障碍、肌细胞凋亡,从而导致膈肌疲劳的发生[14]。
1.2核因子kappa B激活和氧化应激
COPD是一种复杂的慢性进行性疾病,慢性炎症和呼吸功能障碍是其主要特征[15]。慢性炎症反应将会导致核因子kappa B(NF-kB)激活,从而引起膈肌蛋白过度分解,导致膈肌萎缩的发生[16]。Barreiro等[17]的研究证明重度COPD患者膈肌的氧化应激水平会升高,其升高的程度与呼吸肌功能损伤程度密切相关。炎症和氧化应激的出现会导致损害肌肉纤维比例,并且在急性吸气时增加膈肌肌节破裂的敏感性,为了代偿这种增加的负荷,膈肌需要表现出独特的适应性,但长时间的代偿会使膈肌功能异常,当累积负荷超出膈肌代偿的临界范围时,将会导致呼吸肌功能障碍,最终发生膈肌疲劳[18]。
2 COPD患者膈肌疲劳的治疗
2.1西医对于COPD患者膈肌疲劳的治疗
西医对于COPD患者膈肌疲劳的治疗主要包括无创正压通气、药物治疗和运动康复。无创正压通气通过送入正压气体来改善呼吸功能,以达到减轻呼吸肌负担的目的;药物治疗包括支气管扩张剂、糖皮质激素和黏液溶解剂等,主要是用于缓解症状和减少炎症反应;运动康复是通过有氧运动和呼吸肌训练来增强心肺功能和肌肉耐力。
2.1.1无创正压通气无创正压通气是一种通过面罩对肺部进行机械通气的治疗方法。与有创正压通气相比,无创通气可以降低呼吸机相关性肺炎、鼻窦炎和脓毒症的风险,降低住院率和死亡率[19]。美国胸科学会和欧洲呼吸杂志指南中均推荐使用无创正压通气来对COPD病急性加重进行治疗,并且许多相关证据表明无创正压通气治疗切实有效[20]。
对于无创正压通气在治疗COPD患者膈肌疲劳方面,国内学者也进行了大量的临床研究。孙丽华等[21]的研究表明,膈肌疲劳在COPD急性加重的患者中表现更为明显,而利用无创正压通气可以有效改善呼吸困难和膈肌疲劳。尚东等[22]对轻度COPD合并呼吸肌疲劳患者进行临床研究,结果显示无创正压通气早期干预可以迅速改善患者的缺氧状态,改善呼吸肌疲劳,提高患者活动耐力。
2.1.2呼吸肌训练呼吸肌训练也是一种常用的治疗COPD患者膈肌疲劳的方法。呼吸肌训练主要包括缩唇呼吸、腹式呼吸和呼吸操练习等[23]。在诸多相关研究中有一项前瞻性研究显示,呼吸肌训练可以改善男性和非肥胖COPD病患者的认知、肺功能和膈肌厚度分数和膈肌偏移[24]。实际上对于呼吸肌训练在治疗COPD患者膈肌疲劳方面的有效性仍存在争议[25-26]。并非所有COPD患者都适合进行呼吸肌训练,特别是呼吸肌无力患者,因为在呼吸肌训练过程中膈肌运动负荷会增加,从而导致膈肌疲劳程度加深,这种情况的出现与呼吸肌训练的根本目的相悖,所以引发了部分学者的质疑。由于现有研究的局限性,呼吸肌训练的强度和方法没有统一的标准和指南,这便导致了COPD患者在进行呼吸肌训练设计时没有可供参考的指标,因此,呼吸肌训练对于COPD患者膈肌疲劳治疗的有效性及适用范围仍有待进一步通过临床研究完善。
2.1.3药物治疗(1)抗氧化剂。缺氧与COPD患者膈肌疲劳二者互为因果,氧化应激是膈肌功能障碍的主要驱动因素。抗氧化剂,特别是N-乙酰半胱氨酸(NAC),已被证明在缺氧动物模型中非常有效,但目前仍缺乏抗氧化剂治疗膈肌功能障碍的充足临床依据[27-28]。现代药理学认为,谷胱甘肽的消耗会加剧慢性间断性缺氧诱导的呼吸肌疲劳,而补充N-乙酰半胱氨酸可提高内源性谷胱甘肽水平,是预防慢性间断性缺氧诱导的膈肌无力和疲劳的最有效干预措施[29]。(2)茶碱类药物。茶碱属于甲基黄嘌呤类衍生物,具有正性肌力作用,主要药理作用是松弛支气管平滑肌,增加呼吸肌(包括肋间肌肉和膈肌)的力量和耐力,导致肌肉收缩增强和预防肌肉疲劳[30-31]。现有研究已经证实,茶碱可以提高动物和受试者的膈肌收缩力,有效地抑制和延缓膈肌疲劳,因此,茶碱类药物被证实是治疗COPD患者膈肌疲劳的有效药物[32]。(3)β受体激动剂。β受体激动剂可以增加肌肉收缩力,因此它们可能在预防和缓解COPD患者膈肌疲劳方面发挥作用。在腹腔脓毒症导致急性呼吸衰竭的大鼠模型中,丙卡特罗被证实对膈肌具有直接的正性肌力作用[33]。Easton等[34]的研究也证实,在静脉注射足够剂量的沙丁胺醇可引起犬类通气增加、呼吸肌收缩力增加等。高景蓬等[35]通过建立COPD大鼠模型,利用克仑特罗进行干预,结果表明克仑特罗能够抑制COPD大鼠膈肌细胞凋亡,达到缓解膈肌疲劳的效果。结合现有的研究结论发现,目前,β受体激动剂仍局限于动物实验,β受体激动剂对COPD患者膈肌的正性肌力作用仍有待临床进一步试验证实。
