Entrenamiento de la fuerza de los músculos inspiratorios para reducir la presión arterial y mejorar la función endotelial en mujeres posmenopáusicas: comparación con el ejercicio aeróbico "estándar de atención"

Descripción general del estudio: Este es un ensayo clínico aleatorizado, simple ciego, de diseño paralelo, que evalúa la eficacia del entrenamiento de fuerza de los músculos inspiratorios (IMST) de alta resistencia para reducir la presión arterial sistólica (PAS), mejorar la función del endotelio vascular e investigar los mecanismos asociados en Mujeres posmenopáusicas con deficiencia de estrógenos (PMe-) con PAS por encima de lo normal (es decir, >/= 120 mmHg) al inicio del estudio. La IMST se comparará con el entrenamiento con ejercicio aeróbico de intensidad moderada (AE; 150 min/semana de caminata rápida), una intervención de estilo de vida estándar para reducir la PAS y mejorar la función del endotelio vascular. AE reduce la PAS casual en aproximadamente 3 mmHg en mujeres PMe; sin embargo, los datos de nuestro laboratorio han demostrado que la EA no mejora de forma constante la función del endotelio vascular en este grupo de sujetos. Además, solo el 25-30% de las mujeres PM se adhieren a las pautas de AE. Los datos de las mujeres PMe que participaron en nuestro ensayo piloto de IMST de 6 semanas sugieren que IMST reduce la PAS casual en 8 mmHg y mejora la función del endotelio vascular, medida como dilatación mediada por el flujo de la arteria braquial (FMDba), en más del 40 % en estas mujeres. mujeres. Además, IMST es una intervención eficiente en el tiempo (5 min/día) que promueve la adherencia debido a la mínima carga de tiempo (95% de adherencia en nuestro estudio piloto). Por lo tanto, IMST es una intervención de estilo de vida prometedora para mejorar la salud cardiovascular en mujeres PMe. Sin embargo, estos datos de un pequeño número de mujeres PMe deben confirmarse en un ensayo clínico con el poder estadístico adecuado con una duración del tratamiento basada en las pautas.

• Inscripción y selección de sujetos: Los participantes potenciales conocerán el estudio propuesto a través de los esfuerzos de reclutamiento descritos (consulte la sección Plan de reclutamiento y retención). Los participantes interesados ​​se comunicarán con un asistente de investigación del personal por teléfono o correo electrónico (la información de contacto se proporciona con los materiales de reclutamiento) y se les administrará un formulario de selección general en línea a través del sistema de captura electrónica de datos de investigación (REDCap) para determinar la elegibilidad. REDCap es una aplicación web segura diseñada para respaldar la captura de datos para estudios de investigación.
• Después de escuchar una descripción del estudio y de que el asistente de investigación del personal responda sus preguntas, las personas elegibles e interesadas en participar en el estudio proporcionarán un consentimiento informado por escrito y verbal, y se someterán a una evaluación en persona en la Universidad de Colorado (CU) Boulder Clinical Translational Research. Centro (CTRC). El consentimiento informado solo lo obtendrán los miembros del equipo de investigación que hayan sido observados y aprobados por el defensor de sujetos de investigación de CTRC (consulte Protección de sujetos humanos). Planeamos dar su consentimiento y evaluar a 120 sujetos para cumplir con nuestros objetivos de inscripción (para representar una tasa de exclusión de aproximadamente el 33 % según los criterios de inclusión/exclusión).
• La evaluación en persona incluirá: revisión del historial médico; examen físico; frecuencia cardíaca en reposo; presión arterial en reposo; extracción de sangre para perfil metabólico, perfil de lípidos, hemograma completo y hormona estimulante de la tiroides; medición del índice tobillo-brazo; y ECG de 12 derivaciones en reposo y durante la prueba de ejercicio graduada (consulte la sección Criterios de elegibilidad para conocer los criterios detallados de inclusión/exclusión).
