Yhdistetyn aerobisen ja voimaharjoittelun tehokkuus sydämen vajaatoimintaa sairastavien potilaiden akuuteissa ja kroonisissa mukautumisissa

Kirjallisuuskatsaus: CHF on maailman suurin kansanterveysongelma[1], se on laajalle levinnyt iäkkäillä henkilöillä ja merkittävä vammaisuuden, sairaalahoitojen, sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy[2]. Yleisesti CHF-potilailla on alentunut liikuntakyky, ja pääasialliset oireet ovat rasitusintoleranssi, varhainen väsymys ja hengenahdistus[3], myös lisääntynyt perifeerinen ja keskusherkkyys sekä heikentynyt sympathovagaalinen tasapaino, jossa sympaattinen aktivaatio (SA) on vallitseva[4].

Oksidatiivisen aineenvaihdunnan ja solunsisäisen energiansiirron ymmärtäminen sekä luusto- että sydänlihaksessa, endoteelin toimintahäiriön mekanismit sekä SA:n ja tulehdussytokiinien rooli tarjoavat mahdollisia mekaanisia selityksiä liikunta-intoleranssin kehittymiseen liittyvistä patofysiologisista tekijöistä[5,6]. Sepelvaltimotautipotilailla on osoitettu, että lisääntynyt valtimojäykkyys liittyy sydän- ja verisuonisairauksiin ja kuolleisuuteen[7]. On näyttöä siitä, että lisääntynyt valtimoiden jäykkyys ennustaa liikunta-intoleranssia CHF-potilailla[8].

Kaulavaltimon IMT:n lisääntyminen liittyy subkliiniseen vasemman kammion (LV) sydänlihaksen toimintahäiriöön, mikä viittaa kaulavaltimon IMT:n mahdolliseen rooliin HF-riskin määrittämisessä [9]. CHF liittyy myös endoteelin toimintahäiriöön, mukaan lukien heikentynyt endoteelivälitteinen, virtauksesta riippuvainen laajentuminen (FMD). Koska endoteelin toiminnalla uskotaan olevan tärkeä rooli kudosperfuusion koordinoinnissa ja valtimomyöntyvyyden moduloinnissa, interventiot endoteelin toimintahäiriön parantamiseksi ovat välttämättömiä.

Systeeminen vasokonstriktio ja perifeerisen perfuusion heikkeneminen ovat pitkälle edenneen CHF:n tunnusmerkkejä. Vaikka useiden tekijöiden, mukaan lukien lisääntynyt sympaattinen sävy ja aktivoitunut reniini-angiotensiinijärjestelmä, on ehdotettu olevan osallisena valtimoiden verisuonia laajentavassa kapasiteetissa HF:ssä, endoteelin keskeinen rooli kudosperfuusion koordinoinnissa on nyt tunnustettu.

Useat kliiniset tutkimukset ovat dokumentoineet suurten putkien ja pienten vastustussuonten endoteelin toimintahäiriötä potilailla, joilla on CHF. Endoteelin toimintahäiriö voi vaikuttaa sydän- ja verisuonijärjestelmään kahdella tavalla: Ensinnäkin resistenssisuonten endoteelin toimintahäiriö voi heikentää perifeeristä perfuusiota, ja toiseksi suurten putkisuonten endoteelin toimintahäiriö voi rajoittaa veren virtauksen lisääntymistä, jota syöttävät suuret verisuonet tarjoavat ja voi lisätä impedanssia. epäonnistuneen LV:n ja siten heikentää LV-ejektiofraktiota (LVEF). Tärkeä endoteelin toimintahäiriön toiminnallinen seuraus on kyvyttömyys vapauttaa typpioksidia (NO) vasteena fysiologisille ärsykkeille, kuten virtauksen lisääntymiselle, mikä heijastaa heikentynyttä suu- ja sorkkatautia[10]. Sitä vastoin kroonisesti lisääntynyt verenvirtaus lisää NO:n vapautumista kokeellisissa malleissa lisäämällä NO-syntaasin, entsyymin, joka käyttää L-arginiinia NO:n tuottamiseen, lisääntymistä. Fyysisen harjoittelun aiheuttama verenvirtauksen ajoittainen lisääntyminen voi lisätä endoteelin kykyä vapauttaa NO:ta ja siten palauttaa endoteelin toiminnan potilailla, joilla on CHF ja jotka ovat yleensä alttiina vähäiselle fyysiselle aktiivisuudelle[5]. Epätoiminnallinen endoteeli lisää verisuonten jäykkyyttä ja heikentää valtimoiden venymistä, mikä lisää sydänlihasvaurioita[10].

