Effect of pulmonary hypertension on exercise capacity and gas exchange in patients with chronic obstructive pulmonary disease living at high altitude

Abstract

Background: Pulmonary hypertension (PH) is associated with decreased exercise tolerance in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients, but in the altitude the response to exercise in those patients is unknown. Our objective was to compare exercise capacity, gas exchange and ventilatory alterations between COPD patients with PH (COPD-PH) and without PH (COPD-nonPH) residents at high altitude (2640 m). Methods: One hundred thirty-two COPD-nonPH, 82 COPD-PH, and 47 controls were included. Dyspnea by Borg scale, oxygen consumption (VO2), work rate (WR), ventilatory equivalents (VE/VCO2), dead space to tidal volume ratio (VD/VT), alveolar-arterial oxygen tension gradient (AaPO2), and arterial-end-tidal carbon dioxide pressure gradient (Pa-ETCO2) were measurement during a cardiopulmonary exercise test. For comparison of variables between groups, Kruskal-Wallis or one-way ANOVA tests were used, and stepwise regression analysis to test the association between PH and exercise capacity. Results: All COPD patients had a lower exercise capacity and higher PaCO2, A-aPO2 and VD/VT than controls. The VO2 % predicted (61.3 ± 20.6 vs 75.3 ± 17.9; p < 0.001) and WR % predicted (65.3 ± 17.9 vs 75.3 ± 17.9; p < 0.001) were lower in COPD-PH than in COPD-nonPH. At peak exercise, dyspnea was higher in COPD-PH (p = 0.011). During exercise, in COPD-PH, the PaO2 was lower (p < 0.001), and AaPO2 (p < 0.001), Pa-ETCO2 (p = 0.033), VE/VCO2 (p = 0.019), and VD/VT (p = 0.007) were higher than in COPD-nonPH. In the multivariate analysis, PH was significantly associated with lower peak VO2 and WR (p < 0.001). Conclusion: In COPD patients residing at high altitude, the presence of PH was an independent factor related to the exercise capacity. Also, in COPD-PH patients there were more dyspnea and alterations in gas exchange during the exercise than in those without PH. © The Author(s) 2022.

Antecedentes: La hipertensión pulmonar (HP) se asocia con una disminución de la tolerancia al ejercicio en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), pero en la altitud se desconoce la respuesta al ejercicio en esos pacientes. Nuestro objetivo fue comparar la capacidad de ejercicio, el intercambio gaseoso y las alteraciones ventilatorias entre pacientes con EPOC con HP (EPOC-HP) y sin HP (EPOC-noHP) residentes a gran altura (2640 m). Métodos: Se incluyeron 132 EPOC-noPH, 82 EPOC-PH y 47 controles. Disnea según escala de Borg, consumo de oxígeno (VO2), tasa de trabajo (WR), equivalentes ventilatorios (VE/VCO2), relación espacio muerto/volumen corriente (VD/VT), gradiente de tensión alveolar-arterial de oxígeno (AaPO2) y arterial- Se midió el gradiente de presión de dióxido de carbono al final de la espiración (Pa-ETCO2) durante una prueba de ejercicio cardiopulmonar. Para la comparación de variables entre grupos se utilizaron pruebas de Kruskal-Wallis o ANOVA unidireccional, y análisis de regresión por pasos para probar la asociación entre PH y capacidad de ejercicio. Resultados: Todos los pacientes con EPOC tuvieron una menor capacidad de ejercicio y mayores PaCO2, A-aPO2 y VD/VT que los controles. El % de VO2 previsto (61,3 ± 20,6 frente a 75,3 ± 17,9; p < 0,001) y el % de WR previsto (65,3 ± 17,9 frente a 75,3 ± 17,9; p < 0,001) fueron menores en EPOC-PH que en EPOC-no-PH. En el ejercicio máximo, la disnea fue mayor en EPOC-PH (p = 0,011). Durante el ejercicio, en EPOC-PH, la PaO2 fue menor (p &lt; 0,001), así como AaPO2 (p &lt; 0,001), Pa-ETCO2 (p = 0,033), VE/VCO2 (p = 0,019) y VD/VT. (p = 0,007) fueron mayores que en EPOC-noHP. En el análisis multivariado, la PH se asoció significativamente con un VO2 máximo y una WR más bajos (p &lt; 0,001). Conclusión: En pacientes con EPOC residentes en zonas de gran altitud, la presencia de HP fue un factor independiente relacionado con la capacidad de ejercicio.