Vergleich der Gefäßreaktionen auf Widerstandsübungen mit und ohne Einschränkung des Blutflusses bei jungen und älteren Erwachsenen (HOLD TIGHT)
Vergleich makro- und mikrovaskulärer Reaktionen auf akutes Widerstandstraining mit und ohne Einschränkung des Blutflusses bei jungen und älteren Erwachsenen: eine randomisierte Parallelgruppen-Crossover-Studie
Alterung führt zu einem Rückgang der Funktionsfähigkeit und der Anstrengungstoleranz. Die Muskelkraft bleibt im Alter von 25 bis 50 Jahren stabil, nimmt jedoch nach dem 60. Lebensjahr erheblich ab, was sich auf Aktivitäten wie Treppensteigen und Gehen auswirkt und die Autonomie und Unabhängigkeit verringert. Während Muskelatrophie ein wesentlicher Faktor ist, beeinträchtigt eine makrovaskuläre endotheliale Dysfunktion auch die Leistung der Skelettmuskulatur bei älteren Erwachsenen. Stickstoffmonoxid (NO), das von Endothelzellen produziert wird, reguliert die Gefäßhomöostase und die kontraktile Funktion. NO erhöht die Geschwindigkeit der Muskelfaserverkürzung, verkürzt die Zeit bis zum Höhepunkt der Kontraktion und erhöht die Geschwindigkeit der Kraftentwicklung. Eine altersbedingte endotheliale Dysfunktion verringert die NO-Verfügbarkeit, was über eine verminderte Skelettmuskelperfusion zu einer verringerten Muskelmasse und Sarkopenie führt. Eine erhöhte arterielle Steifheit stört die ventrikulär-vaskuläre Kopplung, verringert die Herzleistung und trägt zu altersbedingter Muskelschwäche bei. Darüber hinaus nimmt die mikrovaskuläre Funktion mit zunehmendem Alter ab, was zu einer veränderten Wahrnehmung körperlicher Arbeit und einer verminderten Funktion führt. Eine niedrige Kapillardichte ist mit einer verringerten Gehgeschwindigkeit bei älteren Erwachsenen und einer verkürzten Gehzeit bei Patienten mit peripherer arterieller Erkrankung verbunden, was die Rolle der Mikrogefäße bei der funktionellen Leistung unterstützt. Eine verringerte Muskelmasse erhöht auch die zentrale hämodynamische Belastung und wirkt sich auf die Arteriensteifheit und die Herzfunktion aus.
Krafttraining (RT) wird empfohlen, um Alterungseffekte wie Kraft- und Muskelmasseverlust abzumildern und das kardiovaskuläre Risiko sowie die Gesamtmortalität zu reduzieren. Die Richtlinien empfehlen 1–3 Sätze mit 8–12 Wiederholungen bei 60–80 % des individuellen Wiederholungsmaximums (1RM), die mindestens zweimal pro Woche durchgeführt werden. Ältere Erwachsene mit Arthrose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vertragen jedoch oft keine hohe mechanische Belastung und erhalten ein Widerstandstraining mit geringerer Intensität (LIRT) von 40–50 % des 1RM, was typischerweise zu vernachlässigbarer Muskelhypertrophie oder Kraftzuwächsen führt. Das BFR-Training (Blood Flow Restriction), bei dem Druckbänder angewendet werden, um den Blutfluss während der LIRT einzuschränken, erhöht das Muskelvolumen und die Muskelkraft. Obwohl BFR vielversprechend ist, kann es bei älteren Erwachsenen zu einem akuten Anstieg der Arteriensteifheit und des Blutdrucks führen, sodass bei der Verschreibung Vorsicht geboten ist.
