Das ganze Jahr über gesundheitsfördernde Bewegung und koronare Herzkrankheit

Einführung

Nationale und internationale Bedeutung der Forschung

Einer weltweiten Schätzung zufolge sind 42 % der Menschen mit koronarer Herzkrankheit (KHK) körperlich inaktiv. In Finnland gibt es ungefähr 200 000 Personen mit KHK, und noch mehr haben andere damit verbundene Gesundheitsprobleme (hoher Cholesterinspiegel oder hoher Blutdruck, Diabetes), die ihre Herzfunktion und körperliche Leistungsfähigkeit weiter schwächen und zum Tod führen. Diese zunehmend alternde Bevölkerung ist oft inaktiv, würde jedoch erheblich von einer regelmäßigen ganzjährigen körperlichen Aktivität profitieren, um ihre Funktionsfähigkeit und ein unabhängiges Leben zu erhalten.

Derzeit ist nicht bekannt, ob die Bewegungsempfehlung für KHK-Patienten ein gesundheitliches Risiko bei Kälteeinwirkung beinhaltet, da diese im Winter regelmäßig über Symptome von Brustschmerzen und Herzrhythmusstörungen berichten. Da sowohl Bewegung als auch Kälteeinwirkung die Herz- und Kreislauffunktionen stimulieren, muss bei CAD-Patienten, deren myokardiale Sauerstoffversorgung und -funktion geschwächt ist, eine präzise körperliche Aktivität definiert werden.

Die Forschung adressiert national und international eine große und spezielle Bevölkerungsgruppe der nördlichen Hemisphäre, deren Symptome, Gesundheitsereignisse und Sterblichkeit in der kalten Jahreszeit häufig sind und provoziert werden. Ein passiver Lebensstil dieser Bevölkerungsgruppe ist teilweise auf unzureichende Anweisungen und Anleitungen zurückzuführen. Als Folge des Alterns wird der Anteil der Menschen mit CAD zunehmen, was die Rolle der Prävention bei der Senkung der Gesundheitskosten unterstreicht. Die vorgeschlagene Forschungseinheit bildet einen wichtigen Teil des Forschungsprogramms, das die direkten Auswirkungen der Temperatur auf die menschliche Gesundheit im neu eingerichteten WHO-Kollaborationszentrum für globale Veränderungen, Umwelt und öffentliche Gesundheit untersucht.

Ziele und Hypothesen Die Ziele sind: 1) separate und kombinierte Wirkungen von Ober- oder Unterkörperübungen und Aufwärmen auf die kardiovaskuläre Reaktion (akut, Erholung) zu untersuchen und 2) die Forschungsinformationen in maßgeschneiderte Anweisungen für ganzjährige körperliche Aktivität zu übersetzen .

Die Hypothesen lauten: 1) moderates Ausdauertraining erhöht die kardiovaskuläre Belastung bei KHK-Patienten in kalter Umgebung im Vergleich zu warmer Umgebung, 2) Oberkörpertraining ist anstrengender als Unterkörpertraining in kalter Umgebung, 3) Aufwärmtraining dämpft die Kälte und übungsinduzierter Anstieg des Blutdrucks

Teilnehmer Die Teilnehmer sind 35-75 Jahre alte Männer (Nichtraucher) mit KHK (NYHA CCS I-II), die vor über 3 Monaten einen Myokardinfarkt erlitten haben, Bluthochdruck, aber keine anderen Stoffwechsel-, Herz-Kreislauf- oder Atemwegserkrankungen haben. Die Teilnehmer werden von einem erfahrenen Kardiologen aus dem Oulu University Hospital rekrutiert. Die Ausschlusskriterien sind: Rauchen, Asthma, CCS Klasse III-IV, Diabetes, zurückliegender Myokardinfarkt vor weniger als 3 Monaten, chronisches Vorhofflimmern, Claudicatio, instabile Angina pectoris, schwere komplexe Arrhythmien oder Ruhe-EKG-Anomalien.