• La presión arterial en reposo se medirá en una segunda ocasión dentro de la semana posterior a la evaluación inicial para establecer el estado de la presión arterial inicial. La PAS medida en los dos días separados se promediará y debe ser >/= 120 mmHg para la inscripción en el estudio.
• Evaluación de los resultados del estudio: todos los sujetos se someterán a pruebas para todas las medidas de resultado primarias, secundarias y de otro tipo, así como a la evaluación de las características de los sujetos que se sabe que afectan la PAS y la función del endotelio vascular, antes y después de 3 meses de entrenamiento IMST/AE. Además, la PAS casual, la PAS de 24 horas y la FMDba se volverán a medir 6 semanas después del cese del entrenamiento para establecer los efectos duraderos de IMST. Todas las pruebas se llevarán a cabo en CU Boulder CTRC.
• Día de prueba 1: Todas las mediciones del día 1 se realizarán después de un ayuno de 12 horas sin comida y cafeína (se permite el agua) y 24 horas después de abstenerse de beber alcohol y hacer ejercicio.
• PA casual;
• IV colocación y muestreo de sangre;
• Recolección de células endoteliales venosas;
• FMDba (función endotelial vascular);
• FMDba después de una infusión supraterapéutica de vitamina C (supresión de la función endotelial vascular mediada por ROS);
• Dilatación de la arteria braquial a nitroglicerina sublingual (dilatación independiente del endotelio; medida de control).
• Después de la prueba del día 1, se equipará a los sujetos con un monitor de PA ambulatorio preprogramado para medir automáticamente la PA una vez cada 20 minutos. Los sujetos recibirán instrucciones escritas y verbales para el funcionamiento correcto del monitor y lo usarán durante 24 horas antes de devolvérselo a los investigadores. Un miembro del equipo de estudio evaluará la integridad de los datos de PA ambulatoria inmediatamente después de devolver el monitor; si se realizó un número insatisfactorio de mediciones de PA (<67 % de lo esperado) para caracterizar adecuadamente la PAS de 24 horas, se volverá a equipar al sujeto con el monitor ambulatorio, se le volverá a instruir sobre su uso y se lo usará durante 24 horas más. -período de horas.
• Día de prueba 2: Todas las mediciones del día 2 se realizarán aproximadamente 2 horas después de comer una comida pequeña o un refrigerio y 24 horas después de abstenerse de beber alcohol y hacer ejercicio.
• Registros de la dieta de tres días para garantizar que la ingesta diaria de líquidos y calorías se mantenga estable;
• Se completará el cuestionario del Programa modelo de actividades saludables comunitarias para personas mayores (CHAMPS) y se evaluará la actividad física mediante un acelerómetro (Actigraph, registros de tres días) para documentar la estabilidad del nivel de actividad física fuera de la actividad física prescrita en la intervención;
• Estabilidad del sueño evaluada con la escala de somnolencia de Epworth;
• Se medirá el consumo máximo de oxígeno utilizando calorimetría indirecta durante el ejercicio incremental en cinta rodante (protocolo de Balke) para documentar la aptitud aeróbica; y
• Composición corporal evaluada por absorciometría de rayos X de energía dual (DEXA) y antropometría para medir la composición corporal; la masa corporal también se determinará durante las visitas de registro.
• Las secciones Estrategia de investigación y Medidas de resultado proporcionan descripciones más detalladas de estos procedimientos. Protocolos y procedimientos similares están bien establecidos en el Laboratorio de Fisiología Integrativa del Envejecimiento y el CTRC de CU Boulder.
• Aleatorización de los participantes: Después de completar las pruebas de referencia, los sujetos serán asignados al azar a IMST o AE. Se utilizará un diseño de bloques aleatorizados para equilibrar los grupos por edad (mediana vida: </= 64 años; mayores: 65 años o más) y el estado de la PAS (PAS elevada/hipertensión en estadio 1: PAS 120-139 mmHg; hipertensión en estadio 2: PAS 140 + mmHg). La aleatorización la llevará a cabo el bioestadístico del estudio, el Dr. Zhiying You. Los sujetos se clasificarán según el esquema de aleatorización de bloques y luego se utilizará un generador de números aleatorios para asignar sujetos a IMST o AE. Los investigadores involucrados en la recopilación y el análisis de todos los datos de resultados estarán cegados a la intervención asignada.
