Harjoitushoito sydämen vajaatoiminnan oireiden vähentämiseksi; Hyötylajittelumekanismit (EXT-HF)

Huolimatta vuosikymmeniä kestäneestä tutkimuksesta sydämen vajaatoiminta (HF) on edelleen yleinen sairaus, jonka esiintyvyys kasvaa jatkuvasti, erityisesti kasvavan vanhusten keskuudessa. Iän vuoksi vanhemmat aikuiset ovat alttiita korkeammalle HF:lle ja pahemmille kliinisille seurauksille. Liikunta-intoleranssi ja hengenahdistus ovat yleisiä oireita, jotka ennustavat huonoa ennustetta ja heikentävät myös kavalasti toiminnallista itsenäisyyttä ja elämänlaatua. Myös kuolleisuus ja sairastuvuus lisääntyvät merkittävästi toimintakyvyn heikkeneessä.

Kasvava näyttö viittaa siihen, että keskussydämen toimintahäiriön patofysiologia liittyy perifeeriseen patofysiologiaan (erityisesti luurankolihasten ja verisuonten perfuusion poikkeavuuksiin) siten, että oireet, liikunta-intoleranssi ja huonot kliiniset tulokset vastaavat monimutkaista patofysiologista prosessia. Vaikka HF-hoidon suuntaviivat painottavat ensisijaisesti vaiheita, jotka parantavat sydämen parametreja ja/tai tilavuustilaa, tavoitteet muuttaa sitä, mitä jotkut kutsuvat "HF-luurankolihasten myopatiaksi", voivat muodostaa tärkeän täydentävän hoidon kohteen.

Jatkuvat analyysit pilotti VA Merit -tutkimuksesta tarjoavat asiaankuuluvia oivalluksia ja perusteluja. Tutkijat osoittivat heikentyneen toiminnallisen kapasiteetin (sekä aerobisen että voiman) 31 HF-potilaalla (keski-ikä 66 vuotta) verrattuna 39 ikään vastaavaan terveeseen kontrolliin (keski-ikä 67). Tutkijat osoittivat myös ubikitiinivälitteisestä proteolyysistä signaloivien geenien lisääntyneen ilmentymisen luurankolihaksissa suhteessa aerobisen ja voiman suorituskyvyn heikkenemiseen. Johdonmukaisesti vähentynyt lihasmassa, joka mitattiin Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA) -skannauksella, korreloi alentuneiden voimaindeksien kanssa.

Tämä ehdotus on looginen jatkoa tälle pilottianalyysille, ja se noudattaa analyyttistä polkua, jota tutkijat odottivat 3 vuotta sitten. Pilottitutkimuksen (poikkileikkaus) avulla pystyimme luonnehtimaan keskeisiä luurankolihasten geenien ilmentymismalleja, jotka liittyvät sairauteen, liikuntakykyyn ja kehon koostumukseen. Tutkijat ehdottavat nyt harjoitusinterventiokoetta, jossa verrataan kolmen hoito-ohjelman vaikutuksia (eli aerobinen vs. aerobinen ja voima vs. inspiraatio), joilla kullakin on ainutlaatuinen fysiologinen perustelu. Tutkijat tutkivat eroja siinä, kuinka kukin muuttaa kliinisiä ominaisuuksia (toiminto/oireet) sekä näiden erojen taustalla todennäköisesti olevia taudin perifeerisiä mekanismeja, eli luustolihasten biologiaa (histologia, geenien ilmentyminen) ja kehon koostumuksen vaikutuksia. Nämä oivallukset auttavat tunnistamaan terapeuttisia strategioita, jotka paremmin tukahduttavat vahingollisten sairauksien mekanismeja ja edistävät siten kliinisten tulosten ja elämänlaadun parantamista.

Tutkijat ehdottavat, että tutkitaan yhteensä 100 50-vuotiasta mies- ja naispuolista HF-potilasta. Alussa arvioidaan kattava joukko toimintoja ja oireita (aerobinen, voima ja integroidut suorituskykyindeksit/kyselylomakkeet) sekä asiaankuuluvat perifeeriset komponentit, joihin kuuluvat luustolihakset (histologia, geeniekspressio); ja kehon koostumus (DXA); tulehduksen, sytokiinien ja adipokiinien seerumimittaukset. Koehenkilöt satunnaistetaan sitten johonkin kolmesta harjoitusohjelmasta. 12 viikon kolmen kerran viikossa 60 minuutin mittaisen istunnon jälkeen kaikki koehenkilöt arvioidaan uudelleen käyttämällä samoja kliinisiä ja mekanistisia arviointeja erojen toteamiseksi. Myös kehon tottumuksen, iän, lääkkeiden, unen ja ravinnon hämmentäviä vaikutuksia arvioidaan ja valvotaan.

Erityiset tavoitteet:

1. Arvioida eroja toiminnallisissa tuloksissa (huippu VO2, 1RM) suhteessa harjoitusterapiaan. a. Aerobisia vs. Aerobic-Strength-ohjelmia verrataan toisiinsa. Tutkijat olettavat, että Aerobic-Strength on parempi kuin Aerobic yksin.
2. Inspiratory Trainingia verrataan Aerobic-Strengthiin. Tutkijat olettavat, että Inspiratory Training vastaa perinteisen aerobisen voimaharjoittelun vaikutuksia, koska se antaa samanlaisen aerobisen ja vahvistavan fysiologian suunnassa palleaan.

Toissijaiset analyysit sisältävät harjoitteluerojen arvioinnin laajempien toiminnallisten parametrien (aerobinen, voima, inspiraatio), oireiden ja elämänlaadun suhteen.

2. Arvioida geeniekspressiota suhteessa erilaisiin harjoitusohjelmiin. Tutkijat olettavat, että proteolyyttiset geenit (mukaan lukien Foxo ja Ubiquitin) yli-ilmentyvät suhteessa heikentyneeseen toimintaan ja että geenit, jotka estävät luustolihasten proteolyysiä (IGF-1, PGC-1) lisääntyvät suhteessa toiminnallisiin lisäyksiin.

Tutkijat olettavat, että harjoitustilat, joissa on suora luustolihasärsyke (voimaharjoittelu), saavat aikaan suurempia muutoksia geenien ilmentymiseen (vähentyneet proteolyyttiset ja lisääntyneet anaboliset geenit).

Tutkijat olettavat, että harjoitustilat, jotka stimuloivat sydämen keskustoimintaa ja verisuonten rentoutumista (aerobinen ja sisäänhengitysharjoittelu), saavat aikaan suurempia muutoksia luurankolihasten perfuusiossa.

Toissijaiset analyysit sisältävät arvioinnin luuston geeniekspression suhteellisesta vaikutuksesta perfuusiodynamiikkaan toimintaan, oireisiin ja elämänlaatuun. Näissä analyyseissä otetaan huomioon seerumin tulehduksen, sytokiinien, adipokiinien ja lihasten histologian vaikutukset.