Kardioprotektivní přínos pasivní tepelné terapie u poranění míchy vyšší úrovně: Bezpečnost a důkaz koncepce

Riziko kardiovaskulárních onemocnění u lidí s poraněním míchy (SCI) je přibližně 3x vyšší než u běžné populace a kardiovaskulární onemocnění (CV) představují ~40 % úmrtí v SCI. Tradiční KV rizikové faktory nejsou schopny tyto výsledky plně vysvětlit. Tato skupina má také další sekundární komplikace, které se týkají, včetně náchylnosti k infekcím a metabolických zdravotních problémů. Část zvýšeného rizika u SCI je způsobena relativně sedavým životním stylem a nedostatečnou schopností pohybu. To je zvláště zákeřné u lidí žijících s tetraplegií se špatnými kardiovaskulárními odpověďmi na cvičení nebo dokonce neschopností cvičit kvůli paralýze horních končetin.

Tepelná terapie ve formě horkých koupelí a saun je využívána již po staletí, s běžnými zprávami o zlepšení kvality života a celkovém zlepšení pohody. 20letá prospektivní studie na 2 315 mužích středního věku (při zápisu) ve Finsku uvedla, že pravidelné saunování bylo spojeno se sníženým rizikem náhlé srdeční smrti, ischemické choroby srdeční, KV onemocnění a úmrtnosti ze všech příčin. Dále častější saunování souviselo se značně sníženým rizikem smrtelných srdečních a kardiovaskulárních příhod, jakož i úmrtností ze všech příčin nezávisle na konvenčních rizikových faktorech, úrovních aktivity a dietě. Mechanismy, které jsou základem těchto vylepšení, zůstávají do značné míry neznámé. Bylo navrženo, že CV přínosy cvičení jsou částečně zprostředkovány opakovaným zvýšením teploty jádra. Cvičení a tepelný stres vyvolávají mnoho běžných fyziologických reakcí, včetně zvýšení teploty jádra, srdeční frekvence a kontraktility, redistribuce krevního toku a změn ve smykovém namáhání endotelu cév konduitu, o kterých se předpokládá, že zlepšují zdraví CV. Kromě toho vystavení teplu a cvičení indukují expresi proteinů tepelného šoku, které stabilizují řadu dalších proteinů, které snižují vaskulární zánět a oxidační stres, zlepšují biologickou dostupnost NO, podporují angiogenezi a zlepšují signalizaci glukózy.

SCI vede k řadě fyziologických změn, které výrazně zvyšují KV riziko a vaskulární dysfunkci po úrazu. Zvýšená arteriální tuhost a vaskulární rezistence jsou běžnými rysy u SCI, pravděpodobně sekundární ke ztrátě sympatické inervace pod lézí, zvýšeným cirkulujícím vazokonstriktorům a následnému oxidačnímu stresu a vaskulárnímu zánětu. Vystavení teplu je stres pro KV systém, jako je cvičení, což může vést k četným chronickým adaptacím, které zlepšují vaskulární a metabolické funkce, což vede k výraznému snížení rizika KV onemocnění.

Pasivní tepelná terapie může poskytnout nový a praktický přístup k pomoci těmto jedincům. Bylo pozorováno hluboké zlepšení vaskulární a metabolické funkce, stejně jako náznaky přínosů pro imunitní systém a snížení zánětu u zdravých, ale sedavých zdravých lidí po dlouhodobém pasivním působení tepla. Podobné přínosy byly pozorovány u obézních žen se syndromem polycystických ovarií. Nedávné studie u SCI s ponořením dolních končetin a celého těla (pouze u nízké úrovně SCI) prokázaly potenciál bezpečného ponoření do horké vody s potenciálem stimulovat kardioprotektivní odezvu. Navrhovaná pilotní studie je prvním krokem ve vývoji jedinečného přístupu pro boj s KV dysfunkcí v populaci SCI.

Konkrétně je cílem této pilotní studie stavět na současné literatuře a demonstrovat bezpečnost, toleranci a účinnost (poskytující mírnou/střední odezvu na cvičení) ~ 45minutového ponoření celého těla do horké vody u osob s vyšší úrovní. SCI (T7-C4). Nakonec výzkumníci vyvinou protokol pro převod těchto a budoucích zjištění do domácího prostředí a použití typické vany, čímž prokážou, že pasivní tepelná terapie je životaschopným přístupem ke zlepšení zdraví v populaci SCI.

