Eksogeenisten ketonien vaikutukset akuutteihin muutoksiin ja sydänlihaksen palautumiseen intensiivisen harjoituksen jälkeen.

### TAUSTA:

On jo todettu, että laaja harjoittelu johtaa toiminnallisiin ja biokemiallisiin sydänlihasvaurioihin. Liikunnan aiheuttaman sydänlihasturvotuksen kehittyminen on kuitenkin edelleen epäselvää. Natiivit T1- ja T2-kartoitustekniikat sydämen magneettikuvauksessa (CMR) ovat herkkiä havaitsemaan patologista sydänlihaksen nesteen kertymistä ja toimivat siten mahdollisina biomarkkereina patologisen sydänlihaksen turvotuksen tunnistamisessa. Ghekiere et ai. suorittama pilottitutkimus. osoitti korrelaation kohonneen troponiinin vapautumisen ja kohonneiden T1-kartoitusarvojen sekä oikean kammion (RV) toimintahäiriön välillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on suorittaa lisätutkimus 30 osallistujan kanssa käyttäen mukautettua tutkimusprotokollaa pilottitutkimuksen tärkeimpien rajoitusten voittamiseksi ja eksogeenisten ketonien vaikutusten arvioimiseksi akuutteihin sydämen muutoksiin ja palautumiseen.

---

• TAVOITTEET

Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, kehittyykö sydämen toimintahäiriöitä intensiivisen rasituksen jälkeen ja paranevatko nämä poikkeavuudet tai jatkuvatko ne 20-24 tunnin kuluttua. Erityisesti tutkijat tutkivat, esiintyykö sydänlihaksen turvotusta, sydämen toimintahäiriötä tai poikkeavuuksia supistumisreservissä intensiivisen rasituksen jälkeen. Tutkijat aikovat selvittää, vaikuttaako ketonien käyttö näiden sydämen poikkeavuuksien esiintymiseen ja paranemiseen. Ghekieren et al. osoitti korrelaation harjoituksen aiheuttaman troponiinin vapautumisen ja kohonneiden T1-kartoitusarvojen sekä RV-häiriön välillä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia näitä löydöksiä edelleen suuremmassa populaatiossa. Tutkijat arvioivat, liittyykö runsas harjoittelu patologiseen nesteen kertymisen tasoon sydänlihakseen, mikä mahdollisesti viittaa patologiseen sydänlihaksen turvotukseen. Lisäksi tutkijat arvioivat, ilmeneekö kammioiden toimintahäiriöitä ja muuttuuko supistumisreservi intensiivisen rasituksen jälkeen. Lopuksi tutkijat tutkivat, palautuvatko aiemmat löydökset tai säilyvätkö ne 24 tuntia intensiivisen harjoittelun jälkeen, sekä mahdollisia eroja miesten ja naisten välillä sekä ketonien saannin vaikutusta. Nämä havainnot voisivat edistää patologisten sydänvaurioiden ja ammattipyöräilijöiden äkillisen kuoleman tutkimusta ja mahdollisesti valaista ketonien vaikutuksia sydänvauriosta toipumiseen.

1. Tutkijat arvioivat, vaikuttaako intensiivinen kestävyysharjoittelu sydänlihakseen.
2. Tutkijat arvioivat, jatkuvatko vai häviävätkö vaikutukset 24 tunnin kuluttua.
3. Tutkijat arvioivat mahdollisia eroja lumelääkkeen ja ketonien saannin välillä.

4. Tutkijat arvioivat mahdollisia eroja mies- ja naispuolisten osallistujien välillä.

   ### TUTKIMUSVÄESTÖ

   Osallistumiskriteerit ovat terveet, 18–50-vuotiaat mies- ja naispyöräilijät, jotka ovat allekirjoittaneet tietoisen suostumuslomakkeen. Naispuoliset osallistujat, jotka käyttävät ehkäisyä, otetaan mukaan, jotta hormonaaliset vaihtelut eivät vaikuttaisi tutkimustuloksiin. Jokainen osallistuja läpäisee yksityiskohtaisen kyselyn koulutushistoriastaan. Osallistujat otetaan mukaan, jos he saavuttavat yli P90:n VO2-max/kg-arvon iän ja sukupuolen mukaan korjattuna E. Van der Steegin et al.:n viitearvon perusteella.

   Poissulkemiskriteereitä ovat sydän- ja verisuonitaudit, aineenvaihdunta- tai hengityselinten sairaudet, osallistujat, joilla on kardiovaskulaarisia riskitekijöitä, ja mahdolliset vasta-aiheet maksimaaliselle harjoitukselle tai MRI:lle. Tutkijat odottavat noin 30 osallistujaa.

