心血管代謝リスク因子被験者におけるトレーニングおよびデトレーニング期間に対する個人間の生理学的反応 (VASCU-HEALTH)

内皮機能不全 (EDys) は、動脈の内皮における表現型の変化として特徴付けられ、血栓形成促進、炎症誘発、血管拡張剤と血管収縮剤の作用の不均衡、および小さな抵抗血管を特徴とします。 機能的には、内皮は血栓形成促進特性を伴う炎症誘発性状態を獲得し、一般に動脈性高血圧症 (HTN、すなわち SBP、DBP の上昇)、冠動脈疾患、慢性心不全、末梢動脈疾患、アテローム性動脈硬化症などの心血管疾患に関連しています。 2 型糖尿病 (T2DM)、および慢性腎不全。 臨床的には、血管内皮機能の 0.62% の低下は、血流媒介拡張 (FMD%) によって測定され、収縮期血圧 (SBP) の +20 mmHg の上昇と関連しています。 機能的には、EDys は FMD%、脈波伝播速度 (PWV)、または上腕動脈の大動脈増強指数 (AIx) で表され、構造的には EDys は頸動脈内膜中膜の厚さ (c-IMT) などで表されます。 方法論的には、FMD% と c-IMT の両方の結果は、a) 非侵襲的超音波、および b) 他のより侵襲的な技術によって評価できます。

EDys における血管拡張能力の低下を説明するメカニズムの一部には、一酸化窒素 (NO) 産生の減少、酸化ストレス (ROS) の増加、および過分極因子の産生の減少が含まれます。 分子レベルでは、接着分子のアップレギュレーション、マクロファージ化学誘引物質ペプチド-1の生成、およびプラスミノーゲン活性化因子阻害剤-1の産生は、EDysの血栓形成促進状態に関連する炎症反応にも関与しています。 他の分子関連メカニズムには、アンギオテンシン II およびエンドセリン-1、高コレステロール血症、インスリンシグナル伝達の変化、および高血糖が EDys に寄与する可能性があることが含まれます。 したがって、EDys はアテローム性動脈硬化症の前段階のイベントであり、プラーク蓄積を増加させ、分子病態生理学的イベントだけでなく、心血管疾患 (CVD) と高度に関連する「機能的」および「構造的」検出可能な損傷も伴います。

この意味で、高血圧前症 (preHTN) として臨床的に知られている「上昇した」血圧、および HTN 自体は、脳卒中、冠状動脈性心疾患、心不全、およびチリとの高い相関関係を考慮すると、巨大な公衆衛生問題を表しています。人口の高齢化が加速しており、HTN は高齢者でより一般的です。 HTN の成人集団には、過体重/肥満 (~40%)、2 型糖尿病、脂質異常症 (つまり、 低密度脂質 [LDL-c] の増加、高密度脂質 [HDL-c] の減少、またはトリグリセリドの増加) が、横方向に物理的に不活性である ~40% (つまり、国内および国際的な身体活動/運動に固執しない) WHO ガイドラインによる週 150 分以上の身体活動/エクササイズ トレーニングのトレーニングの推奨事項)。

エクササイズ トレーニング (ExT)、特定の監視された身体活動のモダリティは、HTN 患者および EDys を持つ患者の血圧を下げるための「治療法」として、以前の知識によって機能します。 ExT は、計画、規制、およびガイド付きの身体活動モダリティであり、参加者は、適用される用量 (強度、量、1 週間あたりの頻度、密度) およびプロファイル (健康、または心臓代謝疾患を伴うシークなど) に従って利益を得ることができます。 HTN、脂質異常症、T2DM などはフィットネス パフォーマンスを向上させますが、同時に FMD%、c-IMT、SBP/DBP、または HTN の MAP などの血管および健康マーカーを改善します。 ExT には持久力トレーニング (ET) が含まれ、通常は低強度から「中程度」の強度 (ウォーキング/ランニング/サイクリング/ローイングなど) で練習する継続的な運動、負荷と外部ウェイト (ダンベル、エクササイズ) を含むレジスタンス トレーニング (RT) が含まれます。筋肉と骨量に大きな影響を与えるだけでなく、血圧の低下として心血管の利点もあり、最後に研究された高強度インターバルトレーニング（HIIT）モダリティは、少量のブリーフ高強度インターバル（通常はサイクリング、ローイング、またはランニング) に回復のための休息期間が散在しており、時間効率のよい心血管代謝の健康状態を示しています。 これら 3 つの ExT モードはすべて、EDys を機能的および構造的に改善し、血圧を低下させ、HTN 患者のいくつかの人体測定、体組成、心血管、代謝、および体力パラメータを改善することが示されています。スポーツ医学。

