Effektiviteten af ​​kombineret aerobic og styrketræning i akutte og kroniske tilpasninger hos patienter med hjertesvigt

Litteraturgennemgang: CHF er det største folkesundhedsproblem i verden[1], meget udbredt hos ældre personer og en væsentlig årsag til handicap, hospitalsindlæggelser, sygelighed og dødelighed[2]. Generelt har CHF-patienter nedsat træningskapacitet, med hovedsymptomer på anstrengelsesintolerance, tidlig træthed og åndenød[3], som også udviser øget perifer og central kemosensitivitet og nedsat sympathovagal balance med dominans af sympatisk aktivering(SA)[4].

Forståelse af den oxidative metabolisme og intracellulære energioverførsel i både skelet- og hjertemuskel, mekanismer for endothelial dysfunktion og SA og inflammatoriske cytokiners rolle giver mulige mekanistiske forklaringer på de patofysiologiske faktorer, der er involveret i udviklingen af ​​træningsintolerance[5,6]. Det er blevet vist hos CHF-patienter, at øget arteriel stivhed er forbundet med kardiovaskulær morbiditet og dødelighed[7]. Der er tegn på, at øget arteriel stivhed forudsiger træningsintolerance hos CHF-patienter[8].

Øget carotis IMT er forbundet med subklinisk venstre ventrikulær (LV) myokardiedysfunktion, hvilket tyder på en mulig rolle af carotis IMT i HF-risikobestemmelse [9]. CHF er også forbundet med endoteldysfunktion inklusive svækket endotelmedieret, flowafhængig dilatation (FMD). Da endotelfunktion menes at spille en vigtig rolle i koordinering af vævsperfusion og modulering af arteriel compliance, er indgreb for at forbedre endoteldysfunktion bydende nødvendigt.

Systemisk vasokonstriktion og nedsat perifer perfusion er kendetegn ved fremskreden CHF. Mens en række faktorer, herunder øget sympatisk tonus og et aktiveret renin-angiotensin-system, er blevet foreslået at være involveret i den reducerede arterielle vasodilatoriske kapacitet i HF, er endotelets centrale rolle i koordinering af vævsperfusion nu blevet anerkendt.

Adskillige kliniske undersøgelser har dokumenteret endotel dysfunktion af store ledninger og små modstandskar hos patienter med CHF. Endoteldysfunktion kan påvirke det kardiovaskulære system på to måder: For det første kan endoteldysfunktion af modstandskarrene forringe perifer perfusion, og for det andet kan endoteldysfunktion af store ledningskar begrænse stigningen i blodgennemstrømningen fra de forsynende store kar og kan øge impedansen af den svigtende LV og forringer følgelig LV ejektionsfraktion (LVEF). En vigtig funktionel konsekvens af endothelial dysfunktion er manglende evne til at frigive nitrogenoxid (NO) som reaktion på fysiologiske stimuli, såsom stigninger i flow, hvilket afspejler nedsat MKS[10]. Omvendt øger kronisk øget blodgennemstrømning frigivelsen af ​​NO i eksperimentelle modeller ved opregulering af NO-syntase, det enzym, der bruger L-arginin til at generere NO. De intermitterende stigninger i blodgennemstrømningen ved fysisk træning kan øge endotelets evne til at frigive NO og kan derfor genoprette endotelfunktionen hos patienter med CHF, som normalt udsættes for en begrænset grad af fysisk aktivitet[5]. Det dysfunktionelle endotel bidrager til øget vaskulær stivhed og nedsat arteriel udspilning, hvilket øger myokardieskader[10].

Den direkte sammenhæng mellem træning og vaskulær sundhed er sikker, men det komplekse sæt af metaboliske veje, hæmodynamiske effekter af træning på kardiovaskulære celler/væv og reguleringen af ​​genetisk udtryk aktiveret ved træning er stadig stort set udefineret[11]. Effekterne af aerob træning og modstandsøvelser på klinisk blodtryk kan være anderledes, fordi de har forskellige mekaniske egenskaber. Aerob træning (AT) er karakteriseret ved udførelse af cykliske øvelser, der udføres med store muskelgrupper, der trækker sig sammen ved mild til moderat intensitet i en længere periode. På den anden side er styrketræning(ST) karakteriseret ved udførelse af øvelser, hvor muskler fra et bestemt kropssegment trækkes sammen mod en kraft, der modarbejder bevægelsen[12].

