Effectiviteit van gecombineerde aërobe en krachttraining bij acute en chronische aanpassingen bij patiënten met hartfalen

Literatuuroverzicht:CHF is het grootste volksgezondheidsprobleem in de wereld[1], komt veel voor bij oudere personen en is een belangrijke oorzaak van invaliditeit, ziekenhuisopnames, morbiditeit en mortaliteit[2]. Over het algemeen hebben CHF-patiënten een verminderde inspanningscapaciteit, met als belangrijkste symptomen inspanningsintolerantie, vroege vermoeidheid en kortademigheid[3], vertonen ook verhoogde perifere en centrale chemosensitiviteit, en een verstoorde sympathovagale balans met overwegend sympathische activering (SA)[4].

Inzicht in het oxidatieve metabolisme en de intracellulaire energieoverdracht in zowel skelet- als hartspier, mechanismen van endotheliale disfunctie en de rol van SA en inflammatoire cytokines bieden mogelijke mechanistische verklaringen van de pathofysiologische factoren die betrokken zijn bij de ontwikkeling van inspanningsintolerantie [5,6]. Bij CHF-patiënten is aangetoond dat verhoogde arteriële stijfheid geassocieerd is met cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteit[7]. Er zijn aanwijzingen dat verhoogde arteriële stijfheid inspanningsintolerantie bij CHF-patiënten voorspelt [8].

Verhoogde IMT van de halsslagader is geassocieerd met subklinische disfunctie van het linker ventrikel (LV), wat een mogelijke rol suggereert van de IMT van de halsslagader bij het bepalen van het HF-risico [9]. CHF wordt ook in verband gebracht met endotheliale disfunctie, waaronder verminderde endotheel-gemedieerde, flow-afhankelijke dilatatie (FMD). Aangezien men denkt dat de endotheliale functie een belangrijke rol speelt bij het coördineren van weefselperfusie en het moduleren van arteriële compliantie, zijn interventies om de endotheliale disfunctie te verbeteren absoluut noodzakelijk.

Systemische vasoconstrictie en verminderde perifere perfusie zijn kenmerkend voor gevorderde CHF. Hoewel is voorgesteld dat een aantal factoren, waaronder een verhoogde sympathische tonus en een geactiveerd renine-angiotensinesysteem, betrokken zijn bij de verminderde arteriële vaatverwijdende capaciteit bij HF, is nu de cruciale rol van het endotheel bij het coördineren van weefselperfusie erkend.

Verschillende klinische onderzoeken hebben endotheliale disfunctie van grote conduits en kleine weerstandsvaten bij patiënten met CHF gedocumenteerd. Endotheliale disfunctie kan het cardiovasculaire systeem op twee manieren beïnvloeden: ten eerste kan endotheliale disfunctie van weerstandsvaten de perifere perfusie verslechteren, en ten tweede kan endotheliale disfunctie van grote conduitvaten de toename van de bloedstroom door de aanvoerende grote vaten beperken en de impedantie verhogen. van de falende LV en als gevolg daarvan de LV ejectiefractie (LVEF) aantasten. Een belangrijk functioneel gevolg van endotheliale disfunctie is het onvermogen om stikstofmonoxide (NO) af te geven als reactie op fysiologische prikkels zoals een toename van de doorstroming, wat een weerspiegeling is van verminderde FMD [10]. Omgekeerd verbetert een chronisch verhoogde bloedstroom de afgifte van NO in experimentele modellen, door opregulering van NO-synthase, het enzym dat L-arginine gebruikt om NO te genereren. De intermitterende toename van de bloedstroom door fysieke training kan het vermogen van het endotheel vergroten om NO af te geven en kan daarom de endotheliale functie herstellen bij patiënten met CHF die gewoonlijk worden onderworpen aan een beperkte mate van fysieke activiteit[5]. Het disfunctionele endotheel draagt ​​bij aan verhoogde vasculaire stijfheid en verminderde arteriële uitrekbaarheid, waardoor myocardiale schade toeneemt [10].

De directe relatie tussen lichaamsbeweging en vasculaire gezondheid is zeker, maar de complexe set van metabole routes, hemodynamische effecten van lichaamsbeweging op cardiovasculaire cellen/weefsels en de regulatie van genetische expressie geactiveerd door lichaamsbeweging is nog grotendeels ongedefinieerd[11]. De effecten van aerobics en weerstandsoefeningen op de klinische bloeddruk kunnen verschillend zijn, omdat ze verschillende mechanische kenmerken hebben. Aërobe training (AT) wordt gekenmerkt door het uitvoeren van cyclische oefeningen, uitgevoerd met grote spiergroepen die gedurende een lange periode met milde tot matige intensiteit samentrekken. Aan de andere kant wordt krachttraining (ST) gekenmerkt door het uitvoeren van oefeningen waarbij spieren van een specifiek lichaamssegment worden samengetrokken tegen een kracht die de beweging tegenwerkt[12].