• Entrega de la intervención: después de completar las pruebas de referencia, los sujetos comenzarán su intervención asignada (IMST o AE).
• IMST: para establecer las cargas de entrenamiento adecuadas, primero se determinará la presión inspiratoria máxima (PImax) de los sujetos como el promedio de las 3 presiones inspiratorias más altas producidas durante una serie de esfuerzos inspiratorios máximos contra una resistencia casi infinita. Todo el entrenamiento se realizará utilizando el entrenador POWERBreathe KH2, un dispositivo portátil de umbral de presión que 1) se puede preprogramar para proporcionar una resistencia adecuada a la inspiración y 2) registra los datos de todas las sesiones de entrenamiento para evaluar el cumplimiento de la intervención. Los sujetos recibirán instrucciones verbales y escritas del protocolo de entrenamiento (5 series de 6 respiraciones, 1 minuto de descanso entre series) y el funcionamiento de POWERBreathe KH2 de un asistente de investigación no ciego. El asistente de investigación ajustará el POWERBreathe KH2 al 75 % de la PImáx y supervisará la primera sesión de entrenamiento para garantizar una técnica y una comprensión adecuadas. Los sujetos regresarán para una sesión de entrenamiento supervisada adicional una semana después para garantizar el mantenimiento de la técnica de entrenamiento adecuada. Todas las demás sesiones de entrenamiento se realizarán "por su cuenta" sin supervisión en casa, pero con seguimiento de la adherencia y la calidad con el almacenamiento interno del POWERBreathe KH2. Los sujetos también recibirán un diario de entrenamiento para realizar un seguimiento de la adherencia.
• AE: Los sujetos aleatorizados al grupo AE realizarán 25 minutos de caminata rápida/día, 6 días/semana durante 3 meses. El entrenamiento AE se realizará a una intensidad de 40-60% de frecuencia cardíaca de reserva. Esto dará como resultado que los sujetos del grupo AE realicen 150 minutos por semana de ejercicio aeróbico de intensidad moderada, de acuerdo con las pautas de Salud y Servicios Humanos y el tratamiento estándar de atención para reducir la PAS. El rango de frecuencia cardíaca adecuado se calculará para cada sujeto utilizando la frecuencia cardíaca máxima alcanzada durante la prueba de consumo máximo de oxígeno realizada durante el Día de prueba 2. Los sujetos recibirán instrucciones verbales y escritas para el protocolo de entrenamiento y el funcionamiento del monitor de frecuencia cardíaca (Polar OH1). Un asistente de investigación no ciego supervisará la primera sesión de entrenamiento en nuestra cinta de correr de laboratorio para garantizar la intensidad de entrenamiento adecuada. Los sujetos regresarán para una sesión de entrenamiento supervisada adicional una semana más tarde para garantizar el mantenimiento de la intensidad de entrenamiento adecuada y hacer coincidir el tiempo de contacto del sujeto con el grupo IMST. Todas las demás sesiones de entrenamiento se realizarán "por tu cuenta" sin supervisión, pero con seguimiento de la adherencia y la calidad con los datos de frecuencia cardíaca almacenados en el monitor Polar OH1. Los sujetos también recibirán un diario de entrenamiento para realizar un seguimiento de la adherencia.
• Visitas de control: los sujetos regresarán al laboratorio una vez cada 2 semanas para una visita de control. La PA casual se medirá al comienzo de cada visita de control y la adherencia se evaluará mediante el almacenamiento de datos del dispositivo y la revisión del diario. La adherencia y la tolerabilidad se evaluarán discutiendo todos los eventos adversos con una enfermera de CTRC. Para los sujetos aleatorizados a IMST, se reevaluará el PImax durante cada visita de control para garantizar el mantenimiento del estímulo de entrenamiento a medida que los sujetos progresan a través de la intervención.