2.2中医对于COPD患者膈肌疲劳的治疗
中医对于COPD患者膈肌疲劳的治疗主要包括针灸疗法和中药治疗。针灸疗法是通过刺激特定的穴位来调节人体的气血运行和功能。对于COPD患者膈肌疲劳,针灸可以选择肺经和脾经的相关穴位进行刺激。针灸可以促进气血循环,增强呼吸肌肉的收缩力和耐力,从而减轻膈肌疲劳。中药治疗是通过使用中草药来调节体内的阴阳平衡和气血运行,从而改善呼吸系统的功能。针对COPD患者膈肌疲劳,中医常用的中药方剂包括清热解毒、祛痰止咳、益气养阴等方剂。
2.2.1针灸治疗随着国医国学的复兴,近年来中医对于COPD的研究逐渐增多,其中就有文献指出针灸治疗能缓解膈肌疲劳、增强膈肌肌力、改善肺功能、改善缺氧和二氧化碳潴留,延缓COPD患者呼吸衰竭[36-37]。Liu等[38]对既往针灸治疗COPD患者膈肌疲劳的文献进行系统分析,认为在选穴方面,可以结合局部选穴和特定选穴来调节肺、脾、肾、胃各脏腑,同时选择局部穴位来刺激膈肌。然而,目前针灸在COPD膈肌疲劳的治疗方案尚不统一,缺乏权威指南。因此,需要进一步的研究来确定最佳的针灸治疗方案。
2.2.2中药治疗祖国医学中,中药汤剂对COPD膈肌疲劳患者的治疗价值也不容忽视。参麦注射液被认为是治疗呼吸衰竭儿童膈肌疲劳的有效药物,可以改善膈肌功能,且副作用较小[39]。动物实验证实,参麦注射液可以激活大鼠膈肌细胞的钙通道,增加Ca2+的流入,从而加强膈肌的收缩,这可能是其在临床实践中治疗膈肌疲劳的离子通道机制之一[40]。
在临床中参附汤和生脉散联用,也被认为可提升COPD急性加重期机械通气患者的疗效、改善呼吸肌功能[41]。Guan等[42]观察刺激兔膈神经后生脉散对膈肌疲劳的影响,发现生脉散可预防电刺激引发的膈肌疲劳,同时注射生脉散可促进兔膈肌疲劳的恢复。这些研究结果表明,中药治疗在缓解COPD膈肌疲劳方面具有潜力。
综上所述,针灸和中药治疗在缓解COPD膈肌疲劳方面具有一定的疗效。然而,目前仍需要更多的临床研究和实验证据来支持这些治疗方法的安全性和有效性。未来的研究应该重点关注确定最佳的治疗方案,并探索其作用机制,以便为COPD膈肌疲劳患者提供更好的治疗选择。
3小结与展望
COPD是一种常见的呼吸系统疾病,膈肌疲劳是COPD患者常见的临床症状之一,严重影响患者的生活质量和预后。
西医研究主要从生理、病理和治疗3个方面进行。生理方面,研究者关注膈肌的功能和疲劳机制;病理方面,研究者探索气道炎症和阻塞对膈肌的影响;治疗方面,研究者寻找有效的药物和方法来缓解膈肌疲劳。然而,目前的药物在动物实验中显示出潜力,但由于样本量小且缺乏临床试验的支持,其有效性仍存在争议。因此,需要进行更多的临床研究来开发出更有效、更安全的治疗方法。
中医的相关研究则主要从辨证论治和中药治疗两个方面进行研究。在临床上根据患者的症状和体质特点进行辨证论治,确定个体化的针灸治疗方案,辅以中草药来调节身体的平衡,缓解其症状。中医的研究为COPD膈肌疲劳的治疗提供了新的思路和方法。
COPD膈肌疲劳是一个复杂的问题,想要推进COPD膈肌疲劳的研究和治疗,需要加强中西医学的合作。中西医学可以相互借鉴和补充,共同探索更有效的治疗方法。通过合作,可以整合资源,提高研究的质量和影响力。同时,合作还可以促进研究成果的应用和推广,使更多的患者受益于新的治疗方法。
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