Inspiratorisk muskelstyrketræning for at sænke blodtrykket og forbedre endotelfunktionen hos postmenopausale kvinder: Sammenligning med "Standard of Care" aerob træning

Undersøgelsesoversigt: Dette er et randomiseret, enkeltblindt, paralleldesignet klinisk forsøg, der vurderer effektiviteten af ​​høj-resistens inspiratorisk muskelstyrketræning (IMST) til at sænke det systoliske blodtryk (SBP), forbedre den vaskulære endotelfunktion og undersøge associerede mekanismer i østrogen-deficiente postmenopausale (PMe-) kvinder med over-normal SBP (dvs. >/= 120 mmHg) ved baseline. IMST vil blive sammenlignet med moderat intensitet aerob træning (AE; 150 min/uge rask gang) træning, en standard-of-care livsstilsintervention til at sænke SBP og forbedre vaskulær endotelfunktion. AE sænker tilfældig SBP med ca. 3 mmHg hos PMe-kvinder; data fra vores laboratorium har imidlertid vist, at AE ikke konsekvent forbedrer vaskulær endotelfunktion i denne emnegruppe. Derudover overholder kun 25-30% af PM-kvinder AE-retningslinjerne. Data fra PMe-kvinderne, der deltog i vores 6-ugers IMST pilotforsøg, tyder på, at IMST sænker tilfældig SBP med 8 mmHg og forbedrer den vaskulære endotelfunktion, målt som brachial arterie flow-medieret dilatation (FMDba), med mere end 40 % i disse Kvinder. Derudover er IMST en tidseffektiv intervention (5 min/dag), der fremmer adhærens på grund af den minimale tidsbyrde (95 % adhærens i vores pilotundersøgelse). Derfor er IMST en lovende livsstilsintervention for at forbedre kardiovaskulær sundhed hos PMe-kvinder. Disse data fra et lille antal PMe-kvinder skal dog bekræftes i et passende drevet klinisk forsøg med en retningslinjebaseret behandlingsvarighed.

• Emnetilmelding og screening: Potentielle deltagere vil blive gjort opmærksomme på den foreslåede undersøgelse gennem beskrevne rekrutteringsindsatser (se afsnittet Rekruttering og fastholdelsesplan). Interesserede deltagere vil kontakte en medarbejders forskningsassistent via telefon eller e-mail (kontaktoplysninger leveres med rekrutteringsmateriale) og vil blive administreret en generel screeningsformular online gennem Research Electronic Data Capture (REDCap)-systemet for at bestemme berettigelse. REDCap er en sikker webbaseret applikation designet til at understøtte datafangst til forskningsstudier.
• Efter at have hørt en undersøgelsesbeskrivelse og fået besvaret spørgsmål af personalets forskningsassistent, vil de kvalificerede og interesserede i at deltage i undersøgelsen give skriftligt og mundtligt informeret samtykke og gennemgå personlig screening ved University of Colorado (CU) Boulder Clinical Translational Research Center (CTRC). Informeret samtykke vil kun blive opnået af medlemmer af forskerholdet, som er blevet observeret og godkendt af CTRC Research Subject Advocate (se Beskyttelse af menneskelige forsøgspersoner). Vi planlægger at give samtykke og screene 120 forsøgspersoner for at opfylde vores tilmeldingsmål (for at tage højde for en udelukkelsesprocent på ca. 33 % baseret på inklusions-/eksklusionskriterier).
• Personlig screening vil omfatte: gennemgang af sygehistorie; fysisk eksamen; hvilepuls; hvilende blodtryk; blodudtagning for metabolisk profil, lipidprofil, fuldstændig blodtælling og thyreoideastimulerende hormon; måling af ankel-brachial indeks; og 12-aflednings-EKG i hvile og under gradueret træningstest (se afsnittet Kvalificeringskriterier for detaljerede inklusions-/eksklusionskriterier).