Aerob kapacitet er direkte relateret til arteriel funktion, herunder endotelfunktion, arteriel stivhed og bølgereflektion. Derudover er kobling af arteriel og hjertefunktion en væsentlig determinant for aerob kapacitet. Dårlig arteriel funktion i hvile begrænser således sandsynligvis den aerobe kapacitet, men det er også muligt, at ændringer i arteriel funktion under akut træning kan spille en rolle. Arteriel funktion er ikke kun forbundet med aerob kapacitet, men er også en uafhængig prædiktor for dødelighed[5].

Kontrollerede kliniske forsøg har vist, at ExT-programmer hos HF-patienter forbedrer perifere og kardiale tilpasninger og også den aerobe kapacitet, forsinker starten af ​​anaerob metabolisme og forbedrer den autonome balance[1,13]. Bortset fra tilpasning i maksimalt hjertevolumen, hjertekontraktilitet og slagvolumen, er aerob ExT også i stand til at fremme forbedring i den perifere mikrovaskulære baggrund ved at reducere modstanden mod flow, hvilket øger arteriernes compliance og endotelfunktion [13]. Abnormiteter i endotel og MKS er et nøglefænomen i den afstumpede vasodilatatoriske respons hos CHF-patienter. ExT muliggør forbedring af både basal endothelial NO-dannelse og agonist-medieret FMD i skeletmuskulaturen (SM) vaskulatur hos CHF-patienter. Korrektionen af ​​endothelial dysfunktion er forbundet med en signifikant forbedring af træningskapaciteten, som fremgår af en 26% stigning i maksimal iltoptagelse (VO2peak)[14].

Tidligere undersøgelser i HF har vist, at 16,4 % af 171 patienter havde kakeksi, og dødeligheden efter 18 måneders opfølgning var så høj som 50 % i undergruppen af ​​patienter med kakeksi sammenlignet med 17 % hos dem uden kakeksi. Hjertekakeksi er defineret som et fremskredent stadium af HF forbundet med ufrivilligt tab af mindst 5 % af ikke-ødematøs kropsvægt. Og muskelsvind, også kendt som sarkopeni, er tab af muskelmasse (MM) og styrke, hvorimod kakeksi beskriver vægttab. At skelne mellem de to kliniske tilstande kan også være udfordrende, fordi kakeksi og muskelsvind kan eksistere side om side hos den samme patient. Faktisk kan kakeksi føre til muskelsvind og omvendt, selvom muskelsvind kan forekomme tidligere i sygdomsforløbet[15].

SM-styrke i øvre og nedre lemmer er parametre, der uafhængigt forudsiger overlevelse[16,17,18]. Denne alternative behandling bør fokusere på at øge MM, styrke og kraft i lemmerne for at forbedre funktionalitet og ydeevne[19]. SM-dysfunktion omfatter reduceret hjertekontraktil ydeevne, der bidrager til ændringer i SM-fysiologi, muskelatrofi, svaghed og nedsat oxidativ kapacitet [20]. Muskelfunktionen er også forbedret som reaktion på ST hos CHF-patienter, herunder myofilamentfunktion og hel muskel[21] samt SM-oxidativ kapacitet[21].

Det er afgørende, at ExT hos sådanne patienter træner de perifere muskler effektivt uden at producere stor kardiovaskulær stress. En alternativ behandlingstilgang bør fokusere på anvendelsen af ​​et specifikt modstandstræningsprogram for at forbedre kropssammensætning[22], øge tværsnitsarealet, muskelfibre[23], som alle modvirker muskelsvind og kan være hjørnestenen i forebyggelsen af ​​sarkopeni og hjertekakeksi hos CHF-patienter[24].

ExT er en vigtig komponent i rehabiliterings-/sekundære forebyggelsesinterventioner, hvilket inducerer betydelige gavnlige ændringer i mekanismer for patofysiologi, træningstolerance, funktionel kapacitet og QoL, samtidig med en positiv indvirkning på hospitalsindlæggelse og reduktion af dødelighed. Der har været stigende interesse for egenskaber og modaliteter ved træning, der kan fremkalde optimale fordele. Høj intensitets- og intervaltilstand har vist sig at inducere større fordele end regimer med moderat intensitet og kontinuerlig tilstand. I betragtning af det nuværende bevismateriale for højintensiv intervaltræning (HIIT) i CHF, viste HIIT sig at være mere effektiv, hvilket resulterede i langsigtet overholdelse, hvilket er et vigtigt praktisk aspekt at overveje under ExT og som følge heraf optimerede forbedringer i centrale og perifere tilpasninger[25]. Flere undersøgelser er nødvendige for at bevise deres sikkerhed og fordele på denne type patienter.

