Esercizio per migliorare la salute durante tutto l'anno e malattia coronarica

introduzione

Rilevanza nazionale e internazionale della ricerca

Secondo una stima mondiale, il 42% delle persone con malattia coronarica (CAD) è fisicamente inattivo. Ci sono circa 200.000 persone in Finlandia con CAD, e ancora di più hanno altri problemi di salute collegati (colesterolo alto o pressione sanguigna, diabete) che indeboliscono ulteriormente la loro funzione cardiaca e capacità fisica e causano mortalità. Questa popolazione sempre più anziana è spesso inattiva, ma beneficerebbe sostanzialmente di un'attività fisica regolare durante tutto l'anno per mantenere la propria capacità funzionale e una vita indipendente.

Al momento non è noto se la raccomandazione di esercizio per i pazienti con CAD comporti un rischio per la salute durante l'esposizione al freddo in quanto riferiscono regolarmente sintomi di dolore toracico e aritmie in inverno. Poiché sia ​​l'esercizio fisico che l'esposizione al freddo stimolano le funzioni cardiache e circolatorie, un'attività fisica precisa richiede di definire la loro interazione tra i pazienti con CAD il cui apporto di ossigeno e funzione miocardica sono indeboliti.

A livello nazionale e internazionale la ricerca si rivolge a un vasto e particolare gruppo di popolazione che vive nell'emisfero settentrionale, i cui sintomi, eventi sanitari e mortalità sono comuni e provocati nella stagione fredda. Uno stile di vita passivo di questa popolazione è in parte dovuto a istruzioni e guida inadeguate. Come conseguenza dell'invecchiamento, la proporzione di persone affette da CAD aumenterà, il che sottolinea il ruolo della prevenzione nella riduzione dei costi sanitari. L'entità di ricerca proposta costituisce una parte importante del programma di ricerca che esamina l'effetto diretto della temperatura sulla salute umana nel Centro di collaborazione dell'OMS di nuova costituzione in Cambiamento globale, ambiente e salute pubblica.

Obiettivi e ipotesi Gli obiettivi sono: 1) studiare gli effetti separati e combinati dell'esercizio della parte superiore o inferiore del corpo e del riscaldamento sulla risposta cardiovascolare (acuta, recupero) e 2) tradurre le informazioni della ricerca in istruzioni su misura per l'attività fisica durante tutto l'anno .

Le ipotesi sono: 1) l'esercizio di resistenza di livello moderato aumenta lo sforzo cardiovascolare nei pazienti con CAD al freddo rispetto a un ambiente caldo, 2) l'esercizio della parte superiore del corpo è più faticoso dell'esercizio della parte inferiore del corpo al freddo, 3) l'esercizio di riscaldamento attenua il freddo e aumento della pressione arteriosa indotto dall'esercizio

Partecipanti I partecipanti sono uomini di età compresa tra 35 e 75 anni (non fumatori) con CAD (NYHA CCS I-II), hanno avuto un infarto del miocardio più di 3 mesi fa, hanno ipertensione ma nessun'altra malattia metabolica, cardiovascolare o respiratoria. I partecipanti vengono reclutati dall'ospedale universitario di Oulu da un cardiologo esperto. I criteri di esclusione sono: fumo, asma, classe CCS III-IV, diabete, pregresso infarto miocardico inferiore a 3 mesi, fibrillazione atriale cronica, claudicatio, angina pectoris instabile, gravi aritmie complesse o anomalie dell'ECG a riposo.

Studi randomizzati controllati (n=160) Gli studi randomizzati controllati consentono di comprendere la causalità ei meccanismi fisiologici degli effetti separati e combinati dell'esercizio e del freddo sulla funzione cardiovascolare nelle persone con CAD. Fase I (2015-16): effetti separati e combinati del freddo e dell'esercizio sulla funzione cardiovascolare. Ogni partecipante (n=20) è esposto in modo casuale a quattro condizioni e separatamente a un ambiente neutro (+22°C) e freddo (-15°C) durante il riposo e l'esercizio. Fase II (2016-17): Tipo di esercizio e riscaldamento sulla funzione cardiovascolare durante l'esercizio al freddo. Ogni partecipante (n=20) è esposto in modo casuale a quattro condizioni che comportano l'esercizio della parte inferiore (camminata veloce) o della parte superiore del corpo (ergometria del braccio) al freddo (-15°C) con o senza esercizio di riscaldamento a +22°C. Ogni sessione sperimentale dura 105 min (15 min di base + 30 min di esposizione + 60 min di recupero).

Condizioni ambientali I partecipanti sono esposti sia a +22°C che a -15°C (vento 1.4. m/s) per 30 min per sessione sperimentale nella galleria del vento del Centro Ricerche Kastelli. L'esposizione al freddo utilizzata simula le condizioni che si verificano frequentemente durante l'inverno in un clima freddo. I partecipanti sono dotati di abbigliamento invernale durante gli esperimenti. L'esposizione al freddo è in gran parte limitata al viso che è noto per aumentare la pressione arteriosa di ca. 20 mmHg in soggetti sani.

