O estudo recebeu apoio financeiro da Fundação Svend Andersen. O Centro de Pesquisa de Atividade Física é apoiado pelo TrygFonden Grants ID 101390, ID 20045 e ID 125132. O JPH é financiado pelo HelseFonden e pelo Hospital Universitário de Copenhague, Rigshospitalet, enquanto o HLH é financiado pela Fundação Beckett.

O Comitê Científico de Ética para a Região da Capital da Dinamarca aprovou previamente a medida de DL,CO/NO em repouso, durante o exercício e na posição supina em voluntários saudáveis e pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) em nossa instituição (protocolos H-20052659, H-21021723 e H-21060230).
NOTA: Antes de DL,CO/NO ser medido durante o exercício, uma espirometria dinâmica e um teste de exercício cardiopulmonar (TECP) devem ser realizados. A espirometria dinâmica é utilizada para o controle de qualidade das manobras individuais de DL,CO/NO, enquanto o TCPE é utilizado para determinar a carga de trabalho na qual DL,CO/NO deve ser medido durante o exercício. Em pacientes com limitação ao fluxo aéreo, notadamente devido à doença pulmonar obstrutiva, pode ser vantajoso complementar a espirometria dinâmica com uma pletismografia de corpo inteiro para obter uma medida válida da capacidade vital. Recomenda-se um exame médico de saúde para descartar qualquer contraindicação conhecida antes de iniciar o TCPE17. É importante ressaltar que o TCPE deve ser realizado pelo menos 48 h antes da medida do DL,CO/NO obtido durante o exercício, pois o exercício vigoroso prévio pode afetar o DL por pelo menos 24 h18,19.
1. Espirometria dinâmica
NOTA: A espirometria dinâmica deve ser realizada de acordo com as diretrizes clínicas atuais da ERS e ATS20.
<ol><li>Meça o peso (com uma aproximação de 100 g) e a altura (com uma aproximação de 1 mm).</li>
	<li>Peça ao participante que se sente em uma cadeira ereta.</li>
	<li>Realizar espirometria dinâmica durante manobra expirada forçada para identificar o volume expirado forçado em 1s (VEF1) e a capacidade vital forçada (CVF) do participante, conforme descrito anteriormente20.</li>
</ol>2. Teste de exercício cardiopulmonar (TECP)
NOTA: O TECP deve ser realizado em alinhamento com as recomendações clínicasatuais21.
<ol><li>Ajustar o cicloergômetro de acordo com a altura do participante e colocar um monitor de frequência cardíaca (FC) no tórax.</li>
	<li>Coloque o participante no cicloergômetro. Equipar o participante com uma máscara conectada a um sistema de medição metabólica, para medir a ventilação e as trocas gasosas pulmonares durante todo o teste.</li>
	<li>Instrua o participante a começar a pedalar em um ritmo auto-selecionado ≥60 rodadas por minuto (RPM) e realizar um período de aquecimento de 5 min em uma carga de trabalho submáxima com base no nível de atividade autorrelatado, condicionamento físico diário e estado da doença (por exemplo, 15-150 W).</li>
	<li>Aumente a carga de trabalho em 5-20 W a cada minuto até que o participante atinja a exaustão voluntária. Os incrementos devem ser baseados no nível de aptidão atual do participante, de modo que o teste deve terminar 8-12 min após o início da fase incremental.</li>
	<li>Instruir o participante a evitar outros exercícios vigorosos pelas próximas 48 h.</li>
</ol>3. Calibração de equipamento de capacidade de difusão de respiração única
NOTA: É necessário calibrar sensores de fluxo e analisadores de gás para garantir que as medições sejam válidas e confiáveis. O procedimento exato é específico do fabricante e do dispositivo. O procedimento de calibração, incluindo o controle biológico, deve ser concluído em cada dia de estudo e, se menos de um dia de estudo for executado por semana, calibrações semanais adicionais devem ser realizadas. O arranjo experimental é mostrado na Figura 1.
