Intervalltraining und Hormone bei chronischer Herzinsuffizienz

Laut der European Society of Cardiology liegt die Prävalenz der Herzinsuffizienz (HF) in der Allgemeinbevölkerung zwischen 2 und 3 % und nimmt mit dem Alter zu, sodass die Prävalenz bei 70- bis 80-jährigen Menschen zwischen 10 und 20 % liegt. Herzinsuffizienz ist die Ursache für 5 % der akuten Krankenhauseinweisungen, tritt bei 10 % der Patienten in Krankenhausbetten auf und ist für hohe nationale Gesundheitsausgaben verantwortlich, hauptsächlich aufgrund der Kosten für Krankenhauseinweisungen. Obwohl einige Patienten viele Jahre leben können und die medizinische Therapie in den letzten Jahrzehnten stark verbessert wurde, sind insgesamt 50 % der Patienten nach 4 Jahren tot.

Obwohl im Laufe der Zeit verschiedene Hypothesen vorgeschlagen wurden, die die zugrunde liegende Physiopathologie der Herzinsuffizienz erklären, wurde kein einzelnes Paradigma für Herzinsuffizienz endgültig aufgestellt. Eine logische Erklärung für die Unfähigkeit, das Syndrom der Herzinsuffizienz in einem präzisen mechanistischen Modell zu definieren, besteht darin, dass das klinische Syndrom der Herzinsuffizienz mit ziemlicher Sicherheit die Summe mehrerer anatomischer, funktioneller und biologischer Veränderungen darstellt, die auf komplexe Weise miteinander interagieren. Daher ist es nicht überraschend, dass Forscher bei dem Versuch, das Syndrom der Herzinsuffizienz zu beschreiben, eine Vielzahl komplexer Modelle verwendet haben. Heutzutage ist die am meisten akzeptierte Hypothese zur Erklärung der HF-Physiopathologie und ihres Fortschreitens das "neurohormonale Modell". Nach diesem Paradigma schreitet die Herzinsuffizienz durch die Überexpression biologisch aktiver Moleküle voran, die toxische Wirkungen auf Herz und Kreislauf ausüben. Eine Vielzahl von Molekülen, einschließlich Norepinephrin, Angiotensin II, Endothelin, Aldosteron und Tumornekrosefaktor, wurden als einige der Faktoren in Verbindung gebracht, die zum Fortschreiten der Krankheit bei Herzinsuffizienz beitragen.

Trotz der Wirksamkeit des neurohormonalen Modells zur Erklärung des Krankheitsverlaufs und der vielen Erkenntnisse, die es für die Entwicklung neuer Therapien lieferte, gibt es zunehmend klinische Beweise dafür, dass unsere derzeitigen Modelle den Krankheitsverlauf nicht vollständig erklären können. Daher können neurohormonale Modelle notwendig, aber nicht ausreichend sein, um alle Aspekte des Krankheitsverlaufs bei Herzinsuffizienz zu erklären.

Da die Prognose von Herzinsuffizienzpatienten trotz optimaler Therapien immer noch unbefriedigend ist, müssen andere Mechanismen, die zum Fortschreiten der Herzinsuffizienz beitragen, aufgeklärt werden. Zunehmende Beweise deuten darauf hin, dass bei Herzinsuffizienz ein metabolisches Ungleichgewicht vorliegt, das durch eine Dominanz des katabolen Status gegenüber dem anabolen Antrieb gekennzeichnet ist. Das eindrucksvollste Beispiel ist die als „Herzkachexie“ bekannte Herzinsuffizienz im Endstadium, die durch starken Gewichtsverlust, insbesondere Magermasse und rasche Verschlechterung des klinischen Zustands gekennzeichnet ist, was auf eine Prävalenz katabolischer Stoffwechselwege zurückgeführt wird. Ob das hormonelle Ungleichgewicht ein Begleitphänomen oder ein wichtiger pathophysiologischer Mechanismus im Verlauf der Herzinsuffizienz ist, ist noch umstritten.

Insbesondere das Defizit jeder anabolen Achse (Nebennieren-, Gonaden- und somatotrope Achse) ist ein unabhängiger Marker für eine schlechte Prognose bei Herzinsuffizienz-Patienten, und die Koexistenz von mehr als einem Mangel identifiziert eine Untergruppe von Patienten mit einer höheren Sterblichkeit.

Die am stärksten beteiligten Hormonachsen umfassen das Wachstumshormon (GH), seinen Gewebeeffektor, den insulinähnlichen Wachstumsfaktor-1 (IGF-1), das Schilddrüsenhormon und anabole Steroide. Zusammengenommen könnten diese Veränderungen bei Herzinsuffizienzpatienten als multiples hormonelles und metabolisches Mangelsyndrom (MHD) erkannt werden. MHD hat einen signifikanten Einfluss auf die Herzleistung und das Fortschreiten der Herzinsuffizienz.

Die am stärksten beteiligten Hormonachsen umfassen das Wachstumshormon (GH), seinen Gewebeeffektor, den insulinähnlichen Wachstumsfaktor-1 (IGF-1), das Schilddrüsenhormon und anabole Steroide. Zusammengenommen könnten diese Veränderungen bei Herzinsuffizienzpatienten als multiples hormonelles und metabolisches Mangelsyndrom (MHD) erkannt werden. MHD hat einen signifikanten Einfluss auf die Herzleistung und das Fortschreiten der Herzinsuffizienz.