Diese Studie zielt darauf ab, makrovaskuläre und mikrovaskuläre Funktionsreaktionen auf akutes Widerstandstraining mit und ohne BFR bei jungen und älteren Erwachsenen zu vergleichen. Wir gehen davon aus, dass ältere Erwachsene im Vergleich zu jüngeren Teilnehmern nach einem Widerstandstraining einen stärkeren Anstieg der makrovaskulären und mikrovaskulären Dysfunktion aufweisen. In dieser randomisierten kontrollierten Parallelgruppenstudie werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip entweder einem LIRT-BFR oder einem hochintensiven Krafttraining (HIRT) zugeteilt. Jeder Teilnehmer nimmt an drei Sitzungen teil: einer Einarbeitungssitzung und zwei experimentellen Sitzungen mit den zufällig ausgewählten Übungsbedingungen. Messungen des Brachialblutdrucks, der Herzfrequenz sowie der makrovaskulären und mikrovaskulären Funktion werden in Ruhe und während der Erholungsphasen nach dem Training durchgeführt.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
In dieser randomisierten Parallelgruppen-Crossover-Studie werden junge und ältere erwachsene Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip zwei experimentellen Bedingungen zugeordnet: einem LIRT+BFR und einem HIRT. Diese beiden Erkrankungen wurden ausgewählt, da akutes LIRE+BFR und HIRE nachweislich die Herzfrequenz und den Blutdruck bei älteren Erwachsenen in ähnlicher Weise erhöhen. Jeder Teilnehmer meldet sich dreimal im Abstand von mindestens einer Woche beim Labor. Bei Besuch 1 werden Körpergewicht und Körpergröße der Teilnehmer gemessen und innerhalb von 30 Minuten im Ruhezustand (Kontrolle) zweimal auf makro- und mikrovaskuläre Funktion untersucht. Danach machen sie sich mit dem Übungsprotokoll vertraut und bestimmen ihr maximales Ein-Wiederholungs-Maximum (1RM) für die beidseitige Beinpresse und Kniestreckung. Bei den Besuchen 2 und 3 führen die Teilnehmer die Versuchsbedingungen in einer einfachen zufälligen Reihenfolge durch, für die die Teilnehmer bis zur Ankunft im Labor blind sind.
Die Zuordnungssequenz wird von Dr. und in fortlaufend nummerierten, undurchsichtigen, versiegelten Umschlägen verpackt, um sicherzustellen, dass der Zuteilungsprozess verborgen bleibt und potenzielle Vorurteile gegenüber Forschern und Teilnehmern minimiert werden, und am Tag des ersten Besuchs den Feldforschern, die blind sein werden, zu übergeben.
Jede Sitzung beginnt mit einer 15-minütigen Ruhepause in Rückenlage auf einem gepolsterten Untersuchungstisch. Daran schließt sich an: 1) Beurteilung des brachialen Blutdrucks, der Herzfrequenz und der mikrovaskulären Funktion in Ruhe, gemessen durch Fingerphotoplethysmographie (Vicorder, Berlin, Deutschland). Im Anschluss an diese Bewertungen üben die Teilnehmer etwa 30 Minuten lang eine der zuvor randomisierten experimentellen Bedingungen für Krafttraining aus. Danach kehren die Teilnehmer sofort zum Untersuchungstisch zurück und erholen sich 30 Minuten lang in Rückenlage. Während dieser Zeit werden der Brachialblutdruck, die Herzfrequenz und die mikrovaskuläre Funktion in Abständen von 5 bis 30 Minuten nach der Genesung neu bewertet und mit diesen verglichen in Ruhe. Zeitmessungen nach dem Training zielen darauf ab, die biphasische Reaktion der mikrovaskulären Funktion nach dem Training zu charakterisieren.
Die Teilnehmer werden angewiesen, 24 Stunden lang Koffein und Alkohol zu meiden und vor der Sitzung vollständig zu trinken. Außerdem wird ihnen empfohlen, 24 Stunden vor jeder Sitzung, einschließlich der Eingewöhnungssitzung, auf anstrengende sportliche Aktivitäten zu verzichten. Alle Bewertungen werden von 4 Physiotherapiestudenten pro Teilnehmer (4:1) geleitet, mit über 30 Stunden Schulung in den Bewertungs- und Trainingsprotokollen. Während der Zeit des Teilnehmers im Labor wird ein zertifizierter Fachmann für grundlegende Lebenserhaltung und automatisierte externe Defibrillatoren (AEDs) in der Klinik anwesend sein.
Basierend auf einer Effektgröße von 0,141, abgeleitet aus dem Mittelwert und der Streuungsreaktion der Karotis-Radial-Pulswellengeschwindigkeit auf Widerstandsübungen zur nicht autoregulierten Blutflussbeschränkung. Es sind 48 Teilnehmer erforderlich (24 pro Gruppe), die nach Geschlecht abgeglichen sind, unter der Annahme eines Alpha-Fehlers von 5 % und eines Beta-Fehlers von 20 % mit einem Verhältnis von 1:1 zwischen den Gruppen. Um einer Abbrecherquote von 10 % Rechnung zu tragen, werden insgesamt 52 Personen eingestellt.