<ol><li>Abra o programa de software no computador e um período de aquecimento automático de 50 minutos será iniciado para garantir a temperatura suficiente do pneumotach.</li>
	<li>Certifique-se de que os recipientes com os gases de ensaio estão abertos (ver Figura 1D).</li>
	<li>Execute uma calibração de gás conectando primeiro a linha de amostragem do pneumotach ao plug-in da Unidade Analisadora MS-PFT denominado CAL (consulte a Figura 1B).</li>
	<li>Inicie a calibração de gás selecionando Calibração na página inicial (consulte a Figura 2A) e escolha Calibração de gás. Inicie a calibração pressionando Start ou F1 (veja a Figura 2B).</li>
	<li>Anexar a linha de recolha de amostras ao pneumotach quando a calibração do gás for cumprida e aceite.</li>
	<li>Efetue uma calibração de volume utilizando uma seringa válida de 3 L. Inicie a calibração de volume selecionando Calibração na página inicial (consulte a Figura 2A) e escolha Calibração de volume. Inicie a calibração pressionando F1 e siga as instruções fornecidas pelo software (veja a Figura 2C).</li>
	<li>Certifique-se de que a bolsa inspiratória esteja conectada à unidade analisadora MS-PFT (consulte a Figura 1C).</li>
	<li>Complete o procedimento de calibração realizando uma medição de controle biológico em repouso na posição sentada. Isso deve ser realizado por um não fumante saudável para garantir a confiabilidade do método. Se a variação semanal de DL,CO ou DL,NO do indivíduo varia mais de 1,6 e 6,5 mmol/min/kPa (5 e 20 mL/min/mmHg), respectivamente, a variação pode ser devida a erro da máquina e deve ser investigada mais afundo12,22.</li>
</ol>4. Preparação do participante
<ol><li>Calcular a carga de trabalho desejada a partir dos resultados anteriores do TCPE para a intensidade escolhida (% da carga máxima (Wmáx)) na qual o DL,CO/NO será medido.</li>
	<li>Pelo menos 48 h após o participante ter realizado o TECP, solicite ao participante que retorne ao laboratório para obter a medida do DL,CO/NO durante o exercício.</li>
	<li>Medir a altura (em cm com aproximação de mm), peso (em kg com aproximação de 100 g) e Hb do sangue capilar (em mmol/L com aproximação de 0,1 mmol/L) do doente.</li>
	<li>Na Página Inicial do programa, escolha Paciente > Novo paciente (Veja Figura 2A) e preencha os dados necessários: Identificação, Sobrenome, Nome, Data de Nascimento, Sexo, Altura e Peso do participante. Continue selecionando OK ou F1 (consulte a Figura 2D).</li>
</ol>5. DL, CO/NO medição durante o repouso vertical
NOTA: AS MEDIÇÕESDE D L,CO/NO são realizadas de acordo com as recomendações clínicas atuais da força-tarefa da ERS12.
<ol><li>Na página inicial, escolha Medição > difusão de membrana NO (consulte a Figura 2E).</li>
	<li>Inicie a reinicialização automática do software, para zerar o analisador de gases para todos os gases de teste e iniciar a mistura dos gases de teste no saco inspiratório conectado. Inicie a redefinição automática pressionando F1 (consulte a Figura 2F).<ol><li>A reinicialização automática leva de 140 a 210 s. Observe as instruções fornecidas pelo software para reconhecer quando iniciar a medição. É importante iniciar a medição imediatamente quando o software instruir o paciente a conectar.</li>
	</ol></li>
	<li>Coloque o participante em uma cadeira ereta equipada com um clipe nasal. Instruir o participante sobre como realizar a manobra conforme descrito abaixo.<ol><li>Peça ao participante que use o clipe nasal e inicie as respirações maréis normais através de um bocal conectado ao pneumotach. Para garantir um sistema fechado para as medidas, certifique-se de que os lábios do participante sejam mantidos fechados ao redor do bocal.</li>