Suora yhteys liikunnan ja verisuonten terveyden välillä on varma, mutta monimutkainen aineenvaihduntareittien sarja, harjoituksen hemodynaamiset vaikutukset sydän- ja verisuonisoluihin/kudoksiin ja harjoituksen aktivoiman geneettisen ilmentymisen säätely ovat edelleen suurelta osin määrittelemättömiä[11]. Aerobisen ja vastustusharjoituksen vaikutukset kliiniseen verenpaineeseen voivat olla erilaisia, koska niillä on erilaiset mekaaniset ominaisuudet. Aerobiselle harjoitukselle (AT) on ominaista syklisten harjoitusten suorittaminen, jotka suoritetaan suurilla lihasryhmillä supistuen lievillä tai kohtalaisilla intensiteetillä pitkän aikaa. Toisaalta voimaharjoittelulle (ST) on ominaista harjoitusten suorittaminen, jossa tietyn kehon segmentin lihakset supistuvat liikettä vastustavaa voimaa vastaan[12].

Aerobinen kapasiteetti liittyy suoraan valtimoiden toimintaan, mukaan lukien endoteelin toiminta, valtimon jäykkyys ja aaltoheijastus. Lisäksi valtimoiden ja sydämen toiminnan kytkentä on tärkeä aerobisen kapasiteetin määräävä tekijä. Siten huono lepovaltimon toiminta todennäköisesti rajoittaa aerobista kapasiteettia, mutta on myös mahdollista, että valtimon toiminnan muutoksilla akuutin rasituksen aikana voi olla merkitystä. Valtimoiden toiminta ei liity pelkästään aerobiseen kapasiteettiin, vaan se on myös itsenäinen kuolleisuuden ennustaja[5].

Kontrolloidut kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että HF-potilailla ExT-ohjelmat parantavat perifeerisiä ja sydämen mukautuksia sekä aerobista kapasiteettia, viivästävät anaerobisen aineenvaihdunnan alkamista ja parantavat autonomista tasapainoa[1,13]. Sen lisäksi, että se mukautuu maksimaaliseen sydämen minuuttitilavuuteen, sydämen supistumiskykyyn ja iskutilavuuteen, aerobinen ExT pystyy myös edistämään perifeerisen mikrovaskulaarisen taustan paranemista vähentämällä virtausvastusta, lisäämällä valtimoiden mukautumista ja endoteelin toimintaa [13]. Endoteelin ja suu- ja sorkkataudin poikkeavuudet ovat avainilmiö tylsistyneessä verisuonia laajentavassa vasteessa CHF-potilailla. ExT mahdollistaa sekä basaalisen endoteelin NO-muodostuksen että agonistivälitteisen luurankolihasten (SM) verisuoniston parantamisen CHF-potilailla. Endoteelin toimintahäiriön korjaaminen liittyy harjoituskapasiteetin merkittävään parantumiseen, mikä on osoituksena 26 prosentin lisääntymisestä hapen huipussa (VO2peak)[14].

Aiemmat HF-tutkimukset ovat osoittaneet, että 16,4 %:lla 171 potilaasta oli kakeksiaa, ja kuolleisuus 18 kuukauden seurannassa oli jopa 50 % kakeksiaa sairastavien potilaiden alaryhmässä verrattuna 17 %:iin niillä, joilla ei ollut kakeksiaa. Sydämen kakeksia määritellään pitkälle edenneeksi sydämen vajaatoiminnan vaiheeksi, johon liittyy vähintään 5 %:n ei-edematoottinen painon menetys. Ja lihasten tuhlaus, joka tunnetaan myös nimellä sarkopenia, on lihasmassan (MM) ja voiman menetystä, kun taas kakeksia kuvaa painon menetystä. Kahden kliinisen sairauden erottaminen toisistaan ​​voi myös olla haastavaa, koska kakeksia ja lihasten kuihtumista voivat esiintyä samanaikaisesti samalla potilaalla. Kakeksia voi todellakin johtaa lihasten tuhlautumiseen ja päinvastoin, vaikka lihasten häviämistä voi esiintyä aikaisemminkin taudin aikana[15].

