Juoksumatolla suoritettu kliininen rasituskoe lasten rasitusastman diagnostiikassa

Astma on keuhkoputkien limakalvon tulehduksellinen sairaus, jossa astmalle alttiit henkilöt saavat tulehduksen vaikutuksesta oireita, joihin kuuluu vaihteleva, itsestään tai hoidon vaikutuksesta laukeava keuhkoputkien ahtautuminen (1). Rasitusastma on astmaa, jossa keuhkoputkien supistuminen aiheutuu ventilaation kiihtymisestä rasituksen aikana. Tyypillinen rasitusastmareaktio syntyy noin 5-10 minuuttia lähes maksimaalisen rasituksen jälkeen (2). Rasitusastmareaktion mekanismi ei ole vielä täysin selvillä. Mekanismeja ovat mm. keuhkojen limakalvon osmolaliteetin muutos rasituksen aikana ja sitä seuraava välittäjäaineiden vapautuminen (3,4) sekä limakalvon lämpötilamuutosten aiheuttama verentungos (5).

Epäily lapsen rasitusastmasta syntyy useimmiten potilaan tai vanhempien kertoessa rasituksen aiheuttavan hengitystieoireita (yskä, vinkuminen, hengenahdistus). Esitietoja täydennetään yleensä keuhkojen toimintakokeilla sekä allergiatutkimuksilla. Yhä enemmän käytetään myös kliinisiä rasituskokeita, joissa oireita ja löydöksiä pyritään saamaan esiin.

Astmaattisista lapsista 60-80 % kärsii rasituksen aiheuttamasta keuhkoputkien ahtautumisesta (6,7). Rasituksesta aiheutuva astma saattaa vierottaa lapsen juuri alkaneesta liikunta- ja urheiluharrastuksesta. Niinpä oikean diagnoosin tekeminen ja hoidon aloittaminen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa oireiden estämiseksi on tärkeää. Suomessa on totuttu pitämään uloshengityksen sekuntikapasiteetin (FEV1) 15 %:n pienenemää merkittävänä rasitusastman diagnostiikassa (8). Tuore eurooppalainen mietintö toteaa, että FEV1:n yli 10 %:n muutos laboratoriossa suoritetussa rasituskokeessa on jo merkittävä rasitusastman diagnostiikassa (9), ja myös kirjallisuudessa käytetään 10 %:n muutosta merkittävänä rajana (10). Nykykäsityksen mukaan astman varhaista toteamista ja anti-inflammatorisen lääkityksen aloittamista pidetään tärkeänä (11). Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tarkastella käytännön läheisesti lasten rasitusastman luonnetta ja diagnostiikkaa laboratorio-olosuhteissa käyttäen rasitusvälineenä juoksumattoa. Käytimme keuhkofunktiovasteen seurannassa uloshengityksen sekuntikapasiteettia ja merkittävän muutoksen rajana suositeltua 10 %:a.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Tutkimukseen osallistui 35 lasta (12 poikaa ja 23 tyttöä), jotka olivat tulleet Iho- ja Allergiasairaalan tutkimuksiin avohoidon lääkärin lähetteellä rasituksesta aiheutuvien oireiden vuoksi, joita lähettävä lääkäri epäili rasitusastmaoireiksi; oireita olivat vinkuva hengenahdistus, yskä, hengenahdistus ja heikotus. Seitsemällä lapsella oli esitietojen mukaan astma, ja heillä kaikilla oli säännöllinen inhaloitava kortikosteroidi anti-inflammatorisena ja beeta2-sympatomimeetti oireenmukaisena astman lääkityksenä. Lapset jaettiin esitietojen perusteella liikuntaa harrastaviin, jotka osallistuivat vähintään kolme kertaa viikossa ohjattuun liikuntatoimintaan, sekä liikuntaa säännöllisesti harrastamattomiin. Lasten keski-ikä oli 13,4 vuotta (vaihteluväli 8-16 vuotta), keskimääräinen pituus 160 cm (SD 13 cm) ja paino 52 kg (12 kg).