		<li>Após três respirações normais, instruir o participante a realizar uma expiração máxima rápida para atingir o volume residual (VR).</li>
		<li>Quando o VR for atingido, instrua imediatamente o participante a realizar uma rápida inspiração máxima para a capacidade pulmonar total (CPT), visando um tempo inspiratório de < 4 s. Durante a inspiração máxima, uma válvula se abre, permitindo que o participante inale a mistura gasosa misturada com uma concentração conhecida de NO (800 ppm NO/N2) em uma bolsa inspiratória imediatamente antes da inalação.</li>
		<li>Peça ao participante que faça uma pausa respiratória de 5 (4-8) s no TLC. Durante a inspiração, um volume inspirado (VI) ≥90% da CVF (ou capacidade vital baseada em pletismografia) com um tempo de apneia de 4-8 s é alvo23 (Tabela 1).</li>
		<li>Após a pausa respiratória, instrua o participante a realizar uma expiração máxima forte e constante, sem interrupções.</li>
		<li>Após a expiração máxima, peça ao participante que solte o bocal e o clipe nasal. O software irá então calcular DL, NO e DL, CO sem qualquer comando.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizar incentivo verbal durante toda a manobra para garantir que o participante atinja VR e CPT. Avalie-se a aceitabilidade da manobra conforme Tabela 1.</li>
	<li>Realizar a manobra novamente após pelo menos 4 min de washout e até que duas manobras preencham os critérios de aceitabilidade (Tabela 1) ou até que um total de 12 manobras (veja abaixo) tenham sido realizadas na mesma sessão.</li>
	<li>O DL,NO e DL,CO são relatados de acordo com os critérios descritos na Tabela 2. Também recomendamos que o tempo de apneia, o volume inspirado e o volume alveolar sejam relatados. Além disso, o número de manobras aceitáveis e repetíveis deve ser relatado, e achados baseados em manobras que não preenchem os critérios de aceitabilidade ou repetibilidade devem ser interpretados com cautela.</li>
</ol>6. DL, CO/NO medição durante o exercício
NOTA: Uma linha do tempo das medidas de DL,CO/NO durante o exercício é fornecida na Figura 3.
<ol><li>Coloque o cicloergômetro a uma distância que permita ao participante respirar pelo bocal sem precisar alterar a posição de ciclismo. Aumentar a altura do equipamento para que as medições possam ser realizadas com uma posição de trabalho correta na bicicleta (ver Figura 2).</li>
	<li>Coloque o participante no cicloergômetro e coloque um monitor de FC no tórax. Instruir o participante a realizar cada manobra conforme descrito no passo 5.3.</li>
	<li>Instruir o participante a iniciar o ciclismo por 5 min em uma carga submáxima, como um aquecimento antes da medição.</li>
	<li>Aumente a carga de trabalho para a intensidade alvo e, simultaneamente, inicie a reposição automática do dispositivo premindo F1 (ver passo 5.2). A reinicialização automática leva de 140 a 210 s, o que é suficiente para garantir que o participante tenha atingido o estado estacionário.</li>
	<li>Quando o reset automático terminar, vire o bocal para o participante e realize uma manobra conforme descrito abaixo, enquanto o participante continua pedalando na intensidade alvo.<ol><li>Siga as etapas nas etapas 5.4 a 5.5. Avaliar os critérios de aceitabilidade e repetibilidade (Tabela 1) em cada carga de trabalho e relatar as medidas durante o repouso (ver passo 5.6 e Tabela 2).</li>
	</ol></li>
	<li>Após o término da manobra, remova o bocal e diminua a carga para 15-40 W. Realizar a fase de recuperação ativa por 2 min, após o que repita os passos 6.4 e 6.5. Os 2 min de recuperação ativa e os 140-210 s durante a reinicialização automática fornecem um período de washout suficiente de 4-5 min.</li>
</ol>