Ylä- ja alaraajojen SM-voimakkuus ovat parametreja, jotka ennustavat itsenäisesti eloonjäämistä[16,17,18]. Tämän vaihtoehtoisen hoidon tulisi keskittyä raajojen liikkuvuuden, voiman ja voiman lisäämiseen toiminnan ja suorituskyvyn parantamiseksi[19]. SM-toimintahäiriö sisältää sydämen supistumiskyvyn heikkenemisen, mikä edistää muutoksia SM:n fysiologiassa, lihasten surkastumista, heikkoutta ja heikentynyttä oksidatiivista kapasiteettia [20]. Lihastoiminta paranee myös vasteena ST:lle CHF-potilailla, mukaan lukien myofilamenttien toiminta ja koko lihaksen toiminta[21] sekä SM:n oksidatiivinen kapasiteetti[21].

On ratkaisevan tärkeää, että tällaisten potilaiden ExT harjoittaa perifeerisiä lihaksia tehokkaasti aiheuttamatta suurta kardiovaskulaarista stressiä. Vaihtoehtoisen hoidon lähestymistavan tulisi keskittyä erityisten vastusharjoitusohjelmien soveltamiseen kehon koostumuksen parantamiseksi[22], poikkileikkauspinta-alan lisäämiseksi, lihaskuitujen[23] lisäämiseksi, jotka kaikki estävät lihasten tuhlausta ja voivat olla sarkopenian ehkäisyn kulmakiviä. ja sydämen kakeksia CHF-potilailla[24].

ExT on tärkeä osa kuntoutusta/toissijaisia ​​ehkäisytoimenpiteitä, mikä saa aikaan merkittäviä myönteisiä muutoksia patofysiologian mekanismeissa, rasituksen sietokyvyssä, toimintakyvyssä ja elämänlaadussa, samalla kun se vaikuttaa myönteisesti sairaalahoitoon ja kuolleisuuden vähentämiseen. Kiinnostus liikuntaharjoittelun ominaisuuksiin ja menetelmiin, jotka voivat saada aikaan optimaalisen hyödyn, on kasvanut. Korkean intensiteetin ja intervallitilan on osoitettu saavan aikaan suurempia etuja kuin kohtuullisen intensiteetin ja jatkuvan tilan ohjelmat. Ottaen huomioon nykyiset todisteet korkean intensiteetin intervalliharjoittelusta (HIIT) CHF:ssä, HIIT osoitti olevan tehokkaampi, mikä johti pitkäaikaiseen sitoutumiseen, mikä on tärkeä käytännön näkökohta, joka on otettava huomioon ExT:n aikana ja sen seurauksena optimoituja parannuksia keskus- ja perifeeriset mukautukset[25]. Lisää tutkimuksia tarvitaan todistamaan niiden turvallisuus ja hyödyt tämäntyyppisillä potilailla.

Lisäksi ST:n sisällyttämiselle HIIT:iin on ollut hyvät perusteet, mikä on myös osoitettu tuottavan etuja harjoituskapasiteetin ja elämänlaadun kannalta. Tiedetään hyvin, että yhdistetty AT ja ST ovat suositeltavin harjoitusinterventio MM:n menetyksen kumoamiseksi tai lieventämiseksi ja harjoituksen ja toimintakyvyn sekä lihasvoiman parantamiseksi näillä yksilöillä[19]. Mutta ST:n taustalla olevat mekanismit CHF-potilaan perifeerisessä kapasiteetissa jäävät tunnistamatta. Eikä tiedetä, mitä etuja AT:n ja ST:n eri suhteiden yhdistämisestä on.

