Er vektreduksjon bra for lungefunksjonen?

Anne Marie Gabrielsen, seksjonsoverlege PhD, Medisinsk overvåkning, Sykehuset i Vestfold

Fedme og sykelig overvekt har flere negative respirasjonsfysiologiske konsekvenser med nedsatt lungefunksjon til følge. Vektreduksjon har positiv effekt på disse.  Artikkelen tar for seg dette tema og bygger i stor grad på Mobil-studien.

Bakgrunn

Overvekt er et stadig større helse-problem i hele den vestlige verden. I følge WHO klassifiseres grad av overvekt i henhold «body mass index» (BMI – definert som kg/m2; altså vekt/høyde2). Overvekt defineres som BMI ≥ 25 kg/m2, og fedme som BMI ≥ 30 kg/m2. Med begrepet sykelig overvekt menes BMI ≥ 40 kg/m2 eller BMI ≥ 35 kg/m2 med minst en fedmerelatert komorbiditet (1).

Respirasjonsfysiologiske konsekvenser

Personer med fedme og sykelig overvekt har høyere respirasjonsfrekvens og lavere tidalvolum enn normalvektige (2). Både inspirasjon og ekspirasjon påvirkes av dette. De har redusert muskelstyrke (3), økt respirasjonsarbeid, selv når de ikke anstrenger seg, og de har begrensende ventilatoriske reserver, slik at de lettere utvikler respirasjonssvikt i forbindelse med f.eks. en lungebetennelse (4).

Økende grad av fedme kan også redusere belgfunksjonen ved å begrense ekspansjonen av muskulaturen i brysthulen og diafragma (5). I tillegg vil økt blodvolum og tendens til kollaps av basale alveoler redusere ettergiveligheten i lungeparenchymet Dette kan føre til shunting og hypoksi (6), og medfører behov for et større negativt intrapleuraltrykk for å starte en inspirasjon (6, 7).

Figur 1. Statiske lungevolum (Illustrasjon fra The free dictionary by Farlex)

VT= tidalvolum, IC = inspiratorisk kapasitet, ERV = ekspiratorisk reservekapasitet VC (vitalkapasitet) = IC+ ERV, FRC (funksjonell reservekapasitet) = ERV + RV TLC (total lungekapasitet) = IC+ ERV + RV.
Figur 1. Statiske lungevolum (Illustrasjon fra The free dictionary by Farlex)

Respirasjonsfysiologiske tester og blodgassverdier

Vanligvis har sykelig overvekt beskjeden effekt på dynamiske lungevolum (FVC, FEV1) og FEV1/FVC er som regel normal (> 0.70), mens de statiske lungevolumene (figur 1) påvirkes i større grad.

Total lungekapasitet (TLC) kan være lett nedsatt, mens vitalkapasitet (VC) og residualvolum (RV) påvirkes lite. Inspiratorisk kapasitet (IC) kan være økt på grunn av at inspirasjonsmuskulaturen prøver å kompensere for restriksjon på grunn av fettavleiringer i brysthulen og diafragma (8). Disse volumene er vist i figur 1.

Funksjonell residualkapasitet (FCR) er ofte redusert ettersom ekspiratorisk reservevolum (ERV) kan være betydelig nedsatt (8-10). I en tverrsnittsstudie i den norske Mobilstudien var gjennomsnittlig ERV verdi redusert til 49% av forventet verdi (N= 149, 77% kvinner, gjennomsnittlig BMI 45,0 kg/m2, gjennomsnittlig alder 43 år) (11).

Diffusjonskapasiteten (DLCO) er vanligvis innen normalområdet ved fedme, mens korrigert diffusjonskapasitet (KCO eller DLCO/VA) er økt på grunn av redusert alveolærvolum (VA) (12).

Blodgassverdier kan også affiseres. I nevnte tverrsnittsstudie fant man signifikante korrelasjoner mellom pO2 og pCO2 og henholdsvis BMI og antropometriske mål (halsvidde [NC], livvidde [WC] og midje/hofte ratio [WHR]) (figur 2). Men unntak av for WHR, persisterte disse funnene også etter justering for kjønn, alder og tobakksforbruk.

Figur 2. Korrelasjoner mellom blodgasser og antropometriske mål.  Fra Gabrielsen et al. Obes Surg 2011; 21(4):485-91. Trykkes med tillatelse.

Figur 2. Korrelasjoner mellom blodgasser og antropometriske mål. Fra Gabrielsen et al. Obes Surg 2011; 21(4):485-91. Trykkes med tillatelse.

Konsekvenser av vektreduksjon

Det er ulike strategier for vektreduksjon, både kirurgiske metoder og intensive regimer for livsstilsendring har blitt undersøkt. I senere år har laparaskopisk gastric bypass vært viktigste kirurgiske prosedyre. Tabell 1 viser resultatene av de ulike studiene basert på litteratursøk i PubMed (terms “pulmonary function” eller “lung function” og “weight loss” eller “weight reduction»). To av disse studiene er norske (13, 14).

