Celoroční cvičení pro zlepšení zdraví a onemocnění koronárních tepen

Úvod

Národní a mezinárodní význam výzkumu

Podle celosvětového odhadu je 42 % lidí s onemocněním koronárních tepen (CAD) fyzicky neaktivní. Ve Finsku je přibližně 200 000 osob s ICHS a ještě více má další související zdravotní problémy (vysoký cholesterol nebo krevní tlak, cukrovku), které dále oslabují jejich srdeční funkci a fyzickou kapacitu a způsobují úmrtnost. Tato zvyšující se stárnoucí populace je často neaktivní, ale pro udržení jejich funkčních schopností a nezávislého života by podstatně těžila pravidelná celoroční fyzická aktivita.

V současné době není známo, zda doporučení cvičení pro pacienty s CAD zahrnuje zdravotní riziko při vystavení chladu, protože v zimě pravidelně uvádějí příznaky bolesti na hrudi a arytmií. Protože jak cvičení, tak expozice chladu stimulují srdeční a oběhové funkce, přesná fyzická aktivita vyžaduje definování jejich interakce mezi pacienty s CAD, jejichž zásobování myokardu kyslíkem a funkce jsou oslabené.

Na národní i mezinárodní úrovni se výzkum zaměřuje na velkou a speciální populační skupinu žijící na severní polokouli, jejíž symptomy, zdravotní události a úmrtnost jsou běžné a vyvolávané v chladném období. Pasivní životní styl této populace je částečně způsoben nedostatečnými pokyny a vedením. V důsledku stárnutí se bude podíl lidí s ICHS zvyšovat, což zdůrazňuje roli prevence při snižování nákladů na zdravotní péči. Navrhovaný výzkumný subjekt tvoří důležitou součást výzkumného programu zkoumajícího přímý vliv teploty na lidské zdraví v nově zřízeném WHO Collaboration Center in Global Change, Environment and Public Health.

Cíle a hypotézy Cíle jsou: 1) studovat oddělené a kombinované účinky cvičení horní nebo dolní části těla a zahřívání na kardiovaskulární odpověď (akutní, zotavení) a 2) převést výzkumné informace do instrukcí přizpůsobených pro celoroční fyzickou aktivitu .

Hypotézy jsou: 1) mírné vytrvalostní cvičení zvyšuje kardiovaskulární zátěž u pacientů s CAD v chladu ve srovnání s teplým prostředím, 2) cvičení horní části těla je namáhavější než cvičení dolní části těla v chladu, 3) zahřívací cvičení zmírňuje chlad a cvičením vyvolaný nárůst TK

Účastníci Účastníci jsou 35-75letí muži (nekuřáci) s ICHS (NYHA CCS I-II), kteří prodělali infarkt myokardu před více než 3 měsíci, mají hypertenzi, ale žádné jiné metabolické, kardiovaskulární nebo respirační onemocnění. Účastníci se rekrutují z Fakultní nemocnice v Oulu zkušeným kardiologem. Vylučovací kritéria jsou: kouření, astma, CCS třídy III-IV, diabetes, předchozí infarkt myokardu před méně než 3 měsíci, chronická fibrilace síní, klaudikace, nestabilní angina pectoris, závažné komplexní arytmie nebo anomálie EKG v klidu.

Randomizované kontrolované studie (n=160) Randomizované kontrolované studie umožňují pochopit kauzalitu a fyziologické mechanismy samostatných a kombinovaných účinků cvičení a chladu na kardiovaskulární funkce u osob s ICHS. Fáze I (2015-16): Samostatné a kombinované účinky chladu a cvičení na kardiovaskulární funkce. Každý účastník (n=20) je náhodně vystaven čtyřem podmínkám a zvlášť neutrálnímu (+22°C) a chladnému (-15°C) prostředí během odpočinku a cvičení. Fáze II (2016-17): Typ cvičení a zahřátí na kardiovaskulární funkce při cvičení v chladu. Každý účastník (n=20) je náhodně vystaven čtyřem podmínkám zahrnujícím cvičení dolní (rychlá chůze) nebo horní části těla (ergometrie paží) v chladu (-15°C) s nebo bez zahřívacího cvičení při +22°C. Každá experimentální relace trvá 105 minut (15 minut základní linie + 30 minut expozice + 60 minut zotavení).

Okolní podmínky Účastníci jsou vystaveni +22°C i -15°C (vítr 1.4. m/s) po dobu 30 minut na experimentální sezení v aerodynamickém tunelu Kastelli Research Centre. Použitá expozice chladu simuluje podmínky, které se často vyskytují během zimy v chladném klimatu. Účastníci jsou během experimentů vybaveni zimním oblečením. Vystavení chladu je z velké části omezeno na obličej, o kterém je známo, že zvyšuje TK o cca. 20 mmHg u zdravých jedinců.

