Abnorme vaskuläre, metabolische und neurale Funktion während des Trainings bei Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion

Protokoll 1.1: Um die Hypothese 1.1 zu testen, messen die Forscher die schnell einsetzende Vasodilatation als Reaktion auf eine einzelne KE-Kontraktion als Marker für die vaskuläre Reaktion auf die Muskelkontraktion sowie den dynamischen Beginn und die stationären vasodilatatorischen Reaktionen auf kontinuierliche KE-Übungen. Die schnell einsetzende vasodilatatorische (ROV) Reaktion auf eine kurze (1 Sekunde) einzelne isometrische Kniestreckungskontraktion wird wie von unseren Mitarbeitern beschrieben gemessen50. Die Probanden führen einzelne Kontraktionen bei 5, 10 oder 20 % ihrer maximalen freiwilligen Kontraktion (MVC) durch. Lokale vaskuläre Reaktionen von Schlag zu Schlag (d. h. femoraler Blutfluss; FBF und Gefäßleitfähigkeit; FVC) wird kontinuierlich für 30 Sekunden mit der anfänglichen Reaktion (erster ununterbrochener Herzzyklus nach der Kontraktion), der Spitzenreaktion (maximaler Anstieg), der Latenz (Zeit bis zur Spitzenreaktion) und der Fläche unter der Kurve (gesamte vasodilatatorische Reaktion über 30 Sekunden) analysiert, um das ROV in HFpEF vollständig zu charakterisieren. Zusätzlich wird die vaskuläre und hämodynamische Reaktion auf dynamische KE-Übungen (Schlag-für-Schlag-Beginn und Steady-State-FBF und FVC) ab Beginn der Belastung sechs Minuten lang bei submaximalen Arbeitsraten (10, 15 W und 60 % maximal) gemessen Arbeitsgeschwindigkeit). Diese Studien werden einzeln und mit 20 Minuten Pause zwischen den Bedingungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Patienten in der Lage sind, jede dieser Studien abzuschließen. Zusätzlich zur lokalen vaskulären Hämodynamik wird die systemische Hämodynamik (HR, MAP, CO, SV) durchgehend überwacht, um zu bestätigen, dass alle Änderungen des lokalen Blutflusses unabhängig von zentralen kardiovaskulären Anpassungen sind (siehe Abb. 2, Tag 2).

Hypothese 1.2: Die V̇O2-Kinetik des Skelettmuskels wird bei HFpEF verlangsamt.

Protokoll 1.2: Die pulmonale V-O2-Kinetik Atemzug für Atemzug wird während des Fahrradtrainings bei einer relativ leichten Arbeitsfrequenz von 20 W (~30 % V-O2-Spitze) gemessen, um die V-O2-Kinetik zu charakterisieren, wenn keine kardiale Einschränkung vorliegt, was eine submaximale Bewertung von ermöglicht "periphere" oxidative Effizienz während einer Übung mit großer Muskelmasse. Während der Zyklusbelastung wird die V̇O2-Kinetik in Verbindung mit Nahinfrarotspektroskopie als Marker für die Kopplung zwischen Sauerstoffzufuhr und -bedarf gemessen (siehe Abb. 2, Tag 3).

Hypothese 1.3: HFpEF-Patienten zeigen eine erhöhte MSNA in Ruhe und eine übertriebene Empfindlichkeit des Metaboreflexes während des Trainings.

