Risposta fisiologica interindividuale a un periodo di training e detraining in soggetti con fattori di rischio cardiometabolico (VASCU-HEALTH)

La disfunzione endoteliale (EDys) è caratterizzata come un'alterazione fenotipica nell'endotelio delle arterie, caratterizzata da protrombotica, pro-infiammatoria, uno squilibrio tra le azioni di vasodilatatori e vasocostrittori e piccoli vasi di resistenza. Funzionalmente, l'endotelio acquisisce uno stato proinfiammatorio, con proprietà protrombiche, ed è comunemente associato a malattie cardiovascolari, come l'ipertensione arteriosa (HTN, cioè, SBP, DBP più elevati], malattia coronarica, scompenso cardiaco cronico, malattia delle arterie periferiche, aterosclerosi, diabete mellito di tipo 2 (T2DM) e insufficienza renale cronica. Clinicamente, una diminuzione dello 0,62% della funzione endoteliale, misurata dalla dilatazione flusso-mediata (FMD%), è associata a un aumento di +20 mmHg della pressione arteriosa sistolica (SBP). Dal punto di vista funzionale, l'EDys è espresso dall'afta epizootica%, dalla velocità dell'onda del polso (PWV) o dall'indice di aumento aortico (AIx) dell'arteria brachiale, e dal punto di vista strutturale l'EDys è espresso, tra gli altri, dallo spessore carotideo-intima-media (c-IMT). Metodologicamente, entrambi i risultati FMD% e c-IMT possono essere valutati da a) un'ecografia non invasiva e b) da altre tecniche più invasive.

Parte del meccanismo che spiega la ridotta capacità vasodilatatrice nell'EDys include una diminuzione della produzione di ossido nitrico (NO), un aumento dello stress ossidativo (ROS) e una diminuzione della produzione di fattori iperpolarizzanti. A livello molecolare, l'up-regolazione delle molecole di adesione, la generazione del peptide-1 chemiotattico dei macrofagi e la produzione dell'inibitore-1 dell'attivatore del plasminogeno partecipano anche alla risposta infiammatoria correlata allo stato protrombico nell'EDys. Altri meccanismi molecolari collegati includono che l'angiotensina II e l'endotelina-1, l'ipercolesterolemia, la segnalazione alterata dell'insulina e l'iperglicemia possono contribuire all'EDys. Pertanto, l'EDys è un evento preliminare prima dell'aterosclerosi, aumentando l'accumulo di placca, coinvolgendo eventi fisiopatologici molecolari, ma anche danni rilevabili "funzionali" e "strutturali", che sono altamente collegati alle malattie cardiovascolari (CVD).

In questo senso, la PA 'elevata', clinicamente nota come preipertensione (preHTN), e l'HTN stesso, rappresentano un enorme problema di salute pubblica, vista la loro alta correlazione con ictus, malattia coronarica, scompenso cardiaco e soprattutto con il Cile, dove c'è un invecchiamento accelerato della popolazione, dove l'HTN è più comune negli anziani. La popolazione adulta con HTN ha molte altre comorbilità come sovrappeso/obesità (~40%), DMT2 e dislipidemia (es. aumento dei lipidi a bassa densità [LDL-c], diminuzione dei lipidi ad alta densità [HDL-c] o aumento dei trigliceridi), ma sono trasversalmente fisicamente inattivi ~40% (ovvero, non aderiscono all'attività/esercizio fisico nazionale e internazionale raccomandazioni di allenamento di almeno 150 min/di attività fisica/allenamento fisico a settimana secondo le linee guida dell'OMS).

L'esercizio fisico (ExT), una particolare modalità monitorata di attività fisica, può funzionare, in base alle conoscenze pregresse, come una "terapia" per diminuire la pressione arteriosa nei pazienti HTN e in quelli con EDys. ExT è una modalità di attività fisica pianificata, regolata e guidata, in cui i partecipanti possono ottenere benefici in base a una dose applicata (ad es. intensità, volume, frequenza settimanale, densità) e al profilo (ad es. HTN, dislipidemia, T2DM o altri, aumentano le prestazioni di fitness, ma allo stesso tempo migliorano i marcatori vascolari e di salute come FMD%, c-IMT, SBP/DBP o MAP in HTN. ExT può includere l'allenamento di resistenza (ET), consistente in un esercizio continuo solitamente praticato a intensità da bassa a "moderata" (camminata/corsa/bicicletta/vogatore, ecc.), allenamento di resistenza (RT), che coinvolge carichi e pesi esterni (manubri, esercizio macchine con carichi) ad alto impatto sulla massa muscolare e ossea, ma anche con benefici cardiovascolari come diminuzione della pressione arteriosa, e l'ultima modalità studiata di allenamento ad intervalli ad alta intensità (HIIT), che è un basso volume di brevi intervalli ad alta intensità (di solito ciclismo, canottaggio o corsa) intervallati da periodi di riposo di recupero e che mostrano una salute cardiometabolica efficiente nel tempo. È stato dimostrato che tutte e tre queste modalità ExT migliorano funzionalmente e strutturalmente l'EDys, riducono la pressione arteriosa e migliorano diversi parametri antropometrici, di composizione corporea, cardiovascolari, metabolici e di forma fisica nei pazienti HTN, essendo ciò recentemente confermato dall'American Colleague of Medicina sportiva.

