Hjertebeskyttende fordel ved passiv varmeterapi ved rygmarvsskade på højere niveau: Sikkerhed og bevis for koncept

Risikoen for hjerte-kar-sygdomme for personer med en rygmarvsskade (SCI) er cirka 3 gange større end den generelle befolkning, og hjerte-kar-sygdomme (CV) tegner sig for ~40% af dødsfaldene i SCI. Traditionelle CV-risikofaktorer er ikke i stand til fuldt ud at forklare disse resultater. Denne gruppe har også andre sekundære komplikationer, der er bekymrende, herunder modtagelighed for infektioner og metaboliske sundhedsproblemer. Noget af den øgede risiko ved SCI skyldes en relativt stillesiddende livsstil og utilstrækkelig træningsevne. Dette er især lumsk hos dem, der lever med tetraplegi med dårlige kardiovaskulære reaktioner på træning eller endda manglende evne til at træne på grund af lammelse af øvre lemmer.

Varmeterapi i form af varme bade og saunaer har været brugt i århundreder, med almindelige rapporter om forbedret livskvalitet og generelt forbedret velvære. En 20-årig prospektiv undersøgelse af 2.315 midaldrende mænd (ved indskrivning) i Finland rapporterede, at regelmæssig saunabadning var forbundet med reduceret risiko for pludselig hjertedød, koronar hjertesygdom, CV-sygdom og dødelighed af alle årsager. Yderligere var hyppigere saunabadningssessioner relateret til en betydeligt reduceret risiko for fatale hjerte- og CV-hændelser samt dødelighed af alle årsager uafhængigt af konventionelle risikofaktorer, aktivitetsniveauer og kost. De mekanismer, der ligger til grund for disse forbedringer, forbliver stort set ukendte. Det er blevet foreslået, at CV-fordele ved træning delvist medieres af gentagne stigninger i kernetemperaturen. Motion og varmestress fremkalder mange almindelige fysiologiske reaktioner, herunder stigninger i kernetemperatur, hjertefrekvens og kontraktilitet, omfordeling af blodgennemstrømning og ændringer i ledningsfartøjets endotelforskydningsstress, som alle menes at forbedre CV-sundheden. Derudover inducerer varmeeksponering og træning ekspressionen af ​​varmechokproteiner, som stabiliserer en række andre proteiner, der reducerer vaskulær inflammation og oxidativt stress, forbedrer NO-biotilgængeligheden, fremmer angiogenese og forbedrer glucosesignalering.

SCI resulterer i et væld af fysiologiske ændringer, der i høj grad øger CV-risikoen og vaskulær dysfunktion efter skade. Øget arteriel stivhed og vaskulær modstand er almindelige træk ved SCI, sandsynligvis sekundært til tabet af sympatisk innervation under læsionen, øgede cirkulerende vasokonstriktorer og efterfølgende oxidativ stress og vaskulær inflammation. Varmeeksponering er en stress for CV-systemet, ligesom træning, hvilket kan resultere i adskillige kroniske tilpasninger, der forbedrer vaskulær og metabolisk funktion, hvilket resulterer i en dybt reduceret risiko for CV-sygdom.

Passiv varmeterapi kan give en ny og praktisk tilgang til at hjælpe disse personer. Der er blevet observeret dybtgående forbedringer i vaskulær og metabolisk funktion samt indikationer på fordele for immunsystemet og reduktioner i inflammation hos raske, men stillesiddende raske mennesker efter langvarig passiv varmepåvirkning. Lignende fordele blev observeret hos overvægtige kvinder med polycystisk ovariesyndrom. Nylige undersøgelser af SCI med nedsænkning af underekstremiteter og hele kroppen (kun ved lavt niveau SCI) har vist potentialet ved nedsænkning i varmt vand for at være sikker, med potentiale til at stimulere en kardiobeskyttende respons. Det foreslåede pilotstudie er det første skridt i udviklingen af ​​en unik tilgang til bekæmpelse af CV-dysfunktion i SCI-populationen.

Specifikt er målet med denne pilotundersøgelse at bygge videre på den nuværende litteratur og demonstrere sikkerheden, tolerancen og effektiviteten (som giver en mild/moderat træningsrespons) af en ~ 45-minutters nedsænkning af varmt vand i hele kroppen hos dem med højere niveau. SCI (T7-C4). I sidste ende vil efterforskerne udvikle en protokol til at oversætte disse og fremtidige resultater til hjemmemiljøet og brugen af ​​et typisk badekar, og derved demonstrere, at passiv varmeterapi er en levedygtig tilgang til at forbedre sundheden i SCI-populationen.