Ponoření do vody je preferovaný způsob ohřevu, protože je schopen zvýšit teplotu jádra a srdeční frekvenci podobnou rychlostí jako středně intenzivní cvičení. Je obtížné dosáhnout zvýšení teploty jádra pouze konvekcí vzduchu, včetně paraplegických SCI, protože účastníci se rychle aklimatizují na teplo se zvýšeným pocením, což omezuje nárůst teploty jádra a srdeční frekvence. Kromě toho jsou v komunitě k dispozici vířivky, vířivky a koupele a většina z nich by měla poskytovat bezbariérový přístup. Vodní lázeň v domácnosti je navíc přijatelnou alternativou k horké vaně pro dostatečné zvýšení tělesné teploty. Kromě toho je voda vynikajícím vodičem tepla a zajistí rovnoměrné zahřátí celého těla účastníků. To pomáhá eliminovat "horká místa", která by mohla vést k popálení, zejména v necitlivých oblastech kůže.

Pro tuto studii bude rekrutováno až 16 jedinců z komunity International Collaboration on Repair Discoveries (ICORD) centra pro výzkum fyzické aktivity (PARC) a také z větší komunity SCI, kteří žijí se zraněním T7-C4. Kromě toho vyšetřovatelé naberou až 6 účastníků kontroly, kteří jsou jinak zdraví jedinci, kteří nežijí s SCI. Během jediné, přibližně 45minutové expozice této pasivní zahřívací modalitě budou vyšetřovatelé měřit srdeční frekvenci, krevní tlak (střední arteriální tlak), srdeční výdej, dechovou frekvenci a teplotu jádra. V rámci této popisné studie bude každý účastník navštěvovat laboratoř na jediné sezení.

Po 20 minutách období sběru základních dat bude účastník přemístěn do vířivky pomocí standardního Hoyerova výtahu a závěsu. Během pobytu ve vířivce zůstanou v pololehu. Zpočátku bude účastník ponořen až po úroveň klíční kosti s jednou paží mimo vodu, dokud teplota jádra nedosáhne 38,5 C (asi 20 - 25 minut), po dosažení této teploty bude umístěn tak, aby hladina vody ležela mezi pas a střední část hrudní kosti. Hladina vody na těle účastníka bude upravena tak, aby byla udržována teplota jádra 38,5 C po dobu 20 minut (typická mírná délka cvičení). Pokud teplota jádra účastníků překročí 39,5 C, relace bude ukončena a účastník vyveden z vířivky. Během pobytu ve vířivce může účastník pít vodu dle libosti se zaznamenaným objemem.

Při ponoření do vířivky:

• Teplota jádra, krevní tlak, průtok krve a srdeční frekvence budou nepřetržitě monitorovány
• Spotřeba kyslíku bude vyhodnocována každých 5 minut
• Srdeční výdej bude hodnocen každých 10 minut

Po dokončení ~45 minut ponoření bude účastník vyjmut z vířivky pomocí Hoyerova výtahu a umístěn zpět na podstavec v pololeže na 20 minut zotavení/odpočinku. V této zotavovací poloze bude nepřetržitě monitorována teplota jádra, krevní tlak, průtok krve a srdeční frekvence.

Po tomto počátečním období zotavení vyšetřovatelé pomohou účastníkovi podle potřeby, aby pomohli účastníkovi obléci se, zvážit, odstranit testovací zařízení a pokračovat v pohodlném odpočinku na každodenním invalidním vozíku účastníka po dobu 60-90 minut.

Mezi výsledné proměnné, které je třeba zkoumat, patří následující:

• Tepová frekvence
• Krevní tlak (systolický, diastolický, střední arteriální tlak, tep do tepu)
• Teplota jádra (přes CorTemp© "chytrou pilulku a Bear Hugger)
• Srdeční výdej
• Spotřeba kyslíku
• Průtok krve brachiální a mozkovou tepnou
• Koncový přílivový plyn – rychlost dýchání
• Ztráta váhy

Každá z výstupních proměnných bude zkoumána individuálním i souhrnným způsobem (průměr a směrodatná odchylka). Kromě toho budou zkoumány jakékoli potenciální skupinové trendy (např. úroveň poranění [hrudní versus cervikální] a závažnost [skóre American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS)]), pokud jde o reakci na pasivní zahřívací stimul.