Aërobe capaciteit is direct gerelateerd aan arteriële functie, inclusief endotheliale functie, arteriële stijfheid en golfreflectie. Bovendien is de koppeling van de arteriële en cardiale functie een belangrijke bepalende factor voor de aerobe capaciteit. Een slechte arteriële functie in rust beperkt dus waarschijnlijk de aerobe capaciteit, maar het is ook mogelijk dat veranderingen in de arteriële functie tijdens acute inspanning een rol kunnen spelen. Arteriële functie wordt niet alleen geassocieerd met aërobe capaciteit, maar is ook een onafhankelijke voorspeller van sterfte[5].

Gecontroleerde klinische onderzoeken hebben aangetoond dat ExT-programma's bij HF-patiënten de perifere en cardiale aanpassingen en ook de aerobe capaciteit verbeteren, het begin van het anaerobe metabolisme vertragen en de autonome balans verbeteren [1,13]. Afgezien van aanpassing in maximale cardiale output, hartcontractiliteit en slagvolume, kan aërobe ExT ook verbetering in de perifere microvasculaire achtergrond bevorderen door de weerstand tegen stroming te verminderen, waardoor de compliantie van de slagaders en de endotheliale functie toeneemt [13]. Afwijkingen in het endotheel en FMD zijn een sleutelverschijnsel in de afgestompte vaatverwijdende respons bij CHF-patiënten. ExT maakt de verbetering mogelijk van zowel basale endotheliale NO-vorming als agonist-gemedieerde FMD van de skeletspier (SM) vasculatuur bij CHF-patiënten. De correctie van endotheliale disfunctie gaat gepaard met een significante verbetering van het inspanningsvermogen, wat blijkt uit een toename van 26% in de maximale zuurstofopname (VO2peak)[14].

Eerdere studies in HF hebben aangetoond dat 16,4% van 171 patiënten cachexie had, en de mortaliteit na 18 maanden follow-up was zo hoog als 50% in de subgroep van patiënten met cachexie vergeleken met 17% bij degenen zonder cachexie. Cardiale cachexie wordt gedefinieerd als een gevorderd stadium van HF geassocieerd met onvrijwillig verlies van ten minste 5% van het niet-oedemateus lichaamsgewicht. En spieratrofie, ook wel sarcopenie genoemd, is het verlies van spiermassa (MM) en kracht, terwijl cachexie het verlies van gewicht beschrijft. Onderscheid maken tussen de twee klinische aandoeningen kan ook een uitdaging zijn, omdat cachexie en spierafbraak naast elkaar kunnen bestaan ​​bij dezelfde patiënt. Cachexie kan inderdaad leiden tot spierafbraak en vice versa, hoewel spierafbraak eerder in het verloop van de ziekte kan optreden[15].

SM-kracht, in de bovenste en onderste ledematen, zijn parameters die onafhankelijk de overleving voorspellen [16,17,18]. Deze alternatieve behandeling zou zich moeten richten op het vergroten van MM, kracht en kracht in de ledematen om de functionaliteit en prestaties te verbeteren[19]. SM-disfunctie omvat verminderde cardiale contractiele prestaties die bijdragen aan veranderingen in SM-fysiologie, spieratrofie, zwakte en verminderde oxidatieve capaciteit [20]. De spierfunctie wordt ook verbeterd als reactie op ST bij CHF-patiënten, inclusief myofilamentfunctie en hele spier[21] evenals SM-oxidatieve capaciteit[21].

Het is cruciaal dat de ExT bij dergelijke patiënten de perifere spieren effectief traint zonder grote cardiovasculaire stress te veroorzaken. Een alternatieve behandelingsbenadering zou zich moeten richten op de toepassing van een specifiek programma voor weerstandsoefeningen om de lichaamssamenstelling te verbeteren[22], het dwarsdoorsnedegebied en de spiervezels te vergroten[23], die allemaal spierafbraak tegengaan en een hoeksteen kunnen zijn bij de preventie van sarcopenie en cardiale cachexie bij CHF-patiënten [24].

ExT is een belangrijk onderdeel van revalidatie-/secundaire preventie-interventies en veroorzaakt significante gunstige veranderingen in mechanismen van pathofysiologie, inspanningstolerantie, functionele capaciteit en kwaliteit van leven, terwijl het een positief effect heeft op ziekenhuisopname en sterftevermindering. Er is een groeiende belangstelling voor de kenmerken en modaliteiten van oefentraining die optimale voordelen kunnen opleveren. Er is aangetoond dat hoge intensiteit en intervalmodus grotere voordelen opleveren dan regimes met matige intensiteit en continue modus. Gezien de huidige hoeveelheid bewijs van intervaltraining met hoge intensiteit (HIIT) bij CHF, bleek HIIT efficiënter te zijn, resulterend in therapietrouw op de lange termijn, wat een belangrijk praktisch aspect is om te overwegen tijdens de ExT en bijgevolg geoptimaliseerde verbeteringen in centrale en perifere aanpassingen[25]. Er zijn meer studies nodig om hun veiligheid en voordelen bij dit type patiënten te bewijzen.