Ennen juoksukoetta kaikille suoritettiin levossa virtaus-tilavuusspirometria, jossa mitattiin nopea vitaalikapasiteetti (FVC), uloshengityksen sekuntikapasiteetti (FEV1), huippuvirtaus (PEF), sekuntikapasiteetin prosenttiosuus vitaalikapasiteetista (FEV%) sekä virtausnopeudet tasoilla 50 % ja 25 % nopeasta vitaalikapasiteetista (MEF 50 ja MEF 25) (Medikro Oy, Medikro 909, Kuopio). Lapsille tehtiin myös ihopistokoe 10 tavallisella allergeenilla (koivu, pujo, nurminata, timotei, koira, kissa, hevonen, lehmä, Dermatophagoides pteronyssinus -pölypunkki, Cladosporium herbarum -home; Soluprick SQ, 10 HEP, ALK, Kööpenhamina; Cladosporium herbarum -homeuutteen vahvuus oli 1:20). Ihoreaktiviteetin kontrollina käytettiin histamiinidihydrokloridia 10 mg/ml ja negatiivisena kontrollina allergeeniuutteen perusliuosta (12). Virtaus-tilavuusspirometriassa käytettiin Salorinteen viitearvoja suomalaisille lapsille (13).

Lapsille suoritettiin kliininen rasituskoe juoksumatolla (Marquette electronics inc., Series 1900, Milwaukee, USA) noudattaen protokollaa, jota hiljattain ilmestynyt kliinisen rasituskokeen työryhmä suosittaa rasitusastman tutkimiseksi (14). Kahden ensimmäisen minuutin aikana nostettiin potilaan syke noin 85 %:iin iänmukaisesta maksimisykkeestä kävelyttämällä reippaasti tai juoksuttamalla lisääntyvää juoksumaton kaltevuuskulmaa vasten, joka vaihteli 5 %:sta 15 %:iin. Kun tavoitesyke saavutettiin, koetta jatkettiin tasaisella vauhdilla ja kaltevuuskulmalla kokeen loppuun asti, niin että kokeen kokonaisaika oli vähintään 6 minuuttia, mutta ei ylittänyt 8 minuuttia, sykkeen nopeuttamiseen kulunut aika mukaan lukien. Uloshengityksen sekuntikapasiteetti mitattiin taskukokoisella spirometrillä (Micro Spirometer, Micro Medical, Englanti) ennen juoksukoetta, sekä välittömästi, 4 minuuttia ja 10 minuuttia rasituksen jälkeen. Potilas puhalsi spirometriin aina kolme kertaa ja paras tulos rekisteröitiin (8,14). Tilastollisiin analyyseihin otettiin ennen rasitusta sekä 4 ja 10 minuuttia rasituksen jälkeen puhalletut spirometriatulokset. Keuhkoputkien ahtaumaa arvioitiin sen perusteella, kuinka paljon FEV1 enimmillään pieneni rasituksen seurauksena lähtöarvoon verrattuna.

Rasituksen aikana rekisteröitiin EKG (Marquette electronics inc., Maxi, Milwaukee, USA) Mason-Likarin kytkennällä, jossa raajakytkennät on siirretty vartalolle (14). Juoksumattokokeen rasittavuus arvioitiin laskemalla keskimääräinen hapenkulutus käyttäen American College of Sports Medicinen vuonna 1991 julkaisemaa juoksumatolle soveltuvaa kaavaa, jossa otetaan huomioon sekä juoksu- tai kävelynopeus että juoksumaton kaltevuuskulma (15). Astmaoireisiinsa säännöllistä lääkitystä käyttävät lopettivat beeta2-sympatomimeettien käytön vähintään 6 tuntia ennen rasituskoetta, inhaloitavien steroidien käyttö jatkui normaaliin tapaan (16). Rasitushuoneessa oli kokeiden aikana normaali huoneen lämpötila (keskimäärin 21 C, vaihteluväli 20- 24 C) ja suhteellinen ilmankosteus (50 %, vaihteluväli 40-70 %). Tilastollisessa testauksessa käytettiin paritonta t-testiä.

