Influenza del sistema nervoso autonomo in risposta all'esercizio in individui ipertesi

INTRODUZIONE

La disfunzione endoteliale precede l'aterosclerosi. Le cellule endoteliali svolgono un ruolo importante nella modulazione dell'angiogenesi vascolare, delle risposte infiammatorie, dell'omeostasi, nonché del tono e della permeabilità vascolare. Questa funzione di protezione vascolare è in gran parte attribuita all'ossido nitrico sintasi endoteliale, un enzima responsabile della produzione di ossido nitrico (NO).

La diminuzione della biodisponibilità locale di NO e/o l'insufficiente risposta vasomotoria caratterizzano la disfunzione endoteliale; un fatto evidenziato in situazioni come SAH, diabete mellito, obesità, dislipidemia, menopausa e stile di vita sedentario. La valutazione della dilatazione flusso-mediata (FMD) dell'arteria brachiale, sebbene sia un metodo indiretto per valutare la funzione endoteliale, non è invasiva e gran parte del suo risultato dipende dall'NO. I risultati derivanti dallo stimolo acuto dell'esercizio fisico possono anche prevedere adattamenti a lungo termine, pertanto è stato ampiamente utilizzato.

In questo scenario, il cambiamento dello stile di vita, compreso un regolare esercizio fisico, fa parte delle raccomandazioni della terapia antipertensiva. I fattori più citati, responsabili del potenziale effetto antipertensivo e della migliore risposta endoteliale all'esercizio a lungo termine, includono una ridotta attività simpatica, l'equilibrio tra fattori vasodilatatori e vasocostrittori e livelli ridotti di endotelina-1 vasocostrittrice.

Le analisi di una sessione di esercizi di resistenza nell'afta epizootica hanno dimostrato che l'esercizio di estensione del ginocchio eseguito con intensità moderata, così come con intensità leggera, può ridurre l'afta epizootica 10-30-60 minuti dopo la sessione in soggetti sani. È interessante notare che la stessa sessione, se eseguita ad alta intensità, non è stata in grado di fornire cambiamenti nell'afta epizootica, portando all'idea di una relazione inversa tra l'intensità dell'esercizio di resistenza e la risposta all'afta epizootica. Recentemente, i ricercatori hanno dimostrato che una sessione di esercizi aerobici, resistiti e combinati (resistivi e aerobici) eseguiti a intensità moderata per 40 minuti ed esclusivamente con gli arti inferiori, non erano in grado di alterare l'afta epizootica dell'arteria brachiale di individui con SAH quando analizzati 10 -40-70 minuti dopo le sessioni. Questi risultati sono stati accompagnati dal mantenimento dei livelli delle microvescicole endoteliali e dei fattori coinvolti nello stress ossidativo. Collettivamente, i ricercatori possono sollevare l'ipotesi che altri fattori, come l'esacerbazione dell'attività simpatica in membri non allenati, possano causare vasocostrizione e reindirizzare il flusso sanguigno a membri allenati, di conseguenza, competendo con l'attività vasodilatatrice endotelio-dipendente.

I ricercatori hanno dimostrato che il blocco α1-adrenergico con fentolamina ha mitigato la riduzione del flusso sanguigno nell'avambraccio, dimostrata in una condizione di placebo, durante una sessione di esercizi di pressione manuale in individui con insufficienza cardiaca. Tuttavia, considerando che l'attivazione esacerbata del sistema nervoso simpatico è stata proposta come un fattore importante nello sviluppo e nel mantenimento dell'ESA, i ricercatori possono ipotizzare che, dopo una sessione di esercizio fisico acuto, vi sia una competizione tra l'attività simpatica ( potenziamento della vasocostrizione) e capacità di vasodilatazione endotelio-dipendente, in individui con SAH.

Considerando che l'effetto acuto di diverse modalità di esercizio fisico sull'afta epizootica ha risultati contrastanti in individui sani e ipertesi, così come una mancanza di informazioni nella popolazione ipertesa per quanto riguarda l'influenza dell'attività SNA sulla reattività vascolare in risposta all'esercizio fisico, i ricercatori hanno sviluppato uno studio clinico randomizzato con l'obiettivo primario di analizzare l'influenza dell'attività del sistema nervoso autonomo sull'afta epizootica dell'arteria brachiale di soggetti con SAH dopo esercizio aerobico, contro resistenza e combinato (contro resistenza e aerobico) eseguito esclusivamente con gli arti inferiori.