Ulike studier fokuserer på ulike variable, men alle har data på dynamiske lungevolum. Statiske lungevolum og blodgassverdier er i mindre grad undersøkt. Oppfølgingstiden varierer, men ett år er mest vanlig. Det rapporteres om signifikante forbedringer i blodgassverdier (14-17) og lungefunksjon etter gastric bypass (13, 17-22), jejuno-ileal bypass (23), gastric banding (14-16, 24, 25) og ikke-kirurgiske metoder (26-28) (tabell 1).

Tabell 1. Studier som viser endringer i lungefunksjon etter vektreduksjon

Tabell 1. Studier som viser endringer i lungefunksjon etter vektreduksjon

For å belyse dette temaet ytterligere, vil jeg kommentere en komparativ studie vi utførte ved Senter for sykelig overvekt i Helse Sør-Øst i samarbeid med lungeseksjonen ved Sykehuset i Vestfold (17). Denne er en av flere substudier i MOBIL-studien (Morbid Obesity treatment, Bariatric surgery vs. Intense Lifestyle intervention [ClinicalTrials.gov number NCT0027314]) (41), hvor 139 personer med sykelig overvekt ble behandlet med enten Roux-en-Y gastric bypasskirurgi (n = 76) eller intensiv livsstilsintervensjon (n = 63, alder19 – 66 år, mean [standard avvik] BMI 45,1 [5.6] kg/m2; hvorav 107 kvinner). Gjennomsnittlig vektreduksjon var henholdsvis 30 % i kirurgigruppen og 8 % i livstilsintervensjonsgruppen.

Lungefunksjonstester og arterielle blodgassmålinger ble gjort ved studiestart og etter ett år. Figur 3 viser endringer i gjennomsnittsverdier for absolutte lungevolum før og etter intervensjon.

Figur 3. Endringer i statiske lungevolum før og etter vektreduksjon.  Fra Gabrielsen et al. Clinical Obesity 2013; 3(5): 117-23.” Trykkes med tillatelse.

Figur 3. Endringer i statiske lungevolum før og etter vektreduksjon.
Fra Gabrielsen et al. Clinical Obesity 2013; 3(5): 117-23.” Trykkes med tillatelse.

Vektnedgang viste en generell bedring i lungefunksjonen. Vi så også at verdiene for FVC, FEV1, TLC, VC, FRC, ERV og pO2 økte signifikant mer etter vektnedgang med kirurgi enn med livsstilsintervensjon, mens verdiene for IC og DLCO/VA falt signifikant mer i kirurgigruppen. Den største endringen fant vi for ERV, som i kirurgigruppen økte fra 45 til 90% av forventet verdi. For FEV1/FVC, DLCO, RV og pCO2 var det ingen signifikant forskjell mellom gruppene. Gjennomsnittlig pCO2 i denne studien var innen normalområdet ved studiestart. Ved justering for endring i BMI, var det ikke lenger noen signifikante assosiasjon-er mellom lungefunksjonsvariabler og behandlingsgruppe.

Rundt 30% av personene med sykelig overvekt hadde fått astma diagnose av sin fastlege og var blitt foreskrevet medisiner for dette. Denne diagnosen hadde ingen innvirkning på resultatene.

Konklusjonen på studien er at vekt-reduksjon førte til bedring i lungefunksjon og oksygenering i begge grupper, men at gastric bypass kirurgi førte til større forbedringer i oksygenering og lungefunksjon enn  intensiv livsstilsintervensjon, Den største forbedringen var i ERV i kirurgigruppen. Bedringen kunne tilskrives selve vekttapet, ikke type intervensjon som ble utført.

Andre lungemedisinske konsekvenser av (sykelig) overvekt.

Personer med sykelig overvekt vil kunne utvikle fedmerelatert respirasjonssvikt – obesity hypoventilation syndrome [OHS] eller «Pickwick syndrome» – definert som BMI ≥ 30 kg/m2 og dagtids pCO2  > 6.0 kPa (29, 30). Disse vil kunne ha nytte av non-invasiv ventilasjonsstøttebehandling (BiPAP-behandling) om natten (31, 32). Denne gruppen er gjerne tilvendt dårlige blodgassverdier, og problemene avdekkes ofte i forbindelse med akutte innleggelser. Mange har obstruktiv søvnapnè (OSA) i tillegg (33). I Mobil-studien viste vi også at vektreduksjon har gunstig effekt på OSA, og at mange kan bli kvitt denne lidelsen (34).