Randomisierte kontrollierte Studien (n=160) Die randomisierten kontrollierten Studien ermöglichen das Verständnis der Kausalität und der physiologischen Mechanismen für die getrennten und kombinierten Wirkungen von Bewegung und Kälte auf die kardiovaskuläre Funktion bei Personen mit KHK. Phase I (2015-16): Separate und kombinierte Wirkungen von Kälte und Bewegung auf die Herz-Kreislauf-Funktion. Jeder Teilnehmer (n=20) wird zufällig vier Bedingungen und separat einer neutralen (+22°C) und kalten (-15°C) Umgebung während Ruhe und Bewegung ausgesetzt. Phase II (2016-17): Art der Übung und Aufwärmen auf die Herz-Kreislauf-Funktion während der Übung in der Kälte. Jeder Teilnehmer (n=20) wird nach dem Zufallsprinzip vier Bedingungen ausgesetzt, darunter Übungen für den Unterkörper (zügiges Gehen) oder den Oberkörper (Armergometrie) in der Kälte (-15 °C) mit oder ohne Aufwärmübungen bei +22 °C. Jede experimentelle Sitzung dauert 105 min (15 min Basislinie + 30 min Exposition + 60 min Erholung).

Umgebungsbedingungen Die Teilnehmer sind sowohl +22°C als auch -15°C ausgesetzt (Wind 1.4. m/s) für 30 min pro Versuchssitzung im Windkanal des Kastelli Research Centre. Die verwendete Kälteeinwirkung simuliert Bedingungen, die im Winter in einem kalten Klima häufig vorkommen. Die Teilnehmer sind während der Experimente mit Winterkleidung ausgestattet. Die Kälteeinwirkung ist weitgehend auf das Gesicht beschränkt, von dem bekannt ist, dass es den Blutdruck um ca. 20 mmHg bei gesunden Probanden.

Studienprotokoll

Die experimentellen Sitzungen werden für jeden Teilnehmer zur gleichen Tageszeit durchgeführt. Es werden Anweisungen gegeben, schwere körperliche Betätigung oder Alkohol 48 h vor oder kaffee-/koffeinähnliche Getränke 3 h vor den Experimenten zu vermeiden. Die Teilnehmer werden über die Forschung informiert, geben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme an der Studie und haben die Möglichkeit, sich mit den experimentellen Bedingungen vertraut zu machen. Ein Fragebogen, der die Gesundheit und den Lebensstil der Teilnehmer erfragt, wird ausgefüllt. Anschließend wird die Körperzusammensetzung der Probanden durch Bioimpedanz beurteilt. Es wird eine Basisblutprobe entnommen. Danach werden die Probanden mit Hauttemperatur-Thermistoren und Armmanschette (BP) ausgestattet. EKG-Elektroden werden sowohl für die Online- (12-Kanal) als auch für die Langzeitüberwachung (24 h) der Herzfunktion angebracht. Die Probanden werden 15 Minuten lang (Grundlinie) unter neutralen Bedingungen beobachtet. Kontinuierlicher Schlag-zu-Schlag-BP, zentraler Aortenblutdruck und strömungsvermittelte Dilatation werden vor der Exposition gegenüber neutraler/kalter Temperatur und Ruhe/Übung aufgezeichnet. Für die Bewegung in der Kälte werden die Probanden mit Winterkleidung ausgestattet und betreten die Versuchsbedingungen (Windkanal). Während des Trainings werden die Herz-Kreislauf-Funktionen kontinuierlich durch das Echtzeit-EKG verfolgt. Der Blutdruck wird jede dritte Minute in Ruhe und während des Trainings gemessen. Die körperliche Belastung wird in 1-Minuten-Intervallen und die thermischen Empfindungen in 5-Minuten-Intervallen bewertet. Zu den Abbruchkriterien gehören eine ST-Senkung von mehr als 2 mm, Symptome einer Angina pectoris sowie eine plötzliche erhebliche Änderung des Blutdrucks. Die Beendigung eines Experiments wird von der Sanitäterschwester, die die Experimentsitzung überwacht, und dem Arzt, der die Experimentsitzung überwacht, entschieden. Nach Beendigung der Belastung werden die Herz-Kreislauf-Funktionen für 30 Minuten bei 22°C verfolgt. Unmittelbar nach der Übung wird eine Blutprobe entnommen. Kontinuierlicher und zentraler Blutdruck wird 3-8 Minuten nach der Belastung (frühe Erholung) und nach 15-20 Minuten (verzögerte Erholung) gemessen. Die Probanden kommen 48 Stunden nach dem Experiment zurück, um eine Blutprobe abzugeben, die es ermöglicht, sowohl unmittelbare als auch verzögerte Auswirkungen auf hämatologische Parameter (Blutgerinnungsfaktoren, Entzündungsmarker, Endothelin) zu untersuchen.