METODI

Ambiente di studio.

Lo studio sarà condotto presso l'Istituto di Cardiologia del Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia sotto l'approvazione del Comitato Etico di questa Istituzione (UP 5678/19).

Criteri di ammissibilità.

Saranno selezionati uomini e donne con SAH, di età compresa tra 35 e 55 anni che frequentano i servizi dell'Istituto di Cardiologia del Rio Grande do Sul e non svolgono regolare esercizio fisico (≥2 sessioni a settimana). Il campione escluderà gli individui con diabete mellito, insufficienza renale cronica, indice di massa corporea (BMI) ≥35 kg/m2, malattia coronarica, insufficienza cardiaca, che non assumono farmaci antipertensivi, che fanno uso di beta-bloccanti e/o alfa-bloccanti , presentano lesioni agli arti inferiori che impediscono il protocollo, il fumo e la menopausa (donna).

Misura di prova.

I ricercatori hanno confrontato l'afta epizootica in individui sani dopo una sessione di esercizio aerobico eseguita con la condizione di placebo (SD 1,13%) e blocco α1-adrenergico (SD 1,91%) (differenza di medie: 3,1%). Pertanto, per trovare una differenza simile nell'afta epizootica tra le condizioni (placebo e blocco α1-adrenergico) dopo la nostra sessione di esercizio, i ricercatori hanno calcolato un campione totale di 15 individui (α=0,05 e 80% di potenza). Per il confronto in FMD tra i tipi di esercizi, il pre-esercizio (SD 1,18%) e il post-esercizio (SD 1,91%) del gruppo di blocco α1-adrenergico. Per trovare una differenza nell'afta epizootica dell'1,62% (α=0,05, potenza 80%), il campione totale calcolato era di 30 individui. Supponendo una perdita del 30% durante i protocolli, il campione totale era di 39 individui.

Valutazione e interventi.

I volontari saranno selezionati tra le informazioni descritte nella cartella clinica del servizio di cardiologia dell'IC/FUC. Il primo contatto con il volontario avverrà telefonicamente nel tentativo di verificare a priori i criteri di esclusione.

Passo 1. La prima visita dell'individuo all'IC/FUC avverrà presso il Laboratorio di Ricerca Clinica (LIC) e verranno ripresi tutti i criteri di inclusione/esclusione. Dopo la rispettiva firma del modulo di consenso informato, le persone risponderanno a un questionario clinico e al questionario internazionale sull'attività fisica. Verrà controllata la pressione arteriosa clinica dell'individuo (3 controlli della pressione arteriosa sul braccio con il valore più alto).

L'antropometria sarà eseguita presso il LIC e suddivisa in valutazione della massa corporea totale, altezza e circonferenza della vita.

Il test da sforzo verrà eseguito su un tapis roulant, con il protocollo Bruce, secondo le linee guida della Società brasiliana di cardiologia. Il test sarà condotto in una sala ICF/FUC specializzata da un professionista qualificato alla presenza di un cardiologo. Successivamente si loderà il consumo massimo di ossigeno, gli equivalenti respiratori e la frequenza cardiaca massima (prescrizione di esercizi aerobici).

Fase 2. La seconda visita si terrà presso il LIC, con il digiuno individuale di 12 ore per il prelievo del sangue e le analisi biochimiche. Dopo la raccolta del sangue, verrà offerto uno spuntino standardizzato e i volontari saranno indirizzati in una stanza controllata dove rimarranno sdraiati per 10 minuti. La valutazione della rigidità arteriosa avverrà attraverso la velocità dell'onda del polso carotido-femorale (PWV), con Complior Analyze equipment®. La distanza tra i due punti viene misurata da un infantometro e i dati sulla pressione sanguigna, l'altezza, la massa corporea totale e la distanza tra i punti delle arterie carotidi e femorali vengono inseriti nel software Complior Analyze per calcolare il PWV.

