Effects of the self-contained breathing apparatus on left-ventricular function at rest and during graded exercise

Author： Mayne Jonathan R. Haykowsky Mark J. Nelson Michael D. Hartley Timothy C. Butcher Scott J. Jones Richard L. Petersen Stewart R.

Publisher： NRC Research Press

ISSN： 1715-5320

Source： Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, Vol.34, Iss.4, 2009-08, pp. : 625-631

Disclaimer: Any content in publications that violate the sovereignty, the constitution or regulations of the PRC is not accepted or approved by CNPIEC.

Previous Menu Next

Abstract

The purpose of this study was to examine the effects of the self-contained breathing apparatus (SCBA) on left-ventricular (LV) function at rest and during mild- to moderate-intensity exercise, using 2-dimensional echocardiography. Twenty-three healthy male volunteers exercised on a stair-climber at work rates equivalent to 50%, 60%, 70%, and 80% of peak oxygen consumption. Esophageal pressure LV diastolic and systolic cavity areas, and myocardial areas were acquired during the final minute of each stage of exercise. As expected, the esophageal pressure response during SCBA breathing revealed significantly lower (more negative) inspiratory pressures and higher (more positive) expiratory pressures and, consequently, higher pressure swings, than free breathing (FB). End-diastolic cavity area (EDCA) and end-systolic cavity area (ESCA) were lower with the SCBA than with FB. LV contractility was higher (p < 0.05) with the SCBA, which can partially be explained by decreases in end-systolic wall stress. Therefore, the SCBA was found to decrease LV preload during moderate-intensity exercise, but did not negatively affect stroke area because of a similar reduction in ESCA.Cette étude se propose d’analyser au moyen de l’échocardiographie bidimensionnelle les effets d’un appareil respiratoire autonome (SCBA) sur la fonction du ventricule gauche (LV) au repos et au cours d’un exercice physique d’intensité légère à modérée. Vingt-trois hommes participent volontairement à une séance d’exercice sur un simulateur d’escalier à une intensité correspondant à 50 %, 60 %, 70 % et 80 % du consommation d’oxygène de pointe. Durant la dernière minute de chaque stade d’effort, on mesure la pression œsophagienne, le volume du myocarde et du LV au cours de la diastole et de la systole. Selon toute attente, la pression œsophagienne est significativement plus faible (plus négative) durant l’inspiration et plus forte (plus positive) durant l’expiration dans le SCBA; en d’autres mots, les écarts de pression sont nettement plus importants comparativement à la respiration libre (FB). Comparativement à la FB, le volume du LV à la fin de la diastole (EDCA) et celui à la fin de la systole (ESCA) est plus petit avec le SCBA. Avec le SCBA, la contractilité du ventricule gauche est supérieure (p < 0,05), ce qui peut être expliqué en partie par la diminution de la tension télédiastolique de la paroi. En conséquence, le SCBA diminue la précharge du LV au cours d’un exercice physique d’intensité modérée, mais ne modifie pas négativement la surface d’éjection (SA), et ce, à cause de la diminution semblable du ESCA.