Inspiratorisches Muskelkrafttraining zur Senkung des Blutdrucks und zur Verbesserung der Endothelfunktion bei postmenopausalen Frauen: Vergleich mit "Standard of Care" Aerobic-Übungen

Studienübersicht: Dies ist eine randomisierte, einfach verblindete klinische Studie mit parallelem Design, die die Wirksamkeit von hochohmigem inspiratorischem Muskelkrafttraining (IMST) zur Senkung des systolischen Blutdrucks (SBP), zur Verbesserung der vaskulären Endothelfunktion und zur Untersuchung der damit verbundenen Mechanismen bewertet postmenopausale (PMe-) Frauen mit Östrogenmangel und übernormalem SBD (d. h. >/= 120 mmHg) zu Studienbeginn. IMST wird mit aerobem Training mittlerer Intensität (AE; 150 min/Woche zügiges Gehen) verglichen, einer standardmäßigen Lebensstilintervention zur Senkung des SBD und zur Verbesserung der vaskulären Endothelfunktion. AE senkt den gelegentlichen SBP um etwa 3 mmHg bei PMe-Frauen; Daten aus unserem Labor haben jedoch gezeigt, dass AE die vaskuläre Endothelfunktion in dieser Patientengruppe nicht durchgängig verbessert. Darüber hinaus halten sich nur 25-30 % der PM-Frauen an die AE-Richtlinien. Daten von PMe-Frauen, die an unserer 6-wöchigen IMST-Pilotstudie teilgenommen haben, deuten darauf hin, dass IMST den gelegentlichen SBD um 8 mmHg senkt und die vaskuläre Endothelfunktion, gemessen als flussvermittelte Dilatation der Brachialarterie (FMDba), um mehr als 40 % verbessert Frauen. Darüber hinaus ist IMST eine zeiteffiziente Intervention (5 min/Tag), die aufgrund der minimalen Zeitbelastung (95 % Adhärenz in unserer Pilotstudie) die Adhärenz fördert. Daher ist IMST eine vielversprechende Lebensstilintervention zur Verbesserung der kardiovaskulären Gesundheit von PMe-Frauen. Diese Daten einer kleinen Anzahl von PMe-Frauen müssen jedoch in einer angemessen fundierten klinischen Studie mit einer leitlinienbasierten Behandlungsdauer bestätigt werden.

• Patientenrekrutierung und Screening: Potenzielle Teilnehmer werden durch die beschriebenen Rekrutierungsbemühungen auf die vorgeschlagene Studie aufmerksam gemacht (siehe Abschnitt Rekrutierungs- und Bindungsplan). Interessierte Teilnehmer wenden sich telefonisch oder per E-Mail an einen Forschungsassistenten (Kontaktinformationen werden mit den Rekrutierungsmaterialien geliefert) und erhalten online über das Research Electronic Data Capture (REDCap)-System ein allgemeines Screening-Formular, um die Berechtigung zu bestimmen. REDCap ist eine sichere webbasierte Anwendung zur Unterstützung der Datenerfassung für Forschungsstudien.
• Nach Anhörung einer Studienbeschreibung und Beantwortung von Fragen durch den wissenschaftlichen Mitarbeiter geben diejenigen, die für die Teilnahme an der Studie in Frage kommen und daran interessiert sind, eine schriftliche und mündliche Einverständniserklärung ab und unterziehen sich einem persönlichen Screening an der University of Colorado (CU) Boulder Clinical Translational Research Zentrum (CTRC). Eine informierte Zustimmung wird nur von Mitgliedern des Forschungsteams eingeholt, die vom CTRC Research Subject Advocate beobachtet und genehmigt wurden (siehe Schutz menschlicher Probanden). Wir planen, 120 Probanden zuzustimmen und zu screenen, um unsere Einschreibungsziele zu erreichen (um eine Ausschlussrate von etwa 33 % basierend auf Einschluss-/Ausschlusskriterien zu berücksichtigen).
• Das persönliche Screening umfasst: Überprüfung der Krankengeschichte; körperliche Untersuchung; Ruhepuls; Ruheblutdruck; Blutabnahme für Stoffwechselprofil, Lipidprofil, vollständiges Blutbild und Schilddrüsen-stimulierendes Hormon; Messung des Knöchel-Arm-Index; und 12-Kanal-EKG in Ruhe und während abgestufter Belastungstests (siehe Abschnitt Eignungskriterien für detaillierte Einschluss-/Ausschlusskriterien).
• Der Ruheblutdruck wird ein zweites Mal innerhalb einer Woche nach dem ersten Screening gemessen, um den Ausgangsblutdruckstatus festzustellen. Der an zwei verschiedenen Tagen gemessene SBP wird gemittelt und muss für die Aufnahme in die Studie >/= 120 mmHg betragen.
