Neuromuszkuláris fáradékonyság szívelégtelenségben szenvedő egyéneknél

Háttér:

A testmozgás intolerancia a csökkent ejekciós frakcióval (HFrEF) járó krónikus szívelégtelenség jellegzetes tünete, és az életminőség romlásával jár, valamint erős prognosztikai indikátor. Az elmúlt évek kutatásai megpróbálták jobban megérteni a testmozgás intolerancia etiológiáját, hogy terápiás célokat szolgáljanak a fizikai kapacitás és az életminőség javítására, a tanulmányok elsősorban a maximális oxigénfelvételre, az anyagcsere-küszöbökre és az oxigénfelvételi kinetikára összpontosítottak. A terhelési intolerancia másik fontos meghatározója a neuromuszkuláris fáradékonyság, amelyet a neuromuszkuláris funkció egy meghatározott időtartamú edzés után mért csökkenéseként határoznak meg. Jelenleg az a néhány tanulmány, amely a HFrEF-ben szenvedő egyének neuromuszkuláris fáradékonyságát értékelte, kis izomtömeggel végzett gyakorlatokat, például izometrikus térdnyújtást alkalmaz. Ennek a megközelítésnek azonban az egyik korlátja, hogy nem tükrözi a napi tevékenység típusait, és ezáltal hiányzik az ökológiai érvényessége. Pontosabban a mindennapi élet tevékenységei (pl. séta, kertészkedés, házimunka vagy lépcsőzés) dinamikus, nagy izomtömegű gyakorlatot jelent, ami viszont lényegesen nagyobb kardiorespirációs igényt jelent az izometrikus feladatokhoz képest. Jelenleg korlátozott számú kutatás áll rendelkezésre a HFrEF-ben szenvedő egyének neuromuszkuláris fáradékonyságának felmérésére nagy izomtömegű gyakorlatok során. A fáradékonyságot jellemző kutatások és a mögöttes mechanizmusok meghatározása segíthet a testmozgás intolerancia etiológiájának jobb megértésében, és terápiás célokat kínálhat a HFrEF-ben szenvedő egyének fizikai kapacitásának és életminőségének javítására.

A neuromuszkuláris fáradékonyság szorosan összefügg az oxigéntranszporttal, az oxigéntranszport károsodása pedig az anaerob metabolizmustól és a kontraktilis funkciót rontó metabolitok termelődésétől függ. Tekintettel arra, hogy a HFrEF az oxigénkaszkád több lépésében is károsodásokkal jár, az oxigénszállítás korlátai valószínűleg fontos szerepet játszanak a HFrEF-ben szenvedő egyének neuromuszkuláris fáradékonyságában. Az oxigéntranszport korlátozásának lokuszai viszont széles körben centrális (szív és/vagy pulmonális) és perifériás eredetűek (vaszkuláris és izom-mitokondriális) kategóriába sorolhatók. Míg a HFrEF-ben szenvedők nagyobb neuromuszkuláris fáradékonyságot mutathatnak mind a központi, mind a perifériás károsodások következtében, ezek relatív jelentősége bizonytalan. Egy kísérleti modell, amelyet korábban a neuromuszkuláris fáradékonyság központi és perifériás meghatározóiba való betekintés nyújtására használtak, az aktív izomtömeg edzés közbeni manipulálása. A kisebb izomtömeggel végzett gyakorlatok végrehajtása, például az egylábú kerékpározás (SLC) során, lehetővé teszi a szív- és tüdőtartalék elérhetővé tételét, ami azt jelenti, hogy a szív- és tüdőkorlátok az edzéstűréshez mérsékelhetők. Az SLC-ben a láb véráramlását és oxigénellátását érintő alacsonyabb kardiopulmonális korlátok ezért lehetővé teszik a neuromuszkuláris fáradékonyság értékelését a központi korlátok kisebb befolyása mellett. Ezzel szemben a nagy izomtömeggel végzett gyakorlatok során, például a dupla lábú kerékpározás (DLC) során, nagyobb az oxigénigény, mivel a teljes test izomtömegének nagyobb hányada aktív. Mint ilyen, a csökkent perctérfogat hozzájárulása a HFrEF-ben szenvedő egyéneknél nagyobb relatív jelentőséggel bír a nagy izomtömegű gyakorlatok során. Ezenkívül a nagy izomtömegű gyakorlatok során megnövekedett légzésigény megköveteli a vér és az oxigén nagyobb központi újraelosztását, távol a gyakorló izmoktól. Az SLC-re és a DLC-re adott válaszok összehasonlítása tehát betekintést nyújthat a központi és perifériás korlátok relatív hozzájárulásába a HFrEF-ben szenvedők neuromuszkuláris fáradtságához és a testmozgás intoleranciájához.