Begrepet «overlap syndrome» har fått økende oppmerksomhet i senere tid. Det ble opprinnelig definert som kombinasjonen kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) og OSA (35). Data fra store kohortestudier viser at slike pasienter har dårligere blodgasser, mer komorbiditet og dårligere prognose enn pasienter som «bare» har KOLS eller OSA (36-38). «Overlap syndrom» er en lidelse som ofte går «under radaren». Vi som leger må finne disse pasientene, for dette er et symptomkompleks pasientene selv ikke kjenner til. I de svenske retningslinjer for hjemmerespiratorbehandling (Svedevox 2016) er dette satt mer i system. Her omtales den “hyperkapniske triangel”; personer som har kombinasjonen overvekt, OSA og KOLS som tilsammen gir økt komorbiditet, forverrede blodgasser og etterhvert respirasjonssvikt type 2 (25). Mange av disse kan ha mer nytte av BiPAP enn «bare CPAP» om natten.

Konklusjon

Studiene som er oppsummert i denne artikkelen viser at sykelig overvekt har negativ effekt på lungefunksjonen og kan være forbundet med betydelig komorbiditet. Vektreduksjon reverserer dette uavhengig av hva slags vektreduserende metode man velger.


Referanser

  1. WHO. Obesity and overweight [Fact sheet N°311]. WHO; 2015 [Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/.
  2. Pankow W, Podszus T, Gutheil T, Penzel T, Peter J-H, Von Wichert P. Expiratory flow limitation and intrinsic positive end-expiratory pressure in obesity. J Appl Physiol. 1998;85(4):1236-43.
  3. Gonçalves MJ, do Lago STS, de Paiva Godoy E, de Freitas Fregonezi GA, Bruno SS. Influence of neck circumference on respiratory endurance and muscle strength in the morbidly obese. Obes Surg. 2011;21(8):1250-6.
  4. Kress JP, Pohlman AS, Alverdy J, Hall JB. The Impact of Morbid Obesity on Oxygen Cost of Breathing (V˙ o 2RESP) at Rest. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160(3):883-6.
  5. Naimark A, Cherniack RM. Compliance of the respiratory system and its components in health and obesity. J Appl Physiol. 1960;15:377-82.
  6. Parameswaran K, Todd DC, Soth M. Altered respiratory physiology in obesity. Can Respir J. 2006;13(4):203-10.
  7. Pelosi P, Croci M, Ravagnan I, Vicardi P, Gattinoni L. Total respiratory system, lung, and chest wall mechanics in sedated-paralyzed postoperative morbidly obese patients. CHEST Journal. 1996;109(1):144-51.
  8. Ray CS, Sue DY, Bray G, Hansen JE, Wasserman K. Effects of Obesity on Respiratory Function 1–3. Am Rev Respir Dis. 1983;128(3):501-6.
  9. Koenig SM. Pulmonary complications of obesity. Am J Med Sci. 2001;321(4):249-79.
  10. Littleton SW. Impact of obesity on respiratory function. Respirology. 2012;17(1):43-9.
  11. Gabrielsen AM, Lund MB, Kongerud J, Viken KE, Roislien J, Hjelmesaeth J. The relationship between anthropometric measures, blood gases, and lung function in morbidly obese white subjects. Obes Surg. 2011;21(4):485-91.
  12. Baylor P, Goebel P. Clinical correlates of an elevated diffusing capacity for carbon monoxide corrected for alveolar volume. The American journal of the medical sciences. 1996;311(6):266-71.
  13. Hewitt S, Humerfelt S, Sovik TT, Aasheim ET, Risstad H, Kristinsson J, et al. Long-term improvements in pulmonary function 5 years after bariatric surgery. Obes Surg. 2014;24(5):705-11.
  14. Refsum H, Holter P, Løvig T, Haffner J, Stadaas J. Pulmonary function and energy expenditure after marked weight loss in obese women: observations before and one year after gastric banding. Int J Obes. 1990;14(2):175-83.
  15. Thomas P, Cowen E, Hulands G, Milledge J. Respiratory function in the morbidly obese before and after weight loss. Thorax. 1989;44(5):382-6.
  16. Dávila-Cervantes A, Domínguez-Cherit G, Borunda D, Gamino R, Vargas-Vorackova F, González-Barranco J, et al. Impact of surgically-induced weight loss on respiratory function: a prospective analysis. Obes Surg. 2004;14(10):1389-92.
  17. Gabrielsen AM, Lund MB, Kongerud J, Viken KE, Røislien J, Hjelmesæth J, et al. Pulmonary function and blood gases after gastric bypass and lifestyle intervention: a comparative study. Clinical Obesity. 2013;3(5):117-23.
  18. De Souza SAF, Faintuch J, Cecconello I. Spirometric function improves in the morbidly obese after 1-year post-surgery. Obes Surg. 2010;20(9):1273-7.