• Bewertung der Studienergebnisse: Alle Probanden werden vor und nach 3 Monaten IMST/AE-Training Tests auf alle primären, sekundären und anderen Ergebnismessungen sowie eine Bewertung der Probandenmerkmale unterzogen, von denen bekannt ist, dass sie sich auf SBP und vaskuläre Endothelfunktion auswirken. Zusätzlich werden Gelegenheits-SBP, 24-Stunden-SBP und FMDba 6 Wochen nach Beendigung des Trainings erneut gemessen, um die langanhaltenden Wirkungen von IMST festzustellen. Alle Tests finden im CU Boulder CTRC statt.
• Testtag 1: Die Messungen an Tag 1 werden nach einer 12-stündigen Fastenzeit von Nahrung und Koffein (Wasser erlaubt) und 24 Stunden nach dem Verzicht auf Alkohol und Bewegung durchgeführt.
• Lässiger BP;
• IV. Platzierung und Blutentnahme;
• Sammlung venöser Endothelzellen;
• FMDba (vaskuläre endotheliale Funktion);
• FMDba nach supratherapeutischer Vitamin-C-Infusion (ROS-vermittelte Unterdrückung der vaskulären Endothelfunktion);
• Dilatation der A. brachialis auf sublinguales Nitroglycerin (Endothel-unabhängige Dilatation; Kontrollmaßnahme).
• Nach den Tests am ersten Tag werden die Probanden mit einem ambulanten Blutdruckmessgerät ausgestattet, das so vorprogrammiert ist, dass es automatisch alle 20 Minuten den Blutdruck misst. Die Probanden erhalten schriftliche und mündliche Anweisungen für den ordnungsgemäßen Betrieb des Monitors und tragen den Monitor 24 Stunden lang, bevor sie ihn den Ermittlern zurückgeben. Ein Mitglied des Studienteams wertet die ambulanten Blutdruckdaten sofort nach Rückgabe des Monitors auf Vollständigkeit aus; Wenn eine unzureichende Anzahl von Blutdruckmessungen (< 67 % des erwarteten Werts) durchgeführt wurde, um den 24-Stunden-SBP richtig zu charakterisieren, wird der Proband erneut mit dem ambulanten Monitor ausgestattet, erneut in seine Verwendung eingewiesen und trägt ihn für weitere 24 -Stunden-Zeitraum.
• Testtag 2: Die Messungen an Tag 2 werden ungefähr 2 Stunden nach dem Essen einer kleinen Mahlzeit oder einem Snack und 24 Stunden nach dem Verzicht auf Alkohol und Bewegung durchgeführt.
• Dreitägige Ernährungsaufzeichnungen, um sicherzustellen, dass die tägliche Flüssigkeits- und Kalorienaufnahme stabil bleibt;
• Der Fragebogen des Community Healthy Activities Model Program for Seniors (CHAMPS) wird ausgefüllt und die körperliche Aktivität mit einem Beschleunigungsmesser (Actigraph, dreitägige Aufzeichnungen) bewertet, um die Stabilität des körperlichen Aktivitätsniveaus außerhalb der in der Intervention vorgeschriebenen körperlichen Aktivität zu dokumentieren;
• Schlafstabilität bewertet mit der Epworth Sleepiness Scale;
• Der maximale Sauerstoffverbrauch wird mittels indirekter Kalorimetrie während inkrementeller Laufbandübungen (Balke-Protokoll) gemessen, um die aerobe Fitness zu dokumentieren; und
• Bestimmung der Körperzusammensetzung durch Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DEXA) und Anthropometrie zur Messung der Körperzusammensetzung; Die Körpermasse wird auch während der Check-in-Besuche bestimmt.
• Die Abschnitte „Forschungsstrategie“ und „Ergebnismessungen“ enthalten ausführlichere Beschreibungen dieser Verfahren. Ähnliche Protokolle und Verfahren sind im Labor für Integrative Physiologie des Alterns und im CTRC der CU Boulder etabliert.
• Randomisierung der Teilnehmer: Nach Abschluss der Basistests werden die Probanden randomisiert entweder IMST oder AE zugewiesen. Ein randomisiertes Blockdesign wird verwendet, um die Gruppen nach Alter (Lebensmitte: </= 64 Jahre; älter: 65+ Jahre) und SBD-Status (erhöhter SBD/Stadium 1-Hypertonie: SBP 120-139 mmHg; Stadium 2-Hypertonie: SBP 140) auszugleichen + mmHg). Die Randomisierung wird vom Biostatistiker der Studie, Dr. Zhiying You, durchgeführt. Die Probanden werden basierend auf dem Block-Randomisierungsschema kategorisiert und dann wird ein Zufallszahlengenerator verwendet, um die Probanden entweder IMST oder AE zuzuweisen. Forscher, die an der Erhebung und Analyse aller Ergebnisdaten beteiligt sind, werden gegenüber der zugewiesenen Intervention verblindet.