   • REKRYTOINTI JA TIEDOTTU SUOSTUMUS

   Osallistujat rekrytoidaan tutkimusryhmän henkilökohtaisista verkostoista sekä paikallisten urheiluseurojen kautta. Mahdollisia osallistujia ei painosteta. Osallistuminen on vapaaehtoista, ja henkilöllä on oikeus kieltäytyä osallistumisesta tai vetäytyä milloin tahansa syytä ilmoittamatta, vaikuttamatta hänen suhteeseensa tutkijaan. Paikallisiin urheiluseuroihin ollaan yhteydessä sähköpostitse ja sosiaalisessa mediassa. Osallistujat saavat tutkimustiedot sähköpostitse ja he voivat milloin tahansa esittää tutkimukseen liittyviä kysymyksiä sähköpostitse tai puhelimitse. Tutkimus selitetään uudelleen lähtötilanteessa, jonka jälkeen tietoinen suostumus tarjotaan allekirjoitettavaksi. Tietoisen suostumuksen kerää tutkimusryhmä. Tutkimuskohtaisista toimenpiteistä toimitetaan erilliset lomakkeet, joissa selvitetään, että tutkimus jää normaalihoidon ulkopuolelle, joten laskutusta ei tapahdu.

   ---

   ### MENETELMÄT

   Tämä on interventioprospektiivinen crossover-tutkimus. Osallistujat rekrytoidaan tuttujen ja paikallisten urheiluseurojen kautta. Kaikki osallistujat saavat tiedot ja kyselylomakkeen, ja heidän on allekirjoitettava tietoinen suostumus.

   Kaikki osallistujat käyvät läpi VO2-max-testin ennen intensiivistä harjoittelua aerobisten ja anaerobisten kynnysten laskemiseksi, mukaan lukien VO2 max. Ennen intensiivistä harjoittelua tehdään CMR-perustutkimus levossa, jossa on T1- ja T2-kartoitus (SA perus- ja keskikammio ja HLA), toiminnalliset mittaukset (HLA, VLA, 3CH ja SA molemmille kammioille), stressimittaukset (makamaalla). Exercise-CMR) ja kontrastitehostettu kuvantaminen fibroosin havaitsemiseksi. Verikokeet (Na, K, Ca, Chl, Mg, Kreatiniini, RBC + Hct, Hg, WBC, verihiutaleet, High sens Troponine I ja T, Kreatiinikinaasi, Kreatiinikinaasi-MB, NT-proBNP, CRP, Estrogeeni, Testosteroni , Lpa, NT-pro ANP, albumiini, dopamiini, GDF-15, seerumi B hydroksibutyraatti, glukoosi, laktaatti ja virtsaanalyysi) otetaan sydämen biomarkkerien ja nesteytystilan arvioimiseksi. Perustason sydämen ultraääni suoritetaan myös kammioiden toimintalaskelmien ja jännitysanalyysin kera.

   Tämän jälkeen osallistujat käyvät läpi laajan harjoituksen kontrolloiduissa olosuhteissa (lämpötila ja kosteus) tutkimuslaboratoriossa, Jessan sairaalan kuntoutus- ja terveyskeskuksessa (ReGo). Kaikki osallistujat suorittavat standardoidun reitin käyttämällä ZWIFT-asetuksia, virtuaalista sisäharjoittelujärjestelmää. Reitti kestää kolme tuntia ja on yksilöllisesti räätälöity anaerobisen kynnyksen mukaan, tavoitteena anaerobisen harjoittelun ylläpitäminen 1,5-2,0 tuntia. Testin aikana tarjotaan polkupyöräharjoitus (Wahoo Kickr), johon osallistujat voivat kiinnittää oman pyöränsä. Ruoan ja nesteen saanti standardoidaan. Sykettä ja nestetasapainoa seurataan ennen harjoitusta, sen aikana ja sen jälkeen. Seerumin glukoosi-, laktaatti- ja beetahydroksibutyraattitasoja seurataan kapillaariverinäytteistä ennen harjoittelua, harjoituksen aikana ja sen jälkeen.

   Sydämen rytmiä seurataan jatkuvasti ennen harjoittelua, sen aikana ja sen jälkeen käyttämällä useita laitteita niiden vertailuun ja validointiin sekä kliinisissä että kotiolosuhteissa (laitteet: Fourth Frontier X2, Byteflies patch, Rooti Rx). Kaikilla laitteilla on CE-merkintä, ne ovat hyvin pieniä ja ulkopuolelta näkymättömiä, ja niitä on käytetty kliinisissä tilanteissa. Valvonta-asetuksella vältetään päivittäisten toimintojen häiritseminen.