Dopo aver analizzato il PWV, i volontari saranno testati per la forza massima degli arti inferiori testando una ripetizione massima (1-RM). Il test verrà eseguito presso il LIC in un ambiente specifico per l'esercizio fisico (esercizi di estensione del ginocchio, flessione del ginocchio, pressione delle gambe e flessione plantare). Verrà eseguito un riscaldamento locale con 10-12 ripetizioni e un carico relativo al 30% del peso stimato per il test 1-RM e cadenza 2:2 (concentrico:eccentrico), controllato da un metronomo. Dopo aver riposato per 3-5 minuti, inizierà il test 1-RM. Il test verrà interrotto per regolare il carico quando l'individuo esegue più di 1 ripetizione o quando non è stato in grado di superare il carico proposto. Quando sono necessari ulteriori tentativi, è consentito un periodo di riposo di 5 minuti. Il peso al quale l'individuo esegue solo una ripetizione sarà determinato come 1-RM.

Passaggio 3-4. Per analizzare l'influenza del SNS sull'afta epizootica in risposta a sessioni di esercizio fisico, verrà utilizzato il blocco α1-adrenergico descritto in letteratura. Considerata l'interruzione della commercializzazione del farmaco prazosin in Brasile, esso sarà sostituito dal suo analogo doxazosin. In breve, 90 minuti prima di iniziare il protocollo di esercizio, agli individui verrà offerta una capsula contenente placebo (cellulosa microcristallina) o bloccante α1-adrenergico (doxazosina 0,05 mg.kg-1 peso corporeo) e verrà istruito a sdraiarsi. Un ricercatore che collabora nel gruppo e non vede il tipo di esercizio fisico, sarà responsabile di mettere a disposizione dell'individuo le capsule il giorno della sessione, secondo la precedente randomizzazione.

Valutazione della funzione endoteliale: la valutazione della funzione endoteliale sarà effettuata mediante ecografia utilizzando la tecnica FMD, come precedentemente descritto. Inizialmente, la velocità del flusso sanguigno e il diametro dell'arteria brachiale saranno valutati, contemporaneamente, nel braccio destro del volontario, in una stanza buia e silenziosa a temperatura controllata (23-24°C) del LIC, da un singolo qualificato investigatore e cieco alla condizione. La pressione arteriosa iniziale (braccio sinistro), la frequenza cardiaca a riposo, la velocità del flusso sanguigno e il diametro dell'arteria brachiale saranno valutati dopo aver riposato per 10-15 minuti in posizione supina, con il braccio del soggetto esteso e posizionato ad un angolo di ~ 40° del tronco. La valutazione avverrà 10 minuti prima della sessione di esercizi, nonché 10-40-70 minuti dopo la sessione di esercizi.

Per analizzare l'afta epizootica dell'arteria brachiale, gli individui dovrebbero essere a digiuno da ≥6 ore, medicati per SAH. Una cuffia a deflazione rapida verrà posizionata intorno all'avambraccio 5 cm distalmente alla fossa antecubitale e l'immagine dell'arteria brachiale sarà ottenuta nel terzo distale del braccio in modalità B utilizzando un trasduttore lineare multifrequenza (12 MHz) collegato a un sistema ad ultrasuoni Doppler ad alta risoluzione. Il volume del campione verrà regolato per coprire la larghezza del vaso e verrà utilizzato un angolo di insonazione di 60°. I diametri della linea di base verranno registrati per 1 minuto, prima che il bracciale dell'avambraccio venga gonfiato a 50 mmHg sopra l'SBP, per 5 minuti. La registrazione delle immagini verrà ripresa 30 secondi prima dello sgonfiaggio del bracciale e mantenuta per 3 minuti dopo lo sgonfiaggio. Il segnale video dell'ecografia Doppler verrà registrato in tempo reale da una scheda video USB e salvato per l'analisi offline. L'analisi della velocità del flusso sanguigno e del diametro dell'arteria brachiale sarà eseguita utilizzando un software di edge detection e wall tracking (CardiovasculareSuit™; Pisa, Italia). Dai dati sincronizzati sulla velocità del flusso sanguigno e dal diametro dell'arteria brachiale, il flusso sanguigno sarà calcolato a 30Hz. L'afta epizootica sarà calcolata come variazione percentuale del diametro del picco dopo aver sgonfiato la cuffia rispetto al diametro di riferimento (linea di base).