Esercizio fisico nella disfunzione endoteliale: una meta-analisi pertinente di Higashi et al. ha rivelato che l'intensità moderata di ET aumenta la disponibilità di ossido nitrico, promuovendo miglioramenti nei marcatori Edys in soggetti sani. Un TE a lungo termine promuove anche una regolare vasodilatazione endotelio-dipendente e questi stimoli fisiologici sono stati associati a livelli di pressione arteriosa più bassi negli individui HTN. Un articolo pubblicato di recente da Pedralli et al., in cui dopo 8 settimane di tre diverse modalità Ext come ET, RT e CT gli autori hanno mostrato un miglioramento significativo dei marcatori sia BP che EDys nei pazienti con HTN. Tuttavia, la rilevanza di questi risultati contiene diverse preoccupazioni scientifiche e metodologiche da considerare e generalizzare come a) non è stata inclusa la modalità di esercizio efficiente in termini di tempo di HIIT, b) i ricercatori hanno riportato solo l'afta epizootica%, ma non altro di rilevanza per la funzione endoteliale come c-IMT, c) non c'erano diversi gruppi di frequenze di ExT/settimana, d) il gruppo RT ha lavorato a intensità ≥60% fino all'80% della forza massima nei pazienti, il livello PA basale è stato riportato da questionari piuttosto che misurare oggettivamente la PA utilizzando dispositivi accelerometrici, e) non c'era un'ora di controllo della dieta prima delle misurazioni di BP ed EDys e, cosa più importante, non c'era un gruppo di controllo e comprendeva sia i partecipanti PreHTN che HTN, tra gli altri (riportati solo i risultati in 'media ', ma non la risposta interindividuale per conoscere i responder (Rs) e i non-responder (NRs) alle modalità ExT. Inoltre, e come principale preoccupazione, sebbene ci siano alcune prove che mostrano miglioramenti significativi dei parametri vascolari dall'allenamento fisico come FMD% e c-IMT durante i periodi di intervento sull'esercizio, non ci sono prove su come mantenere questi benefici vascolari fisiologici durante il "detraining", dove vi è scarsità di studi con evidenza sulla potenziale perdita di questi adattamenti vascolari, né proposte di altre dosi minime di esercizio per mantenere questi adattamenti vascolari durante il periodo di cessazione post-esercizio.