   Osallistujat suorittavat satunnaistetun kaksoissokkoutetun ZWIFT-tapahtuman, jossa kerran otetaan ketoniesteriä ja kerran lumelääkettä (isokalorinen keskipitkäketjuinen triglyseridikoostumus), joiden välillä on 1-3 viikon tauko. Ketonit ja lumelääke annetaan suun kautta kiinteän aikataulun mukaisesti.

   Kolmesta kuuteen tuntia harjoituksen jälkeen kaikille osallistujille tehdään sydämen ultraääni, CMR-tutkimus samoilla sarjoilla kuin perustutkimuksessa, verikokeet ja virtsaanalyysi. Samat testit toistetaan 24 tunnin kuluttua lähtötilanteesta. Sydämen ultraäänitutkimuksen tekee kokenut kardiologi. CMR-jälkikäsittelyn suorittaa kaksi kokenutta sydänradiologia ja rytmin seurantaa kokenut kardiologi.

   Lääketieteelliset toimenpiteet suorittaa koulutettu hoitohenkilökunta ja lääkärit tavanomaisten kliinisten toimenpiteiden mukaisesti. Rytmivalvontatiedot analysoidaan nimettömästi yrityksen toimittamilla ohjelmistoilla.

   • RISKI-HYÖTYTASAPAINO

     • Intensiiviseen harjoitteluun liittyy minimaalinen riski. Harvinaisissa tapauksissa kova rasitus voi laukaista rytmihäiriöitä. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että äkillinen kuolema tapahtuu noin 1-2 tapauksessa 100 000 urheilijaa kohden vuodessa ja 1 tapaus 1-4 miljoonaa harjoitustuntia kohden. Tutkijat epäilevät osallistujiemme riskin olevan pienempi, koska heille tehdään sydänarviointi ennen harjoittelua ja harjoitus suoritetaan kontrolloidussa ympäristössä. Valvottu ympäristö todennäköisesti vähentää vakavien komplikaatioiden todennäköisyyttä, koska mahdolliset ongelmat voidaan tunnistaa ja hoitaa varhaisessa vaiheessa.
     • On pieni mahdollisuus, että testit voivat paljastaa poikkeavuuksia, jotka muuten jäisivät huomaamatta eivätkä aiheuta oireita tai vaaraa. Tällaiset havainnot voivat aiheuttaa turhaa huolta. Jos näin tapahtuu, tutkijat tiedottavat osallistujille täydellisesti sen merkityksestä. Päinvastoin, mahdollisesti varhaiset patologiset löydökset, joissa ei ole oireita, voidaan myös tunnistaa, mikä mahdollistaa oikea-aikaisen arvioinnin ja hoidon, mikä mahdollisesti ehkäisee tai parantaa pitkän aikavälin tuloksia.
     • Gadolinium-varjoaine on erittäin pieni allergisen reaktion riski.
   • TIETOJEN ANALYYSI

   Perus CMR-jälkikäsittely suoritetaan kaupallisella työasemalla, jota käytetään rutiinikliinisissä olosuhteissa. Sydämen elokuvakuvaus segmentoidaan kaupallisesti saatavalla ohjelmistolla (NeoSOFT, USA). Kaikki tutkimustiedot pseudonyymitetään.

   Vasemman kammion (LV) ja oikean kammion (RV) tilavuudet esitetään ejektiofraktion, loppudiastolisen tilavuuden, loppusystolisen tilavuuden, sydänindeksin ja sydämen massan laskemiseksi. LV:n sivuseinän ja väliseinän paksuus mitataan SA- ja HLA-kuvista. Sydänlihaksen T1- ja T2-relaksaatioajat määritetään. Analyysit suorittaa kaksi riippumatonta sydänradiologia, joilla on asiantuntemusta sydämen kuvantamisessa ja jotka ovat sokeutuneet kaikkiin tutkimustietoihin.

   Sydämen ultraäänitutkimuksen tekee ja analysoi kardiologi

   EKG:n raakatiedot ovat saatavilla vastaavien yritysten (Byteflies, Fourth Frontier ja Rooti) toimittamien ohjelmistojen kautta, ja kokenut kardiologi arvioi ne.

   Tilastollinen analyysi suoritetaan käyttämällä IBM SPSS -versiota 27.0 (IBM SPSS Statistics for Windows, Chicago, IL, USA). Shapiro-Wilk-testi suoritetaan datan normaalijakauman testaamiseksi (p < 0,05).