Kardiovaskulære reaksjoner på kulde ved hypertensjon (ColdHTN)

Introduksjon.

Vintertid er assosiert med økt sykelighet og dødelighet, og de fleste er relatert til kardiovaskulære årsaker, som hjerteinfarkt, hjertesvikt og hjerneslag. Det er også kjent at både akutt og langvarig kuldeeksponering øker blodtrykket og hjertearbeidsbelastningen, og dette kan bidra til den observerte overskytende sykelighet og dødelighet i den kalde årstiden.

Selv om effekten av forkjølelse på blodtrykket er etablert blant friske mennesker, er effektene blant risikogrupper, som hypertensive personer, ikke kjent. I tillegg til blodtrykk er det nødvendig med informasjon om elektrisk hjerteaktivitet eller autonom regulering. Kardiovaskulære responser i kulde kan være forskjellig blant hypertensive mennesker på grunn av forstyrrelser i det autonome nervesystemet og sirkulasjonsreguleringen eller funksjonen, slik som aorta-stivning og økt vasomotorisk tonus i perifere arterier på grunn av endotelial dysfunksjon assosiert med sykdommen. For å vurdere dette ble et kontrollert eksperiment med kuldeeksponering som ligner på hverdagslige vinterforhold i et subarktisk klima utført i et klimakammer.

Mål for forskningen.

Målet med forskningen var å vurdere hvordan kortvarig kuldeeksponering påvirker kardiovaskulær funksjon hos middelaldrende ubehandlede hypertensive og normotensive menn. Hypotesene for studien var: a) kuldeeksponering induserer uønskede endringer i kardiovaskulær funksjon, slik som høyere blodtrykk og hjertearbeidsbelastning og b) hypertensive menn viser en forverret respons på kuldeeksponering og gjenoppretting av det kardiovaskulære systemet til baseline er forsinket sammenlignet med til normotensive fag.

Materialer og metoder.

Studiedeltakere.

Studiedeltakerne ble valgt gjennom en befolkningsbasert rekruttering og hvor et tilfeldig utvalg på 1000 menn (55-65 år) bosatt i Uleåborg, Finland, ble trukket fra det finske folkeregisteret. Forsøkspersonene ble screenet ved telefonintervjuer for å være kvalifisert for studien. Kvalifiserte deltakere målte blodtrykket hjemme i en uke i henhold til anbefalingene fra European Society of Hypertension. Basert på disse målingene ble de klassifisert enten til hypertensive (systolisk blodtrykk ≥135 og/eller diastolisk blodtrykk ≥85 mmHg) eller normotensive (blodtrykk <135/85 mmHg).(16) Eksklusjonskriteriene var tilstedeværelsen av koronar hjerte- eller luftveissykdommer, bruk av antihypertensiva for enhver indikasjon, gjennomsnittlig hjemme-BP ≥175/105 mm Hg og mislykkede hjemme-BP-målinger. Vi hadde som mål å rekruttere et forhold på 2:1 av hypertensive og normotensive personer. Den siste studiegruppen besto av 56 hypertensive og 35 normotensive middelaldrende menn.

Måleprotokoll.

Før målingene fylte deltakerne et spørreskjema med spørsmål knyttet til helse og kuldetilvenning. Laboratorieeksperimentene begynte med en kort kjennskap til måleprotokollen og klimatiske kamre. Høyde, kroppssammensetning og fysisk form for forsøkspersonene ble målt.

Deltakerne ble i 15 minutter utsatt for temperaturer på -10°C og vind på 3m/s mens de var beskyttet mot kulde med skikkelig vinterklær, dvs. forhold som ligner på vanlig kuldeeksponering om vinteren i subarktiske land. Deltakerne ble fulgt 15 minutter før (kontrollmålinger) og 20 minutter etter (gjenoppretting) eksponeringen i et klimakammer hvor temperaturen ble justert til +18°C og vind satt til <0,2m/s). Deltakerne ble stående med armene støttet under målingene. Kardiovaskulær funksjon ble vurdert ved å måle brachial-, sentralaorta- og kontinuerlig "beat to beat"-blodtrykk, samt EKG-målinger. Intensiteten av kuldeeksponering ble evaluert med hudtemperaturmålinger (langfinger, håndbak, skulderblad og kinn) og ved å vurdere termisk persepsjon for hele kroppen og ansiktet ved hjelp av subjektive vurderingsskalaer.

