운동유발성 기관지수축의 정도와 Methacholine 유발시험의 민감도 및 최대기도협착과의 관련성

Correlation of Exercise-Induced Bronchoconstriction to $PC_{20}$ and Maximal Airway Narrowing on the Dose-Response Curve to Methacholine

연구배경: 운동유발성 천식은 운동에 의해서 기관지 수축이 나타나는 것으로, 일상생활에서 흔히 경험하는 천식발작의 형태로서, 특히 소아에서는 중요하다. 이러한 운동유발성 기관지 수축은 비특이적으로 발생된다는 점에서, 통상적으로 측정, 평가되는 histamine이나 metacholine에 의한 비특이적 기관지 반응도와 밀접한 관련을 생각할 수 있다. 비특이적 기관지 반응도 중 $PC_{20}$으로 표시되는 기도 민감도는 운동유발성 기관지 수축의 정도와 비례하는 것이 밝혀져 있으나, 또 다른 요소인 최대 기도 협착의 정도와 운동유발성 기관지 수축(EIB)의 정도와의 연관성에 대해서는 연구된 바 없다. 방법: 56명의 천식 환아에서 고농도의 methacholine 유발시험에서의 $PC_{20}$, 최대반응고원(MRP), 최대기도 협착(MAN)을 측정하고, 운동유발시험에서의 운동유발성 기관지수축을 측정하였다. 이들을 운동유발성 기관지 수축의 정도에 따라 3군으로 구분하여, 각군간의 $PC_{20}$, MRP, MAN의 차이를 알아보고 전체 대상에서 운동유발성 기관지 수축의 정도와 $PC_{20}$, MRP, MAN 각각과의 상관관계를 알아보았다. 결과: 1) 운동유발성 기관지 수축이 20% 이상인(+) EIB군의 $PC_{20}$은, 10% 이하인 (-)EIB의 $PC_{20}$보다 유의하게 낮았다(p<0.01). 2) 전체 대상에서 methacholine $PC_{20}$의 log치는 운동유발성 기관지수축의 정도와 유의한 역비례 관계를 나타내었다(r=-0.568, p<0.01). 3) 전체 56명중 36명에서 MRP를 구할수 있었는데 이들에서 MRP와 운동유발성 기관지 수축의 정도는 유의한 상관관계를 보였다(r=0.355, p<0.05). 4) (+)EIB인 군의 MAN은 (-)EIB군의 MAN보다 유의하게 높았다. 5) 전체 대상에서 MAN은 운동유발성 기관지 수축의 정도와 유의한 정비례 관계를 나타내었다(r=0.546, p<0.01). 결론: 운동유발성 기관지 수축의 정도는 methacholine유발검사로 측정된 $PC_{20}$과 뿐만 아니라 MAN의 정도와 유의한 상관관계를 나타내었다. 이같은 결과는 비록 특이적 기관지 반응도를 결정하는 2가지 요소가, 비록 서로 다른 기전이지만, 운동에 대한 반응을 결정하는 요인으로 중요하게 작용함을 암시한다. 또한 NSBR을 평가할때 $PC_{20}$뿐만 아니라 MRP혹은 MAN의 측정이 가능한 포함되어야 할것이다.

Background: Exercise is one of the most common precipitants of acute asthma encountered in clinical practice. The development of airflow limitation that occurs several minutes after vigorous exercise, i. g. exercise-induced bronchoconstriction(EIB), has been shown to be closely correlated with the nonspecific bronchial hyperresponsiveness, which is the hallmark of bronchial asthma. All previous reports that assessed the correlation of EIB to nonspecific bronchial hyperresponsiveness have focused on airway sensitivity($PC_{20}$) to inhaled bronchoconstrictor such as methacholine or histamine. However, maximal airway narrowing(MAN), reflecting the extent to which the airways can narrow, when being exposed to high dose of inhaled stimuli, has not been studied in relation to the degree of EIB. Methods: Fifty-six children with mild asthma(41 boys and 15 girls), aged 6 to 15 years(mean${\pm}$SD, $9.9{\pm}2.5$ years) completed this study. Subjects attended the laboratory on two consecutive days. Each subject performed the high-dose methacholine inhalation test at 4 p.m. on the first day. The dose-response curves were characterized by their position($PC_{20}$) and MAN, which was defined as maximal response plateau(MRP: when two or three data points of the highest concentrations fell within a 5% response range) or the last of the data points(when a plateau could not be measured). On the next day, exercise challenge, free running outdoors for ten minutes, was performed at 9 a.m.. $FEV_1$ was measured at graduated intervals, 3 to 10 minutes apart, until 60 minutes after exercise. Response(the maximal ${\triangle}FEV_1$ from the pre-exercise value) was classified arbitrarily into three groups; no response((-) EIB: ${\triangle}FEV_1$<10%), equivocal response ($({\pm})$EIB:10%<${\triangle}FEV_1$<20%) and definite response($({\pm})$EIB:${\triangle}FEV_1$>20%). Results: 1) When geometric mean $PC_{20}$ of the three groups were compared, $PC_{20}$ of (+) EIB group was significantly lower than that of (-)EIB group. 2) There was a close correlation between $PC_{20}$ and the severity of EIB in the whole group(r=-0.568, p<0.01). 3) Of the total 56 subjects, MRP could be measured in 36 subjects, and the MRP of these subjects correlated fairly with the severity of EIB(r=0.355, p<0.05) 4) The MAN of (+) EIB group was significantly higher than that of (-)EIB group(p<0.01). 5) The MAN correlated well with the severity of EIB in the whole group(r=0.546, p<0.01). Conclusion: The degree of MAN as well as bronchial sensitivity($PC_{20}$) to methacholine is correlated well with the severity of EIB. The results suggest that the two main components of airway hyperresponsiveness may be equally important determinants of exercise reactivity, although the mechanism may be different from each other. The present study also provides further evidence that EIB is a manifestation of the increased airway reactivity characteristic of bronchial asthma.