Avaliação da reserva alveolar-capilar pulmonar durante o exercício

Os equipamentos e softwares apresentados no artigo não são gratuitos. Nenhum dos autores está associado a qualquer empresa que forneça a licença para o software. Todos os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.

O protocolo fornece uma abordagem padronizada para a mensuração de D, L,CO/NO durante o exercício utilizando a técnica de respiração única com gás de teste duplo. Uma vez que as métricas de DL,CO/NO obtidas aumentam devido ao recrutamento e distensão capilar pulmonar, o método fornece uma medida fisiologicamente significativa da reserva alvéolo-capilar.
Etapas críticas do protocolo O método requer uma expiração para o volume residual se...

O exercício leva a um aumento considerável na demanda energética em comparação com o estado de repouso. O coração e os pulmões respondem aumentando o débito cardíaco e a ventilação, resultando em expansão do leito alvéolo-capilar, principalmente o recrutamento e distensão dos capilarespulmonares1. Isso garante uma troca gasosa pulmonar suficiente, que pode ser medida pelo aumento da capacidade de difusão pulmonar (D L)2,3,4. As primeiras tentativas de medir DL durante o exercício datam de mais de um século 5,6,7. A capacidade de aumentar DL a partir do estado de repouso é frequentemente referida como reserva alvéolo-capilar 8,9.
Experimentalmente, as contribuições relativas da capacidade de difusão da membrana alvéolo-capilar (DM) e do volume sanguíneo capilar pulmonar (VC) para a reserva alvéolo-capilar podem ser avaliadas por diferentes métodos, incluindo o clássico método das frações múltiplas inspiradas de oxigênio (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;">)10. Uma técnica alternativa que pode ser útil nesse contexto é o método dos gases de teste duplo, no qual o DL para monóxido de carbono (CO) e óxido nítrico (NO) (DL,CO/NO) SÃO MEDIDOS SIMULTANEAMENTE11. Essa técnica foi desenvolvida na década de 1980 e aproveita o fato de que a taxa de reação do NO com a hemoglobina (Hb) é substancialmente maior que a do CO, de modo que a difusão pulmonar do CO depende mais da VC do que do NO. Assim, o principal sítio de resistência (~75%) à difusão do CO está localizado dentro da hemácia, enquanto a principal resistência (~60%) à difusão do NO está na membrana alvéolo-capilar e no plasma pulmonar12. A mensuração concomitante de D, L,CO e D, L,NO permite, assim, avaliar as contribuições relativas de D,M e V,C para D,L12, onde a variação de D, L,NO observada durante o exercício, reflete, assim, em grande parte, a expansão da membrana alvéolo-capilar. Uma vantagem adicional desse método na obtenção de medidas durante o exercício é que ele envolve um tempo de apneia relativamente curto (~5 s) e menos manobras em comparação com a técnica clássica<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;">, onde múltiplas manobras repetidas com uma pausa respiratória padronizada de 10 s são realizadas em diferentes níveis de oxigênio. Embora <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;"> recentemente tenha sido aplicada com menor tempo de apneia e menos manobras a cada intensidade13. No entanto, <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;"> só permite um total de seis manobras DL,CO por sessão, enquanto até 12 manobras repetidasde D L,CO/NO podem ser realizadas sem qualquer efeito mensurável sobre as estimativas resultantes14. Essas são considerações importantes na obtenção de medidas durante o exercício, uma vez que tanto uma longa pausa respiratória quanto múltiplas manobras podem ser difíceis de realizar em intensidades muito altas ou em populações de pacientes que apresentam dispneia.
O presente trabalho fornece um protocolo detalhado, incluindo considerações teóricas e recomendações práticas sobre a mensuração do DL,CO/NO durante o exercício e sua utilização como índice da reserva alvéolo-capilar. Este método é facilmente aplicável no ambiente experimental e permite avaliar como a limitação à difusão nos pulmões pode afetar o consumo de oxigênio em diferentes populações.
