Zvětšení bouře: Cévní rehabilitace plic, srdce a mozku pro COVID-19

Cíl 1 - Podporuje individuální rehabilitace srdečního cvičení kardiorespirační a cerebrovaskulární zotavení? Všeobecně se uznává, že „cvičení je lék“; polypilulka a základní kámen v prevenci a zotavení z nemocí, včetně nemocí s podobnou patogenitou jako COVID19 (např. těžký akutní respirační syndrom, respirační syndrom na Středním východě a syndrom akutní respirační tísně). Přesněji řečeno, cvičení je považováno za vaskulární medicínu, která je schopna zlepšit vitalitu tepen uzdravením endotelu. Cílené, opakované a epizodické zvýšení průtoku krve a arteriálního smykového napětí během individuálních záchvatů cvičení mechanicky stimuluje endotel, spouští produkci oxidu dusnatého a dalších vazoaktivních a protizánětlivých molekul potřebných pro vaskulogenezi a angiogenezi. Proto cvičení hojení primární vaskulární struktury, kterou virus SARS-CoV2 poškozuje, poskytuje významný regenerační vaskulární přínos pro koncové orgány, jako jsou plíce, srdce a mozek. Například je uvedeno několik základních kardiorespiračních přínosů vyplývajících z pohybové terapie k léčbě různých kardiorespiračních onemocnění, aby se zdůraznila proveditelnost zlepšení zotavení COVID19 pomocí individualizovaných cvičebních intervencí: 1) aerobní zdatnost je spojena s oslabenou endoteliální dysfunkcí v periferních tepnách po akutní infekci H1N1; 2) obnovení elasticity a síly plic, stejně jako zvýšené množství antioxidantů, které snižují zánět po tréninku, přispívá ke zlepšení kardiorespirační kapacity; a 3) zlepšená autonomní modulace kardiorespiračního systému zlepšuje cvičební kapacitu a celkové zdraví.

I když existují minimální důkazy, které konkrétně prokazují, že cerebrovaskulární funkce je po infekci COVID19 změněna, epidemiologické důkazy naznačují, že jedinci zotavující se z COVID19 mají vyšší riziko mrtvice. Čím dříve je při léčbě cévní mozkové příhody zavedena pohybová pohybová rehabilitace, tím větší je zlepšení cvičební kapacity, periferní vaskulární a cerebrovaskulární funkce, z velké části kvůli zmírnění vaskulárního zánětu a zvýšení neurotrofických modulátorů. Fyzická nečinnost u jedinců, kteří prodělali mrtvici nebo jsou vystaveni vysokému riziku mrtvice, dále zhoršuje zánětlivou vaskulární dysfunkci. Cvičení přímo stimuluje cerebrovaskulární endotel zvýšením průtoku krve a intraarteriálním smykovým napětím v mozkových tepnách. Cerebrovaskulární funkce je regulována vynikající synergickou a redundantní sadou fyziologických regulátorů (tj. arteriální parciální tlak oxidu uhličitého a kyslíku, arteriální krevní tlak, neurogenní autonomní modulace a srdeční výdej). Kromě přímých cerebrovaskulárních přínosů cvičební terapie budou mít systémová kardiorespirační zlepšení, která zlepšují výměnu plynů, krevní tlak, autonomní reflexy a srdeční funkci, důležité vaskulární přínosy v mozku. Navrhovaný výzkum proto poskytuje významný přínos pro zlepšení cvičební kapacity, stejně jako kardiorespirační a cerebrovaskulární funkce během zotavování z infekce COVID19.

Kardiorespirační funkce je kvantifikována pomocí standardizované baterie klinických testů k posouzení kardiovaskulární a plicní funkce v klidu a během submaximálních a maximálních stresorů. Například klidová kardiovaskulární funkce je určena měřením srdeční frekvence, srdeční funkce levé a pravé komory, periferního vaskulárního průtoku krve a rychlostí pulzních vln. Tyto metriky poskytují kvantifikovatelné informace týkající se arteriální tuhosti, autonomní a periferní vaskulární funkce, což jsou primární determinanty při regulaci centrální hemodynamiky (tj. srdečního výdeje, arteriálního krevního tlaku a průtoku krve) a kardiovaskulárního zdraví. Není známo, zda infekce COVID19 ovlivňuje klidovou centrální hemodynamiku. Naše výzkumná skupina však již dříve pozorovala centrální hemodynamickou dysfunkci po akutních zánětlivých reakcích na různé virové infekce. Submaximální (průtokem zprostředkovaná dilatace) a maximální (testování kardiopulmonální zátěže) fyziologická měření umožňují výzkumníkům kvantifikovat schopnost kardiorespiračních systémů reagovat na stresory pozorované při každodenní činnosti. Po rehabilitačních intervencích poskytuje submaximální a maximální kardiopulmonální vyšetření potřebnou kvantifikaci účinnosti cvičebních intervencí.

