Interindividuele fysiologische respons op een training- en detrainingsperiode bij proefpersonen met cardiometabole risicofactoren (VASCU-HEALTH)

Endotheliale disfunctie (EDys) wordt gekarakteriseerd als een fenotypische verandering in het endotheel van de slagaders, gekenmerkt door protrombotische, pro-inflammatoire, een onbalans tussen de werking van vasodilatoren en vasoconstrictoren, en kleine weerstandsvaten. Functioneel verwerft het endotheel een pro-inflammatoire toestand, met prothrombische eigenschappen, en wordt vaak geassocieerd met hart- en vaatziekten, zoals arteriële hypertensie (HTN, d.w.z. hogere SBP, DBP], coronaire hartziekte, chronisch hartfalen, perifere arteriële ziekte, atherosclerose, diabetes mellitus type 2 (T2DM) en chronisch nierfalen. Klinisch wordt een afname van 0,62% van de endotheliale functie, gemeten door flow-gemedieerde dilatatie (FMD%), geassocieerd met een toename van +20 mmHg van de systolische bloeddruk (SBP). Functioneel wordt EDys uitgedrukt door FMD%, pulsgolfsnelheid (PWV) of de aorta-augmentatie-index (AIx) van de arteria brachialis, en structureel wordt EDys uitgedrukt door onder andere de mediadikte van de halsslagader-intima (c-IMT). Methodologisch kunnen zowel MKZ%- als c-IMT-uitkomsten worden beoordeeld door a) een niet-invasieve echografie en b) door andere, meer invasieve technieken.

Een deel van het mechanisme dat de verminderde vaatverwijdende capaciteit in EDys verklaart, omvat verminderde productie van stikstofmonoxide (NO), verhoogde oxidatieve stress (ROS) en een afname van de productie van hyperpolariserende factoren. Op moleculair niveau nemen de opwaartse regulatie van adhesiemoleculen, het genereren van macrofaag chemoattractant peptide-1 en de productie van plasminogeenactivatorremmer-1 ook deel aan de ontstekingsreactie gerelateerd aan de prothrombische toestand in EDys. Andere moleculair gekoppelde mechanismen zijn onder meer dat angiotensine II en endotheline-1, hypercholesterolemie, veranderde insulinesignalering en hyperglycemie kunnen bijdragen aan EDys. EDys is dus een voorbereidende gebeurtenis vóór atherosclerose, toenemende plaque-accumulatie, waarbij moleculaire pathofysiologische gebeurtenissen betrokken zijn, maar ook 'functionele' en 'structurele' detecteerbare schade, die sterk verband houden met hart- en vaatziekten (CVD).

In die zin vertegenwoordigen de 'verhoogde' bloeddruk, klinisch bekend als prehypertensie (preHTN), en de HTN zelf, een enorm probleem voor de volksgezondheid, gezien hun hoge correlatie met beroerte, coronaire hartziekte, hartfalen, en vooral naar Chili, waar er is een versnelde vergrijzing van de bevolking, waarbij HTN vaker voorkomt bij oudere volwassenen. De volwassen populatie met HTN heeft verschillende andere comorbiditeiten zoals overgewicht/obesitas (~40%), T2DM en dyslipidemie (d.w.z. verhoogde low-density lipiden [LDL-c], verlaagde high-density lipiden [HDL-c] of verhoogde triglyceriden), maar transversaal fysiek inactief zijn ~40% (d.w.z. zich niet houden aan nationale en internationale fysieke activiteit/oefening trainingsaanbevelingen van ten minste 150 min/uur fysieke activiteit/training per week volgens de WHO-richtlijnen).

Oefeningstraining (ExT), een bepaalde gecontroleerde modaliteit van fysieke activiteit, kan werken op basis van eerdere kennis, als een 'therapie' voor het verlagen van de bloeddruk bij HTN-patiënten en bij patiënten met EDys. ExT is een geplande, gereguleerde en begeleide fysieke activiteitsmodaliteit, waarbij deelnemers voordelen kunnen behalen op basis van een toegepaste dosis (d.w.z. intensiteit, volume, frequentie per week, dichtheid) en het profiel (d.w.z. gezond, of zoeken met cardiometabole ziekten zoals HTN, dyslipidemie, T2DM of andere verhogen de fitnessprestaties, maar verbeteren tegelijkertijd vasculaire en gezondheidskenmerken zoals FMD%, c-IMT, SBP/DBP of MAP in HTN. ExT kan bestaan ​​uit duurtraining (ET), bestaande uit continu oefenen, meestal oefenen met een lage tot 'matige' intensiteit (lopen/rennen/fietsen/roeien, enz.), weerstandstraining (RT), waarbij ladingen en externe gewichten betrokken zijn (halters, oefeningen machines met ladingen) met een grote impact op spier- en botmassa, maar ook met cardiovasculaire voordelen zoals dalende bloeddruk, en de laatst bestudeerde high-intensity interval training (HIIT) modaliteit, een laag volume van korte intervallen met hoge intensiteit (meestal fietsen, roeien of hardlopen) afgewisseld met rustperioden voor herstel, en die een tijdbesparende cardiometabolische gezondheid laten zien. Van al deze drie ExT-modi is aangetoond dat ze functioneel en structureel de EDys verbeteren, bloeddruk verminderen en verschillende antropometrische parameters, lichaamssamenstelling, cardiovasculaire, metabole en fysieke fitnessparameters bij HTN-patiënten verbeteren, hetgeen onlangs werd bevestigd door de American Colleague of Sportgeneeskunde.