  19. Nguyen NT, Hinojosa MW, Smith BR, Gray J, Varela E. Improvement of restrictive and obstructive pulmonary mechanics following laparoscopic bariatric surgery. Surg Endosc. 2009;23(4):808-12.
  20. Barbalho-Moulim MC, Miguel GP, Forti EM, Campos Fdo A, Peixoto-Souza FS, Costa D. Pulmonary Function after Weight Loss in Obese Women Undergoing Roux-en-Y Gastric Bypass: One-Year Followup. ISRN obesity. 2013;2013:796454.
  21. Wei Y-F, Wu H-D, Chang C-Y, Huang C-K, Tai C-M, Hung C-M, et al. The impact of various anthropometric measurements of obesity on pulmonary function in candidates for surgery. Obes Surg. 2010;20(5):589-94.
  22. Santana AN, Souza R, Martins A, Macedo F, Rascovski A, Salge J. The effect of massive weight loss on pulmonary function of morbid obese patients. Respir Med. 2006;100(6):1100-4.
  23. Vaughan RW, Cork RC, Hollander D. The effect of massive weight loss on arterial oxygenation and pulmonary function tests. Anesthesiology. 1981;54(4):325-8.
  24. Maniscalco M, Zedda A, Faraone S, Cerbone MR, Cristiano S, Giardiello C, et al. Weight loss and asthma control in severely obese asthmatic females. Respir Med. 2008;102(1):102-8.
  25. Wadström C, Müller-Suur R, Backman L. Influence of excessive weight loss on respiratory function. A study of obese patients following gastroplasty. The European journal of surgery= Acta chirurgica. 1991;157(5):341-6.
  26. Hakala K, Mustajoki P, Aittomäki J, Sovijärvi A. Effect of weight loss and body position on pulmonary function and gas exchange abnormalities in morbid obesity. International journal of obesity and related metabolic disorders: journal of the International Association for the Study of Obesity. 1995;19(5):343-6.
  27. Babb TG, Wyrick BL, Chase PJ, DeLorey DS, Rodder SG, Feng MY, et al. Weight loss via diet and exercise improves exercise breathing mechanics in obese men. CHEST Journal. 2011;140(2):454-60.
  28. Womack CJ, Harris DL, Katzel LI, Hagberg JM, Bleecker ER, Goldberg AP. Weight loss, not aerobic exercise, improves pulmonary function in older obese men. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2000;55(8):M453-7.
  29. Bickelmann AG, Burwell CS, Robin ED, Whaley RD. Extreme obesity associated with alveolar hypoventilation; a Pickwickian syndrome. The American journal of medicine. 1956;21(5):811-8.
  30. Albert RK, Spiro SG, Jett JR. Comprehensive respiratory medicine: Mosby International Ltd; 1999.
  31. Chouri-Pontarollo N, Borel J-C, Tamisier R, Wuyam B, Levy P, Pépin J-L. Impaired objective daytime vigilance in obesity-hypoventilation syndrome: impact of noninvasive ventilation. CHEST Journal. 2007;131(1):148-55.
  32. de Lucas-Ramos P, de Miguel-Dıez J, Santacruz-Siminiani A, González-Moro J, Buendıa-Garcıa M, Izquierdo-Alonso J. Benefits at 1 year of nocturnal intermittent positive pressure ventilation in patients with obesity-hypoventilation syndrome. Respir Med. 2004;98(10):961-7.
  33. Piper AJ, Sullivan CE. Effects of short-term NIPPV in the treatment of patients with severe obstructive sleep apnea and hypercapnia. CHEST Journal. 1994;105(2):434-40.
  34. Fredheim JM, Rollheim J, Sandbu R, Hofso D, Omland T, Roislien J, et al. Obstructive sleep apnea after weight loss: A clinical trial comparing gastric bypass and intensive lifestyle intervention. J Clin Sleep Med. 2013;9(5):427-32.
  35. Flenley D. Sleep in chronic obstructive lung disease. Clin Chest Med. 1985;6(4):651-61.
  36. Marin JM, Soriano JB, Carrizo SJ, Boldova A, Celli BR. Outcomes in patients with chronic obstructive pulmonary disease and obstructive sleep apnea: the overlap syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2010;182(3):325-31.
  37. Lavie P, Herer P, Lavie L. Mortality risk factors in sleep apnoea: a matched case–control study. J Sleep Res. 2007;16(1):128-34.
  38. Chaouat A, Weitzenblum E, Krieger J, Sforza E, Hammad H, Oswald M, et al. Prognostic value of lung function and pulmonary haemodynamics in OSA patients treated with CPAP. Eur Respir J. 1999;13(5):1091-6.
Norsk Indremedisinsk Forening
Ansvarlige redaktører:
Ole Kristian H. Furulund, Stephen Hewitt
Opphavsrett: ©Norsk Indremedisinsk Forening
Følg NYI på: Facebook
Webmaster og design: www.drd.no