Junge Erwachsene an der Egas Moniz School of Health & Science werden über Instagram-Anzeigen und strategisch platzierte Poster rekrutiert. Interessierte Personen nutzen einen QR-Code, um auf ein Formular mit Studiendetails und Zulassungskriterien zuzugreifen. Berechtigte Teilnehmer erhalten vor ihrem ersten Besuch ein elektronisches Einverständnisformular zur Unterzeichnung. Ältere Erwachsene werden per E-Mail aus örtlichen Seniorenzentren, Fitnessstudios und Gemeinschaftsprogrammen rekrutiert. Diejenigen, die die Zulassungskriterien erfüllen, erhalten vor ihrem ersten Klinikbesuch eine gedruckte Einverständniserklärung, die sie unterschreiben müssen.
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Xavier Melo, PhD
- Telefonnummer: +351 212946700
- E-Mail: xmelo@egasmoniz.edu.pt
Studienorte
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Monte da Caparica
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Almada, Monte da Caparica, Portugal, 2829-511
- Noch keine Rekrutierung
- Egas Moniz School of Health and Science
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Kontakt:
- Xavier Melo, PhD
- Telefonnummer: +351212946700
- E-Mail: xmelo@egasmoniz.edu.pt
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Setúbal
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Almada, Setúbal, Portugal, 2829-511
- Rekrutierung
- Egas Moniz School of Health and Science
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Kontakt:
- Xavier Melo, PhD
- Telefonnummer: 00351212946700
- E-Mail: holdtight.egasmoniz@outlook.com
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Im Alter zwischen 18 und 30 Jahren und über 60 Jahren.
Ausschlusskriterien:
- Frühere oder aktuelle Vorgeschichte einer koronaren Herzkrankheit, eines Schlaganfalls, einer onkologischen Erkrankung oder schwerwiegender kardiovaskulärer Ereignisse.
- Personen, die sich innerhalb der letzten zwei Monate einer Operation unterzogen haben
- Body-Mass-Index (BMI) größer als 30 kg/m²
- Erklärte Schlafapnoe
- Aktive Nieren- oder Lebererkrankung
- Aktive Tabakraucher
- Sinnesbeeinträchtigungen
- Neurologische oder orthopädische Funktionsstörungen, Erkrankungen des Bewegungsapparates, die die körperliche Leistungsfähigkeit beeinträchtigen
- Körperlich aktiv seit mehr als sechs Monaten mit einem wöchentlichen Aktivitätsniveau von 1.000 MET/min.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Unterstützende Pflege
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: Krafttraining mit Durchblutungseinschränkung
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Im LIRT-BFR führen die Teilnehmer 4 Sätze mit je 20 Wiederholungen des beidseitigen Beindrücken und Kniestrecken mit einer BFR von 30 % des 1-RM und Pausenintervallen von 30 Sekunden zwischen den Sätzen durch, was einer geschätzten Gesamtsitzungsdauer von 30 Minuten pro Teilnehmer entspricht .
Manschetten werden an den Oberschenkeln angebracht und mit einem Druck aufgepumpt, der dem 1,3-fachen des systolischen Knöchelblutdrucks der Person am Tag der Datenerfassung entspricht, und zwar für die gesamte Trainingseinheit mit einer handelsüblichen Manschette (Breite×Länge; 11×85 cm, SC10). ™, Hokanson, Inc., WA, USA).
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Aktiver Komparator: Krafttraining ohne Durchblutungseinschränkung
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Im HIRT führen die Teilnehmer bilaterale Beinpressen und Kniestreckungen ohne BFR bei 75 % des Ein-Wiederholungs-Maximums (1-RM) durch, für 3 Sätze mit 10 Wiederholungen, mit 2-minütigen Pausenintervallen, in einer geschätzten Gesamtdauer von 30 Minuten Sitzung pro Teilnehmer.
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Kein Eingriff: Keine Bewegung oder Einschränkung der Durchblutung
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Veränderung der makrovaskulären Funktion
Zeitfenster: In Ruhe und nach 5 und 30 Minuten der Erholung unter den experimentellen Bedingungen erneut bewertet
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Wir werden die Verlangsamung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV), die zwischen Oberarm und Handgelenk aufgezeichnet wird, als Index der makrovaskulären Funktion verwenden.