TULOKSET

Esitietojen perusteella rasituksesta aiheutuvia astmaan viittaavia oireita (vinkuvaa hengenahdistusta, yskää) oli 29 lapsella (83 %). Kuudella (17 %) oireet olivat epämääräisempiä (heikotus, hengenahdistus), mutta lähettävän lääkärin mielestä rasitusastman epäilyn herättäviä. Lapsista kolmetoista (37 %) harrasti säännöllistä liikuntaa. Ihopistokokeen perusteella 21 (60 %) oli atooppisia (vähintään yksi tutkituista allergeeneista aiheutti paukaman, jonka suurin halkaisija oli 3 mm tai suurempi). Atoopikoista kuusi oli myös astmaatikkoja. Atoopikkojen ja ei-atoopikkojen virtaus-tilavuusspirometriatuloksissa ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja, kuten ei myöskään ollut liikuntaa harrastavien ja harrastamattomien spirometriatuloksissa (taulukko 1).

Juoksumattokokeessa lasten maksimaalinen syke oli keskimäärin 184/min (SD = 10/min) ja hengitysfrekvenssi 44/min (11/min). Keskimääräinen maksimaalinen hapenkulutus oli 28 ml/min x kg (5,3 ml/min x kg). Viiden lapsen (14 %) FEV1 pieneni yli 10 % ja kolmen (9 %) yli 15 % lähtöarvoihin verrattuna. Kaikilla viidellä katsottiin olevan rasitusastma, koska heillä ilmeni myös oireita (vinkuvaa hengenahdistusta ja yskää). Kaikki olivat atoopikkoja, lisäksi kolmella heistä oli esitietojen perusteella astma (kuvio 1). Levossa suoritetussa virtaus-tilavuusspirometriassa FEV% oli näillä 5 potilaalla merkitsevästi (p < 0,01) pienempi kuin muulla ryhmällä (kuvio 2). Kolmentoista lapsen rasituskoe tehtiin siitepölyaikana ja heistä seitsemän oli siitepölyallergikkoja. Yhdellekään näistä seitsemästä ei ilmaantunut rasitusastmareaktiota.

Liikuntaa säännöllisesti harrastavien lasten saavuttama keskimääräinen hapenkulutus oli 31 ml/min x kg (SD = 4,6 ml/min x kg) ja liikuntaa harrastamattomien 26 ml/min x kg (5,3 ml/min x kg). Ero hapenkulutuksessa oli merkitsevä (p < 0,02), vaikka maksimaaliset syketasot olivat samat. Liikuntaa harrastavilla lapsilla ei ollut yhtään rasitusastmareaktioon viittaavaa yli 10 %:n muutosta FEV1:ssä. Sen sijaan viidellä (23 %) niistä 22:sta, jotka harrastivat vähän liikuntaa, oli yli 10 %:n muutos. Kummassakin ryhmässä esiintyi rasituksesta aiheutuvia astmaan viittaavia oireita yhtä paljon (liikuntaa harrastavista 85 %:lla ja liikuntaa harrastamattomista 82 %:lla). Liikuntaa harrastavista lapsista 54 % oli atoopikkoja ja liikuntaa harrastamattomista 64 %.

POHDINTA

Käytimme rasituskokeissa keuhkofunktion muutoksen mittarina uloshengityksen sekuntikapasiteettia (FEV1), koska se kuvaa paremmin pienten hengitysteiden toimintaa, ja on vähemmän riippuvainen puhallusvoimasta kuin uloshengityksen huippuvirtaus (PEF) (10,17). Merkittävän muutoksen rajana oli 10 %:n lasku FEV1-arvoissa lähtötilanteeseen verrattuna, mikä perustui toisaalta tuoreeseen eurooppalaiseen mietintöön (9) ja toisaalta käytäntöön (7,10,18,19,20,21). Jos merkittävän muutoksen rajana olisi pidetty 15 %:n laskua, olisi positiivisina rasitusastmareaktioina pidetty kolmen lapsen rasituskokeen tulosta viiden sijasta. Tällöin on mahdollista, että osa lievää, vasta alkavaa astmaa sairastavista lapsista jää diagnosoimatta. Seurauksena tästä saattaa olla osalla limakalvotulehduksen pahentuminen, astman oireiden lisääntyminen ja anti-inflammatorisen lääkityksen aloittamisen viivästyminen. Pohdittavaksi jää, voitaisiinko merkittävän muutoksen raja määritellä laboratoriokohtaisesti, käyttäen hyväksi laboratorion potilasaineiston tuloksia mieluummin kuin yhtä raja-arvoa yleisesti (7). Näinkin menetellen saadaan hyvin eroteltua paitsi terveet lapset, myös muuta kroonista keuhkosairautta sairastavat lapset astmaatikoista, sillä rasituksesta aiheutuva keuhkoputkien supistuminen on astmalle spesifinen ilmiö (7).