• Prueba posterior: después de completar 3 meses de capacitación IMST o AE, los sujetos regresarán para una reevaluación de todos los resultados y las medidas características del sujeto. Todas las mediciones posteriores a la prueba se realizarán entre 24 y 48 horas después de completar la sesión de capacitación de IMST/AE más reciente para determinar los efectos crónicos de la intervención y evitar la confusión con los efectos agudos de IMST o AE. Es importante destacar que los sujetos continuarán con el entrenamiento IMST/AE hasta completar las medidas posteriores a la prueba (ajustar el tiempo de las sesiones de entrenamiento para que no caigan dentro de las 24 horas de las visitas programadas) para mantener el estímulo del entrenamiento. Todas las mediciones posteriores a la prueba se realizarán en las mismas condiciones experimentales, a la misma hora del día, en el mismo orden y con las mismas técnicas que las pruebas de referencia.
• Prueba de seguimiento: luego de completar la prueba posterior, los sujetos devolverán su dispositivo de entrenamiento POWERBreathe KH2 (para aquellos asignados al azar a IMST) y todos los sujetos comenzarán un período de 6 semanas sin entrenamiento (sin IMST o AE), es decir, regresarán al estilo de vida normal. Los sujetos serán contactados semanalmente por teléfono o correo electrónico durante este período para ayudar en la retención y adherencia del sujeto. Los sujetos volverán al laboratorio después de 6 semanas para volver a evaluar la PAS casual, la PAS de 24 horas y la FMDba para determinar los efectos duraderos de IMST en estos resultados.
• Duración de la intervención y tamaño de la muestra del estudio: La duración esperada para que un participante complete todo el protocolo desde la selección hasta las pruebas de seguimiento es de 23 semanas. Un total de 72 participantes (36/grupo) completarán el estudio. Tenemos la intención de inscribir a 90 sujetos (45/grupo) para permitir una tasa de abandono del 20%. En base a esto, se inscribirán aproximadamente 2 participantes cada mes, lo que nos permitirá completar la recopilación de datos de sujetos humanos para el mes 52 del período de adjudicación solicitado de 60 meses. Esto dejará 8 meses para completar los análisis bioquímicos, el análisis final de datos y la redacción del manuscrito. Esta tasa de pruebas se puede lograr en función de nuestra prueba piloto IMST y las intervenciones AE anteriores realizadas en el laboratorio, y la disponibilidad de las instalaciones y el personal de CTRC.
• Recopilación y análisis de datos (incluido el cegamiento): la recopilación de todos los datos de medidas de resultado será realizada por el becario postdoctoral, el Dr. Daniel Craighead, con la ayuda de miembros del laboratorio. IV personal clínico experimentado de CTRC realizará la colocación, las extracciones de sangre y la recolección de células endoteliales vasculares. Todos los análisis de datos funcionales (es decir, medidas de la función del endotelio vascular) serán realizados por el Dr. Craighead. Hacer que un solo investigador realice toda la recopilación y el análisis de datos eliminará la posibilidad de variación entre investigadores. El Dr. Craighead y otro personal de investigación involucrado en la adquisición de datos permanecerán ciegos durante la recopilación y el análisis de datos. Un asistente de investigación separado y no cegado administrará y supervisará los programas de capacitación de IMST y AE y los datos relacionados (es decir, adherencia, PImax, etc.) ya que la evaluación de estos datos provoca inherentemente la eliminación del cegamiento. El análisis de todos los datos bioquímicos será supervisado por el investigador asociado del personal y director del laboratorio húmedo, el Dr. Brian Ziemba. Todos los datos se analizarán como se describe en las secciones Estrategia de investigación y Medidas de resultado; el análisis de datos y la difusión de los resultados se completarán al final de este premio.