• Hvileblodtrykket vil blive målt ved en anden lejlighed inden for en uge efter den indledende screening for at fastslå baseline blodtryksstatus. SBP målt på de to separate dage vil blive beregnet som gennemsnit og skal være >/= 120 mmHg for tilmelding til undersøgelsen.
• Vurdering af undersøgelsesresultater: Alle forsøgspersoner vil gennemgå test for alle primære, sekundære og andre resultatmål, samt vurdering af emnekarakteristika, der vides at påvirke SBP og vaskulær endotelfunktion, før og efter 3 måneders IMST/AE-træning. Derudover vil tilfældig SBP, 24-timers SBP og FMDba blive målt igen 6 uger efter ophør af træning for at fastslå de langvarige effekter af IMST. Al test vil finde sted i CU Boulder CTRC.
• Testdag 1: Målinger på hele dag 1 vil blive foretaget efter en 12-timers faste fra mad og koffein (vand tilladt) og 24 timer efter at have afstået fra alkohol og motion.
• Casual BP;
• I.V. placering og blodprøvetagning;
• Venøs endotelcelleopsamling;
• FMDba (vaskulær endotelfunktion);
• FMDba efter supraterapeutisk vitamin C-infusion (ROS-medieret undertrykkelse af vaskulær endotelfunktion);
• Brachial arterie udvidelse til sublingual nitroglycerin (endotel-uafhængig udvidelse; kontrolmål).
• Efter dag 1-testning vil forsøgspersonerne blive udstyret med en ambulant BP-monitor, der er forudprogrammeret til automatisk at måle BP en gang hvert 20. minut. Forsøgspersonerne vil blive forsynet med skriftlige og mundtlige instruktioner til korrekt monitorbetjening og vil bære monitoren i 24 timer, før den returneres til efterforskerne. Et medlem af studieteamet vil evaluere ambulante BP-data for fuldstændighed umiddelbart efter returnering af monitoren; hvis et utilfredsstillende antal BP-målinger (<67 % af forventet) blev foretaget for korrekt at karakterisere 24-timers SBP, vil forsøgspersonen blive udstyret med den ambulante monitor, geninstrueret om dens brug og bære den i yderligere 24 -times periode.
• Testdag 2: Målinger på hele dag 2 vil blive foretaget cirka 2 timer efter at have spist et lille måltid eller snack og 24 timer efter at have afstået fra alkohol og motion.
• Tre-dages kostregistreringer for at sikre, at det daglige væske- og kalorieindtag forbliver stabilt;
• Community Healthy Activities Model Program for Seniors (CHAMPS) spørgeskema vil blive udfyldt og fysisk aktivitet vurderet ved accelerometer (Actigraph, tre-dages optegnelser) for at dokumentere stabilitet af fysisk aktivitetsniveau uden for den fysiske aktivitet, der er foreskrevet i interventionen;
• Søvnstabilitet vurderet med Epworth Sleepiness Scale;
• Maksimalt iltforbrug ved hjælp af indirekte kalorimetri under trinvis løbebåndsøvelse (Balke-protokollen) vil blive målt for at dokumentere aerob kondition; og
• Kropssammensætning vurderet ved dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DEXA) og antropometri for at måle kropssammensætning; kropsmasse vil også blive bestemt under check-in besøg.
• Afsnittene Forskningsstrategi og resultatmål giver mere detaljerede beskrivelser af disse procedurer. Lignende protokoller og procedurer er veletablerede i Integrative Physiology of Aging Laboratory og CU Boulder CTRC.
• Deltagerrandomisering: Efter at have gennemført baseline-testning vil forsøgspersoner blive randomiseret til enten IMST eller AE. Et randomiseret blokdesign vil blive brugt til at balancere grupper for alder (midtliv: </= 64 år; ældre: 65+ år) og SBP-status (forhøjet SBP/stadie 1 hypertension: SBP 120-139 mmHg; stadium 2 hypertension: SBP 140 + mmHg). Randomisering vil blive udført af undersøgelsens biostatistiker, Dr. Zhiying You. Emner vil blive kategoriseret baseret på blokrandomiseringsskemaet, og derefter vil en tilfældig talgenerator blive brugt til at tildele emner til enten IMST eller AE. Forskere, der er involveret i indsamling og analyse af alle udfaldsdata, vil blive blindet over for den tildelte intervention.