Srdeční echokardiografie: Mechanika levé a pravé komory (koncový diastolický a koncový systolický objem, mitrální plnění,), stejně jako centrální hemodynamika v aortě a jeskyni vena (průměr aorty, srdeční výdej, tepový objem, srdeční frekvence), bude hodnocena při odpočinek pomocí dvourozměrné echokardiografie prostřednictvím systému Hitachi Aloka Alpha 7 (Tokio, Japonsko). U subjektů v poloze na levé straně budou měření získána pomocí dvou a čtyřkomorového zobrazení. Vnitřek levé komory bude trasován ručně během koncové systoly i koncové diastoly. Objemy budou měřeny pomocí Simpsonova pravidla. Zdvihový objem bude vypočítán odečtením koncového diastolického objemu od koncového systolického objemu. Srdeční výdej bude vypočítán jako HR vynásobená tepovým objemem. Budou měřeny tři tepy a v analýzách bude použit průměr. Ejekční frakce bude vypočítána z komorových objemů a vyjádřena jako procento koncového systolického k koncovému diastolickému objemu. Rychlosti mitrální chlopně budou získány z apikálního 4komorového pohledu, přičemž budou měřeny E, A a E/A. Zjistí se také sklon přítoku. Bude také proveden tkáňový doppler, aby se získalo E' s vypočteným E/E'. A konečně, sledování skvrn bude provedeno pomocí softwaru TOMTEC pro sledování tkání.

Cerebrovaskulární funkce je tradičně hodnocena pomocí jednorozměrného přístupu, kvantifikováním odpovědí cerebrálního krevního toku (CBF) na jedinou poruchu, která zdůrazňuje jeden z primárních mechanismů zapojených do regulace CBF. Primárními mechanismy zapojenými do regulace CBF v klidu a během cvičení jsou arteriální krevní plyny, arteriální krevní tlak, neurogenní autonomní systémy a metabolismus. Klinické podněty se tedy používají k vyvolání cerebrovaskulární reakce změnou environmentálních, farmakologických nebo fyziologických podmínek, které specificky narušují jeden z těchto primárních mechanismů. Nové přístupy vyvinuté naším výzkumným týmem posouvají tradiční jednorozměrná hodnocení CBF testováním mozkové vaskulatury pomocí řady klinických hodnocení nebo prostřednictvím hodnocení, která vyvolávají specifické a systémové fyziologické poruchy ovlivňující CBF. Dvě strategie cerebrovaskulárního hodnocení použité v tomto protokolu specificky hodnotí cerebrovaskulární odpověď na změny oxidu uhličitého, krevního tlaku a neurogenní aktivity v klidu, stejně jako během postupného cvičení celého těla a únavného úchopu rukou. Tyto testy poskytnou tradiční jednorozměrnou kvantifikaci cerebrovaskulární funkce, stejně jako poskytují nuanční kvantifikaci integrativní cerebrovaskulární funkce. Navíc, s využitím hodnotících strategií, které se podobně zaměřují na stejné systémy, které mají tréninkové intervence zlepšit (tj. respirační, kardiovaskulární a kosterní svalové systémy), cerebrovaskulární testy před a po intervenci poskytnou index podílu, ke kterému každý systém přispívá. fyziologické zotavení po naší infekci COVID19.