PWV steht im umgekehrten Verhältnis zur arteriellen Dehnbarkeit; Eine Erweiterung des Querschnitts der Arteria brachialis führt zu einem Abfall des postokklusiven PWV.
Die makrovaskuläre Funktion wird mithilfe von EndoFMS (Vicorder, Berlin, Deutschland) bewertet. Die Antwortparameter sind PWVmin und PWV% Änderung gegenüber den Werten vor dem Verschluss.
Die prozentuale Änderung gegenüber dem anfänglichen PWV wird als FMS bezeichnet.
Die Standardplatzierung der Manschette ist eine 10 cm lange Oberarmmanschette am Oberarm und eine 7 cm lange Handgelenksmanschette am ausgewählten Glied.
Der Test wird durchgeführt, während der Patient horizontal liegt, der rechte Arm in einem 60-Grad-Winkel ausgestreckt ist und die Hand mit der Handfläche nach oben gedreht ist.
Nachdem sich der Patient entspannt hat, beginnt der Test mit einem angestrebten Okklusionsdruck von 30 mmHg über dem systolischen Druck.
Der brachiale PWV wird zwischen Handgelenk und Oberarm über einen Zeitraum von 10 Minuten gemessen, mit einer Okklusionsperiode von 5 Minuten.
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In Ruhe und nach 5 und 30 Minuten der Erholung unter den experimentellen Bedingungen erneut bewertet
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Veränderung der zentralen arteriellen Steifheit
Zeitfenster: In Ruhe und erneut bewertet 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Belastungsbedingung
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Um die arterielle Steifheit zu messen, werden wir die Karotis-Femoral-Pulswellengeschwindigkeit (cPWV) mithilfe eines Vicorder-Moduls (Berlin, Deutschland) bewerten.
Die Teilnehmer befinden sich in einer zurückgelehnten Position und haben mindestens 10 Minuten Ruhe.
Eine 100-mm-Blutdruckmanschette wird um den Oberschenkel gelegt, und eine 30-mm-Teilmanschette wird um den Hals auf Höhe der Halsschlagadern oberhalb des Schilddrüsenvorsprungs angelegt.
Die direkte Weglänge wird vom gleichen Bediener vom suprasternalen Winkel bis zur Mitte der femoralen Blutdruckmanschette gemessen.
Beide Manschetten werden gleichzeitig auf 60 mm Hg aufgepumpt, um femorale und karotide Wellenformen zu erfassen.
Kontinuierliche Aufnahmen werden von Schlag zu Schlag für mindestens 3 Minuten erstellt.
Eine automatisierte Software bestimmt den Fuß der Welle mithilfe eines Schnitttangentenalgorithmus.
Die Zeitverzögerung zwischen den Wellenformen am Fuß der Halsschlagader und den Femurwellenformen liefert alle 3,5 Sekunden die durchschnittliche TT.
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In Ruhe und erneut bewertet 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Belastungsbedingung
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Veränderung des Blutdrucks
Zeitfenster: in Ruhe und nach jedem Satz sowie 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Trainingsbedingung erneut bewertet
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Die oszillometrisch erhaltene Pulswellenform der Arteria brachialis wird mit der Pulswellenanalysefunktion (PWA) des Vicorder®-Geräts (Berlin, Deutschland) analysiert und die Aortenwellenform mithilfe einer Übertragungsfunktion berechnet.
Dies ermöglicht die Berechnung arterieller Systemparameter, einschließlich cSBP, Augmentationsdruck (AugPress), Augmentationsindex (AugInd), zentraler peripherer Druck (cPP), Herzzeitvolumen und peripherer Gesamtwiderstand.
Anfängliche Wellen werden weggelassen und aufeinanderfolgende Pulswellen von guter Qualität werden analysiert.
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in Ruhe und nach jedem Satz sowie 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Trainingsbedingung erneut bewertet
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Veränderung der mikrovaskulären Funktion
Zeitfenster: In Ruhe und erneut bewertet 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Belastungsbedingung
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Die mikrovaskuläre Funktion wird mit EndoPAR (Vicorder, Berlin, Deutschland) beurteilt.
Die Teilnehmer befinden sich in Rückenlage und haben ihre Arme bequem positioniert.
Änderungen im Signal des peripheren arteriellen Dilatationsverhältnisses (PAR) zur reaktiven Hyperämie (RH) werden an der Fingerspitze mit Photoplethysmographen und einem Aufblasgerät gemessen, das von einem Computeralgorithmus gesteuert wird.