内皮機能障害における運動トレーニング: Higashi らの関連するメタ分析。適度な強度の ET が一酸化窒素の利用可能性を高め、健康な被験者の EDys マーカーの改善を促進することを明らかにしました。 長期 ET は定期的な内皮依存性血管拡張も促進し、これらの生理学的刺激は HTN 個体の血圧レベルの低下と関連しています。 Pedralli らの最近発表された記事では、ET、RT、CT の 3 つの異なる Ext モダリティを 8 週間行った後、著者らは HTN 患者の BP マーカーと EDys マーカーの両方に有意な改善を示しました。 ただし、これらの調査結果の関連性には、考慮して一般化する必要のある科学的および方法論的な懸念がいくつか含まれています。たとえば、a) HIIT の時間効率の高い運動様式は含まれていませんでした。b) 研究者は FMD% のみを報告しましたが、その他の関連性は報告していません。 c-IMT としての内皮機能、c) ExT/週の異なる頻度のグループはありませんでした、d) RT グループは、患者の最大強度の 80% まで 60% 以上の強度で働きました。ベースライン PA レベルはむしろアンケートによって報告されました。加速度計デバイスを使用して客観的にPAを測定するよりも、e）BPおよびEDys測定の前に食事管理時間がなく、さらに重要なことに、コントロールグループがなく、とりわけPreHTNとHTN参加者の両方が含まれていました（「平均」の結果のみが報告されました'、ただし、ExT モードに対する応答者 (Rs) と非応答者 (NR) を知るための個人間の応答ではありません。 さらに、主要な懸念事項として、運動介入期間中の FMD% や c-IMT などの運動トレーニングによる血管パラメーターの有意な改善を示すいくつかの証拠がありますが、これらの生理学的な血管の利点を維持する方法についての証拠はありません。これらの血管適応の潜在的な損失についての証拠を伴う研究は不足しており、運動停止期間中にこれらの血管適応を維持するための他の最小運動量の提案もありません.

