心不全患者の急性および慢性適応における有酸素運動と筋力トレーニングの組み合わせの有効性

文献レビュー: CHF は世界の主要な公衆衛生問題であり[1]、高齢者に非常に多く、障害、入院、罹患率、死亡の主な原因となっています[2]。 一般的に、CHF患者は運動能力が低下しており、主な症状は努力不耐性、早期疲労、息切れ[3]、末梢および中枢の化学感受性の増加、交感神経活性化（SA）優勢を伴う交感神経バランスの障害[4]です。

骨格筋と心筋の両方における酸化的代謝と細胞内エネルギー移動、内皮機能障害のメカニズム、SA と炎症性サイトカインの役割を理解することで、運動不耐症の発症に関与する病態生理学的要因のメカニズムを説明できる可能性があります[5,6]。 CHF患者では、動脈硬化の増加が心血管疾患の罹患率および死亡率と関連していることが示されています[7]。 動脈硬化の増加は、CHF 患者の運動不耐症を予測するという証拠があります[8]。

頸動脈 IMT の増加は無症状の左心室 (LV) 心筋機能障害と関連しており、HF リスク決定における頸動脈 IMT の役割の可能性を示唆している [9]。 ＣＨＦは、内皮媒介性の血流依存性拡張（ＦＭＤ）障害を含む内皮機能障害とも関連している。 内皮機能は、組織灌流の調整と動脈コンプライアンスの調節に重要な役割を果たすと考えられているため、内皮機能障害を改善するための介入が不可欠です。

全身の血管収縮と末梢灌流障害は、進行したCHFの特徴です。 交感神経緊張の増加やレニン-アンギオテンシン系の活性化など、多くの要因が HF における動脈血管拡張能力の低下に関与していることが提唱されていますが、組織灌流の調整における内皮の極めて重要な役割が現在認識されています。

いくつかの臨床研究では、CHF 患者の大きな導管と小さな抵抗血管の内皮機能障害が記録されています。 内皮機能不全は、心血管系に 2 つの方法で影響を与える可能性があります。1 つ目は、抵抗血管の内皮機能不全が末梢灌流を損なう可能性があること、2 つ目は、太い導管血管の内皮機能不全が、供給している太い血管によって提供される血流の増加を制限し、インピーダンスを増加させる可能性があることです。失敗した LV の左室駆出率 (LVEF) を損ないます。 内皮機能不全の重要な機能的結果は、血流の増加などの生理学的刺激に応答して一酸化窒素（NO）を放出できないことであり、FMD の障害を反映しています [10]。 逆に、慢性的に増加した血流は、L-アルギニンを使用して NO を生成する酵素である NO シンターゼのアップレギュレーションによって、実験モデルで NO の放出を促進します。 身体トレーニングによる血流の断続的な増加は、NO を放出する内皮の能力を高める可能性があり、したがって、通常は身体活動の程度が限られている CHF 患者の内皮機能を回復させる可能性があります [5]。 機能不全の内皮は、血管剛性の増加と動脈拡張性の障害に寄与し、心筋の損傷を増大させます[10]。

運動と血管の健康との直接的な関係は確かですが、複雑な一連の代謝経路、心血管細胞/組織に対する運動の血行動態への影響、および運動によって活性化される遺伝子発現の調節については、まだほとんど解明されていません[11]。 臨床血圧に対する有酸素運動と抵抗運動の効果は、機械的特性が異なるため、異なる可能性があります。 エアロビック トレーニング (AT) の特徴は、大きな筋肉群を軽度から中程度の強度で長期間にわたって収縮させる周期的な運動を行うことです。 一方、ストレングス トレーニング (ST) は、運動に対抗する力に抗して特定の体節の筋肉を収縮させる運動を行うことを特徴としています [12]。

有酸素運動能力は、内皮機能、動脈硬化、波反射などの動脈機能に直接関係しています。 さらに、動脈と心機能の結合は、有酸素能力の主要な決定要因です。 したがって、安静時の動脈機能の低下は有酸素能力を制限する可能性がありますが、急性運動中の動脈機能の変化が役割を果たす可能性もあります. 動脈機能は、有酸素能力に関連するだけでなく、死亡率の独立した予測因子でもあります[5]。

管理された臨床試験では、心不全患者において、ExT プログラムが末梢および心臓の適応を改善し、有酸素能力も改善し、無酸素代謝の開始を遅らせ、自律神経のバランスを改善することが示されています[1,13]。 最大心拍出量、心臓収縮性、および 1 回拍出量の適応とは別に、有酸素 ExT は、流れに対する抵抗を減らし、動脈および内皮機能のコンプライアンスを高めることによって、末梢微小血管の背景の改善を促進することもできます [13]。 内皮および FMD の異常は、CHF 患者の血管拡張反応の鈍化における重要な現象です。 ExT は、CHF 患者の骨格筋 (SM) 血管系の基底内皮 NO 形成とアゴニスト媒介 FMD の両方の改善を可能にします。 内皮機能障害の是正は、最大酸素摂取量 (VO2peak) の 26% 増加によって証明される運動能力の有意な改善と関連しています [14]。

HF に関する以前の研究では、171 人の患者の 16.4% に悪液質があり、18 か月のフォローアップでの死亡率は、悪液質のない患者の 17% と比較して、悪液質のある患者のサブセットで 50% と高かったことが示されています。 心性悪液質は、非浮腫性体重の少なくとも 5% の不随意損失に関連する HF の進行期として定義されます。 また、サルコペニアとしても知られる筋肉の消耗は、筋肉量 (MM) と筋力の低下であり、悪液質は体重の減少を表します。 悪液質と筋肉の消耗が同じ患者に共存する可能性があるため、2 つの臨床状態の区別も難しい場合があります。 実際、悪液質は筋肉の消耗につながる可能性があり、またその逆もあり得ますが、筋肉の消耗は疾患の初期段階で発生する可能性があります[15]。