• Levering af interventionen: efter at have gennemført baseline-testning, vil forsøgspersoner påbegynde deres tildelte intervention (IMST eller AE).
• IMST: For at indstille passende træningsbelastninger vil forsøgspersoner først få deres maksimale inspiratoriske tryk (PImax) bestemt som gennemsnittet af de 3 højeste inspiratoriske tryk produceret under en række af maksimale inspiratoriske indsatser mod en næsten uendelig modstand. Al træning vil blive udført ved hjælp af POWERBreathe KH2-træneren, en håndholdt tryktærskelenhed, der 1) kan forprogrammeres til at give passende modstand mod inspiration og 2) registrerer data fra alle træningssessioner for at vurdere overholdelse af interventionen. Forsøgspersonerne vil modtage mundtlige og skriftlige instruktioner om træningsprotokollen (5 sæt af 6 vejrtrækninger, 1 minuts hvile mellem sæt) og POWERBreathe KH2-operation fra en ikke-blind forskningsassistent. Forskningsassistenten vil indstille POWERBreathe KH2 til 75 % PImax og overvåge den første træningssession for at sikre korrekt teknik og forståelse. Forsøgspersonerne vender tilbage til en ekstra overvåget træningssession en uge senere for at sikre vedligeholdelse af korrekt træningsteknik. Alle andre træningssessioner vil blive udført "på-din-egen" uden opsyn derhjemme, men med overholdelse og kvalitet sporet med den interne opbevaring af POWERBreathe KH2. Forsøgspersonerne vil også få en træningsdagbog for at spore tilslutning.
• AE: Forsøgspersoner randomiseret til AE-gruppen vil udføre 25 minutters rask gang/dag, 6 dage/uge i 3 måneder. AE træning vil blive udført med en intensitet på 40-60% pulsreserve. Dette vil resultere i, at forsøgspersoner i AE-gruppen udfører 150 minutter om ugen med moderat intensitet aerob træning, i overensstemmelse med Health and Human Services retningslinjer og standardbehandling for at sænke SBP. Det passende pulsområde vil blive beregnet for hvert forsøgsperson ved hjælp af den maksimale puls opnået under den maksimale iltforbrugstest udført under testdag 2. Forsøgspersonerne vil modtage mundtlige og skriftlige instruktioner til træningsprotokollen og pulsmåleren (Polar OH1). En ublind forskningsassistent vil overvåge den første træningssession på vores laboratorieløbebånd for at sikre korrekt træningsintensitet. Forsøgspersonerne vender tilbage til en ekstra overvåget træningssession en uge senere for at sikre opretholdelse af korrekt træningsintensitet og for at matche emnekontakttiden med IMST-gruppen. Alle andre træningssessioner vil blive udført "på-din-egen" uden opsyn, men med overholdelse og kvalitet sporet med pulsdata, der er gemt på Polar OH1-monitoren. Forsøgspersonerne vil også få en træningsdagbog for at spore tilslutning.
• Indtjekningsbesøg: Forsøgspersonerne vender tilbage til laboratoriet en gang hver 2. uge for et indtjekningsbesøg. Tilfældigt BP vil blive målt ved starten af ​​hvert check-in besøg, og overholdelse vil blive vurderet gennem enhedsdatalagring og dagbogsgennemgang. Overholdelse og tolerabilitet vil blive vurderet ved at diskutere alle bivirkninger med en CTRC-sygeplejerske. For forsøgspersoner, der er randomiseret til IMST, vil PImax blive revurderet under hvert check-in besøg for at sikre opretholdelse af træningsstimulansen, efterhånden som forsøgspersonerne skrider frem gennem interventionen.