Sistema nervoso: la valutazione del SNA verrà effettuata attraverso la variabilità della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa, come già descritto in letteratura. I dati saranno raccolti attraverso il sistema di acquisizione delle onde pressorie in modo continuo e non invasivo dal sistema Finometer®. Per questo, verrà installato un risvolto sul dito medio (mano destra) accoppiato a un convertitore di segnale analogico-digitale. La frequenza di campionamento dei segnali sarà acquisita in continuo a 1000 Hz, dopo aver fatto riposare l'individuo (sdraiato per 10 minuti) e prima dell'analisi dell'afta epizootica.

I dati raccolti verranno salvati nel software BeatsScope® e LabChart® per l'analisi degli istogrammi della variabilità della pressione sanguigna (BPV) e delle serie di intervalli di impulsi (intervallo RR) per l'analisi della potenza spettrale (variabilità della frequenza cardiaca, HRV). L'intervallo di impulsi (PI) verrà calcolato come differenza tra i punti iniziale e finale del ciclo. L'analisi di HRV e BPV nel dominio del tempo, come la composizione spettrale (trasformata veloce di Fourier) sarà eseguita utilizzando il software CardioSeries® (dopo aver rimosso gli elementi transitori e discrepanti). Le bande spettrali per la valutazione: frequenza molto bassa (VLF, 0,007-0,04 Hz), bassa frequenza (LF, 0,04-0,15 Hz), alta frequenza (HF, 0.15-0.4Hz) e potenza totale (TP, VLF+LF+HF). La sensibilità baroriflessa spontanea (SBE) sarà dedotta dalla radice quadrata di (LF/HRV m2)/(LF/BPV m2).

Le sessioni di esercizio fisico saranno svolte in due visite, sempre nel pomeriggio (13:00) e in ordine casuale per placebo o blocco α1-adrenergico. Sarà richiesto un digiuno moderato (6 ore) e le sessioni dovrebbero avere intervalli di almeno 5-7 giorni. Le sessioni di allenamento saranno: aerobiche, di resistenza e combinate, precedentemente pubblicate dal nostro gruppo.

La sessione di esercizi aerobici verrà eseguita su un cicloergometro orizzontale. Verrà eseguito un riscaldamento (5 minuti), seguito da 40 minuti di intensità moderata (60% di riserva FC) e controllato da un cardiofrequenzimetro, nonché dalla scala dello sforzo soggettivo (Borg da 6 a 20 punti). La pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e la scala Borg saranno valutate all'inizio dell'esercizio aerobico e ogni 5 minuti fino alla fine.

La sessione di esercizi di resistenza sarà strutturata con estensione del ginocchio, flessione del ginocchio, pressione della gamba e flessione plantare, in una stazione con pesi guidati, con 4x12 ripetizioni e 60% di intensità di 1-RM; la cadenza sarà regolata su 2:2 (concentrica: eccentrica) e controllata da un metronomo. Il resto tra le serie e gli esercizi sarà di 90 secondi (durata totale: 40 minuti). La pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e la scala Borg verranno registrate all'inizio e alla fine della 4a serie di ogni esercizio.

La sessione di esercizi combinati sarà strutturata con 20 minuti di esercizio di resistenza + 20 minuti di esercizio aerobico, come già descritto, salvo che gli esercizi di resistenza avranno 2 serie di ogni esercizio. Come per le altre sessioni, la pressione arteriosa, la frequenza cardiaca e la scala di Borg saranno valutate all'inizio e alla fine della seconda serie di esercizi di resistenza, nonché all'inizio e ogni 5 minuti di esercizio aerobico fino a 15 minuti dopo la fine della esercizi.

Analisi statistica.

La normalità dei dati sarà valutata da Shapiro-Wilk. I valori saranno presentati come media ± deviazione standard o mediata e 95% CI, secondo la distribuzione delle variabili. L'ANOVA unidirezionale verrà utilizzata per i confronti precedenti dei dati di base tra i gruppi. L'analisi multivariata dei dati sarà effettuata utilizzando il GEE per misure ripetute con post-hoc di Bonferroni. La valutazione delle possibili correlazioni tra variabili sarà effettuata mediante test di Pearson o di Spearman. Analisi statistica: SPSS 24.0, p-value <0.05.