De storm doorstaan: long-, hart- en hersenvasculaire revalidatie voor COVID-19

Doel 1 - Bevordert geïndividualiseerde hartrevalidatie het cardiorespiratoire en cerebrovasculaire herstel? Het is algemeen aanvaard dat "oefening medicijn is"; een polypil en een hoeksteen bij de preventie en het herstel van ziekten, inclusief ziekten met een vergelijkbare pathogeniteit als COVID19 (bijv. Ernstig acuut respiratoir syndroom, Midden-Oosters respiratoir syndroom en acuut respiratory distress syndrome). Meer specifiek wordt lichaamsbeweging beschouwd als vasculaire geneeskunde, in staat om de vitaliteit van slagaders te verbeteren door het endotheel te genezen. Gerichte, herhaalde en episodische verhogingen van de bloedstroom en arteriële schuifspanning tijdens geïndividualiseerde periodes van inspanning stimuleren mechanisch het endotheel, waardoor de productie van stikstofmonoxide en andere vasoactieve en ontstekingsremmende moleculen die nodig zijn voor vasculogenese en angiogenese, wordt geactiveerd. Oefen daarom genezing van de primaire vasculaire structuur die het SARS-CoV2-virus beschadigt, wat een aanzienlijk regeneratief vasculair voordeel oplevert voor eindorganen zoals de longen, het hart en de hersenen. Er worden bijvoorbeeld verschillende belangrijke cardiorespiratoire voordelen van oefentherapie voor de behandeling van verschillende cardiorespiratoire aandoeningen opgesomd om de haalbaarheid te benadrukken van het verbeteren van COVID19-herstel met behulp van geïndividualiseerde oefeninterventies: 1) aerobe fitheid wordt in verband gebracht met verzwakte endotheliale disfunctie in de perifere slagaders na een acute H1N1-infectie; 2) herstel van de elasticiteit en kracht van de longen, evenals verhoogde antioxidanten die ontstekingen na inspanningstraining verminderen, dragen bij aan het verbeteren van de cardiorespiratoire capaciteit; en 3) verbeterde autonome modulatie van het cardiorespiratoire systeem verbetert de inspanningscapaciteit en algehele gezondheid.

Hoewel er minimaal bewijs is dat specifiek aantoont dat de cerebrovasculaire functie is veranderd na een COVID19-infectie, geeft epidemiologisch bewijs aan dat personen die herstellen van COVID19 een hoger risico op een beroerte hebben. Hoe eerder op beweging gebaseerde oefenrevalidatie wordt geïntroduceerd voor de behandeling van een beroerte, hoe groter de verbetering van het inspanningsvermogen, de perifere vasculaire en cerebrovasculaire functie, grotendeels vanwege verzwakte vasculaire ontsteking en toename van neurotrofe modulatoren. Lichamelijke inactiviteit bij personen die een beroerte hebben gehad of een hoog risico lopen op een beroerte, verergert de inflammatoire vasculaire disfunctie verder. Oefening stimuleert direct het cerebrovasculaire endotheel, door de bloedstroom en intra-arteriële schuifspanning in de cerebrale arteriën te verhogen. De cerebrovasculaire functie wordt gereguleerd door een uitstekende synergetische en redundante set van fysiologische controllers (d.w.z. arteriële partiële druk van kooldioxide en zuurstof, arteriële bloeddruk, neurogene autonome modulatie en hartminuutvolume). Naast de directe cerebrovasculaire voordelen van oefentherapie, zullen systemische cardiorespiratoire verbeteringen die de gasuitwisseling, bloeddruk, autonome reflexen en hartfunctie verbeteren, belangrijke vasculaire voordelen in de hersenen hebben. Daarom biedt het voorgestelde onderzoek aanzienlijke voordelen voor het verbeteren van de inspanningscapaciteit, evenals de cardiorespiratoire en cerebrovasculaire functie tijdens het herstel van een COVID19-infectie.

De cardiorespiratoire functie wordt gekwantificeerd met behulp van een gestandaardiseerde reeks klinische tests om de cardiovasculaire en longfunctie in rust en tijdens submaximale en maximale stressoren te beoordelen. De cardiovasculaire functie in rust wordt bijvoorbeeld bepaald door het meten van de hartslag, de linker- en rechterventrikelhartfunctie, perifere vasculaire bloedstroom en pulsgolfsnelheden. Deze statistieken bieden kwantificeerbare informatie met betrekking tot arteriële stijfheid, autonome en perifere vasculaire functie, die primaire bepalende factoren zijn bij het reguleren van de centrale hemodynamica (d.w.z. hartminuutvolume, arteriële bloeddruk en bloedstroom) en cardiovasculaire gezondheid. Het is niet bekend of COVID19-infectie de centrale hemodynamica in rust beïnvloedt. Onze onderzoeksgroep heeft echter eerder centrale hemodynamische disfunctie waargenomen na acute ontstekingsreacties op verschillende virale infecties. Submaximale (stroomgemedieerde dilatatie) en maximale (cardiopulmonale inspanningstests) fysiologische metingen stellen onderzoekers in staat om het vermogen van het cardiorespiratoire systeem om te reageren op stressfactoren die worden waargenomen bij dagelijkse activiteiten, te kwantificeren. Na revalidatie-interventies bieden submaximale en maximale cardiopulmonale tests de noodzakelijke kwantificering van de effectiviteit van de oefeninterventies.