Studijní protokol

Experimentální sezení se provádějí u každého účastníka ve stejnou denní dobu. Jsou uvedeny pokyny, jak se vyhnout těžkému cvičení nebo alkoholu 48 hodin před experimentem nebo nápojům souvisejícím s kávou/kofeinem 3 hodiny před experimenty. Účastníci jsou informováni o výzkumu, poskytují písemný souhlas s účastí ve studii a mají možnost seznámit se s podmínkami experimentu. Je vyplněn dotazník zjišťující zdravotní stav a životní styl účastníků. Následně se pomocí bioimpedance vyhodnotí tělesné složení subjektů. Odebere se základní vzorek krve. Poté jsou subjekty vybaveny teplotními termistory kůže a manžetou na paži (BP). Elektrody EKG jsou připojeny jak pro online (12svodové), tak pro dlouhodobé (24h) monitorování srdeční funkce. Subjekty jsou sledovány v neutrálních podmínkách po dobu 15 minut (základní hodnota). Před vystavením neutrální/chladné teplotě a odpočinku/cvičení se zaznamenává kontinuální tep od tepu, krevní tlak centrální aorty a průtokem zprostředkovaná dilatace. Pro cvičení v mrazu jsou subjekty vybaveny zimním oblečením a vstupují do experimentálních podmínek (větrný tunel). Během cvičení jsou kardiovaskulární funkce nepřetržitě sledovány prostřednictvím EKG v reálném čase. TK se měří každou třetí minutu v klidu a při zátěži. Fyzická zátěž je hodnocena v 1 minutě a tepelné vjemy v 5 minutových intervalech. Kritéria pro ukončení zahrnují ST-depresi větší než 2 mm, symptomy anginy pectoris a také náhlou výraznou změnu TK. O ukončení experimentu rozhoduje zdravotnická sestra monitorující a lékař dohlížející na experimentální sezení. Po ukončení cvičení jsou kardiovaskulární funkce sledovány po dobu 30 minut při 22°C. Bezprostředně po cvičení se provádí odběr krve. Kontinuální a centrální TK se měří 3-8 minut po cvičení (brzké zotavení) a po 15-20 minutách (opožděné zotavení). Subjekty se vracejí 48 hodin po experimentu pro poskytnutí krevního vzorku, který umožňuje zkoumat okamžité i opožděné účinky na hematologické parametry (krevní koagulační faktory, zánětlivé markery, endotelin).

Výzkumné prostředí a výzkumníci

Výzkum je koordinován Centrem pro výzkum životního prostředí a respiračního zdraví (CERH) na univerzitě v Oulu a ve spolupráci s Výzkumnou jednotkou vnitřního lékařství, Centrem pro strojové vidění a analýzu signálů a finštinou, Institute of Occupational Health and Finnish Obranné síly. Mezinárodní spolupráce zahrnuje University of Texas Southwestern Medical Center a University of Maastricht. Experimenty jsou prováděny v unikátních tepelných laboratořích Kastelli Research Center v Oulu s komplexním a novým vybavením pro hodnocení oběhového, respiračního, autonomního nervového systému a tepelné rovnováhy. Výzkumný tým je multidisciplinární a skládá se z odborníků z oblasti sportovních věd, fyziologie, medicíny, rehabilitace a wellness technologií.

vedlejší profesorka Tiina Ikäheimo (bývalá Mäkinen), Ph.D., lektorka CERH, University of Oulu; PI výzkumu a se speciálními odbornými znalostmi v oblasti fyziologie a účinků teploty na lidské zdraví a výkonnost. PI vydala několik původních publikací a recenzí a vytvořila texty do národních a mezinárodních odborných knih (např. pro WHO) o zdravotních rizicích souvisejících s nachlazením a doporučení pro jejich prevenci.

Výzkumná skupina:

profesor Heikki Huikuri, MD, Ph.D., University of Oulu a Oulu University Hospital, výzkumná jednotka interního lékařství, vedoucí střediska lékařského výzkumu a expert v kardiologii; mimořádný profesor Antti Kiviniemi, Ph.D., vědecký pracovník v oboru cvičení a lékařská fyziologie; lékařský specialista v kardiologii, MUDr. Juha Perkiömäki, Ph.D.; mimořádný profesor Mikko Tulppo, Ph.D.; Docent Arto Hautala, Ph.D. Centrum pro strojové vidění a analýzu signálů, Univerzita v Oulu; Profesor Markku Alén, MD, Ph.D., University of Oulu, Centrum pro epidemiologii životního kurzu (CLCE); Profesor Hannu Rintamäki, Ph.D. Finský institut pracovního zdraví; Profesor Matti Mäntysaari*, MD, Ph.D., ředitel leteckého zdravotnického centra, finské obranné síly; Profesor Jouni J.K. Jaakkola, MD, Ph.D., ředitel, CERH, University of Oulu; Postgraduální studentka Heidi Hintsala, magistra ve zdravotnictví (MHSc). CERH, Univerzita v Oulu; Emeritní profesor Juhani Hassi, Ph.D. CERH, Univerzita v Oulu; Doktorand Rasmus Valtonen, CERH University of Oulu; Zdravotní sestra Miia Länsititie, CERH, University of Oulu, tajemnice projektu Riitta Aittamaa, CERH, University of Oulu. MEZINÁRODNÍ: Profesor Craig Crandall, Ph.D., Divize kardiologie, Ústav interního lékařství, The University of Texas Southwestern Medical Center, USA. Profesor Wouter van Marken Lichtenbelt, Ph.D. Zdraví, lékařství a vědy o živé přírodě, biologie člověka, Maastrichtská univerzita, Nizozemsko.

Etické otázky

Studie navazuje na Helsinskou deklaraci a legislativu, vyhlášky a etické zásady týkající se lékařského výzkumu na lidech ve Finsku. Studie byla schválena etickou komisí nemocničních obvodů Severní Ostrobothnie. Experimentální testy jsou prováděny pod dohledem zdravotní sestry a pod dohledem lékaře.