Die Spiroergometrie in der Diagnostik mitochondrialer Erkrankungen

Zusammenfassung

Die Spiroergometrie ist eine nichtinvasive kardiopulmonale Belastungsuntersuchung mit deren Hilfe durch Messung des Atemgasaustausch und der Ventilation quantitative Daten zur Beschreibung des oxidativen Stoffwechsels in Ruhe und während Belastung erfaßt werden. Durch die Aufzeichnung von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) können Rückschlüsse auf eine Aktivierung der anaeroben Glykolyse gezogen werden. Während eines ansteigenden Belastungstests wurden untrainierte Normalpersonen und Patienten mit einer mitochondrialen Erkrankung hinsichtlich Atemgaswechsel, Ventilationsanstieg und Laktatproduktion untersucht. Schon in Ruhe und während Belastung unterscheiden sich Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen durch veränderte Atemgasparameter und Ventilation von untrainierten Normalpersonen. Die verminderte Sauerstoffverwertung des Skelettmuskels und der frühzeitige Einsatz des anaeroben Stoffwechsels dieser Patienten werden durch eine erniedrigte anaerobe Schwelle, eine erniedrigte maximale Sauerstoffaufnahme und einen reduzierten Sauerstoffpuls während Belastung erfaßt. Unsere Untersuchungen zeigten, daß die Spiroergometrie als eine sensitive und praktikable Screeningmethode in der klinischen Diagnostik mitochondrialer Erkrankungen angewandt werden kann.

Summary

Cardiopulmonary exercise testing (CPX) is a non-invasive method of recording quantitative data from gas exchange and ventilation for the evaluation of oxidative metabolism at rest and during exercise. Determination of oxygen uptake (VO2) and carbon dioxide output (VCO2) describes the activity of anaerobic vs aerobic metabolism. An incremental exercise test measuring gas exchange, ventilation and lactate release was performed in healthy volunteers and in patients suffering from mitochondrial disorders. At rest as well as during exercise patients with mitochondrial disorders differ from healthy subjects with regard to gas exchange and ventilation parameters. During exercise, the decreased oxygen utilization of skeletal muscle and early activation of anaerobic metabolism in these patients are mirrored by a reduced anaerobic threshold, reduced maximal oxygen uptake and reduced oxygen pulse. Our study shows that CPX is a sensitive and practical clinical screening method of investigating mitochondrial disorders.