Protokoll 1.3: Mikroneurographie wird verwendet, um die Multi-Unit-Muskel-Sympathikus-Entladung bei Probanden in Ruhe, während dynamischer Kniestreckungsübung (30, 40 % MVC) und während 2 Minuten und 15 Sekunden der erreichten Ischämie nach der Übung (PEI) zu messen B. durch Aufblasen einer Blutdruckmanschette auf suprasystolischen Druck. Dieser Ansatz ermöglicht die experimentelle Isolierung des Beitrags des Metaboreflexes zu Veränderungen in MSNA und Hämodynamik, indem das Auswaschen von Metaboliten verhindert wird, die durch Muskelkontraktion während des Trainings produziert werden. Wichtig ist, dass die sympathische Reaktion unabhängig von der verwirrenden Aktivierung des Mechanoreflexes oder des zentralen Befehls ist, da keine Muskelkontraktionen mehr durchgeführt werden. Ein Kaltpressortest wird verwendet, um die spezifische Empfindlichkeit gegenüber dem Metaboreflex und nicht die allgemeine Empfindlichkeit gegenüber sympathoexzitatorischen Stimuli zu bestätigen. Postganglionäre Multi-Unit-MSNA werden vom Nervus peroneus unter Verwendung mikroneurographischer Standardtechniken aufgezeichnet und als Burst-Frequenz (Bursts/min), Burst-Inzidenz (Burst/100 Herzzyklen) und Gesamtaktivität (Burst-Frequenz x mittlere Burst-Amplitude) quantifiziert.

Versuchsreihe 2 – Globale Hypothese 2: Die Isolierung peripherer Anpassungen an das Bewegungstraining unter Verwendung eines einzelnen KE-Übungstrainings verbessert die periphere Gefäß-, Stoffwechsel- und Nervenfunktion und führt zu einer größeren funktionellen Kapazität bei HFpEF.

Ansatz: Hypothese 2.1: Isoliertes KE-Übungstraining verbessert die vasodilatatorische Reaktion auf Übung, beschleunigt die V̇O2-Kinetik und reduziert MSNA im Ruhezustand HFpEF.

Protokoll 2.1: 1) Gefäßreaktion: ROV wird wie in Protokoll 1 beschrieben bewertet. Die Probanden führen einzelne Kontraktionen bei 5, 10 oder 20 % ihrer maximalen freiwilligen Kontraktion (MVC) vor und nach dem Test durch. Die periphere hämodynamische Reaktion auf dynamisches KE-Training (Schlag-für-Schlag-Beginn und stationärer Zustand) wird kontinuierlich ab Beginn des Trainings sechs Minuten lang bei der gleichen absoluten (10 und 15 W) und relativen (60 % der post- Intervention maximale Arbeitsfrequenz) Übungsintensitäten. Die lokale vaskuläre (FBF, FVC) und systemische (HR, MAP, CO, SV) Hämodynamik wird während dieser Studien überwacht, um zu bestätigen, dass jegliche Veränderungen des lokalen Blutflusses unabhängig von zentralen kardiovaskulären Anpassungen sind (siehe Abb. 2, Tag 2). 2) V̇O2-Kinetik: Die pulmonale V̇O2-Kinetik Atemzug für Atemzug wird während isolierter einzelner KE-Übungen und während aufrechter Zyklusübungen gemessen. Dynamische KE-Übungen werden sechs Minuten lang mit den gleichen absoluten submaximalen Arbeitsfrequenzen (10 und 15 W) sowie mit der gleichen relativen (60 % maximale Arbeitsfrequenz nach dem Eingriff; siehe Abb. 2, Tag 2) in Verbindung mit Schlag- By-Beat-Durchblutungsmessungen. Darüber hinaus wird die V̇O2-Kinetik während eines leichten Intensitätszyklus-Trainings bei 20 W bewertet und als Marker für die Wirksamkeit der Intervention verwendet, wie oben diskutiert (siehe Abb. 2, Tag 3). 3) MSNA: Mikroneurographie wird verwendet, um die Multi-Unit-Muskel-Sympathikus-Entladung bei Probanden in Ruhe, während Kniestreckungsübungen und PEI zu messen (siehe Abb. 2, Tag 3).

Hypothese 2.2: Ein einzelnes KE-Übungstraining verbessert die Ganzkörperbelastungstoleranz, den V̇O2-Spitzenwert und die funktionelle Kapazität bei HFpEF.

Protokoll 2.2: Zusätzlich zur submaximalen V̇O2-Kinetik: Die maximale KE-Arbeitsrate, die V̇O2-Spitze während des Zyklustrainings und die Leistung im 6-Minuten-Gehtest werden nach einem isolierten Quadrizeps-Übungstraining auf die gleiche Weise wie vor der Intervention neu bewertet ( siehe spezifisches Trainingsprotokoll unten).