Herz-Kreislauf-Reaktionen auf Kälte bei Bluthochdruck (ColdHTN)

Einführung.

Der Winter geht mit einer erhöhten Morbidität und Mortalität einher und hängt größtenteils mit kardiovaskulären Ursachen wie Myokardinfarkten, Herzinsuffizienz und Schlaganfällen zusammen. Es ist auch bekannt, dass sowohl akute als auch langfristige Kälteexposition den Blutdruck und die Herzbelastung erhöhen, was zu der beobachteten erhöhten Morbidität und Mortalität während der kalten Jahreszeit beitragen kann.

Obwohl die Auswirkungen von Kälte auf den Blutdruck bei gesunden Menschen nachgewiesen sind, sind die Auswirkungen bei Risikogruppen, wie z. B. Bluthochdruckpatienten, nicht bekannt. Zusätzlich zum Blutdruck werden Informationen über die elektrische Aktivität des Herzens oder die autonome Regulation benötigt. Herz-Kreislauf-Reaktionen bei Kälte können bei Menschen mit Bluthochdruck aufgrund von Störungen des autonomen Nervensystems und der Kreislaufregulation oder -funktion unterschiedlich ausfallen, wie z. B. Aortenversteifung und erhöhter vasomotorischer Tonus peripherer Arterien aufgrund der mit der Krankheit einhergehenden endothelialen Dysfunktion. Um dies zu beurteilen, wurde in einer Klimakammer ein kontrolliertes Experiment mit einer Kälteexposition durchgeführt, die den alltäglichen Winterbedingungen in einem subarktischen Klima ähnelt.

Ziele der Forschung.

Ziel der Forschung war es zu beurteilen, wie sich eine kurzfristige Kälteexposition auf die Herz-Kreislauf-Funktion von unbehandelten hypertensiven und normotensiven Männern mittleren Alters auswirkt. Die Hypothesen der Studie waren: a) Kälteeinwirkung führt zu nachteiligen Veränderungen der Herz-Kreislauf-Funktion, wie z. B. höherem Blutdruck und höherer Herzbelastung, und b) hypertensive Männer reagieren verstärkt auf Kälteeinwirkung und die Erholung des Herz-Kreislauf-Systems auf den Ausgangswert ist im Vergleich verzögert zu normotensiven Probanden.

Material und Methoden.

Studienteilnehmer.

Die Studienteilnehmer wurden durch eine bevölkerungsbasierte Rekrutierung ausgewählt, wobei eine Zufallsstichprobe von 1000 Männern (55–65 Jahre alt), die in Oulu, Finnland, leben, aus dem finnischen Bevölkerungsregister gezogen wurde. Die Probanden wurden durch Telefoninterviews auf ihre Eignung für die Studie überprüft. Berechtigte Teilnehmer haben eine Woche lang ihren Blutdruck zu Hause gemäß den Empfehlungen der European Society of Hypertension gemessen. Basierend auf diesen Messungen wurden sie entweder als hypertensiv (systolischer Blutdruck ≥ 135 und/oder diastolischer Blutdruck ≥ 85 mmHg) oder normotensiv (Blutdruck <135/85 mmHg) klassifiziert.(16) Die Ausschlusskriterien waren das Vorliegen koronarer Herz- oder Atemwegserkrankungen, die Verwendung von blutdrucksenkenden Medikamenten für jede Indikation, ein durchschnittlicher Blutdruck zu Hause ≥ 175/105 mm Hg und fehlgeschlagene Messungen des Blutdrucks zu Hause. Unser Ziel war es, ein Verhältnis von 2:1 aus hypertensiven und normotensiven Probanden zu rekrutieren. Die letzte Studiengruppe bestand aus 56 hypertensiven und 35 normotensiven Männern mittleren Alters.

Messprotokoll.

Vor den Messungen füllten die Teilnehmer einen Fragebogen mit Fragen zu Gesundheit und Kältegewöhnung aus. Die Laborexperimente begannen mit einer kurzen Einarbeitung in das Messprotokoll und die Klimakammern. Gemessen wurden Größe, Körperzusammensetzung und körperliche Fitness der Probanden.

Die Teilnehmer wurden 15 Minuten lang einer Temperatur von -10 °C und einem Wind von 3 m/s ausgesetzt, während sie mit geeigneter Winterkleidung vor der Kälte geschützt waren, d. h. Bedingungen, die der in subarktischen Ländern üblichen üblichen Kälteexposition im Winter ähneln. Die Teilnehmer wurden 15 Minuten vor (Kontrollmessungen) und 20 Minuten nach (Erholung) der Exposition in einer Klimakammer beobachtet, in der die Temperatur auf +18 °C und der Wind auf <0,2 m/s eingestellt war. Die Teilnehmer standen während der Messungen mit abgestützten Armen da. Die Herz-Kreislauf-Funktion wurde durch Messung des brachialen, zentralen Aorten- und kontinuierlichen „Beat-to-Beat“-Blutdrucks sowie EKG-Messungen beurteilt. Die Intensität der Kälteexposition wurde durch Messungen der Hauttemperatur (Mittelfinger, Handrücken, Schulterblatt und Wange) und durch die Beurteilung der Wärmewahrnehmung für den gesamten Körper und das Gesicht anhand subjektiver Beurteilungsskalen bewertet.