A fáradékonyság csökkentésének egyik lehetséges stratégiája a nitrát-kiegészítés (pl. céklalé). Pontosabban, a nitrátban gazdag céklalé fogyasztása elősegíti a nitrogén-monoxid biohasznosulásának növekedését, ami viszont fokozhatja a helyi perfúziót és oxigénellátást, a vázizomzat kontraktilitását és az izmok hatékonyságát. Tekintettel arra, hogy a krónikus szívelégtelenségben szenvedő egyénekben csökkent a nitrogén-monoxid biológiai hozzáférhetősége és csökkent a helyi perfúzió és oxigénellátás, ami valószínűleg hozzájárul a fáradékonyság romlásához, a nitrogén-monoxid vonzó beavatkozást jelent a fáradékonyság enyhítésére és a testmozgás toleranciájának javítására. A mai napig egyetlen tanulmány sem értékelte a nitrát-kiegészítés hatását a CHF-ben szenvedő egyének neuromuszkuláris fáradékonyságára.

Célok:

A projekt célja 1) jellemezni a krónikus szívelégtelenségben szenvedő egyének izomfáradtságát kisebb és nagyobb izomtömeggel végzett gyakorlatok során (I. rész), 2) meghatározni a nitrát-kiegészítés hatását a nagy izomtömegű edzés során végzett izomfáradtságra. krónikus szívelégtelenségben szenvedő egyének (II. rész), 3) megértsék a testmozgás intoleranciájának hatását a krónikus szívelégtelenségben szenvedő egyének életminőségére (III. rész).

Tanulmánytervezés:

Az I. rész egy keresztmetszeti, megfigyeléses vizsgálat, amely a DLC és SLC során HFrEF-ben szenvedő egyének neuromuszkuláris fáradékonyságát jellemzi. Külön látogatások alkalmával és véletlenszerű sorrendben a résztvevők növekményes SLC-t és DLC-t hajtanak végre a kimerülésig, a kerékpározást a neuromuszkuláris funkciók mérésével tarkítva. A II. rész egy randomizált, keresztezett intervenciós vizsgálat, amely felméri a neuromuszkuláris fáradékonyságot nitrát-kiegészítést követően, valamint placebo-kontroll kezelést a DLC során HFrEF-ben szenvedő egyéneknél. A II. részben a résztvevők egy látogatásig nitrátban gazdag céklalevet fogyasztanak, egy másik látogatásig pedig placebokontrollként nitráttal extrahált céklalevet fogyasztanak, a körülmények véletlenszerű sorrendjében. A III. rész egy kvalitatív tanulmány, amely félig strukturált interjúk és kérdőívek segítségével értékeli a testedzés intoleranciájának hatását a HFrEF-ben szenvedő egyének életminőségére. Minden résztvevő kitölti a tanulmány I. és II. részét, míg a III. rész nem kötelező (pl. a résztvevők részt vehetnek a II. és II. részben, ha úgy döntenek, hogy nem vesznek részt a III.

Toborzási eljárások:

A betegeket a Newcastle upon Tyne-i Royal Victoria Infirmary és Freeman Kórház szívelégtelenségre szakosodott klinikáján végzik a kardiológus szaktanácsadók. A tanácsadó kardiológus ezután meghívja a pácienst, hogy beszéljen a kutatócsoport egyik tagjával. Erre a páciens konzultációja végén kerül sor, majd a kutatócsoport egyik tagja találkozik a pácienssel, hogy elmagyarázza a vizsgálatot. Ha a beteg érdeklődik, tájékoztatót kap. A kényszerítés elkerülése érdekében a pácienst nem kérik fel a döntéshozatalra a kutatócsoport valamelyik tagjának jelenlétében, hanem 48 órát kapnak arra, hogy elolvassák a tájékoztatót, és eldöntsék, részt kívánnak-e venni. A kutatócsoport felkéri a pácienst, hogy e 48 óra elteltével hívja fel a pácienst, hogy megbeszélje a vizsgálatot és válaszoljon a kérdésekre. Ha a beteg szívesen folytatja, amikor meghívják a Klinikai Kutatóközpontba az 1. vizitre, ahol tájékozott beleegyezését adja, ha hajlandó részt venni a vizsgálatban.