• Efter-testning: Efter at have gennemført 3 måneders IMST- eller AE-træning, vil forsøgspersoner vende tilbage til revurdering af alle resultater og emnekarakteristiske mål. Alle post-testmålinger vil blive foretaget mellem 24-48 timer efter afslutningen af ​​den seneste IMST/AE træningssession for at bestemme de kroniske effekter af interventionen og undgå forvirring med akutte effekter af IMST eller AE. Det er vigtigt, at forsøgspersonerne fortsætter IMST/AE-træning indtil afslutningen af ​​post-testforanstaltninger (justering af timingen af ​​træningssessioner, så den ikke falder inden for 24 timer efter planlagte besøg) for at opretholde træningsstimulans. Alle post-testmålinger vil blive foretaget under de samme eksperimentelle betingelser, på samme tidspunkt på dagen, i samme rækkefølge og med de samme teknikker som baseline test.
• Opfølgningstest: Efter afslutning af post-testning vil forsøgspersoner returnere deres POWERBreathe KH2 træningsenhed (for dem, der er randomiseret til IMST), og alle forsøgspersoner vil begynde en 6-ugers periode uden træning (ingen IMST eller AE), dvs. til normal livsstil. Emner vil blive kontaktet ugentligt via telefon eller e-mail i denne periode for at hjælpe med at fastholde og overholde emnet. Forsøgspersoner vil vende tilbage til laboratoriet efter 6 uger for at revurdere tilfældig SBP, 24-timers SBP og FMDba for at bestemme de langvarige virkninger af IMST på disse resultater.
• Interventionsvarighed og undersøgelsesprøvestørrelse: Den forventede varighed for en deltager til at fuldføre hele protokollen fra screening til opfølgende test er 23 uger. I alt 72 deltagere (36/gruppe) vil gennemføre undersøgelsen. Vi har til hensigt at tilmelde 90 fag (45/gruppe) for at give mulighed for en frafaldsprocent på 20 %. Baseret på dette vil cirka 2 deltagere blive tilmeldt hver måned, hvilket vil give os mulighed for at fuldføre menneskelige forsøgspersoners dataindsamling inden måned 52 af den anmodede 60-måneders tildelingsperiode. Dette vil give 8 måneder til at gennemføre biokemiske analyser, endelig dataanalyse og manuskriptskrivning. Denne testhastighed er opnåelig baseret på vores IMST-pilotforsøg og tidligere AE-interventioner udført i laboratoriet, og tilgængeligheden af ​​CTRC-faciliteter og personale.
• Dataindsamling og -analyse (herunder blinding): Indsamling af alle resultatmålsdata vil blive udført af postdoktor, Dr. Daniel Craighead, med assistance fra medlemmer af laboratoriet. I.V. placering, blodudtagninger og vaskulær endotelcelleopsamling vil blive udført af erfarent CTRC klinisk personale. Al funktionel dataanalyse (dvs. målinger af vaskulær endotelfunktion) vil blive udført af Dr. Craighead. At få en enkelt forsker til at udføre al dataindsamling og analyse vil fjerne potentialet for inter-forsker variation. Dr. Craighead og andre forskningsmedarbejdere, der er involveret i dataindsamling, vil forblive blinde gennem dataindsamling og analyse. En separat, ublindet forskningsassistent vil administrere og overvåge IMST- og AE-træningsprogrammerne og relaterede data (dvs. overholdelse, PImax osv.), da vurdering af disse data i sagens natur forårsager unblinding. Analyse af alle biokemiske data vil blive overvåget af forskningsmedarbejder og vådlaboratoriedirektør, Dr. Brian Ziemba. Alle data vil blive analyseret som beskrevet i afsnittene om forskningsstrategi og resultatmål; dataanalyse og formidling af resultater vil være afsluttet ved udgangen af ​​denne pris.