Die gesammelten Daten wurden analysiert, um die kältebedingten Veränderungen des Blutdrucks (Brachial- und zentrale Aorta) und der Herzfrequenz zu beurteilen. EKG-Morphologie und vektorkardiographische Parameter wurden aus abgeleiteten 12-Kanal-EKG-Aufzeichnungen am Institut für Klinische Medizin der Universität Oulu berechnet. Arrhythmien wurden automatisch erkannt und durch visuelle Inspektion durch geschultes medizinisches Fachpersonal bestätigt. Zur Beurteilung der Durchblutungsregulation werden im Verve-Forschungszentrum ein kontinuierliches Blutdrucksignal und ein gleichzeitig aufgezeichnetes Drei-Kanal-EKG verwendet, um die Baroreflexempfindlichkeit und die Herzfrequenzvariabilität zu berechnen. In den Datenanalysen werden die Reaktionen auf Kälteeinwirkung ausgewertet und zwischen hypertensiven und normotensiven Probanden verglichen. Zusätzlich zu den oben genannten Themen werden kombinierte Risikofaktoren für nachteilige Veränderungen der Herz-Kreislauf-Funktion bei Kälteexposition bewertet, wie z. B. hohe Arteriensteifheit, verändertes EKG und niedrige Herzfrequenzvariabilität. Auf dieser Grundlage wird ein Profil eines Hochrisikopatienten erstellt und an Ärzte weitergegeben, die Bluthochdruckpatienten behandeln, um unerwünschte erkältungsbedingte Herzereignisse zu reduzieren.

Standort der Forschung und Verfügbarkeit der für die Forschung erforderlichen Ausrüstung und Dienstleistungen.

Die Labormessungen wurden in den Klimakammern des Kastelli Research Center, Oulu, Finnland, durchgeführt. Die Datenanalysen und die Berichterstattung werden in Einrichtungen des Zentrums für Umwelt- und Atemwegsgesundheitsforschung (Universität Oulu) durchgeführt. Darüber hinaus werden Datenanalysen im Universitätskrankenhaus Oulu und in der Verve-Abteilung für Bewegung und Herzrehabilitation durchgeführt.

Zusammenarbeit.

Das Zentrum für Umwelt- und Atemwegsgesundheitsforschung – außerordentliche Professorin Tiina M Ikäheimo, Professor Jouni JK Jaakkola, Professor J Hassi, PhD A Rantala, MHSc H Hyrkäs; Abteilung für Sport und medizinische Physiologie, Verve, Oulu – Außerordentlicher Professor M Tulppo, Außerordentlicher Professor A Kiviniemi, Außerordentlicher Professor Arto Hautala; Institut für Arbeitsmedizin, Oulu – Professor H. Rintamäki; Institut für klinische Medizin, Universität Oulu – Professor H Huikuri, PhD T Kenttä; Institut für Biomedizin, Abteilung für Physiologie und Biozentrum von Oulu, Universität Oulu – Professor KH Herzig; Institut für Gesundheitswissenschaften, Universität Oulu – Professor S. Keinänen-Kiukaanniemi, Professor R. Antikainen, Professor M. Mäntysaari; Fachbereich Biologie – Professor E Hohtola; Fachhochschule Oulu – Hauptdozent für Medizintechnik J Jauhiainen.

Ethische Fragen.

Die Studie wurde von der Ethikkommission des Krankenhausbezirks Nordösterbotten genehmigt (Erklärung Nr. 240/2010) und alle Teilnehmer wurden über die Studie informiert und um eine Einverständniserklärung gebeten. Sie hatten auch jederzeit die Möglichkeit, die Studie abzubrechen. Die während der Studie gesammelten Daten werden für andere Personen als das Projektpersonal unzugänglich gehalten und sind durch Passwörter geschützt. Die Datenanalysen erfolgen ohne jegliche persönliche Identifizierung (Name, Adresse etc.). Bei der Studie wurde eine kurze Kälteexposition bei gut geschützten Probanden angewendet und verursachte den Teilnehmern daher keine Schmerzen oder Schäden.

Implikationen.

Die WHO hat Bluthochdruck als das weltweit führende globale Sterblichkeitsrisiko definiert. Ungefähr die Hälfte der Männer mittleren Alters und ein Drittel der Frauen leiden in Finnland an Bluthochdruck. Andererseits kann durch eine ordnungsgemäße Blutdruckkontrolle das Risiko unerwünschter kardiovaskulärer Ereignisse bei Bluthochdruckpatienten erheblich verringert werden.

Winter und kaltes Wetter erhöhen das Risiko kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität erheblich. Es liegt ein Überschuss von ca. vor. Im Winter ereignen sich in Finnland 2.000 bis 3.000 Todesfälle, und sogar die Hälfte davon ist auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zurückzuführen. Sowohl akute als auch wiederholte Kälteexpositionen erhöhen den Blutdruck und können zu einer höheren kardiovaskulären Morbidität und Mortalität im Winter beitragen. Es wurde vermutet, dass kältebedingte kardiovaskuläre Todesfälle durch angemessenen Schutz vor Kälte verhindert werden könnten.

Die Studie wird neue Informationen über kardiovaskuläre Reaktionen auf kurzfristige Kälteexposition bei unbehandelten hypertensiven Männern liefern. Dieses Wissen wird dem Gesundheitspersonal helfen, Bluthochdruckpatienten zu raten, sich bei regelmäßiger Kälteexposition zu schützen, was die mit der Kälte verbundenen unerwünschten Herzereignisse reduzieren könnte. Dieses Wissen ist für Ärzte nützlich, wenn sie Medikamente für ihre Patienten in Betracht ziehen. Darüber hinaus benötigen Bluthochdruckpatienten möglicherweise Beratung zu ihrem richtigen Schutz, um kältebedingte Veränderungen der Herz-Kreislauf-Funktion, wie z. B. Blutdruckanstiege, und die damit verbundenen unerwünschten kardiovaskulären Ereignisse in kalten Klimazonen zu reduzieren.