Oefentraining bij endotheeldisfunctie: een relevante meta-analyse van Higashi et al. onthulde dat matige intensiteit van ET de beschikbaarheid van stikstofmonoxide verhoogt, waardoor verbeteringen in EDys-markers bij gezonde proefpersonen worden bevorderd. Een langdurige ET bevordert ook regelmatige endotheelafhankelijke vasodilatatie, en deze fysiologische stimuli zijn in verband gebracht met lagere bloeddrukniveaus bij HTN-individuen. Een zeer recent gepubliceerd artikel van Pedralli et al., waar na 8 weken van drie verschillende Ext-modaliteiten als ET, RT en CT de auteurs een significante verbetering lieten zien in zowel BP- als EDys-markers bij HTN-patiënten. De relevantie van deze bevindingen bevat echter verschillende wetenschappelijke en methodologische zorgen die moeten worden overwogen en gegeneraliseerd, zoals a) er was geen tijdbesparende trainingsmodaliteit van HIIT opgenomen, b) de onderzoekers rapporteerden alleen MKZ%, maar geen andere die relevant zijn voor de endotheliale functie als c-IMT, c) er waren geen groepen met verschillende frequenties van ExT/week, d) RT-groep werkte met intensiteiten ≥60% tot 80% van de maximale kracht bij patiënten, het baseline PA-niveau werd gerapporteerd door vragenlijsten in plaats dan objectief PA te meten met behulp van versnellingsmeters, e) er was geen uur voor dieetcontrole vóór de BP- en EDys-metingen, en wat nog belangrijker is, er was geen controlegroep en omvatte onder andere zowel PreHTN- als HTN-deelnemers (rapporteerde alleen resultaten in 'gemiddelde ', maar geen interindividuele reactie op bekende responders (R's) en non-responders (NR's) op ExT-modi. Bovendien, en als een grote zorg, hoewel er enig bewijs is dat significante verbeteringen van vasculaire parameters door inspanningstraining zoals FMD% en c-IMT tijdens de training-interventieperiodes laten zien, is er geen bewijs over hoe deze fysiologische vasculaire voordelen behouden kunnen blijven. tijdens 'detraining', waar er schaarste is aan studies met bewijs over mogelijk verlies van deze vasculaire aanpassingen, noch voorstellen voor andere minimale inspanningsdosis om deze vasculaire aanpassingen te behouden tijdens de periode na het stoppen met sporten.