De innsamlede dataene ble analysert for å vurdere forkjølelsesrelaterte endringer i blodtrykk (brachial og sentral aorta) og hjertefrekvens. EKG-morfologi og vektorkardiografiske parametere ble beregnet fra avledede 12-avlednings-EKG-registreringer ved Institutt for klinisk medisin ved Universitetet i Oulu. Arytmier ble oppdaget automatisk og bekreftet med visuell inspeksjon av utdannet helsepersonell. For å vurdere reguleringen av sirkulasjonen, brukes kontinuerlig blodtrykkssignal og samtidig registrert tre avlednings-EKG for å beregne barorefleksfølsomhet og hjertefrekvensvariabilitet ved Verve forskningssenter. I dataanalysene vil respons på kuldeeksponering bli evaluert og sammenlignet mellom hypertensive og normotensive personer. I tillegg til de ovennevnte emnene vil kombinerte risikofaktorer for uønskede endringer i kardiovaskulær funksjon under kuldeeksponering bli evaluert, slik som høy arteriell stivhet, endret EKG og lav hjertefrekvensvariasjon. Basert på dette vil en profil av en høyrisikopasient bli definert og delt med leger som behandler hypertensive pasienter for å redusere uønskede forkjølelsesrelaterte hjertehendelser.

Forskningssted og tilgjengelighet av utstyr og tjenester som kreves for forskningen.

Laboratoriemålingene ble implementert i klimakamrene til Kastelli Research Center, Oulu, Finland. Dataanalysene og rapporteringen utføres i fasilitetene til Senter for miljø- og respiratorisk helseforskning (Universitetet i Oulu). I tillegg utføres dataanalyser ved Oulu universitetssykehus og ved Verve avdeling for trening og hjerterehabilitering.

Samarbeid.

Senter for miljø- og luftveishelseforskning - Adjunkt Tiina M Ikäheimo, professor Jouni JK Jaakkola, professor J Hassi, PhD A Rantala, MHSc H Hyrkäs; Institutt for trening og medisinsk fysiologi, Verve, Oulu - Adjunkt M Tulppo, Adjunkt A Kiviniemi, Adjunkt Arto Hautala; Arbeidshelseinstituttet, Oulu - Professor H Rintamäki; Institutt for klinisk medisin, Universitetet i Oulu - Professor H Huikuri, PhD T Kenttä; Institutt for biomedisin, Institutt for fysiologi og biosenter i Oulu, Universitetet i Oulu - Professor KH Herzig; Institutt for helsevitenskap, Universitetet i Oulu - Professor S Keinänen-Kiukaanniemi, professor R Antikainen, professor M Mäntysaari; Biologisk institutt - Professor E Hohtola; Oulu University of Applied Sciences - Hovedlektor i medisinsk ingeniørfag J Jauhiainen.

Etiske problemstillinger.

Studien ble godkjent av den etiske komiteen i Nord-Österbottens sykehusdistrikt (uttalelse nummer 240/2010) og alle deltakerne ble informert om studien og ble bedt om informert samtykke. De hadde også muligheten til å avslutte studiet når som helst. Dataene som samles inn under studien holdes utilgjengelig for andre enn prosjektpersonell og beskyttes med passord. Dataanalyser utføres uten personlig identifikasjon (navn, adresse etc.). Forskningen brukte en kort kuldeeksponering med godt beskyttede forsøkspersoner og forårsaket derfor ingen smerte eller skade på deltakerne.

Implikasjoner.

WHO har definert høyt blodtrykk som den ledende globale risikoen for dødelighet i verden. Omtrent halvparten av middelaldrende menn og en tredjedel av kvinnene har hypertensjon i Finland. På den annen side, med riktig blodtrykkskontroll kan risikoen for uønskede kardiovaskulære hendelser blant hypertensive pasienter reduseres betraktelig.

Vintertid og kaldt vær øker bemerkelsesverdig risikoen for kardiovaskulær sykelighet og dødelighet. Det er et overskudd på ca. 2000-3000 dødsfall som skjer i Finland om vinteren, og til og med halvparten av dem er av kardiovaskulære årsaker. Både akutt og og gjentatt eksponering for kulde øker blodtrykket og kan bidra til høyere kardiovaskulær morbiditet og dødelighet om vinteren. Det har blitt antydet at kulderelaterte kardiovaskulære dødsfall kan forhindres ved riktig beskyttelse mot kalde temperaturer.

Studien vil produsere ny informasjon om kardiovaskulære reaksjoner på kortvarig kuldeeksponering blant ubehandlede hypertensive menn. Denne kunnskapen vil hjelpe helsepersonell med å råde hypertensive pasienter til å beskytte seg selv under vanlig kuldeeksponering, noe som kan redusere uønskede hjertehendelser knyttet til det kalde været. Denne kunnskapen er nyttig for leger når de vurderer medisiner for sine pasienter. I tillegg kan hypertensive personer trenge råd for riktig beskyttelse for å redusere kulderelaterte endringer i kardiovaskulær funksjon, slik som blodtrykksøkninger, og relaterte uønskede kardiovaskulære hendelser i kaldt klima.