• Durchführung der Intervention: Nach Abschluss der Basistests beginnen die Probanden mit der ihnen zugewiesenen Intervention (IMST oder AE).
• IMST: Um angemessene Trainingslasten einzustellen, wird der maximale Inspirationsdruck (PImax) der Probanden zunächst als Durchschnitt der 3 höchsten Inspirationsdrücke bestimmt, die während einer Reihe maximaler Inspirationsbemühungen gegen einen nahezu unendlichen Widerstand erzeugt werden. Das gesamte Training wird mit dem POWERBreathe KH2-Trainer durchgeführt, einem tragbaren Druckschwellengerät, das 1) vorprogrammiert werden kann, um einen angemessenen Inspirationswiderstand zu bieten, und 2) Daten aus allen Trainingssitzungen aufzeichnet, um die Einhaltung der Intervention zu bewerten. Die Probanden erhalten mündliche und schriftliche Anweisungen zum Trainingsprotokoll (5 Sätze mit 6 Atemzügen, 1 Minute Pause zwischen den Sätzen) und zur Bedienung des POWERBreathe KH2 von einem unverblindeten Forschungsassistenten. Der Forschungsassistent stellt den POWERBreathe KH2 auf 75 % PImax ein und überwacht die erste Trainingseinheit, um die richtige Technik und das richtige Verständnis sicherzustellen. Die Probanden kehren eine Woche später für eine zusätzliche überwachte Trainingseinheit zurück, um sicherzustellen, dass die richtige Trainingstechnik beibehalten wird. Alle anderen Trainingseinheiten werden "auf eigene Faust" ohne Aufsicht zu Hause durchgeführt, aber mit Einhaltung und Qualität, die mit dem internen Speicher des POWERBreathe KH2 verfolgt werden. Die Probanden erhalten auch ein Trainingstagebuch, um die Einhaltung zu verfolgen.
• AE: Die in die AE-Gruppe randomisierten Probanden führen 25 Minuten zügiges Gehen/Tag, 6 Tage/Woche für 3 Monate durch. Das AE-Training wird mit einer Intensität von 40-60 % Herzfrequenzreserve durchgeführt. Dies führt dazu, dass die Probanden in der AE-Gruppe 150 Minuten pro Woche Aerobic-Übungen mittlerer Intensität durchführen, in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Gesundheits- und Sozialdienstes und der Standardbehandlung zur Senkung des SBP. Der angemessene Herzfrequenzbereich wird für jeden Probanden anhand der maximalen Herzfrequenz berechnet, die während des am Testtag 2 durchgeführten Tests zur maximalen Sauerstoffaufnahme erreicht wurde. Die Probanden erhalten mündliche und schriftliche Anweisungen für das Trainingsprotokoll und den Betrieb des Herzfrequenzmonitors (Polar OH1). Ein unverblindeter wissenschaftlicher Mitarbeiter wird die erste Trainingseinheit auf unserem Laborlaufband betreuen, um die richtige Trainingsintensität sicherzustellen. Die Probanden kehren eine Woche später für eine zusätzliche überwachte Trainingseinheit zurück, um sicherzustellen, dass die richtige Trainingsintensität aufrechterhalten wird, und um die Kontaktzeit der Probanden mit der IMST-Gruppe abzustimmen. Alle anderen Trainingseinheiten werden "auf eigene Faust" ohne Aufsicht durchgeführt, aber mit Einhaltung und Qualität, die mit den auf dem Polar OH1-Monitor gespeicherten Herzfrequenzdaten verfolgt werden. Die Probanden erhalten auch ein Trainingstagebuch, um die Einhaltung zu verfolgen.
• Check-in-Besuche: Die Probanden kehren alle 2 Wochen für einen Check-in-Besuch ins Labor zurück. Beiläufiger Blutdruck wird zu Beginn jedes Check-in-Besuchs gemessen und die Einhaltung wird durch Gerätedatenspeicherung und Tagebuchüberprüfung bewertet. Adhärenz und Verträglichkeit werden beurteilt, indem alle unerwünschten Ereignisse mit einer CTRC-Krankenschwester besprochen werden. Für Patienten, die für IMST randomisiert wurden, wird PImax bei jedem Check-in-Besuch neu bewertet, um sicherzustellen, dass der Trainingsstimulus aufrechterhalten wird, während die Patienten durch die Intervention fortschreiten.