Teoria e princípios de mensuração O método D, L,CO/NO envolve uma única respiração de uma mistura gasosa com a suposição de que os gases se distribuem igualmente no espaço alveolar ventilado após a inalação. A mistura gasosa é constituída por vários gases, incluindo um gás traçador inerte. A diluição do gás traçador no espaço alveolar ventilado, a partir de sua fração no ar expiratório final, pode ser utilizada para calcular o volume alveolar (VA)15. A mistura gasosa também inclui o gás teste CO e NO, ambos diluídos no espaço alveolar ventilado e difundidos através da membrana alvéolo-capilar. Com base em suas frações alveolares, suas taxas individuais de desaparecimento (k), também denominadas constante difusora, do espaço alveolar podem ser calculadas. Por convenção, o DL para um gás de teste medido durante uma manobra de respiração única, é derivado pela seguinte equação16:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq02v3.jpg" style="margin: auto;">
onde FA0 é a fração alveolar do gás teste (CO ou NO) no início da pausa respiratória da manobra individual DL , enquanto FA é a fração alveolar do gás teste no final da pausa respiratória e tBH é o tempo de apneia. DL é mecanicamente equivalente à condutância do gás teste através da membrana alvéolo-capilar, através do plasma e do interior das hemácias até a hemoglobina. Depende, portanto, tanto da condutância da DM quanto da chamada condutância específica do sangue capilar pulmonar (θ), da qual esta última depende tanto da condutância do gás teste no sangue quanto de sua taxa de reação com a hemoglobina10. Dado que a recíproca da condutância é a resistência, a resistência total à transferência de um gás de ensaio depende das seguintes resistências na série10:
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq03v2.jpg" style="margin: auto;">
Esses componentes podem ser distinguidos medindo-se simultaneamente o DL ao CO e NO, pois estes possuem valores θ diferentes, e seus respectivos valores deD L dependem, portanto, diferentemente do VC. A difusão pulmonar do CO depende mais fortemente da VC do que do NO, sendo o principal sítio de resistência (~75%) à difusão do CO localizado dentro da hemácia12. Em contraste, a principal resistência (~60%) à difusão do NO está na membrana alvéolo-capilar e no plasma pulmonar, porque a taxa de reação do NO com a hemoglobina é substancialmente maior do que a do CO. Assim, medindo simultaneamente DL,CO e DL,NO, mudanças em ambos DM e VC afetarão marcadamente o primeiro, enquanto este último dependerá muito menos de VC, permitindo assim uma avaliação integrativa dos fatores que determinam DL.
O reporte das métricas DL,CO/NO pode ser feito usando diferentes unidades. Assim, a European Respiratory Society (ERS) utiliza mmol/min/kPa, enquanto a American Thoracic Society (ATS) utiliza mL/min/mmHg. O fator de conversão entre as unidades é de 2,987 mmol/min/kPa = mL/min/mmHg.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>HemoCue Hb 201+&#160;</td>
			<td>HemoCue, Br&#248;nsh&#248;j, Denmark</td>
			<td>Unkown</td>
			<td>For measurements of hemoglobin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jaeger MasterScreen PFT pro (Lung Function Equipment)</td>
			<td>CareFusion, H&#246;chberg, Germany</td>
			<td>Unkown</td>
			<td>For measurements of DLCO/NO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouthpiece</td>
			<td>SpiroBac, Henrotech, Aartselaar, Belgium</td>
			<td>Unkown</td>
			<td>Used together with the Lung Fuction Equipment. (dead space 56 ml, resistance to flow at 12 L s&#8722;1 0.9 cmH2O)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nose-clip</td>
			<td>IntraMedic, Gentofte, Denmark</td>
			<td>JAE-892895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenumotach</td>
			<td>IntraMedic, Gentofte, Denmark</td>
			<td>JAE-705048</td>
			<td>Used together with the Lung Fuction Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SentrySuite Software Solution</td>
			<td>Vyaire&#39;s Medical GmbH, Leibnizstr. 7, D-97204 Hoechberg Germany</td>
			<td>Unkown</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Test gasses</td>
			<td>IntraMedic, Gentofte, Denmark</td>
			<td>Unkown</td>
			<td>Concentrations: 0.28% CO, 20.9% O2, 69.52% N2 and 9.3% He</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dual test gas pulmonary diffusing capacity measurement during exercise in humans using the single-breath method