Forschungsumgebung und Forscher

Die Forschung wird vom Centre for Environmental and Respiratory Health Research (CERH) an der Universität Oulu und in Zusammenarbeit mit der Research Unit of Internal Medicine, dem Centre for Machine Vision and Signal Analysis und dem Finnischen Institut für Arbeitsmedizin und Finnisch koordiniert Verteidigungskräfte. Die internationale Zusammenarbeit umfasst das University of Texas Southwestern Medical Center und die Universität Maastricht. Die Experimente werden in den einzigartigen thermischen Labors des Kastelli-Forschungszentrums in Oulu mit umfassender und neuartiger Ausrüstung zur Bewertung der Kreislauf-, Atmungs-, autonomen Nervensystemfunktion und des thermischen Gleichgewichts durchgeführt. Das Forschungsteam ist multidisziplinär und besteht aus Experten der Sportwissenschaften, Physiologie, Medizin, Rehabilitation und Wellnesstechnologie.

Außerordentliche Professorin Tiina Ikäheimo (ehemals Mäkinen), Ph.D., Dozentin CERH, Universität Oulu; PI der Forschung und mit besonderer Expertise in Physiologie und den Auswirkungen der Temperatur auf die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit. Das PI hat mehrere Originalveröffentlichungen und Rezensionen erstellt und Texte zu nationalen und internationalen Fachbüchern (z. B. für die WHO) zu erkältungsbedingten Gesundheitsrisiken und Empfehlungen zu ihrer Prävention verfasst.

Forschungsgruppe:

Professor Heikki Huikuri, MD, Ph.D., Universität Oulu und Universitätskrankenhaus Oulu, Forschungseinheit für Innere Medizin, Leiter des medizinischen Forschungszentrums und Experte für Kardiologie; Adjunct Professor Antti Kiviniemi, Ph.D., leitender Wissenschaftler für Sport und medizinische Physiologie; Facharzt für Kardiologie, Juha Perkiömäki, MD, Ph.D.; Außerordentlicher Professor Mikko Tulppo, Ph.D.; Außerordentlicher Professor Arto Hautala, Ph.D. Zentrum für Bildverarbeitung und Signalanalyse, Universität Oulu; Professor Markku Alén, MD, Ph.D., Universität Oulu, Zentrum für Lebensverlaufsepidemiologie (CLCE); Professor Hannu Rintamäki, Ph.D. Finnisches Institut für Arbeitsmedizin; Professor Matti Mäntysaari*, MD, Ph.D., Direktor, Aeromedical Centre, Finnish Defence Forces; Professor Jouni J.K. Jaakkola, MD, Ph.D., Direktor, CERH, Universität Oulu; Postgraduierte Studentin Heidi Hintsala, Master in Health Sciences (MHSc). CERH, Universität Oulu; Emeritierter Professor Juhani Hassi, Ph.D. CERH, Universität Oulu; Doktorand Rasmus Valtonen, CERH University of Oulu; Sanitäterin Miia Länsititie, CERH, Universität Oulu, Projektsekretärin Riitta Aittamaa, CERH, Universität Oulu. INTERNATIONAL: Professor Craig Crandall, Ph.D., Abteilung für Kardiologie, Abteilung für Innere Medizin, The University of Texas Southwestern Medical Center, USA. Professor Wouter van Marken Lichtenbelt, Ph.D. Gesundheit, Medizin und Biowissenschaften, Humanbiologie, Universität Maastricht, Niederlande.

Ethische Fragen

Die Studie folgt der Deklaration von Helsinki und den Gesetzen, Dekreten und ethischen Grundsätzen zur medizinischen Forschung am Menschen in Finnland. Die Studie wurde von der Ethikkommission der Krankenhausbezirke Nordösterbottens genehmigt. Die experimentellen Tests werden unter der Überwachung einer Sanitäterschwester und der Aufsicht eines Arztes durchgeführt.