Darüber hinaus ist ein Muster von Insulinresistenz (IR) sowohl bei diabetischen als auch bei nicht-diabetischen CHF-Patienten ziemlich üblich. IR wurde bei etwa 30 % der nicht-diabetischen CHF-Patienten gefunden und stand im Zusammenhang mit der Schwere der zugrunde liegenden Erkrankung. Nur wenige Studien haben die Reduktion der IR als neues therapeutisches Ziel in Betracht gezogen.

Kurz gesagt, es könnte argumentiert werden, dass CHF-Patienten ein anaboles/kataboles Ungleichgewicht aufgrund eines Ungleichgewichts mehrerer neurohormoneller Achsen zeigten. Ein Mangel an anabolen Hormonen wird normalerweise bei Männern mit chronischer Herzinsuffizienz (CHF) beschrieben, die zum anabolen/katabolen Ungleichgewicht beitragen, was letztendlich zu Skelettmuskeltaille und Herzkachexie führt. Dem anabolen Defizit entgegenzuwirken scheint positive klinische Wirkungen bei CHF-Patienten zu haben. Tatsächlich verbessert die Erhöhung der Serumspiegel von Testosteron und Wachstumshormon (GH)/Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1)-Achse, die durch Hexogen-Verabreichung erreicht wird, Schlüsselsymptome von CHF wie Belastungsintoleranz und Muskelermüdung und wirkt sich positiv auf die Qualität aus des Lebens. Neben der Hexogengabe kann durch körperliche Betätigung eine Erhöhung des Spiegels anaboler Hormone erreicht werden. Bei gesunden Probanden kann Testosteron als akute Reaktion sowohl auf Ausdauer- als auch auf schwere Widerstandsübungen bemerkenswert ansteigen. In ähnlicher Weise steigen die GH-Konzentrationen im Allgemeinen als Reaktion auf sowohl Kraft- als auch Ausdauerübungen, wodurch die IGF-1-Produktion stimuliert wird. Obwohl diese hormonelle Modulation einer der Mechanismen sein könnte, durch die körperliches Training seine vorteilhaften Wirkungen auf CHF-Patienten ausübt, gibt es nur wenige Daten über den endogenen belastungsinduzierten Anstieg von anabolen Hormonen bei solchen Patienten.

Abgesehen von der Art der Trainingsaktivität können die Auswirkungen des Trainings mit verschiedenen Dosisparametern variieren, insbesondere Programmlänge, Sitzungsdauer und -häufigkeit sowie Arbeitsbelastung oder Intensität. Bei den am schwersten beeinträchtigten Patienten mit anfänglicher Belastungsintoleranz können die Sitzungen zunächst auf 3-5 Minuten begrenzt werden, wobei 3 oder 4 Sitzungen im Laufe des Tages abgeschlossen werden; Jüngste Arbeiten haben jedoch nahegelegt, dass intermittierende Trainingsprogramme Patienten mit Herzinsuffizienz überlegene Vorteile bringen können, wenn der Gesamtenergieverbrauch beim Training standardisiert wird, verglichen mit kontinuierlichen Trainingseinheiten.

Hochintensive, wiederholte intermittierende Arbeitsperioden, die durch Erholungsphasen getrennt sind, haben sich bei Patienten mit Herzinsuffizienz als wirksam erwiesen, und Intervallbelastungen haben sich bei älteren, gesunden und postkoronaren Bypass-Operationen als ebenso wirksam erwiesen wie kontinuierliche Arbeitsbelastungen. In einer systematischen Überprüfung von 81 ExT-Studien zur Herzinsuffizienz berichteten nur zwei dieser Spitzen-VO2-Änderungen von 10 % bzw. 20 %, verglichen mit 16,5 % Gesamtveränderung bei kontinuierlichem Bewegungstraining und ähnlichen Verbesserungen bei Krafttraining. Die zugrunde liegende Theorie besagt, dass intermittierender Stress mit höherer Intensität eher periphere Anpassungen fördert und gleichzeitig Verbesserungen der funktionellen Kapazität hervorruft. Jüngste Arbeiten haben gezeigt, dass die Verringerung des natriuretischen Peptids im Gehirn, eines Markers für Myokarddehnung, bei Patienten mit schwerer linksventrikulärer Dysfunktion bei hochintensivem (90 % Spitzen-VO2) und nicht bei mittelintensivem (70 % Spitzen-VO2) Trainingstraining größer sein kann. Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse zeigte, dass intermittierendes Training bei Patienten mit Herzinsuffizienz im Vergleich zu kontinuierlichem Trainingstraining überlegene Verbesserungen der maximalen VO2 und der VE/VCO2-Steigung hervorruft.

Nur wenige Studien untersuchten die hormonelle Reaktion auf Intervalltraining bei CHF. Allerdings schränken die relativ kleine Stichprobengröße, das Fehlen einer Kontrollgruppe oder die relativ kurze Übungsintervention die Schlussfolgerungen ein.

Die vorliegende Studie zielt darauf ab, zu untersuchen, ob ein 24-wöchiges Intervalltraining mit hoher Intensität durch Modulation der neurohormonellen Achse bei CHF-Patienten positive Auswirkungen haben könnte. Darüber hinaus wird die Wirkung des Detrainings auf die neurohormonale Achse bei CHF-Patienten evaluiert.