A medida combinada de respiração única da capacidade de difusão de monóxido de carbono (D, L,CO) e óxido nítrico (D, L,NO) é uma técnica útil para medir a reserva alvéolo-capilar pulmonar em populações saudáveis e pacientes. A medida fornece uma estimativa da capacidade do participante de recrutar e distender capilares pulmonares. Recentemente, foi relatado que o método exibe uma alta confiabilidade teste-reteste em voluntários saudáveis durante exercícios de intensidade leve a moderada. Vale ressaltar que essa técnica permite até 12 manobras repetidas e requer apenas uma única respiração com um tempo de apneia relativamente curto, de 5 s. Dados representativos são fornecidos mostrando as mudanças graduais em DL,NO e DL,CO do repouso para o exercício em intensidades crescentes de até 60% da carga máxima. A mensuração da capacidade de difusão e a avaliação da reserva alvéolo-capilar são uma ferramenta útil para avaliar a capacidade de resposta do pulmão ao exercício tanto na população saudável quanto em populações de pacientes, como aqueles com doença pulmonar crônica.

Exercise leads to a considerable increase in energy demand compared to the resting state. The heart and lungs respond by increasing cardiac output and ventilation resulting in an expansion of the alveolar-capillary bed, mainly the recruitment and distention of pulmonary capillaries1. This ensures a sufficient pulmonary gas exchange, which can be measured by an increase in pulmonary diffusing capacity (DL)2,3,4. The first attempts to measure DL during exercise date back more than a century5,6,7.&#160;The ability to increase&#160;DL from the resting state is often referred to as the alveolar-capillary reserve8, 9.
Experimentally, the relative contributions of alveolar-capillary membrane diffusing capacity (DM) and pulmonary capillary blood volume (VC) to alveolar-capillary reserve can be assessed by different methods, including the classical multiple fractions of inspired oxygen (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;" />) method10. An alternative technique that may be useful in this context is the dual-test gas method, in which the DL to carbon monoxide (CO) and nitric oxide (NO) (DL,CO/NO) are concurrently measured11. This technique was developed in the 1980s, and takes advantage of the fact that the reaction rate of NO with hemoglobin (Hb) is substantially greater than that of CO, such that the pulmonary diffusion of CO depends more on VC than does NO. Hence, the main site of resistance (~75%) to CO diffusion is located within the red blood cell, while the main resistance (~60%) to NO diffusion is at the alveolar-capillary membrane and pulmonary plasma12. The concurrent measurement of DL,CO and DL,NO thus permits the assessment of the relative contributions of DM and VC to DL12, where the change in DL,NO observed during exercise thus largely reflects the expansion of the alveolar-capillary membrane. An additional advantage of this method when obtaining measurements during exercise is that it involves a relatively short breath-hold time (~5 s) and fewer maneuvers compared to the classical <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;" /> technique, where multiple repeated maneuvers with a standardized 10 s breath-hold are performed at different oxygen levels. Although <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;" /> has recently been applied with a shorter breath-hold time and fewer maneuvers at each intensity13. Nevertheless, <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq01.jpg" style="margin: auto;" /> only permits a total of six DL,CO maneuvers per session, whereas up to 12 repeated DL,CO/NO maneuvers can be performed without any measurable effect on the resultant estimates14. These are important considerations when obtaining measurements during exercise since both a long breath-hold and multiple maneuvers may be difficult to perform at very high intensities or in patient populations who experience dyspnea.
The present paper provides a detailed protocol, including theoretical considerations and practical recommendations on the measurement of DL,CO/NO during exercise and its use as an index of the alveolar-capillary reserve. This method is easily applicable in the experimental setting and permits the assessment of how diffusion limitation in the lungs may affect oxygen uptake in different populations.
Theory and measurement principles 