Bovendien was er een goede reden voor de opname van ST in de HIIT, waarvan ook is aangetoond dat het voordelen kan opleveren in termen van inspanningscapaciteit en kwaliteit van leven. Het is algemeen bekend dat gecombineerde AT en ST de geprefereerde oefeninterventie is om het verlies van MM om te keren of te verminderen en de inspanning en functionele capaciteit, spierkracht bij deze individuen te verbeteren [19]. Maar er zijn onderliggende mechanismen van de ST in de perifere capaciteit van de CHF-patiënt die ongeïdentificeerd blijft. En het is niet bekend wat de voordelen zijn van het combineren van verschillende verhoudingen van AT en ST.

Daarom testen de onderzoekers twee proporties in gecombineerde training, CAT en CST. Er zijn geen gegevens over de zogenaamde gecombineerde regimes, die zowel aerobe oefeningen met HIIT als ST omvatten, en de onderzoekers zullen de effecten van acute en chronische respons evalueren.

Doel: Het onderzoeksproject zal bijdragen tot een beter begrip van verschillende aspecten die onverklaard blijven door wetenschappelijk onderzoek. Het doel van dit onderzoeksproject is:

1. Om de effectiviteit te bepalen van een ExT-programma met verschillende verhoudingen van CAT en CST bij het bevorderen van cumulatieve effecten bij acute en chronische aanpassingen bij CHF-patiënten;
2. Om de mechanismen te identificeren van de potentiële verbetering van de effectiviteit die wordt bevorderd door ST; Dit onderzoeksproject gaat state-of-the-art methoden gebruiken die zich richten op analyse van perifere aanpassingen in beide groepen, namelijk in echocardiografische variabelen, cardiopulmonale inspanningstesten, arteriële stijfheid, functionele fysieke fitheid, kwaliteit van leven en lichaamssamenstelling op 2 onderscheiden momenten: M1)baseline en M2)3 maand.

Plan en methodes: Dit project zal de acute en chronische effecten beoordelen in centrale en perifere aanpassingen van een gecombineerde training voor patiënten met CHF die een aantal belangrijke lacunes in de wetenschappelijke kennis zouden aanpakken met potentiële klinische voordelen.

Onderzoeksopzet: Een longitudinaal gerandomiseerd controleonderzoek (RCT) onderzoeksopzet waarbij gebruik wordt gemaakt van twee verschillende ExT-voorschriften (CAT en CST) zal worden toegepast bij CHF-patiënten. Alle dezelfde beoordelingen worden op twee momenten uitgevoerd: M0 - basislijn en M1 - 3 maanden na het starten van de ExT. De patiënten worden gerandomiseerd in een van de twee ExT-groepen.

Werving en screening duren 9 maanden (oktober 2017 tot juni 2018) en de beoordeling van de patiënt duurt tot augustus 2018. Naar verwachting zal het project worden afgerond met redactie van collegiale toetsing die in december 2018 is ingediend en/of geaccepteerd.

De volgende beoordelingen op de 4 momenten worden uitgevoerd in het gastziekenhuis, FMH-UL: Echocardiogram (Echo); cardiopulmonale inspanningstest (CPET); arteriële stijfheid - Complior Analyse; Intima-mediadikte - echografie; lichaamssamenstelling - radiografische absorptiometrie met dubbele energie; functionele fysieke fitheid - Fullerton Functionele Fitness Test; isometrische kracht - draagbare handdynamometer JAMAR plus digitaal; maximale sterkte - 1RM en QoL-vragenlijst.

Alle beoordelingsmomenten vinden plaats in 4 dagen:

Dag 1 - De CPET, echo wordt uitgevoerd in het gastziekenhuis; Dag 2 en 3: gedurende één dag en tijd van de ExT-sessie in het gastziekenhuis voert de patiënt de functionele fysieke fitheidstests uit; maximale sterkte; isometrische sterkte en KvL-vragenlijst. Op een andere dag zullen de onderzoekers de arteriële stijfheid en de IMT uitvoeren vóór de sessie in rust en na de ExT; Dag 4-In FMH, en dual-energy radiografische absorptiometrie (DXA) examen. Individuele rapporten worden per e-mail verzonden of op papier afgeleverd. Tijdens het 1-jarige project zal het multidisciplinaire team tweemaandelijks vergaderen om de onderzoeksinformatie bij te werken en de voortgang van de patiënt te bespreken.