Abnormální vaskulární, metabolické a nervové funkce během cvičení při srdečním selhání se zachovanou ejekční frakcí

Protokol 1.1: K testování hypotézy 1.1 budou vyšetřovatelé měřit rychlý nástup vazodilatace v reakci na jedinou kontrakci KE jako markeru vaskulární odezvy na svalovou kontrakci, stejně jako dynamický nástup a vazodilatační reakce v ustáleném stavu na kontinuální cvičení KE. Rychlý nástup vazodilatační (ROV) reakce na krátkou (1 sekundu) jedinou izometrickou kontrakci extenze kolena bude měřena podle popisu našich spolupracovníků50. Subjekty budou provádět jednotlivé kontrakce při 5, 10 nebo 20 % jejich maximální dobrovolné kontrakce (MVC). Lokální vaskulární reakce po jednotlivých úderech (tj. femorální průtok krve; FBF a vaskulární vodivost; FVC) bude nepřetržitě zaznamenávána po dobu 30 sekund s počáteční odezvou (první nepřerušený srdeční cyklus po kontrakci), špičkovou odezvou (maximální nárůst), latencí (čas do maximální odezvy) a plochou pod křivkou (celková vazodilatační odezva napříč 30 sekund) analyzováno pro plnou charakterizaci ROV v HFpEF. Kromě toho bude vaskulární a hemodynamická odezva na dynamickou zátěž KE (počátek po tepu a ustálený stav FBF a FVC) měřena od začátku cvičení po dobu šesti minut při submaximálních pracovních rychlostech (10, 15 W a 60 % max. pracovní tempo). Tyto studie budou prováděny individuálně a s 20minutovou přestávkou mezi stavy, aby bylo zajištěno, že pacienti budou schopni dokončit každou z těchto studií. Kromě lokální vaskulární hemodynamiky bude průběžně monitorována systémová hemodynamika (HR, MAP, CO, SV), aby se potvrdilo, že jakékoli změny v lokálním průtoku krve jsou nezávislé na centrálních kardiovaskulárních úpravách (viz obr. 2, den 2).

Hypotéza 1.2: Kinetika V̇O2 kosterního svalu bude u HFpEF zpomalena.

Protokol 1.2: Kinetika dech-by-dech plicní V02 bude měřena během cyklického cvičení při relativně lehké pracovní rychlosti 20 W (~30% V̇O2 vrchol), aby se charakterizovala kinetika V̇O2 tam, kde není žádné srdeční omezení, což umožňuje submaximální hodnocení „periferní“ oxidační účinnost při cvičení velké svalové hmoty. Během cvičení cyklu bude kinetika V̇O2 měřena ve spojení s blízkou infračervenou spektroskopií jako ukazatel spojení mezi dodávkou kyslíku a potřebou kyslíku (viz obr. 2, den 3).

Hypotéza 1.3: Pacienti s HFpEF budou vykazovat zvýšenou MSNA v klidu a přehnanou metaboreflexní citlivost během zátěže.

Protokol 1.3: Mikroneurografie bude použita k měření výboje vícejednotkového svalového sympatického nervu u subjektů v klidu, během dynamické extenze kolena (30, 40 % MVC) a během 2 minut a 15 sekund pozátěžové ischemie (PEI) dosažené přes nafouknutí manžety krevního tlaku na supra-systolický tlak. Tento přístup umožňuje experimentální izolaci příspěvku metaboreflexu ke změnám MSNA a hemodynamiky tím, že brání vyplavování metabolitů produkovaných svalovou kontrakcí během cvičení. Důležité je, že sympatická odpověď je nezávislá na matoucí aktivaci mechanoreflexu nebo centrálního příkazu, protože svalové kontrakce již nejsou prováděny. K potvrzení specifické citlivosti na metaboreflex a nikoli generalizované citlivosti na sympatoexcitační stimuly bude použit studený presorový test. Vícejednotková postgangliová MSNA bude zaznamenávána z peroneálního nervu pomocí standardních mikroneurografických technik a kvantifikována jako frekvence burst (vzplanutí/min), incidence burst (burst/100 srdečních cyklů) a celková aktivita (frekvence burst x střední amplituda burst).

Experimentální řada 2 - Globální hypotéza 2: izolace periferních adaptací na cvičební trénink pomocí cvičebního tréninku s jedním KE zlepší periferní vaskulární, metabolické a nervové funkce a povede k větší funkční kapacitě v HFpEF.

Přístup: Hypotéza 2.1: Cvičení izolovaného KE zlepší vazodilatační odpověď na cvičení, zrychlí kinetiku V̇O2 a sníží MSNA v klidu HFpEF.

Protokol 2.1: 1) Vaskulární odezva: ROV bude hodnocena tak, jak je popsáno v protokolu 1. Subjekty provedou jednotlivé kontrakce při 5, 10 nebo 20 % jejich maximální dobrovolné kontrakce (MVC) před a po testování. Periferní hemodynamická odezva na dynamickou zátěž KE (začátek po tepu a ustálený stav) bude měřena nepřetržitě od začátku cvičení po dobu šesti minut při stejných absolutních (10 a 15 W) a relativních (60 % po zásah maximální pracovní tempo) intenzity cvičení. Během těchto studií bude monitorována lokální vaskulární (FBF, FVC) a systémová (HR, MAP, CO, SV) hemodynamika, aby se potvrdilo, že jakékoli změny v lokálním průtoku krve jsou nezávislé na centrálních kardiovaskulárních adaptacích (viz obr. 2, den 2). 2) Kinetika V̇O2: Dech po dechu Plicní kinetika V̇O2 bude měřena během izolovaného jednotlivého cvičení KE a během cvičení ve vzpřímeném cyklu. Dynamické cvičení KE bude prováděno po dobu šesti minut při stejných absolutních submaximálních pracovních rychlostech (10 a 15 W) a také stejné relativní (60% maximální pracovní frekvence po intervenci; viz obr. 2, den 2) ve spojení s tepovou- měření průtoku krve vedle sebe. Kromě toho bude kinetika V02 hodnocena během cvičení s mírnou intenzitou cyklu při 20 W a využívána jako marker účinnosti intervence, jak je diskutováno výše (viz obr. 2, den 3). 3) MSNA: Mikroneurografie bude použita k měření výboje vícejednotkového svalového sympatického nervu u subjektů v klidu, během cvičení extenze kolene a PEI (viz obr. 2, den 3).

Hypotéza 2.2: Trénink s jedním cvičením KE zlepší toleranci cvičení celého těla, maximální V̇O2 a funkční kapacitu v HFpEF.

Protokol 2.2: Kromě submaximální kinetiky V̇O2: maximální pracovní rychlost KE, vrchol V̇O2 během cvičení cyklu a výkon v 6minutovém testu chůze budou znovu vyhodnoceny po tréninku izolovaného cvičení kvadricepsu stejným způsobem jako před intervencí ( viz konkrétní protokol cvičení níže).