Cardiale echocardiografie: Linker- en rechterventrikelmechanica (einddiastolische en eindsystolische volumes, mitralisvulling), evenals centrale hemodynamica in de aorta en vena cave (aortadiameter, cardiale output, slagvolume, hartslag), zullen worden beoordeeld op rust met behulp van tweedimensionale echocardiografie via een Hitachi Aloka Alpha 7-systeem (Tokyo, Japan). Met proefpersonen in de linker laterale positie worden metingen verkregen met behulp van de twee- en vierkamerweergave. Het inwendige van het linkerventrikel wordt handmatig getraceerd tijdens zowel de eindsystole als de einddiastole. Volumes worden gemeten volgens de regel van Simpson. Het slagvolume wordt berekend door het einddiastolische volume af te trekken van het eindsystolische volume. Het hartminuutvolume wordt berekend als HR vermenigvuldigd met het slagvolume. Er worden drie slagen gemeten en het gemiddelde wordt gebruikt in de analyses. De ejectiefractie wordt berekend op basis van de ventriculaire volumes en uitgedrukt als een percentage van het eindsystolische tot het einddiastolische volume. Mitralisklepsnelheden worden verkregen uit het apicale 4-kameraanzicht, waarbij E, A en E/A worden gemeten. Ook wordt de helling van de instroom bepaald. Weefsel Doppler zal ook worden uitgevoerd om E' te verkrijgen met E/E' berekend. Ten slotte zal het volgen van spikkels worden uitgevoerd met behulp van TOMTEC-software voor het volgen van weefsels.

De cerebrovasculaire functie wordt traditioneel beoordeeld met behulp van een eendimensionale benadering, waarbij de cerebrale bloedstroom (CBF) -reacties op een enkele verstoring worden gekwantificeerd die een van de primaire mechanismen benadrukt die betrokken zijn bij CBF-regulatie. De primaire mechanismen die betrokken zijn bij CBF-regulatie in rust en tijdens inspanning zijn arteriële bloedgassen, arteriële bloeddruk, neurogene autonome systemen en metabolisme. Klinische stimuli worden dus gebruikt om een ​​cerebrovasculaire respons uit te lokken door omgevings-, farmacologische of fysiologische omstandigheden te veranderen die specifiek een van deze primaire mechanismen verstoren. Nieuwe benaderingen, ontwikkeld door ons onderzoeksteam, bevorderen traditionele eendimensionale CBF-beoordelingen, door het cerebrale vasculatuur te testen met behulp van een reeks klinische beoordelingen, of door beoordelingen die specifieke en systemische fysiologische verstoringen oproepen die CBF beïnvloeden. De twee cerebrovasculaire beoordelingsstrategieën die in dit protocol worden gebruikt, beoordelen specifiek de cerebrovasculaire respons op veranderingen in koolstofdioxide, bloeddruk en neurogene activiteit in rust, evenals tijdens incrementele oefeningen voor het hele lichaam en vermoeiende handgreep. Deze tests bieden traditionele eendimensionale kwantificering van de cerebrovasculaire functie, evenals een genuanceerde kwantificering van de integratieve cerebrovasculaire functie. Bovendien zullen de cerebrovasculaire tests vóór en na de interventie, door gebruik te maken van beoordelingsstrategieën die op dezelfde manier gericht zijn op dezelfde systemen die de trainingsinterventies willen verbeteren (d.w.z. ademhalings-, cardiovasculaire en skeletspiersystemen), een index opleveren van het aandeel waaraan elk systeem bijdraagt fysiologisch herstel na onze COVID19-infectie.