The DL,CO/NO method involves a single breath of a gas mixture with the assumption that the gases distribute equally in the ventilated alveolar space after inhalation. The gas mixture consists of several gases including an inert tracer gas. The dilution of the tracer gas in the ventilated alveolar space, as based on its fraction in end-expiratory&#160;air, can be used to calculate the alveolar volume (VA)15. The gas mixture also includes the test gas CO and NO, both of which are diluted in the ventilated alveolar space and diffuse across the alveolar-capillary membrane. Based on their alveolar fractions, their individual rates of disappearance (k), also termed the diffusing constant, from the alveolar space can be calculated. By convention, the DL for a test gas measured during a single-breath maneuver, is derived by the following equation16:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq02v3.jpg" style="margin: auto;" />
where FA0&#160;is the alveolar fraction of the test gas (CO or NO) at the onset of the breath-hold of the individual DL maneuver, while FA is the alveolar fraction of the test gas at the end of the breath-hold, and tBH is the breath-hold time. DL is mechanically equivalent to the conductance of the test gas across the alveolar-capillary membrane, through plasma and the red blood cell interior to hemoglobin. It thus depends both on the conductance of DM&#160;and the so-called specific conductance of pulmonary capillary blood (&#952;), of which the latter depends both on the conductance of the test gas in blood and on its reaction rate with hemoglobin10. Given that the reciprocal of conductance is resistance, the total resistance to the transfer of a test gas depends on the following resistances in series10:
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/65871/65871eq03v2.jpg" style="margin: auto;" />
These components may be distinguished by concurrently measuring the DL to CO and NO, because these have different &#952;-values, and their respective DL values&#160;thus depend differently on VC. The pulmonary diffusion of CO depends more heavily on VC than does NO, with the main site of resistance (~75%) to CO diffusion being located within the red blood cell12. In contrast, the main resistance (~60%) to NO diffusion is at the alveolar-capillary membrane and pulmonary plasma, because the reaction rate of NO with hemoglobin&#160;is substantially greater than that of CO. Hence, by concurrently measuring DL,CO and DL,NO, changes in both DM and VC will markedly affect the former, while the latter will depend much less on VC, thus permitting an integrative assessment of the factors that determine DL.
The reporting of DL,CO/NO metrics may be done using different units. Hence, the European respiratory society (ERS) uses mmol/min/kPa, whereas the American Thoracic society (ATS) uses mL/min/mmHg. The conversion factor between the units is 2.987 mmol/min/kPa = mL/min/mmHg.

Autor em destaque: Integrando medidas de reserva alveolar-capilar na adaptação ao exercício e estratégias terapêuticas

Medida da Capacidade de Difusão Pulmonar de Gases de Teste Duplo durante o Exercício em Humanos Usando o Método de Respiração Única

Our research focuses on mechanism of impaired pulmonary gas exchange in various disease states and how knowledge of these may be used for diagnostic and target treatments. We aim to refine the understanding of acute exercise adaptation by assessing alveolar capillary reserve through diffusion capacity measurements during exercise. Conventional lung function testing, such as dynamic spirometry, and diffusion capacity measurements during rest provides limited information about pulmonary limitations and adaptations to acute exercise.Our protocol addresses this gap by introducing a more comprehensive and physiologically-relevant measurement method that assesses the alveolar capillary reserve. By providing a more detailed analysis of lung function during exercise, this research contributes to the development of target diagnostic and therapeutic strategies for pulmonary diseases, enhancing clinical management and treatment efficacy. By this technique, our studies will specifically elucidate how pulmonary gas exchange limitations contributes to the pathophysiology of chronic lung disease and how this may be affected by exercise training.Our research group intends to extend this research to explore the impact of various therapeutic and training interventions on pulmonary function during exercise, and to investigate the specific responses in patients with chronic obstructive pulmonary disease. This will further elucidate the lungs adaptability and resilience on distress.