Effetti dell'esercizio fisico acuto ea lungo termine nei marcatori BP ed Edys: una singola sessione di allenamento di resistenza (ET) riduce la pressione sanguigna a riposo di 5-7 mmHg tra i pazienti HTN e questo effetto è mantenuto fino a 24 ore. Questo fenomeno è definito effetto di ipotensione post-esercizio. Ciolac et al. ha mostrato che 40 minuti di ET al 60% della riserva di frequenza cardiaca, diminuivano SBP e DBP giorno e notte, utilizzando i monitor Holter. È interessante notare che gli autori hanno mostrato che c'era un aumento nel campione di pazienti con HTN che mostravano una pressione sanguigna diastolica normale diurna (68% contro 82) e notturna (56% contro 72%). Nei pazienti HTN, dopo 60 minuti di ET (45 min, al 70% di consumo massimo di ossigeno [VO2max]), Taylor-Tolbert et al. ridotto SBP -7,4 e DBP -3,6 mmHg, mantenendo fino a 24 ore il PEHE. Dopo una sessione acuta di 60 minuti di ET, altri autori avevano riportato diminuzioni di SBP -9,9 e DBP -6,2 mmHg in adulti cileni sani. Cadde et al. nel 1984 riportarono che l'ET normalizzava la pressione arteriosa e diminuiva il dosaggio dei farmaci nei pazienti con HTN dopo 12 settimane di allenamento diminuendo SBP ~ 22 e DBP ~ 18 mmHg. Tuttavia, dopo quattro decenni di progressi scientifici e tecnologici, vi sono ampie prove da diverse modalità ExT come ET, HIIT o RT, a favore della normalizzazione (funzionale) della pressione arteriosa nei pazienti HTN. Olea et al. hanno recentemente dimostrato che dopo 24 sessioni di HIT ExT, c'è stata una riduzione da 145 a 118 mmHg SBP nel gruppo HTN, dove il gruppo sano normoteso non provoca cambiamenti. È interessante notare che gli autori hanno riportato una riduzione di -3,9 kg di grasso corporeo e dal 100% del campione HTN (n = 22), alla fine del programma ExT, c'era un 73% di pazienti che si sono normalizzati (cioè, nello stato normoteso) il loro SBP. Chen et al. hanno riferito che i pazienti HTN hanno ridotto SBP -15 e DBP -4 mmHg dopo 12 mesi di 4 corsi di sport. In precedenza, durante l'ExT a lungo termine sulle variazioni della PA, il nostro team ha riferito che l'allenamento all'esercizio fisico a lungo termine (≥4 settimane di esercizio regolare) nei pazienti HTN riduce SBP -20 e DBP -9 mmHg BP dopo l'allenamento concomitante (CT) di combinare sia HIT che RT), riducendo SBP da 143 a 126 mmHg e DBP da 83 a 71 mmHg nei pazienti HTN. Altri ricercatori hanno dimostrato che 16 settimane di HIIT nei pazienti PreHTN riducono SBP -8, DBP -5,8 mmHg e normotesi sani non provocano cambiamenti. Interessante in questo studio, i pazienti PreHTN sono diminuiti anche di -3,3 kg di peso, -3 cm di circonferenza della vita, -5,8% di grasso corporeo, -13,9 mg/dL di trigliceridi, aumento di +5,0 mg/dL di HDL-c, aumento di +3 kg di forza muscolare in arti inferiori e hanno migliorato la loro capacità di deambulazione diminuendo il tempo nel test di deambulazione di 2 km -3,1 min. Dopo 12 settimane di ExT, altri ricercatori hanno riportato diminuzioni significative nei pazienti PreHTN a SBP da RT -4 e HIT -6 mmHg, e in DBP -3 mmHg in HIT, in cui entrambe le modalità ExT hanno riportato miglioramenti significativi nei risultati di obesità e forma fisica. Tuttavia, dopo 20 settimane di ExT utilizzando CT (ET più RT), HTN e PreHTN, i pazienti possono modificare la loro diagnosi di base in un altro stadio migliore, ad esempio da HTN a PreHTN o da PreHTN a normotensione. Questi cambiamenti rilevanti e significativi sono stati raggiunti da significative riduzioni dei marcatori di obesità, metabolismo e forma fisica. Tuttavia, è stato anche riferito che esisteva un'ampia IVET, in cui circa il 30%, 50% e 20% circa dei pazienti nel gruppo di esercizio CT non mostrava cambiamenti per migliorare la composizione corporea, la pressione sanguigna e il profilo lipidico, essendo denominato come non responder. Pertanto è imperativo studiare maggiormente gli effetti ExT, come HIIT e i loro adattamenti fisiologici sui marcatori EDys, e la risposta BP in soggetti con fattori di rischio cardiometabolico come quelli adulti con preHTN o HTN, ma soprattutto lo studio di questi parametri dopo un periodo di "detraining" ed esplorare la potenziale dose di esercizio per mantenere gli adattamenti vascolari benefici e quindi proteggere il sistema vascolare e la salute generale.

SARS Cov-2, co-morbilità ed esercizio fisico: i virus SARS Cov-2 (COVID-19) hanno danneggiato globalmente la salute fisica e mentale complessiva di tutta la popolazione mondiale. Purtroppo, sebbene ci siano alcuni soggetti asintomatici ai virus, la maggior parte dei decessi attribuibili al virus COVID-19 sono quelli con maggiori comorbilità come la popolazione con obesità, HTN, malattie cardiometaboliche e altre con malattie respiratorie importanti. Sfortunatamente, lo stato di pandemia di COVID-19 ha incluso un'elevata situazione di inattività fisica che esacerba lo stato sedentario e promuove una maggiore compromissione della pressione sanguigna e della vascolarizzazione. In particolare, EDys è compromessa in COVID-19, dove la compromissione della funzione endoteliale è stata correlata a un maggiore rischio di mortalità negli adulti.

PROBLEMA DI RICERCA: Sebbene esistano informazioni rilevanti su ExT e sui loro effetti e meccanismi sui miglioramenti dei marcatori EDys come a FMD% e c-IMT, ci sono poche informazioni su quanto tempo ExT in termini di "volume" e "intensità" può essere in grado di mantenere questi miglioramenti ExT dopo la cessazione dell'esercizio in un periodo di "detraining" testando una dose di esercizio "moderata" o "bassa" di intensità di esercizio "alta" e "bassa". Queste informazioni potrebbero essere utili per una decisione su diversi programmi di sanità pubblica ExT per la popolazione con fattori di rischio cardiometabolico per CVD, nonché per migliorare futuri studi più complessi per prevedere la risposta all'esercizio.