上肢と下肢のSM強度は、生存を独立して予測するパラメータです[16,17,18]。 この代替治療は、機能とパフォーマンスを改善するために、手足のMM、筋力、パワーの増加に焦点を当てる必要があります[19]。 SM の機能不全には、SM の生理機能の変化、筋萎縮、筋力低下、酸化能力の低下に寄与する心臓収縮能力の低下が含まれます [20]。 CHF 患者では、ST に応答して、筋フィラメント機能および全筋肉 [21] ならびに SM 酸化能力 [21] を含む筋肉機能も強化されます。

このような患者の ExT は、大きな心血管ストレスを発生させることなく、末梢筋を効果的にトレーニングすることが重要です。 代替治療アプローチは、体組成を改善するための特定の抵抗運動プログラムの適用に焦点を当てるべきであり[22]、断面積、筋繊維を増加させます[23]。これらはすべて筋肉の消耗に対抗し、サルコペニアの予防の基礎となる可能性があります。およびCHF患者における心臓悪液質[24]。

ExT はリハビリテーション/二次予防介入の主要な構成要素であり、病態生理学、運動耐性、機能的能力、QoL のメカニズムに有意な有益な変化をもたらし、入院と死亡率の低下にプラスの影響を与えます。 最適な効果をもたらすことができる運動トレーニングの特徴とモダリティへの関心が高まっています。 高強度およびインターバルモードは、中程度の強度および連続モードよりも大きな利点をもたらすことが示されています。 CHF における高強度インターバル トレーニング (HIIT) の現在の一連のエビデンスを考慮すると、HIIT はより効率的であることが実証され、結果として長期的な遵守が得られました。これは、ExT 中に考慮すべき重要な実際的な側面であり、その結果、中枢神経と中枢神経の改善が最適化されました。末梢適応[25]。 このタイプの患者に対する安全性と利点を証明するには、さらに多くの研究が必要です.

さらに、HIIT に ST を含めることには正当な理由があり、運動能力と QoL の面で利点をもたらすことができることも示されています。 AT と ST の組み合わせが、MM の損失を逆転または軽減し、この個人の運動能力と機能的能力、筋力を改善するための好ましい運動介入であることはよく知られています[19]。 しかし、未確認のまま CHF 患者の末梢能力における ST からの根底にあるメカニズムがあります。 また、AT と ST の異なる比率を組み合わせることの利点は不明です。

そのため、調査員は CAT と CST の 2 つの比率を組み合わせたトレーニングでテストします。 有酸素運動と HIIT および ST の両方を含む、いわゆる併用療法に関するデータはなく、研究者は急性および慢性反応の影響を評価します。

目的: この研究プロジェクトは、科学的研究では説明されていないいくつかの側面の理解を深めるのに役立ちます。 この研究プロジェクトの目的は次のとおりです。

1. CHF患者の急性および慢性適応における累積効果を促進する上で、CATとCSTの比率が異なるExTプログラムの有効性を判断する;
2. ST によって促進される効果の潜在的な改善のメカニズムを特定する; この研究プロジェクトは、心エコー検査変数、心肺運動検査、動脈硬化、機能的体力、QoL の両方のグループにおける末梢適応分析に焦点を当てた最先端の方法を採用する予定です。 M1) ベースラインと M2) 3 か月の 2 つの際立った瞬間における体組成と体組成。

計画と方法: このプロジェクトは、潜在的な臨床的利益を伴う科学的知識の多くの重要な違反に対処する、CHF 患者への複合トレーニングの中枢および末梢適応における急性および慢性効果を評価します。

研究デザイン: 2 つの異なる ExT 処方 (CAT および CST) を使用した縦断的無作為化対照試験 (RCT) 研究デザインが、CHF 患者に適用されます。 同じ評価はすべて、M0 - ベースラインと M1 - ExT 開始後 3 か月の 2 つの時点で行われます。 患者は、2 つの ExT グループのいずれかに無作為に割り付けられます。

募集とスクリーニングは 9 か月間 (2017 年 10 月から 2018 年 6 月) 続き、患者の評価は 2018 年 8 月まで続きます。 2018 年 12 月に提出および/または受理されたピア レビュー リダクションでプロジェクトを終了する予定です。

ホスト病院である FMH-UL では、4 つの瞬間に関する次の評価が行われます。心肺運動負荷試験 (CPET);動脈硬化 - Complior Analyse;内膜 - 中膜の厚さ - 超音波;体組成 - 二重エネルギー X 線吸収測定法。機能的な体力 - Fullerton Functional Fitness Test;等尺性強度 - ポータブルハンドダイナモメーター JAMAR plus デジタル;最大強度 - 1RM および QoL アンケート。

すべての評価の瞬間は 4 日間で行われます。

1日目 - CPET、エコーはホスト病院で行われます。 2 日目と 3 日目 - ホスト病院での ExT セッションの 1 日と時間中に、患者は機能的な体力テストを実行します。最大強度;等尺性強度と QoL アンケート。 別の日に、研究者は休息中のセッションの前と ExT の後に動脈硬化と IMT を実行します。 4 日目 - FMH、および二重エネルギー X 線吸収測定法 (DXA) 検査。 個別のレポートは、電子メールまたは紙で送付されます。 1 年間のプロジェクト期間中、学際的なチームは隔月で会議を開き、研究情報を更新し、患者の進行状況について話し合います。