Das RH-Verfahren besteht aus einer 30-sekündigen Kalibrierung, einer 5-minütigen Basislinienaufzeichnung, gefolgt von einer 5-minütigen Okklusion des Blutflusses am Testarm mithilfe einer Oberarm-Blutdruckmanschette, die auf 30 mmHg über dem systolischen Oberarmdruck des Patienten aufgepumpt ist.
Nach dem Ablassen der Manschette wird die PAR-Aufzeichnung weitere 3 Minuten lang aufgezeichnet.
Die Software normalisiert dieses Verhältnis automatisch auf das gleichzeitige Signal vom kontralateralen, nicht verschlossenen Unterarm, um Störvariablen zu korrigieren.
Dieses Verhältnis wird dann mit einem Basiskorrekturfaktor multipliziert, um den gemessenen Peak, den maximalen Referenzpeak und den maximalen PAR zu erhalten.
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In Ruhe und erneut bewertet 5 und 30 Minuten nach der Erholung nach der Belastungsbedingung
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Mitarbeiter und Ermittler
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Fahs CA, Rossow LM, Thiebaud RS, Loenneke JP, Kim D, Abe T, Beck TW, Feeback DL, Bemben DA, Bemben MG. Vascular adaptations to low-load resistance training with and without blood flow restriction. Eur J Appl Physiol. 2014 Apr;114(4):715-24. doi: 10.1007/s00421-013-2808-3. Epub 2013 Dec 31.
- Horiuchi M, Stoner L, Poles J. The effect of four weeks blood flow restricted resistance training on macro- and micro-vascular function in healthy, young men. Eur J Appl Physiol. 2023 Oct;123(10):2179-2189. doi: 10.1007/s00421-023-05230-3. Epub 2023 May 28.
- Rolnick N, Licameli N, Moghaddam M, Marquette L, Walter J, Fedorko B, Werner T. Autoregulated and Non-Autoregulated Blood Flow Restriction on Acute Arterial Stiffness. Int J Sports Med. 2024 Jan;45(1):23-32. doi: 10.1055/a-2152-0015. Epub 2023 Aug 10. Erratum In: Int J Sports Med. 2023 Nov 09. doi: 10.1055/a-2197-7700.
- Liu Y, Jiang N, Pang F, Chen T. Resistance Training with Blood Flow Restriction on Vascular Function: A Meta-analysis. Int J Sports Med. 2021 Jun;42(7):577-587. doi: 10.1055/a-1386-4846. Epub 2021 Mar 18.
- Pereira-Neto EA, Lewthwaite H, Boyle T, Johnston K, Bennett H, Williams MT. Effects of exercise training with blood flow restriction on vascular function in adults: a systematic review and meta-analysis. PeerJ. 2021 Jul 7;9:e11554. doi: 10.7717/peerj.11554. eCollection 2021.
- Zhang T, Tian G, Wang X. Effects of Low-Load Blood Flow Restriction Training on Hemodynamic Responses and Vascular Function in Older Adults: A Meta-Analysis. Int J Environ Res Public Health. 2022 May 31;19(11):6750. doi: 10.3390/ijerph19116750.
- Sardeli AV, do Carmo Santos L, Ferreira MLV, Gaspari AF, Rodrigues B, Cavaglieri CR, Chacon-Mikahil MPT. Cardiovascular Responses to Different Resistance Exercise Protocols in Elderly. Int J Sports Med. 2017 Nov;38(12):928-936. doi: 10.1055/s-0043-115737. Epub 2017 Sep 26.
- Dvoretskiy S, Lieblein-Boff JC, Jonnalagadda S, Atherton PJ, Phillips BE, Pereira SL. Exploring the Association between Vascular Dysfunction and Skeletal Muscle Mass, Strength and Function in Healthy Adults: A Systematic Review. Nutrients. 2020 Mar 7;12(3):715. doi: 10.3390/nu12030715.
- Mendonca GV, Pezarat-Correia P, Vaz JR, Silva L, Heffernan KS. Impact of Aging on Endurance and Neuromuscular Physical Performance: The Role of Vascular Senescence. Sports Med. 2017 Apr;47(4):583-598. doi: 10.1007/s40279-016-0596-8.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Geschätzt)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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- STUDIENPROTOKOLL
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird
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