• Post-Test: Nach Abschluss von 3 Monaten IMST- oder AE-Training kehren die Probanden zur Neubewertung aller Ergebnisse und charakteristischen Messungen des Probanden zurück. Alle Messungen nach dem Test werden zwischen 24 und 48 Stunden nach Abschluss der letzten IMST/AE-Schulungssitzung durchgeführt, um die chronischen Auswirkungen der Intervention zu bestimmen und eine Verwechslung durch akute Auswirkungen von IMST oder AE zu vermeiden. Wichtig ist, dass die Probanden das IMST/AE-Training bis zum Abschluss der Nachtestmaßnahmen fortsetzen (Anpassung des Zeitpunkts der Trainingseinheiten, damit sie nicht innerhalb von 24 Stunden nach den geplanten Besuchen fallen), um den Trainingsreiz aufrechtzuerhalten. Alle Messungen nach dem Test werden unter den gleichen experimentellen Bedingungen, zur gleichen Tageszeit, in der gleichen Reihenfolge und mit den gleichen Techniken wie beim Basistest durchgeführt.
• Folgetest: Nach Abschluss des Nachtests geben die Probanden ihr POWERBreathe KH2-Trainingsgerät zurück (für diejenigen, die für IMST randomisiert wurden) und alle Probanden beginnen einen 6-wöchigen Zeitraum ohne Training (kein IMST oder AE), d. h. sie kehren zurück zum normalen Lebensstil. Die Probanden werden während dieses Zeitraums wöchentlich per Telefon oder E-Mail kontaktiert, um die Beibehaltung und Einhaltung der Probanden zu unterstützen. Die Probanden kehren nach 6 Wochen ins Labor zurück, um gelegentlichen SBP, 24-Stunden-SBP und FMDba erneut zu bewerten, um die lang anhaltenden Auswirkungen von IMST auf diese Ergebnisse zu bestimmen.
• Interventionsdauer und Stichprobengröße der Studie: Die erwartete Dauer für einen Teilnehmer, um das gesamte Protokoll vom Screening bis zum Follow-up-Test abzuschließen, beträgt 23 Wochen. Insgesamt 72 Teilnehmer (36/Gruppe) werden die Studie abschließen. Wir beabsichtigen, 90 Fächer (45/Gruppe) einzuschreiben, um eine Abbrecherquote von 20 % zu ermöglichen. Auf dieser Grundlage werden jeden Monat etwa 2 Teilnehmer eingeschrieben, was es uns ermöglicht, die Datenerhebung zu menschlichen Probanden bis zum 52. Monat des beantragten 60-monatigen Vergabezeitraums abzuschließen. Dadurch bleiben 8 Monate, um die biochemischen Analysen, die endgültige Datenanalyse und das Schreiben des Manuskripts abzuschließen. Diese Testrate ist auf der Grundlage unseres IMST-Pilotversuchs und früherer im Labor durchgeführter AE-Eingriffe sowie der Verfügbarkeit der CTRC-Einrichtungen und des Personals erreichbar.
• Datenerfassung und -analyse (einschließlich Verblindung): Die Erfassung aller Ergebnismessdaten wird von Postdoktorand Dr. Daniel Craighead mit Unterstützung von Mitgliedern des Labors durchgeführt. IV. Platzierung, Blutabnahmen und Entnahme von Gefäßendothelzellen werden von erfahrenem klinischem Personal des CTRC durchgeführt. Alle funktionellen Datenanalysen (d. h. Messungen der vaskulären Endothelfunktion) werden von Dr. Craighead durchgeführt. Wenn ein einziger Forscher die gesamte Datenerhebung und -analyse durchführt, wird das Potenzial für Abweichungen zwischen den Forschern beseitigt. Dr. Craighead und andere an der Datenerfassung beteiligte Forschungsmitarbeiter bleiben während der gesamten Datenerfassung und -analyse blind. Ein separater, nicht verblindeter Forschungsassistent verwaltet und überwacht die IMST- und AE-Trainingsprogramme und zugehörige Daten (d. h. Einhaltung, PImax usw.), da die Bewertung dieser Daten inhärent zu einer Entblindung führt. Die Analyse aller biochemischen Daten wird von Dr. Brian Ziemba, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Direktor des Nasslabors, überwacht. Alle Daten werden wie in den Abschnitten „Forschungsstrategie“ und „Ergebnismessungen“ beschrieben analysiert; Die Datenanalyse und Verbreitung der Ergebnisse wird bis zum Ende dieser Auszeichnung abgeschlossen sein.