Derudover har der været et godt rationale for at inkludere ST i HIIT, som også har vist sig at kunne give fordele i form af træningskapacitet og livskvalitet. Det er velkendt, at kombineret AT og ST er den foretrukne træningsintervention for at vende eller dæmpe tabet af MM og forbedre træning og funktionel kapacitet, muskelstyrke hos denne person[19]. Men der er underliggende mekanismer fra ST i CHF-patientens perifere kapacitet, som forbliver uidentificerede. Og man ved ikke, hvad der er fordelene ved at kombinere forskellige proportioner af AT og ST.

Af den grund vil efterforskerne teste to proportioner i kombineret træning, CAT og CST. Der har ikke været nogen data om de såkaldte kombinerede regimer, som omfatter både aerob træning med HIIT og ST, og efterforskerne vil evaluere virkningerne af akut og kronisk respons.

Formål: Forskningsprojektet skal bidrage til en bedre forståelse af flere aspekter, som er uforklarlige af videnskabelig forskning. Formålet med dette forskningsprojekt er:

1. At bestemme effektiviteten af ​​et ExT-program med forskellige proportioner af CAT og CST til at fremme kumulative effekter i akutte og kroniske tilpasninger hos CHF-patienter;
2. For at identificere mekanismerne for den potentielle forbedring af effektiviteten fremmet af ST; Dette forskningsprojekt vil anvende avancerede metoder, der fokuserer på perifere tilpasningsanalyse i begge grupper, nemlig i ekkokardiografivariabler, kardiopulmonal træningstest, arteriel stivhed, funktionel fysisk kondition, QoL og kropssammensætning i 2 markante momenter: M1) baseline og M2)3 måned.

Plan og metoder: Dette projekt vil vurdere de akutte og kroniske effekter i centrale og perifere tilpasninger af en kombineret træning til patienter med CHF, der vil adressere en række vigtige brud i videnskabelig viden med potentielle kliniske fordele.

Undersøgelsesdesign: Et longitudinelt randomiseret kontrolforsøg (RCT) forskningsdesign ved hjælp af to forskellige ExT-recepter (CAT og CST) vil blive anvendt på CHF-patienter. Alle de samme vurderinger vil blive udført på to tidspunkter: M0 - baseline og M1 - 3 måneder efter start af ExT. Patienterne vil blive randomiseret i en af ​​de to ExT-grupper.

Rekruttering og screening varer 9 måneder (oktober 2017 til juni 2018), og patientvurderingen varer indtil august 2018. Det forventes at afslutte projektet med peer-review-redigering indsendt og/eller accepteret i december 2018.

Følgende vurderinger på de 4 momenter vil blive udført på værtshospitalet, FMH-UL: Ekkokardiogram(Ekko); kardiopulmonal træningstest (CPET); arteriel stivhed - Complior Analyse; Intima-medie tykkelse - ultralyd; kropssammensætning - dobbelt-energi radiografisk absorptiometri; funktionel fysisk kondition - Fullerton Functional Fitness Test; isometrisk styrke - bærbart hånddynamometer JAMAR plus digital; maksimal styrke - 1RM og QoL spørgeskema.

Alle vurderingsmomenter vil blive gennemført på 4 dage:

Dag 1 - CPET, Echo vil blive udført på værtshospitalet; Dag 2 og 3 - i løbet af én dag og tidspunkt for ExT-sessionen på værtshospitalet, vil patienten udføre de funktionelle fysiske konditionstests; maksimal styrke; isometrisk styrke og QoL spørgeskema. Om en anden dag vil efterforskerne udføre den arterielle stivhed og IMT før sessionen i hvile og efter ExT; Dag 4 - I FMH og dual-energy radiographic absorptiometri (DXA) eksamen. Individuelle rapporter sendes via e-mail eller leveres på papir. I løbet af det 1-årige projekt vil det tværfaglige team holde møder hver anden måned for at opdatere undersøgelsesinformationen og diskutere patientens fremskridt.