Účinnost kombinovaného aerobního a silového tréninku u akutních a chronických adaptací u pacientů se srdečním selháním

Přehled literatury: CHF je hlavním problémem veřejného zdraví na světě[1], vysoce rozšířeným u starších jedinců a hlavní příčinou invalidity, hospitalizací, nemocnosti a mortality[2]. Obecně mají pacienti s CHF sníženou zátěžovou kapacitu s hlavními příznaky intolerance námahy, časné únavy a dušnosti[3], vykazují také zvýšenou periferní a centrální chemosenzitivitu a narušenou sympatovagální rovnováhu s převahou aktivace sympatiku (SA)[4].

Pochopení oxidativního metabolismu a intracelulárního přenosu energie v kosterním i srdečním svalu, mechanismům endoteliální dysfunkce a úloze SA a zánětlivých cytokinů poskytuje možná mechanická vysvětlení patofyziologických faktorů podílejících se na rozvoji intolerance zátěže [5,6]. U pacientů s CHF bylo prokázáno, že zvýšená arteriální tuhost je spojena s kardiovaskulární morbiditou a mortalitou[7]. Existují důkazy, že zvýšená arteriální tuhost předpovídá intoleranci zátěže u pacientů s CHF[8].

Zvýšená karotická IMT je spojena se subklinickou dysfunkcí myokardu levé komory (LK), což naznačuje možnou roli karotické IMT při určování rizika srdečního selhání [9]. CHF je také spojeno s endoteliální dysfunkcí včetně narušené endotelem zprostředkované, průtokově závislé dilatace (FMD). Protože se předpokládá, že funkce endotelu hraje důležitou roli při koordinaci perfuze tkání a modulaci arteriální poddajnosti, jsou nezbytné intervence ke zlepšení endoteliální dysfunkce.

Systémová vazokonstrikce a zhoršená periferní perfuze jsou charakteristickými znaky pokročilého CHF. I když se předpokládá, že na snížené arteriální vazodilatační kapacitě u srdečního selhání se podílí řada faktorů, včetně zvýšeného tonu sympatiku a aktivovaného systému renin-angiotenzin, nyní byla uznána klíčová role endotelu při koordinaci perfuze tkání.

Několik klinických studií dokumentovalo endoteliální dysfunkci velkých konduitů a malých rezistenčních cév u pacientů s CHF. Endoteliální dysfunkce může ovlivnit kardiovaskulární systém dvěma způsoby: za prvé, endotelová dysfunkce odporových cév může zhoršit periferní perfuzi a za druhé, endotelová dysfunkce velkých konduitálních cév může omezit zvýšení průtoku krve zásobujícími velkými cévami a může zvýšit impedanci. selhávající LK a následně zhoršit ejekční frakci LK (LVEF). Důležitým funkčním důsledkem endoteliální dysfunkce je neschopnost uvolňovat oxid dusnatý (NO) v reakci na fyziologické podněty, jako je zvýšení průtoku, odrážející poruchu FMD [10]. Naopak, chronicky zvýšený průtok krve zesiluje uvolňování NO v experimentálních modelech upregulací NO syntázy, enzymu, který využívá L-arginin k tvorbě NO. Intermitentní zvýšení průtoku krve fyzickým tréninkem může zvýšit schopnost endotelu uvolňovat NO, a proto může obnovit funkci endotelu u pacientů s CHF, kteří jsou obvykle vystaveni omezené míře fyzické aktivity[5]. Dysfunkční endotel přispívá ke zvýšené vaskulární tuhosti a zhoršené arteriální roztažitelnosti, což zvyšuje poškození myokardu[10].

Přímý vztah mezi cvičením a vaskulárním zdravím je jistý, ale komplexní soubor metabolických drah, hemodynamické účinky cvičení na kardiovaskulární buňky/tkáně a regulace genetické exprese aktivované cvičením jsou stále do značné míry nedefinované[11]. Účinky aerobního a odporového cvičení na klinický krevní tlak mohou být různé, protože mají různé mechanické vlastnosti. Aerobní trénink (AT) je charakterizován prováděním cyklických cvičení, prováděných s velkými svalovými skupinami kontrahovanými při mírné až střední intenzitě po dlouhou dobu. Na druhé straně je silový trénink (ST) charakterizován prováděním cviků, při kterých se svaly z určitého segmentu těla stahují proti síle, která brání pohybu[12].