Cíl 2 – Poskytuje kombinace rehabilitace inspiračních svalů a srdečního cvičení aditivní přínosy pro kardiorespirační a cerebrovaskulární zotavení COVID19? Plicní dysfunkce a pneumonie jsou hlavními obavami infekce COVID19. Zatímco horečka, kašel, únava, myalgie a dušnost jsou nejčastějšími příznaky u jedinců infikovaných virem COVID19. Pro mnoho jedinců nakažených COVID19 je přežití viru pouze částí problému. Nedávná zpráva zjistila, že pacienti COVID19, kteří jsou považováni za uzdravené, a tedy propuštění z nemocnice, mají přetrvávající abnormální plicní difuzi; retrospektivní vyšetřování odhalilo, že plicní difuze po infekci COVID19 může zůstat abnormální po dobu 30 dnů po propuštění. Dlouhodobé poškození plic je primárně připisováno atrofii dýchacích svalů a dysfunkci bránice vyvolané ventilátorem u těžké infekce COVID19. Dlouhotrvající záchvat kašle, únavy a dušnosti spojený s mírnou infekcí COVID19 však může také vyvolat plicní dysfunkci a zhoršit sílu dýchacích svalů. Plicní dysfunkce způsobená špatnou inspirační svalovou silou zvyšuje dechovou práci, aktivitu svalových sympatických nervů a únavu spojenou s fyzickou aktivitou. Unavující inspirační svalová práce snižuje cvičení a fyzickou kapacitu, zatímco zvýšená aktivita svalových sympatických nervů snižuje průtok krve do aktivních končetin a zvyšuje únavu. V důsledku toho přetrvávající poškození funkce plic po infekci COVID19, bez ohledu na závažnost, snižuje zátěžovou kapacitu, fyzické schopnosti, kvalitu života a pravděpodobnou kardiovaskulární a cerebrovaskulární funkci.

Trénink inspiračních svalů, který efektivně zahrnuje standardizované dechové rutiny organizované podobně jako programy cvičebního tréninku, se ukázal jako účinný při snižování únavy, myalgie a dušnosti u jiných chronických respiračních onemocnění. Zlepšení kardiorespiračních funkcí po IMT je především výsledkem posílení inspiračních svalů. Zvýšení inspirační svalové síly snižuje dechovou práci během fyzické aktivity a metabolické náklady spojené s dýcháním jak v klidu, tak během fyzické aktivity. Kosterní svaly často soutěží o prokrvení během cvičení, zvláště když je práce s dýcháním zvýšená, proto zlepšená funkce inspiračních svalů s IMT ve spojení s cvičebním tréninkem pravděpodobně poskytuje hyperaditivní stimulaci krevního toku v celé vaskulatuře ve srovnání se samotným cvičením. Vzhledem k vazogenním a angiogenním vlastnostem odvozeným ze zvýšeného kardiovaskulárního průtoku krve poskytuje IMT trénink ve spojení s cvičebním tréninkem inovativní strategii, která usnadňuje lepší zotavení COVID19. Dosud žádná studie nezkoumala dopad tréninku a cvičení IMT na cerebrovaskulární funkce. Zlepšení kardiorespirační funkce spojené se zlepšenou funkcí dýchacích svalů by však také mělo synergicky zvýšit cerebrovaskulární regulaci.

Abychom to shrnuli, IPL se specializuje na využití cvičení ke zlepšení funkce kardiorespiračního a cerebrovaskulárního systému v klinických modelech chronických onemocnění. Například členové IPL již dříve prokázali, že cerebrovaskulární reakce na cvičení je závislá na oxidu uhličitém, arteriálním krevním tlaku a arteriálním smykovém stresu ve zdraví a nemoci. Individuální rehabilitace srdečního cvičení navíc zvyšuje CBF (~10 %) a obnovuje normální CBF u populace se srdečním selháním. Podobně IPL shromáždila data související s navrhovaným výzkumem v tom, že cvičební trénink zlepšuje vaskulární hemodynamiku a autonomní modulaci v populacích žijících se zánětlivým onemocněním (diabetes); a také zlepšuje krevní tlak. Specialisté na kardiorespirační výzkum v IPL také prokázali, že svalový trénink zlepšuje toleranci cvičení a dušnost u obézních pacientů, kteří jsou vystaveni zvýšenému riziku komplikací infekce COVID. Společně se výzkumníci v IPL zaměřují na využití těchto technik a přístupů k určení optimálních strategií ke zlepšení obnovy COVID19 v srdci, mozku a plicích.