Rasituskokeen tuloksen arviointi vaatii kokemusta. Aineistoomme kuului kaksi potilasta (molemmat vähän liikuntaa harrastavia), joiden heti rasituksen jälkeen puhaltamat FEV1-arvot olivat yli 10 % lähtöarvoja pienemmät. Neljä ja kymmenen minuuttia rasituksen jälkeen mitatut FEV1-arvot olivat kuitenkin samat kuin ennen rasitusta. Potilailla ei ollut oireita juoksukokeen aikana tai sen jälkeen, ja keuhkojen auskultaatio pysyi normaalina. Näissä tapauksissa arvioitiin, ettei puhallusarvojen pieneneminen johtunut keuhkoputkien ahtautumisesta, vaan tutkittavien väsähtämisestä. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että erityisesti liikuntaa vähän harrastavilla lapsilla hengityslihasten toiminta heikkenee lyhyen intensiivisen rasituksen jälkeen (22), jolloin puhallusarvot jäävät huonoiksi. Heti rasituksen jälkeen tapahtuvaa spirometriapuhallusta ei pidä jättää tekemättä, etenkään jos tutkittavalla on oireita, mutta sen tulkinnassa täytyy käyttää harkintaa.

Viidellä lapsella (14 %) tapahtui yli 10 %:n muutos FEV1-arvoissa, ja nämä kaikki olivat atoopikkoja, kolme astmaatikkoja ja kaksi ei astmaatikkoja. Tulokset ovat sopusoinnussa aikaisempien tutkimusten kanssa siinä, että jopa vain allergiset lapset voivat reagoida rasituskokeeseen (6). Rasitus ei aiheuttanut kaikille atooppisille lapsille keuhkoputkien supistumista, mikä johtunee siitä, että useimmat heistä eivät olleet astmaatikkoja. Todennäköinen selitys on se, että atooppisilla ei-astmaattisilla potilailla on keuhkoputkien limakalvoilla heikko tulehdusreaktio, joka altistaa lievälle keuhkotoiminnan häiriölle, erityisesti allergeenikontaktien jälkeen (23,24). Huolimatta tämän tutkimuksen siitepölyallergikoiden saamasta aikaisemmasta allergeenialtistuksesta ei näillä potilailla havaittu kuitenkaan positiivisia rasitusastmareaktioita. Toisaalta myös neljän astmaa sairastavan lapsen FEV1-arvot eivät muuttuneet merkitsevästi rasituksen jälkeen. Tämä lienee seurausta heidän käyttämästään inhaloitavasta kortikosteroidista, jonka tiedetään vähentävän keuhkoputkien supistumistaipumusta rasituksessa (25). Niistä kuudesta, joiden oireet esitiedoissa olivat epämääräisempiä, yhdelläkään ei todettu olevan rasitusastmaa, sen sijaan yhdellä oli runsas kammioperäinen lisälyöntisyys rasituksen aikana.

Levossa suoritetun virtaus-tilavuusspirometrian tuloksista voidaan todeta, että rasitusastmareaktion saaneilla FEV% suhteutettuna viitearvoihin (13) oli merkitsevästi pienempi kuin muulla ryhmällä, viitteenä mahdollisesta poikkeavasta uloshengityksen dynamiikasta (8). Lapsilla runsaasti rasitusoireita aiheuttavassa astmassa levossa suoritetun virtaus-tilavuusspirometrian poikkeamat korreloituvat rasituskokeen keuhkofunktiopoikkeamiin (26).