Aerobní kapacita přímo souvisí s arteriální funkcí, včetně endoteliální funkce, arteriální tuhosti a odrazu vln. Kromě toho je hlavním determinantem aerobní kapacity spojení arteriální a srdeční funkce. Špatná klidová arteriální funkce tedy pravděpodobně omezuje aerobní kapacitu, ale je také možné, že roli mohou hrát změny arteriální funkce během akutní zátěže. Arteriální funkce není spojena pouze s aerobní kapacitou, ale je také nezávislým prediktorem mortality[5].

Kontrolované klinické studie prokázaly, že u pacientů se srdečním selháním programy ExT zlepšují periferní a srdeční adaptace a také aerobní kapacitu, oddalují nástup anaerobního metabolismu a zlepšují autonomní rovnováhu [1,13]. Kromě adaptace maximálního srdečního výdeje, srdeční kontraktility a tepového objemu je aerobní ExT také schopen podpořit zlepšení periferního mikrovaskulárního pozadí snížením odporu průtoku, zvýšením poddajnosti tepen a endoteliální funkce [13]. Abnormality v endotelu a FMD jsou klíčovým fenoménem v tupé vazodilatační odpovědi u pacientů s CHF. ExT umožňuje zlepšení jak bazální endoteliální tvorby NO, tak agonistou zprostředkované FMD vaskulatury kosterního svalstva (SM) u pacientů s CHF. Korekce endoteliální dysfunkce je spojena s významným zlepšením zátěžové kapacity, o čemž svědčí 26% zvýšení maximálního vychytávání kyslíku (VO2peak)[14].

Předchozí studie se srdečním selháním ukázaly, že 16,4 % ze 171 pacientů mělo kachexii a mortalita po 18 měsících sledování byla až 50 % v podskupině pacientů s kachexií ve srovnání se 17 % u pacientů bez kachexie. Srdeční kachexie je definována jako pokročilé stadium srdečního selhání spojené s nedobrovolnou ztrátou alespoň 5 % needematózní tělesné hmotnosti. A úbytek svalů, také známý jako sarkopenie, je ztráta svalové hmoty (MM) a síly, zatímco kachexie popisuje ztrátu hmotnosti. Rozlišení těchto dvou klinických stavů může být také náročné, protože kachexie a chřadnutí svalů mohou koexistovat u stejného pacienta. Kachexie může skutečně vést k úbytku svalů a naopak, i když k úbytku svalů může dojít dříve v průběhu onemocnění[15].

Síla SM na horních a dolních končetinách jsou parametry, které nezávisle predikují přežití [16,17,18]. Tato alternativní léčba by se měla zaměřit na zvýšení MM, síly a síly v končetinách, aby se zlepšila funkčnost a výkon[19]. Dysfunkce SM zahrnuje sníženou srdeční kontraktilní výkonnost, která přispívá ke změnám fyziologie SM, svalové atrofii, slabosti a snížené oxidační kapacitě [20]. Svalová funkce je také posílena v reakci na ST u pacientů s CHF, včetně funkce myofilament a celého svalu[21], stejně jako oxidační kapacita SM[21].

Je důležité, aby ExT u těchto pacientů účinně trénoval periferní svaly, aniž by produkoval velký kardiovaskulární stres. Alternativní léčebný přístup by se měl zaměřit na aplikaci specifického odporového cvičebního programu ke zlepšení tělesné stavby[22], zvětšení plochy průřezu, svalových vláken[23], což vše působí proti úbytku svalů a může být základním kamenem v prevenci sarkopenie. a srdeční kachexie u pacientů s CHF[24].

ExT je hlavní složkou intervencí rehabilitace/sekundární prevence, navozuje významné prospěšné změny v mechanismech patofyziologie, tolerance zátěže, funkční kapacity a QoL a zároveň má pozitivní dopad na hospitalizaci a snížení mortality. Roste zájem o charakteristiky a modality cvičebního tréninku schopného navodit optimální výhody. Ukázalo se, že režim s vysokou intenzitou a intervalový režim přináší větší výhody než režimy se střední intenzitou a režimy kontinuálního režimu. Vezmeme-li v úvahu současný soubor důkazů o vysoce intenzivním intervalovém tréninku (HIIT) v CHF, HIIT se ukázal jako efektivnější, což má za následek dlouhodobé dodržování, což je důležitý praktický aspekt, který je třeba vzít v úvahu během ExT, a následně optimalizovaná zlepšení v centrálním a periferní adaptace[25]. K prokázání jejich bezpečnosti a přínosů u tohoto typu pacientů je zapotřebí více studií.