BP および EDys マーカーにおける急性および長期の運動トレーニング効果: 持久力トレーニング (ET) の 1 回のセッションで、HTN 患者の安静時血圧が 5 ～ 7 mmHg 低下し、この効果は最大 24 時間持続します。 この現象は、運動後低血圧効果と呼ばれます。 シオラック等。ホルター モニターを使用して、心拍数予備の 60% での 40 分間の ET は、昼夜を問わず SBP と DBP を減少させることを示しました。 興味深いことに、著者らは、正常な日中の SBP (68% 対 82) と夜間の拡張期血圧 (56% 対 72%) を示した HTN 患者のサンプルが増加したことを示しました。 HTN 患者では、ET の 60 分後 (最大酸素消費量 [VO2max] の 70% で 45 分)、Taylor-Tolbert 等。 SBP -7.4、DBP -3.6 mmHg を減少させ、PEHE を最大 24 時間維持しました。 ET の 60 分間の急性セッションの後、他の著者は健康なチリの成人の SBP -9.9 および DBP -6.2 mmHg の減少を報告しました。 ケードら。 1984 年に ET が BP を正常化し、12 週間のトレーニング後に SBP が 22 mmHg まで、DBP が 18 mmHg まで減少することにより、HTN 患者の投薬量が減少したと報告しました。 しかし、40 年にわたる科学と技術の進歩の後、ET、HIIT、または RT などのさまざまな ExT モダリティから、HTN 患者の血圧を (機能的に) 正常化することを支持する幅広い証拠があります。 オレア等。は最近、HIT ExT の 24 セッション後、HTN グループで SBP が 145 から 118 mmHg に減少したことを示しました。ここで、健康な正常血圧グループは変化を誘発しません。 興味深いことに、著者らは体脂肪が 3.9 kg 減少したことを報告しており、HTN サンプル (n=22) の 100% から、ExT プログラムの最終段階で 73% の患者が正常化しました (つまり、正常血圧状態で）彼らのSBP。 チェン等。 HTN患者は、4コースのスポーツの12か月後にSBPが-15、DBPが-4mmHg減少したと報告した。 以前、BP の変化に関する長期 ExT で、私たちのチームは、HTN 患者の長期運動トレーニング (4 週間以上の定期的な運動) が SBP -20 を減少させ、DBP -9 mmHg BP を同時トレーニング (CT) 後に減少させることを報告しました。 HIT と RT の両方を組み合わせる方法)、HTN 患者の SBP を 143 から 126 mmHg に、DBP を 83 から 71 mmHg に減少させます。 他の研究者は、PreHTN 患者の 16 週間の HIIT が SBP -8、DBP -5.8 mmHg を減少させ、健康な正常血圧が変化を誘発しないことを示しました。 この研究で興味深いことに、PreHTN 患者は、体重が -3.3 kg、胴囲が -3 cm、体脂肪が -5.8%、トリグリセリドが -13.9 mg/dL 減少し、HDL-c が +5.0 mg/dL 増加し、筋力が +3 kg 増加しました。 2 km 歩行テストの時間を -3.1 分短縮することで、歩行能力を向上させました。 ExT の 12 週間後、他の研究者は、RT -4 および HIT -6 mmHg から SBP で PreHTN 患者が大幅に減少し、HIT で DBP -3 mmHg が大幅に減少したことを報告しました。どちらの ExT モダリティも、肥満と体力の結果の大幅な改善を報告しました。 ただし、CT (ET と RT)、HTN、および PreHTN を使用した ExT の 20 週間後、患者は、ベースライン診断を、HTN から PreHTN へ、または PreHTN から正常血圧へなど、別のより良い段階に変更できます。 これらの重要な変更は、肥満、代謝、および体力マーカーの大幅な減少によって達成されました。 しかし、広い IVET があったことも報告されており、CT 運動群の患者の約 30%、50%、および 20% が体組成、血圧、および脂質プロファイルの改善に変化を示さず、次のように名付けられました。無反応者。 したがって、HIIT や EDys マーカーに対するそれらの生理学的適応などの ExT 効果、および preHTN または HTN を持つ成人などの心血管代謝リスク因子を持つ被験者の血圧応答などをさらに研究することが不可欠ですが、 「デトレーニング」期間を調べ、有益な血管適応を維持し、血管系と全体的な健康を保護するための潜在的な運動量を調査します。

SARS Cov-2、併存疾患および運動トレーニング: SARS Cov-2 ウイルス (COVID-19) は、世界中のすべての人口の身体的および精神的健康全体に世界的な損害を与えています。 残念ながら、ウイルスに無症候性の被験者もいますが、COVID-19 ウイルスに起因する死亡者の大部分は、肥満、HTN、心血管代謝疾患、その他の主要な呼吸器疾患などの主要な併存疾患を持つ人々です。 残念なことに、COVID-19 のパンデミック状態には、運動不足の状況が含まれており、座りっぱなしの状態を悪化させ、血圧や血管系の障害を促進します。 特に、EDys は COVID-19 で障害されており、内皮機能の障害は成人の死亡リスクの増加と関連しています。

研究上の問題: ExT と、FMD% や c-IMT などの EDys マーカーの改善に対するその効果とメカニズムに関する関連情報はありますが、「量」と「強度」に関して ExT がどのくらいの長さになるかについての情報はほとんどありません。 「高」および「低」の運動強度の「中程度」または「低」の運動量をテストする「デトレーニング」期間の運動停止後、これらの ExT の改善を維持することができます。 この情報は、CVD の心血管代謝の危険因子を持つ集団に対するいくつかの ExT 公衆衛生プログラムの決定に役立つだけでなく、運動反応を予測するための将来のより複雑な研究​​を改善するためにも役立つ可能性があります。