Protocollo di studio

Le sessioni sperimentali vengono eseguite alla stessa ora del giorno per ogni partecipante. Vengono fornite istruzioni per evitare esercizi pesanti o alcool 48 ore prima o bevande correlate a caffè/caffeina 3 ore prima degli esperimenti. I partecipanti sono informati della ricerca, forniscono il consenso scritto a partecipare allo studio e hanno la possibilità di conoscere le condizioni sperimentali. Viene compilato un questionario che indaga sulla salute e sullo stile di vita dei partecipanti. Successivamente la composizione corporea dei soggetti viene valutata mediante bioimpedenza. Viene prelevato un campione di sangue di riferimento. Dopo questo i soggetti sono dotati di termistori per la temperatura cutanea e bracciale (BP). Gli elettrodi ECG sono collegati sia per il monitoraggio online (12 derivazioni) che a lungo termine (24 ore) della funzione cardiaca. I soggetti sono seguiti in condizioni neutre per 15 minuti (linea di base). Prima dell'esposizione a temperatura neutra/fredda e riposo/esercizio vengono registrate la pressione arteriosa continua battito-battito, la pressione sanguigna dell'aorta centrale e la dilatazione flusso-mediata. Per l'esercizio al freddo i soggetti vengono dotati di abbigliamento invernale ed entrano nelle condizioni sperimentali (galleria del vento). Durante l'esercizio le funzioni cardiovascolari vengono seguite continuamente attraverso l'ECG in tempo reale. La pressione arteriosa viene misurata ogni tre minuti a riposo e durante l'esercizio. Lo sforzo fisico viene valutato a intervalli di 1 minuto e le sensazioni termiche a intervalli di 5 minuti. I criteri di risoluzione includono un sottoslivellamento del tratto ST superiore a 2 mm, sintomi di angina e un improvviso e considerevole cambiamento della pressione arteriosa. La conclusione di un esperimento è decisa dall'infermiere paramedico che controlla e dal medico che supervisiona la sessione sperimentale. Al termine dell'esercizio si seguono le funzioni cardiovascolari per 30 minuti a 22°C. Subito dopo l'esercizio viene prelevato un campione di sangue. La PA continua e centrale viene misurata 3-8 minuti dopo l'esercizio (recupero precoce) e dopo 15-20 minuti (recupero ritardato). I soggetti tornano 48 ore dopo l'esperimento per fornire un campione di sangue che consente di esaminare gli effetti sia immediati che ritardati sui parametri ematologici (fattori di coagulazione del sangue, marcatori di infiammazione, endotelina).

Ambiente di ricerca e ricercatori

La ricerca è coordinata dal Centro per la ricerca sulla salute ambientale e respiratoria (CERH) dell'Università di Oulu e con la collaborazione dell'Unità di ricerca di medicina interna, Centro per la visione artificiale e l'analisi del segnale e finlandese, Istituto di salute sul lavoro e finlandese Forze di difesa. La cooperazione internazionale comprende il Southwestern Medical Center dell'Università del Texas e l'Università di Maastricht. Gli esperimenti sono condotti negli esclusivi laboratori termali del Kastelli Research Center di Oulu con attrezzature complete e innovative per la valutazione della funzione circolatoria, respiratoria, del sistema nervoso autonomo e dell'equilibrio termico. Il team di ricerca è multidisciplinare ed è composto da esperti di scienze dello sport, fisiologia, medicina, riabilitazione e tecnologia del benessere.

professore a contratto Tiina Ikäheimo (ex Mäkinen), Ph.D., docente CERH, Università di Oulu; PI della ricerca e con una competenza specifica in fisiologia e gli effetti della temperatura sulla salute e sulle prestazioni umane. Il PI ha prodotto diverse pubblicazioni e recensioni originali e ha prodotto testi per libri professionali nazionali e internazionali (ad esempio per l'OMS) sui rischi per la salute legati al freddo e raccomandazioni per la loro prevenzione.

Gruppo di ricerca:

Professor Heikki Huikuri, MD, Ph.D., Università di Oulu e Oulu University Hospital, Unità di Ricerca di Medicina Interna, Leader del Centro di Ricerca Medica ed esperto in Cardiologia; Professore a contratto Antti Kiviniemi, Ph.D., scienziato senior di Esercizio fisico e fisiologia medica; Medico specialista in Cardiologia, Juha Perkiömäki, MD, Ph.D.; Professore a contratto Mikko Tulppo, Ph.D.; Professore a contratto Arto Hautala, Ph.D. Centro per la visione artificiale e l'analisi dei segnali, Università di Oulu; Professor Markku Alén, MD, Ph.D., Università di Oulu, Center for Life-Course Epidemiology (CLCE); Professor Hannu Rintamäki, Ph.D. Istituto finlandese per la salute sul lavoro; Professor Matti Mäntysaari*, MD, Ph.D., Direttore, Centro aeromedico, Forze di difesa finlandesi; Professor Jouni J.K. Jaakkola, MD, Ph.D., Direttore, CERH, Università di Oulu; Studentessa post-laurea Heidi Hintsala, Master in Scienze della salute (MHSc). CERH, Università di Oulu; Professore emerito Juhani Hassi, Ph.D. CERH, Università di Oulu; dottorando Rasmus Valtonen, Università CERH di Oulu; Infermiera paramedica Miia Länsititie, CERH, Università di Oulu, Segretaria del progetto Riitta Aittamaa, CERH, Università di Oulu. INTERNAZIONALE: Professor Craig Crandall, Ph.D., Divisione di Cardiologia, Dipartimento di Medicina Interna, The University of Texas Southwestern Medical Center, USA. Professor Wouter van Marken Lichtenbelt, Ph.D. Salute, Medicina e Scienze della Vita, Biologia Umana, Università di Maastricht, Paesi Bassi.

Questioni etiche

Lo studio segue la dichiarazione di Helsinki e la legislazione, i decreti ei principi etici relativi alla ricerca medica sugli esseri umani in Finlandia. Lo studio è stato approvato dal comitato etico dei distretti ospedalieri dell'Ostrobotnia settentrionale. I test sperimentali vengono eseguiti sotto il controllo di un infermiere paramedico e la supervisione di un medico.