Kromě toho existuje rozumné zdůvodnění pro zařazení bezdýmého tabáku do HIIT, u kterého se také ukázalo, že je schopné přinést výhody ve smyslu cvičební kapacity a kvality života. Je dobře známo, že kombinovaná AT a ST je preferovanou cvičební intervencí ke zvrácení nebo zmírnění ztráty MM a ke zlepšení zátěžové a funkční kapacity, svalové síly u těchto jedinců[19]. Existují však základní mechanismy z ST v periferní kapacitě pacienta s CHF, které zůstávají neidentifikovány. A není známo, jaké jsou výhody kombinace různých poměrů AT a ST.

Z tohoto důvodu budou vyšetřovatelé testovat dva proporce v kombinovaném výcviku, CAT a CST. Nejsou k dispozici žádné údaje o tzv. kombinovaných režimech, které zahrnují jak aerobní cvičení s HIIT, tak ST a výzkumníci budou hodnotit účinky akutní a chronické odpovědi.

Účel:Výzkumný projekt přispěje k lepšímu pochopení několika aspektů, které nejsou vědeckému výzkumu vysvětleny. Účelem tohoto výzkumného projektu je:

1. Stanovit účinnost programu ExT s různými podíly CAT a CST při podpoře kumulativních účinků u akutních a chronických adaptací u pacientů s CHF;
2. Identifikovat mechanismy potenciálního zlepšení efektivity podporované ST; Tento výzkumný projekt bude využívat nejmodernější metody zaměřené na analýzu periferních adaptací v obou skupinách, a to v echokardiografických proměnných, kardiopulmonální zátěžové testování, arteriální tuhost, funkční fyzickou zdatnost, QoL a složení těla ve 2 rozlišujících okamžicích: M1)základní a M2)3 měsíce.

Plán a metody: Tento projekt posoudí akutní a chronické účinky na centrální a periferní adaptace kombinovaného tréninku pro pacienty s CHF, který by řešil řadu důležitých porušení vědeckých poznatků s potenciálními klinickými přínosy.

Design studie: U pacientů s CHF bude aplikován longitudinální randomizovaná kontrolní studie (RCT) s využitím dvou odlišných ExT receptů (CAT a CST). Všechna stejná hodnocení budou provedena ve dvou okamžicích: M0 - základní stav a M1 - 3 měsíce po zahájení ExT. Pacienti budou randomizováni do jedné ze dvou skupin ExT.

Nábor a screening potrvá 9 měsíců (říjen 2017 až červen 2018) a hodnocení pacientů potrvá do srpna 2018. Očekává se, že projekt bude dokončen s recenzní redakcí předloženou a/nebo přijatou v prosinci 2018.

Následující hodnocení 4 momentů budou provedena v hostitelské nemocnici, FMH-UL: Echokardiogram (Echo); kardiopulmonální zátěžový test (CPET); arteriální tuhost - Complior Analyse; Tloušťka intima-media - ultrazvuk; složení těla - dvouenergetická radiografická absorbometrie; funkční fyzická zdatnost - Fullertonův test funkční zdatnosti; izometrická síla - přenosný ruční dynamometr JAMAR plus digitální; maximální síla - dotazník 1RM a QoL.

Všechny momenty hodnocení budou provedeny do 4 dnů:

Den 1 – CPET, Echo se uskuteční v hostitelské nemocnici; 2. a 3. den – během jednoho dne a doby exT sezení v hostitelské nemocnici pacient provede testy funkční fyzické zdatnosti; maximální síla; izometrická síla a dotazník QoL. V jiný den vyšetřovatelé provedou arteriální ztuhlost a IMT před sezením v klidu a po ExT; Den 4-In FMH a dvouenergetické radiografické absorpční vyšetření (DXA). Jednotlivé zprávy budou zaslány e-mailem nebo doručeny v papírové podobě. Během 1letého projektu se bude multidisciplinární tým scházet jednou za dva měsíce, aby aktualizoval informace o studii a diskutoval o pokroku pacienta.