Tästä syystä tutkijat testaavat yhdistetyssä koulutuksessa kahta suhdetta, CAT ja CST. Ns. yhdistelmähoidoista, jotka sisältävät sekä aerobista harjoittelua HIIT:llä että ST:llä, ei ole ollut tietoa ja tutkijat arvioivat akuutin ja kroonisen vasteen vaikutuksia.

Tarkoitus: Tutkimusprojekti edistää parempaa ymmärrystä useista näkökohdista, joita tieteellinen tutkimus ei selitä. Tämän tutkimusprojektin tarkoitus on:

1. Sellaisen ExT-ohjelman tehokkuuden määrittäminen, jossa CAT:n ja CST:n suhteet vaihtelevat, kumulatiivisten vaikutusten edistämisessä akuuteissa ja kroonisissa adaptaatioissa CHF-potilailla;
2. Tunnistaakseen ST:n edistämän mahdollisen tehokkuuden paranemisen mekanismit; Tässä tutkimusprojektissa käytetään huippuluokan menetelmiä, jotka keskittyvät perifeeristen adaptaatioiden analysointiin molemmissa ryhmissä, nimittäin kaikukardiografiamuuttujissa, kardiopulmonaalisessa rasitustestauksessa, valtimoiden jäykkyydessä, toiminnallisessa fyysisessä kunnossa, elämänlaadussa. ja kehon koostumus kahdessa erossa: M1)perustila ja M2)3 kuukautta.

Suunnitelma ja menetelmät:Tässä hankkeessa arvioidaan akuutteja ja kroonisia vaikutuksia keskus- ja reuna-alueiden mukauttamisessa yhdistettyyn koulutukseen CHF-potilaille. Siinä puututtaisiin useisiin merkittäviin tieteellisen tiedon rikkomuksiin, joista olisi mahdollisesti kliinisiä etuja.

Tutkimussuunnitelma: Pitkittäinen satunnaistettu kontrollitutkimus (RCT) -tutkimussuunnitelma, jossa käytetään kahta erillistä ExT-reseptiä (CAT ja CST), sovelletaan CHF-potilailla. Kaikki samat arvioinnit tehdään kahdessa hetkessä: M0 - lähtötaso ja M1 - 3 kuukautta ExT:n aloittamisen jälkeen. Potilaat satunnaistetaan jompaankumpaan kahdesta ExT-ryhmästä.

Rekrytointi ja seulonta kestävät 9 kuukautta (lokakuusta 2017 kesäkuuhun 2018) ja potilasarviointi kestää elokuuhun 2018 asti. Projektin odotetaan valmistuvan joulukuussa 2018 lähetetyllä ja/tai hyväksytyllä vertaisarvioinnilla.

Seuraavat arvioinnit neljästä hetkestä suoritetaan vastaanottavassa sairaalassa, FMH-UL: Echocardiogram (Echo); kardiopulmonaalinen rasitustesti (CPET); valtimoiden jäykkyys - Complior Analysis; Intima-median paksuus - ultraääni; kehon koostumus - kaksoisenergia-radiografinen absorptiometria; toiminnallinen fyysinen kunto - Fullerton Functional Fitness Test; isometrinen lujuus - kannettava käsidynamometri JAMAR plus digitaalinen; maksimivoimakkuus - 1RM ja QoL kyselylomake.

Kaikki arviointihetket suoritetaan 4 päivässä:

Päivä 1 - CPET, Echo suoritetaan isäntäsairaalassa; Päivät 2 ja 3 - yhden päivän ja ExT-istunnon aikana vastaanottavassa sairaalassa potilas suorittaa toiminnalliset fyysiset kuntotestit; maksimaalinen lujuus; isometrinen vahvuus ja QoL-kysely. Toisena päivänä tutkijat suorittavat valtimon jäykkyyden ja IMT:n ennen istuntoa levossa ja ExT:n jälkeen; Päivä 4: FMH-tutkimus ja kaksoisenergia-radiografinen absorptiometria (DXA). Yksittäiset raportit lähetetään sähköpostitse tai toimitetaan paperilla. Yksivuotisen projektin aikana monitieteinen tiimi kokoontuu kahden kuukauden välein päivittämään tutkimustietoa ja keskustelemaan potilaan edistymisestä.