Kutatási látogatások – I. és II. rész – Kvantitatív munkacsomag:

A HFrEF-ben szenvedő egyének (n = 28) négy alkalommal látogatják meg az NIHR Klinikai Kutatóintézetet a vizsgálat I. és II. részében. Az 1. látogatás magában foglalja a szűrést és a beleegyezést, a kérdőívek kitöltését, a vizsgálati eljárások megismerését, valamint a mitokondriális funkció non-invazív mérését közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) segítségével. A 2-4. látogatás véletlenszerű sorrendben történik, és a következőket tartalmazza: 1) egy lábon járó kerékpározás a kimerültségig, a neuromuszkuláris funkciók időszakos felmérésével, 2) a kétlábú növekményes kerékpározás a kimerültségig, a neuromuszkuláris funkció időszakos felmérésével, egy bizonyos időszakot követően. nitrátban gazdag céklalével történő kiegészítés és 3) fokozatos kétlábú kerékpározás a kimerültségig, a neuromuszkuláris funkció időszakos felmérésével, egy nitrát-kivonatú céklalé placebóval történő kiegészítés után.

III. rész – Minőségi munkacsomag:

Míg az I. és a II. rész tovább fejleszti a gyakorlati intolerancia etiológiájával és a nitrát-kiegészítésnek a CHF-ben szenvedő betegek testedzési toleranciájának javítására gyakorolt ​​hatásával kapcsolatos megértésenket, fontos tisztázni a testedzés intoleranciájának ezen egyének életére gyakorolt ​​hatását. Mint ilyen, a III. rész célja megérteni a testmozgással kapcsolatos tüneteket és a testmozgás intoleranciájának a CHF-ben szenvedő egyének szociális, funkcionális és érzelmi működésére gyakorolt ​​hatását.

Egy opcionális félig strukturált interjút készítenek azokkal a résztvevőkkel, akik beleegyezést adtak a vizsgálat ezen részében való részvételhez (n = 28 vagy a megállapítások telítődéséig), miután befejezték az I. és II. részt. A résztvevők dönthetnek úgy, hogy kilépnek a vizsgálat ezen részéből, és ez a lehetőség szerepelni fog a hozzájárulási űrlapon. Interjúspecifikus témakalauz készült a fizikai tevékenység végzésével kapcsolatos tünetekről és a testmozgás intoleranciájának az életminőségre gyakorolt ​​hatásáról. A félig strukturált interjúk adatait tematikusan, induktív megközelítéssel elemezzük. Minden interjút szó szerint átírunk. Az interjúk távolról zajlanak, és a résztvevők lehetőséget kapnak a zoom platform használatára vagy telefonhívásra.

Mintanagyság és statisztikai elemzés:

A megcélzott mintanagyság egy olyan teljesítményszámításon alapul, amely a korábbi kutatásokból származó nitrát-kiegészítésnek a testmozgás toleranciára gyakorolt ​​pozitív hatásának várható hatását alkalmazza. A 0,05-ös a-értékhez és a 0,80-as hatványhoz 24-es teljes mintaméret szükséges. A potenciális lemorzsolódás figyelembevétele érdekében további 4 résztvevőt vesznek fel a ~20%-os lemorzsolódási arány alapján a nitrát-kiegészítésnek a testmozgás toleranciára gyakorolt ​​hatását értékelő vizsgálatokban. Az I. rész esetében az elemzés tartalmazni fog egy kétirányú ismételt mérési varianciaanalízist (ANOVA), hogy meghatározza az aktív izomtömeg nagyságának (kicsi vagy nagy) hatását a neuromuszkuláris fáradékonyságra és a kerékpározás során mért egyéb fiziológiai változókra. A II. rész esetében az elemzés kétirányú, ismételt mérési ANOVA-t fog tartalmazni, hogy meghatározza a nitrát-kiegészítés placebóval szembeni hatását a neuromuszkuláris fáradékonyságra és más, a kerékpározás során mért fiziológiai változókra. A III. rész esetében az elemzés induktív megközelítését alkalmazzák, és az elemzési szakaszban meghatározzák a témák adattelítettségét. A kutatócsoport két független bírálója kódolja és kivonja az adatok szegmenseit a kulcsfontosságú témák azonosítása érdekében. Az egyes témákból származó támogató idézetek szerepeltetése az írásban és a publikációban is szerepel.

Finanszírozás:

A tanulmányt a Newcastle Egyetem Orvostudományi Karának hallgatói programja finanszírozza.