Nedsænkning i vand er den foretrukne opvarmningsmetode, da den er i stand til at øge kernetemperaturen og pulsen med en hastighed, der svarer til træning med moderat intensitet. Det er svært at opnå stigninger i kernetemperaturen udelukkende via luftkonvektion, herunder ved paraplegisk SCI, da deltagerne hurtigt akklimatiserer sig til varmen med øget svedtendens, hvilket begrænser stigningen i kernetemperatur og hjertefrekvens. Derudover er spabade, boblebade og bade tilgængelige i lokalsamfundet, og de fleste burde give kørestolsadgang. Derudover er et vandbad i hjemmet et acceptabelt alternativ til et spabad for at hæve kernekroppens temperatur tilstrækkeligt. Desuden er vand en fremragende varmeleder, og vil give ensartet opvarmning på tværs af deltagernes krop. Dette hjælper med at eliminere "hot spots", der kan resultere i en forbrænding, især i ufølsomme områder af huden.

Til denne undersøgelse vil op til 16 personer blive rekrutteret fra International Collaboration on Repair Discoveries (ICORD) Physical Activity Research Center (PARC) Community såvel som fra det større SCI-samfund, der lever med en T7-C4-skade. Derudover vil efterforskerne rekruttere op til 6 kontroldeltagere, som ellers er raske individer, som ikke lever med en SCI. Under den enkelte, cirka 45-minutters eksponering for denne passive opvarmningsmodalitet, vil efterforskerne måle hjertefrekvens, blodtryk (gennemsnitligt arterielt tryk), hjertevolumen, respirationsfrekvens og kernetemperatur. Denne beskrivende undersøgelse vil få hver deltager til at deltage i laboratoriet i en enkelt session.

Efter en 20 minutters baseline-dataindsamlingsperiode vil deltageren blive overført til boblebadet ved hjælp af en standard Hoyer-lift og sejl. Mens de er i spabadet, forbliver de i en halvt tilbagelænet stilling. I første omgang vil deltageren blive nedsænket op til clavicular niveau med en arm ude af vandet, indtil kernetemperaturen når 38,5 C (ca. 20 - 25 minutter), når denne temperatur er nået, vil de blive placeret således, at vandstanden ligger mellem kl. taljen og midten af ​​brystbenet. Vandstanden på deltagerens krop vil blive justeret således, at en kernetemperatur på 38,5 C i 20 minutter (typisk moderat træningsvarighed) opretholdes. Hvis deltagerens kernetemperatur overstiger 39,5 C, vil sessionen blive afsluttet, og deltageren fjernes fra spabadet. I spabadet kan deltageren drikke vand ad lib med mængden registreret.

Mens du er nedsænket i boblebadet:

• Kernetemperatur, blodtryk, blodgennemstrømning og hjertefrekvens overvåges løbende
• Iltforbruget vil blive vurderet hvert 5. minut
• Hjertevolumen vil blive vurderet hvert 10. minut

Når de ca. 45 minutters nedsænkning er afsluttet, vil deltageren blive fjernet fra boblebadet ved hjælp af Hoyer-liften og placeret tilbage på soklen i en halvt tilbagelænet stilling i 20 minutters restitution/hvile. I denne restitutionsposition vil kernetemperatur, blodtryk, blodgennemstrømning og hjertefrekvens blive overvåget kontinuerligt.

Efter denne indledende restitutionsperiode vil efterforskerne hjælpe deltageren efter behov for at hjælpe deltageren med at blive klædt på, vejet, testudstyr fjernet og vil fortsætte med at hvile komfortabelt i deltagerens daglige kørestol i 60-90 min.

De udfaldsvariable, der skal undersøges, omfatter følgende:

• Hjerterytme
• Blodtryk (systolisk, diastolisk, middelarterielt tryk, slag til slag)
• Kernetemperatur (via CorTemp© "smart pille og Bear Hugger)
• Hjertevolumen
• Iltforbrug
• Brachial og cerebral arterie blodgennemstrømning
• Slut tidevandsgas - respirationshastighed
• Vægttab

Hver af udfaldsvariablerne vil blive undersøgt både individuelt og samlet (gennemsnit og standardafvigelse). Derudover vil eventuelle potentielle gruppetendenser (f.eks. skadesniveau [thorax versus cervikal] og sværhedsgrad [American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS) score]) med hensyn til responsen på den passive varmestimulus blive undersøgt.