Liikuntaa säännöllisesti harrastaville lapsille ei ilmaantunut yhtään rasitusastmareaktiota juoksumattokokeen yhteydessä, vaikka heidän keskimääräinen hapenkulutuksensa oli selvästi suurempi kuin liikuntaa harrastamattomilla ja heillä oli paljon oireita. Tämä saattaisi johtua siitä, että allergiset lapset eivät hakeudu liikuntaharrastusten pariin, mutta se ei ainakaan tässä tutkimuksessa pitänyt paikkaansa, sillä huomattava osa urheilevista lapsista oli atooppisia. Onkin todennäköistä, että liikunnan harrastaminen ja hyvä kunto vähentävät rasituksesta aiheutuvia keuhkofunktioiden muutoksia (27,28). Silti astma on varsin yleinen oire urheilijoilla, sillä 16 % huipputason juoksijoista kärsii astmasta ja 51 % ilmoittaa kokevansa rasituksen yhteydessä alempien hengitysteiden oireita (29).

Laboratoriossa suoritettuun kliiniseen rasituskokeeseen liittyy useita mahdollisia virhelähteitä, jotka saattavat vaikuttaa tuloksiin. Valtaosa rasituskokeista tehdään, kuten tämäkin koe, sairaalaoloissa, tiloissa, joissa ei ole tarkoin vakioituja olosuhteita (lämpötila, ilmankosteus) (3,4,5,30). Samoin potilaan koetta edeltävä allergeenialtistus saattaa vaikuttaa keuhkojen supistumistaipumukseen (23). Nämä ongelmat tulevat esiin, koska kliinisiä rasituskokeita suoritetaan ympäri vuoden, vuodenaikojen vaihtelusta riippumatta. Toisaalta laboratorio-olosuhteiden muutokset ovat pienempiä kuin vapaassa juoksukokeessa ulkona.

Vapaassa juoksukokeessa rasitustason ja laadun valvonta on vaikeampaa, ja potilaan mahdolliset muut syyt rasituksen aikaisiin oireisiin (esimerkiksi sydänperäiset) saattavat jäädä huomaamatta. Vapaasta juoksukokeesta lapsen on kuitenkin usein helpompi suoriutua kuin juoksumatolla suoritetusta kliinisestä rasituskokeesta, sillä monen liikuntaa vähän harrastavan lapsen juoksu on epävarmaa juoksumatolla. Liian vähäiseksi jäänyt rasitus voi olla aiheuttamatta rasitusastmareaktiota, kun taas liian suuren rasituksen seurauksena koe voidaan joutua keskeyttämään ennen aikaisesti väsähtämisen vuoksi. Ennen juoksumattokokeeseen lähettämistä onkin syytä arvioida, kykeneekö lapsi suoriutumaan juoksumatolla juoksemisesta. Kokemuksemme mukaan liikuntaa vähänkin harrastaville ei yleensä tule ongelmia juoksumattokokeessa. Siksi lapsen liikuntatottumusten kartoitus esitietoja kysyttäessä on tärkeää myös rasituskokeen suorittamisen kannalta.

Normaali rasituskoetulos laboratorio-olosuhteissa suoritetussa kokeessa ei välttämättä sulje pois rasitusastman mahdollisuutta, sillä yksittäisen rasituskokeen spesifisyys on hyvä, mutta sensitiivisyys selvästi heikompi (31). Jotta lievä, vasta alkava astma ei jäisi diagnostisoimatta, tulisi tapauskohtaisesti kiinnittää huomiota rasituskokeen puhallustulosten merkittävän muutoksen suuruuteen ja toisaalta kohderyhmään, jolle kliininen rasituskoe suoritetaan. Hyvä liikunta-anamneesi, spirometriatutkimus ja ihopistokoe ovat tärkeitä arvioitaessa kliinisen rasituskokeen tarvetta, suorittamista ja tuloksia lapsipotilaalla, jolla on rasituksesta aiheutuvia astmaan viittaavia oireita.

KIRJALLISUUTTA