O protocolo foi implementado em 2021 e, no momento em que este artigo foi escrito, um total de 124 medições durante o exercício (ou seja, 51 em voluntários saudáveis e 73 em pacientes com DPOC de várias gravidades) haviam sido realizadas. As manobras, bem como os dados sobre os critérios de aceitabilidade e repetibilidade preenchidos, e a taxa de falha estão todos apresentados na Tabela 3.
Cálculos Como exemplo, cálculos de uma ú...

Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Integrating Alveolar-Capillary Reserve Measurements in Exercise Adaptation and Therapeutic Strategies at JoVE.com

Este protocolo apresenta um método para avaliar a reserva alvéolo-capilar pulmonar medida pela medida combinada de respiração única da capacidade de difusão de monóxido de carbono (D, L,CO) e óxido nítrico (D, L,NO) durante o exercício. Pressupostos e recomendações para o uso da técnica durante o exercício formam a base deste artigo.

The combined single-breath measurement of the diffusing capacity of carbon monoxide (DL,CO) and nitric oxide (DL,NO) is a useful technique to measure ...

Nossa pesquisa se concentra no mecanismo de troca gasosa pulmonar prejudicada em vários estados patológicos e como o conhecimento destes pode ser usado para diagnósticos e tratamentos-alvo. Nosso objetivo é refinar o entendimento da adaptação aguda ao exercício por meio da avaliação da reserva capilar alveolar por meio de medidas da capacidade de difusão durante o exercício. Testes convencionais de função pulmonar, como espirometria dinâmica, e medidas da capacidade de difusão durante o repouso fornecem informações limitadas sobre limitações pulmonares e adaptações ao exercício agudo.Nosso protocolo aborda essa lacuna introduzindo um método de mensuração mais abrangente e fisiologicamente relevante que avalia a reserva capilar alveolar. Ao fornecer uma análise mais detalhada da função pulmonar durante o exercício, esta pesquisa contribui para o desenvolvimento de estratégias diagnósticas e terapêuticas direcionadas para doenças pulmonares, melhorando o manejo clínico e a eficácia do tratamento. Por meio dessa técnica, nossos estudos irão elucidar especificamente como as limitações nas trocas gasosas pulmonares contribuem para a fisiopatologia da doença pulmonar crônica e como esta pode ser afetada pelo treinamento físico.Nosso grupo de pesquisa pretende estender esta pesquisa para explorar o impacto de várias intervenções terapêuticas e de treinamento na função pulmonar durante o exercício e investigar as respostas específicas em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica. Isso irá elucidar ainda mais a adaptabilidade e resiliência dos pulmões em relação ao sofrimento.

dual-test-gas-pulmonary-diffusing-capacity-measurement-during

Research

JoVE Journal

Medicine

Dual Test Gas Pulmonary Diffusing Capacity Measurement During Exercise in Humans Using the Single-Breath Method

480 visualizações.  Copenhagen University Hospital - Rigshospitalet. Nossa pesquisa se concentra no mecanismo de troca gasosa pulmonar prejudicada em vários estados patológicos e como o conhecimento destes pode ser usado para diagnósticos e tratamentos-alvo. Nosso objetivo é refinar o entendimento da adaptação aguda ao exercício por meio da avaliação da reserva capilar alveolar por meio de medidas da capacidade de difusão durante o exercício. Testes convencionais de função pulmonar, como espirometria dinâmica, e medidas da capacidade de difusão ...