Omezení aerobní kapacity u chronického srdečního selhání

Chronické srdeční selhání (CHF) je aktuální a rostoucí problém veřejného zdraví, jehož léčba je nákladná (roční náklady tvoří přibližně 1,8 % rozpočtu státní zdravotní služby) a je spojena jak se špatnou prognózou (roční úmrtnost ~7 %), tak se špatnou prognózou pacientů. kvalita života. CHF je komplexní, mnohostranný klinický syndrom, který je charakterizován hlubokým snížením tolerance zátěže. Toto snížení tolerance cvičení omezuje schopnost vykonávat každodenní činnosti, jako je chůze, a účinně předpovídá pokles kvality života související se zdravím v důsledku příznaků dušnosti a únavy.

Zlatým standardem tolerance cvičení je aerobní kapacita (V̇O2peak), hodnocená během zátěžového testu založeného na cyklu nebo na běžeckém pásu. V̇O2peak je významným prediktorem hospitalizací souvisejících se srdcem a rizika úmrtnosti, přičemž každé snížení V̇O2peak o 1 ml·min-1·kg-1 zvyšuje riziko mortality ze všech příčin o ~16 %. v CHF; avšak V̇O2peak špatně souvisí se závažností srdeční dysfunkce. Pochopení mechanismů, které omezují celotělový V̇O2peak, by proto poskytlo nové cíle pro terapii a umožnilo by účinnou optimalizaci alokace zdrojů pro uspokojení potřeb jednotlivých pacientů ke zmírnění symptomů CHF, zvýšení kvality života související se zdravím a zlepšení prognózy.

Testy kardiopulmonální zátěže (CPX) na běžeckém pásu a cyklické ergometrii jsou zlatým standardem pro hodnocení celotělového V̇O2peak. Techniky v současnosti používané v klinické praxi však nemají diskriminační schopnost identifikovat únavové mechanismy, které jsou v konečném důsledku zodpovědné za omezení celotělového V̇O2peak. Únavové mechanismy omezující celotělový V̇O2peak lze definovat jako „periferní“ – snížení výkonu, který mohou cvičící svaly generovat kvůli akumulaci metabolitů souvisejících s únavou, které zhoršují vazbu excitace-kontrakce; nebo „centrální“ – snížení aktivace kosterního svalstva v důsledku událostí v centrálním nervovém systému, jejichž důsledky zvyšují vnímanou námahu při provádění jakéhokoli cvičebního úkolu. V podstatě platí, že pokud periferní únava omezuje celotělový V̇O2peak, účastník „by, ale cvičící svaly nemohou“ pokračovat ve cvičení, ale pokud převažuje centrální únava, účastník „mohl, ale nebude“ pokračovat ve cvičení.

U mladých zdravých účastníků se pomocí nového protokolu CPX vyvinutého v naší laboratoři, který překonává omezení tradičních testů CPX a umožňuje nahlédnout do mechanismů omezujících toleranci zátěže, zdá, že existuje složitá koordinace periferních a centrálních mechanismů únavy, takže ukončení test CPX na V̇O2peak se shoduje s maximálním cyklickým výkonem nohou. Neexistuje tedy žádná rezerva ve schopnosti nohou generovat cyklistickou energii ve V̇O2peak, s podobnými nálezy u zdravé starší populace. U CHF se často předpokládá, že narušená srdeční funkce, která snižuje schopnost transportu a využití O2, zvýrazňuje rozvoj periferní únavy, což je převládající mechanismus, který omezuje V̇O2peak a toleranci zátěže a omezuje schopnost dokončit každodenní práci. denní aktivity. Počáteční srdeční příhoda však šíří širokou škálu systémových účinků, které ohrožují ekonomiku cvičení, strukturu a funkci kosterního svalstva a zvyšují ventilační nároky jakéhokoli cvičení. Proto je u CHF možné, že tyto efekty zesilují vnímanou námahu cvičení, zvýrazňují rozvoj centrální únavy a disociují normální koordinaci centrálních a periferních únavových mechanismů ve V̇O2peak. U CHF tedy mohou účastníci dosáhnout V̇O2peak dříve, než se periferní únava rozvine do té míry, že to omezí schopnost vykonávat cvičení, s velkou rezervou ve fyziologické kapacitě cvičících svalů nohou. Pro pacienta s CHF by možnost přístupu k této rezervě v kapacitě cvičících svalů nohou ("výkonová rezerva") měla za následek klinicky významné zvýšení V̇O2peak (minimálně klinicky významný rozdíl 1 ml·min-1·kg-1), od toho se očekává zvýšení kvality života související se zdravím.

Centrální únava však nemusí být primárním omezením u všech pacientů s CHF. Pacienti s vyšší závažností onemocnění, delší dobou trvání diagnózy nebo specifickými komorbiditami (např. diabetes typu 2), které ovlivňují kosterní svaly, mohou mít nadměrné a převažující omezení periferní únavy, které eliminuje přítomnost výkonové rezervy na V̇O2peak. U těchto pacientů by zvýšení V̇O2peak záviselo na zvýšení fyziologické kapacity prostřednictvím intervencí, jako jsou cvičební rehabilitační programy.

U pacientů s CHF, u kterých je V̇O2peak limitován přehnanou centrální únavovou reakcí na cvičení, je možné, že akutní léčba opioidy může zlepšit rozvoj centrální únavy, zvýšit V̇O2peak a toleranci cvičení. Akutní léčba opioidy (dihydrokodein) v dávce 1 mg·kg-1 tělesné hmotnosti snižuje vnímání dušnosti, zvyšuje V̇O2peak a toleranci zátěže. I když se neočekává, že by léčba opioidy měla jakýkoli účinek na periferní únavu, účinky na centrální nervový systém mohou snížit vnímanou námahu při cvičení a rozvoj centrální únavy. Léčba opioidy při CHF tak může účastníkům umožnit „přístup“ k větší části jejich cvičební kapacity (kosterního svalstva) a vyvolat klinicky významné zvýšení V̇O2peak a tolerance cvičení. To by poskytlo první důkaz, že centrální únava může být selektivně zaměřena na CHF pro zvýšení V̇O2peak a zlepšení tolerance cvičení. Naopak u účastníků CHF, u kterých není žádná výkonová rezerva při V̇O2peak, by léčba opiáty měla mít malý účinek.

Tato studie bude využívat náš nový test CPX, který zahrnuje okamžité vyhodnocení maximální izokinetické cyklické síly na vrcholu V02 k objasnění mechanismů, které omezují vrchol V02 v CHF, a porovná tyto reakce s kontrolami odpovídající věku.