Doel 2 - Levert het combineren van rehabilitatie van inademingsspieren en hartoefeningen extra cardiorespiratoire en cerebrovasculaire COVID19-herstelvoordelen op? Pulmonale disfunctie en longontsteking zijn de belangrijkste zorgen van COVID19-infectie. Terwijl koorts, hoest, vermoeidheid, spierpijn en kortademigheid de meest voorkomende symptomen zijn bij personen die besmet zijn met het COVID19-virus. Voor veel mensen die besmet zijn met COVID19 is het overleven van het virus slechts een deel van het probleem. Een recent rapport heeft vastgesteld dat COVID19-patiënten die geacht worden te zijn hersteld en dus uit het ziekenhuis zijn ontslagen, een aanhoudende abnormale longdiffusie hebben; uit een retrospectief onderzoek bleek dat longdiffusie na een COVID19-infectie tot 30 dagen na ontslag abnormaal kan blijven. Langdurige longfunctiestoornis wordt voornamelijk toegeschreven aan atrofie van de ademhalingsspieren en door beademing veroorzaakte disfunctie van het diafragma bij ernstige COVID19-infectie. Een langdurige aanval van hoesten, vermoeidheid en kortademigheid geassocieerd met milde COVID19-infectie kan echter ook longdisfunctie veroorzaken en de ademhalingsspierkracht verminderen. Pulmonale disfunctie veroorzaakt door een slechte inspiratoire spierkracht verhoogt de ademhalingsinspanning, de sympathische zenuwactiviteit van de spieren en vermoeidheid die gepaard gaat met fysieke activiteit. Vermoeiend werk van de inspiratoire spier vermindert inspanning en fysieke capaciteit, terwijl verhoogde sympathische spieractiviteit de bloedtoevoer naar actieve ledematen vermindert en vermoeidheid verhoogt. Bijgevolg verminderen aanhoudende stoornissen in de longfunctie na een COVID19-infectie, ongeacht de ernst, het inspanningsvermogen, de fysieke mogelijkheden, de kwaliteit van leven en de waarschijnlijke cardio- en cerebrovasculaire functie.

Inspiratoire spiertraining, die in feite bestaat uit gestandaardiseerde ademhalingsroutines die vergelijkbaar zijn met oefentrainingsprogramma's, is effectief gebleken bij het verminderen van vermoeidheid, myalgie en kortademigheid bij andere chronische luchtwegaandoeningen. De verbetering van de cardiorespiratoire functie na IMT is voornamelijk het resultaat van versterkte inspiratoire spieren. Het verhogen van de inspiratoire spierkracht vermindert de ademhalingsinspanning tijdens fysieke activiteit en de metabole kosten die gepaard gaan met ademhalen, zowel in rust als tijdens fysieke activiteit. Skeletspieren strijden vaak om de bloedtoevoer tijdens inspanning, vooral wanneer de ademhalingsinspanning wordt verhoogd, daarom zorgt een verbeterde inspiratoire spierfunctie met IMT in combinatie met inspanningstraining waarschijnlijk voor een hyperadditieve bloedstroomstimulus door het vaatstelsel in vergelijking met alleen inspanningstraining. Gezien de vasogene en angiogene eigenschappen die zijn afgeleid van een verhoogde cardiovasculaire bloedstroom, biedt IMT-training in combinatie met lichaamsbeweging een innovatieve strategie om een ​​verbeterd COVID19-herstel te vergemakkelijken. Geen enkele studie heeft tot nu toe de impact van IMT-training en -oefeningen op de cerebrovasculaire functie onderzocht. Verbeteringen in de cardiorespiratoire functie geassocieerd met verbeterde respiratoire spierfunctie zouden echter ook synergetisch de cerebrovasculaire regulatie moeten verbeteren.

Samengevat, de IPL is gespecialiseerd in het gebruik van lichaamsbeweging om de functie van de cardiorespiratoire en cerebrovasculaire systemen in klinische modellen van chronische ziekten te verbeteren. Leden van de IPL hebben bijvoorbeeld eerder aangetoond dat de cerebrovasculaire respons op inspanning afhankelijk is van koolstofdioxide, arteriële bloeddruk en arteriële schuifspanning bij gezondheid en ziekte. Bovendien verhoogt geïndividualiseerde hartrevalidatie de CBF (~ 10%), waardoor de normale CBF wordt hersteld bij populaties met hartfalen. Evenzo heeft het IPL gegevens verzameld met betrekking tot het voorgestelde onderzoek, in die zin dat oefentraining de vasculaire hemodynamica en autonome modulatie verbetert bij populaties die leven met een ontstekingsziekte (diabetes); en verbetert ook de bloeddruk. De cardiorespiratoire onderzoeksspecialisten in het IPL hebben ook aangetoond dat spiertraining de inspanningstolerantie en kortademigheid verbetert bij zwaarlijvige patiënten die een verhoogd risico lopen op complicaties door COVID-infectie. Gezamenlijk streven onderzoekers in het IPL ernaar deze technieken en benaderingen te gebruiken om optimale strategieën te bepalen om het herstel van COVID19 in het hart, de hersenen en de longen te verbeteren.