Acute en langdurige effecten van inspanningstraining in BP- en EDys-markers: een enkele sessie duurtraining (ET) verlaagt de bloeddruk in rust met 5-7 mmHg bij HTN-patiënten, en dit effect houdt tot 24 uur aan. Dit fenomeen wordt het hypotensie-effect na inspanning genoemd. Ciolac et al. toonde aan dat 40 minuten ET bij 60% van de hartslagreserve, SBP en DBP dag en nacht verlaagde door Holter-monitoren te gebruiken. Interessant genoeg toonden de auteurs aan dat er een toename was in de steekproef van HTN-patiënten die overdag normale SBP (68% vs. 82) en nachtelijke diastolische bloeddruk (56% vs. 72%) vertoonden. Bij HTN-patiënten, na 60 minuten ET (45 min, bij 70% maximaal zuurstofverbruik [VO2max]), Taylor-Tolbert et al. verlaagde SBP -7,4 en DBP -3,6 mmHg, waarbij de PEHE tot 24 uur behouden bleef. Na een acute sessie van 60 minuten ET hadden andere auteurs dalingen in SBP -9,9 en DBP -6,2 mmHg gemeld bij gezonde Chileense volwassenen. Cade et al. in 1984 meldde dat ET BP normaliseerde en de medicatiedosering bij HTN-patiënten verlaagde na 12 weken training door SBP ~ 22 en DBP ~ 18 mmHg te verlagen. Na vier decennia van wetenschappelijke en technologische vooruitgang is er echter breed bewijs van verschillende ExT-modaliteiten zoals ET, HIIT of RT, voor het normaliseren van (functioneel) BP bij HTN-patiënten. Olea et al. hebben onlangs aangetoond dat er na 24 sessies HIT ExT een verlaging was van 145 naar 118 mmHg SBP in de HTN-groep, waar de gezonde normotensieve groep geen veranderingen veroorzaakt. Interessant is dat de auteurs een vermindering van -3,9 kg lichaamsvet rapporteerden, en van de 100% van de HTN-steekproef (n=22), aan het einde van het ExT-programma, was er 73% van de patiënten die normaliseerden (d.w.z. in de normotensieve toestand) hun SBP. Chen et al. rapporteerden dat HTN-patiënten SBP -15 en DBP -4 mmHg verlaagden na 12 maanden 4-kuren sporten. Eerder, bij langdurige ExT op BP-veranderingen, heeft ons team gemeld dat langdurige inspanningstraining (≥ 4 weken regelmatige lichaamsbeweging) bij HTN-patiënten SBP -20 en DBP -9 mmHg BP verlaagt na gelijktijdige training (CT) van het combineren van zowel HIT plus RT), het verlagen van SBP van 143 naar 126 mmHg en DBP van 83 naar 71 mmHg bij HTN-patiënten. Andere onderzoekers hebben aangetoond dat 16 weken HIIT bij PreHTN-patiënten de SBP -8, DBP -5,8 mmHg verlaagt en dat een gezonde normotensieve geen veranderingen teweegbrengt. Interessant in deze studie, PreHTN-patiënten verminderden ook -3,3 kg gewicht, -3 cm tailleomtrek, -5,8% lichaamsvet, -13,9 mg/dL triglyceriden, toename +5,0 mg/dL HDL-c, toename +3 kg spierkracht in onderste ledematen, en verbeterden hun loopcapaciteit door de tijd in de 2 km looptest te verkorten -3,1 min. Na 12 weken ExT rapporteerden andere onderzoekers significante afnames in PreHTN-patiënten bij SBP van RT -4 en HIT -6 mmHg, en in DBP -3 mmHg in HIT, waarbij beide ExT-modaliteiten significante verbeteringen in obesitas en fysieke fitheid rapporteerden. Echter, na 20 weken ExT met behulp van CT (ET plus RT), HTN en PreHTN kunnen patiënten hun uitgangsdiagnose wijzigen naar een ander beter stadium, zoals van HTN naar PreHTN, of van PreHTN naar normotensie. Deze relevante en significante veranderingen werden bewerkstelligd door significante afnames in obesitas, metabolische en fysieke fitheidsmarkers. Er werd echter ook gemeld dat er een brede IVET was, waarbij ongeveer 30%, 50% en 20% van de patiënten in de CT-oefengroep geen veranderingen vertoonde voor het verbeteren van de lichaamssamenstelling, bloeddruk en lipidenprofiel, genoemd als non-responders. Het is dus absoluut noodzakelijk om meer de ExT-effecten te bestuderen, zoals HIIT en hun fysiologische aanpassingen op EDys-markers, en BP-respons bij proefpersonen met cardiometabolische risicofactoren zoals volwassenen met preHTN of HTN, maar boven de studie van deze parameters na een 'detraining'-periode en onderzoek de mogelijke trainingsdosis om de gunstige vasculaire aanpassingen te behouden en zo het vasculaire systeem en de algehele gezondheid te beschermen.

SARS Cov-2, comorbiditeit en inspanningstraining: de SARS Cov-2-virussen (COVID-19) hebben wereldwijd de algehele fysieke en mentale gezondheid van de hele wereldbevolking beschadigd. Hoewel er enkele asymptomatische personen zijn voor de virussen, is het grootste deel van de sterfgevallen die te wijten zijn aan het COVID-19-virus helaas degenen met ernstige comorbiditeiten zoals obesitas, HTN, cardiometabole ziekten en andere met ernstige luchtwegaandoeningen. Helaas heeft de pandemische toestand van COVID-19 een situatie van hoge lichamelijke inactiviteit met zich meegebracht die de sedentaire toestand verergert en meer verslechtering van de bloeddruk en het vaatstelsel bevordert. In het bijzonder is EDys aangetast bij COVID-19, waar de verslechtering van de endotheliale functie in verband is gebracht met een hoger sterfterisico bij volwassenen.

ONDERZOEKSPROBLEEM: Hoewel er relevante informatie is over de ExT en hun effecten en mechanismen op EDys markers verbeteringen zoals bij MKZ% en c-IMT, is er weinig informatie over hoe lang ExT in termen van 'volume' en 'intensiteit' kan worden in staat om deze ExT-verbeteringen vast te houden na het stoppen met trainen in een 'detraining'-periode waarbij een 'matige' of een 'lage' inspanningsdosis van 'hoge' en 'lage' inspanningsintensiteit wordt getest. Deze informatie kan nuttig zijn voor een beslissing om verschillende ExT-programma's voor de volksgezondheid toe te passen op de bevolking met cardiometabole risicofactoren voor HVZ, en om toekomstige, meer complexe onderzoeken voor het voorspellen van inspanningsrespons te verbeteren.