Inter-individuell fysiologisk respons på en trenings- og avtreningsperiode i fag med kardiometabolske risikofaktorer (VASCU-HEALTH)

Endotelial dysfunksjon (EDys) er karakterisert som en fenotypisk endring i endotelet i arteriene, preget av protrombotisk, pro-inflammatorisk, en ubalanse mellom virkningene til vasodilatorer og vasokonstriktorer, og små motstandskar. Funksjonelt får endotelet en proinflammatorisk tilstand, med protrombiske egenskaper, og er ofte assosiert med kardiovaskulære sykdommer, slik som arteriell hypertensjon (HTN, dvs. høyere SBP, DBP), koronararteriesykdom, kronisk hjertesvikt, perifer arteriesykdom, aterosklerose, type 2 diabetes mellitus (T2DM), og kronisk nyresvikt. Klinisk er en reduksjon på 0,62 % i endotelfunksjonen, målt ved strømningsmediert dilatasjon (FMD%), assosiert med en økning på +20 mmHg i systolisk blodtrykk (SBP). Funksjonelt uttrykkes EDys av FMD%, pulsbølgehastighet (PWV) eller aortaforstørrelsesindeksen (AIx) til brachialis arterien, og strukturelt uttrykkes EDys blant annet av carotis-intima mediatykkelsen (c-IMT). Metodisk kan både FMD% og c-IMT-utfall vurderes ved a) en ikke-invasiv ultralyd, og b) av andre mer invasive teknikker.

En del av mekanismen som forklarer den reduserte vasodilatorkapasiteten i EDys inkluderer redusert nitrogenoksid (NO) produksjon, økt oksidativt stress (ROS) og en reduksjon i produksjonen av hyperpolariserende faktorer. På molekylært nivå deltar oppreguleringen av adhesjonsmolekyler, generering av makrofagkjemoattraktant peptid-1 og produksjonen av plasminogenaktivatorhemmer-1 også i den inflammatoriske responsen relatert til den protrombiske tilstanden i EDys. Andre molekylært koblede mekanismer inkluderer at angiotensin II og endotelin-1, hyperkolesterolemi, endret insulinsignalering og hyperglykemi kan bidra til EDys. Dermed er EDys en foreløpig hendelse før åreforkalkning, økende plakakkumulering, som involverer molekylære patofysiologiske hendelser, men også "funksjonell" og "strukturell" påvisbar skade, som er sterkt knyttet til kardiovaskulær sykdom (CVD).

I denne forstand representerer det "forhøyede" BP, klinisk kjent som prehypertensjon (preHTN), og selve HTN, et enormt folkehelseproblem, tatt i betraktning deres høye korrelasjon med hjerneslag, koronar hjertesykdom, hjertesvikt og over til Chile, der det er akselerert aldring av befolkningen, hvor HTN er mer vanlig hos eldre voksne. Den voksne befolkningen med HTN har flere andre komorbiditeter som overvekt/fedme (~40%), T2DM og dyslipidemi (dvs. økte lipider med lav tetthet [LDL-c], reduserte lipider med høy tetthet [HDL-c] eller økte triglyserider), men er på tvers fysisk inaktive ~40 % (dvs. å ikke følge nasjonal og internasjonal fysisk aktivitet/trening treningsanbefalinger på minst 150 min/fysisk aktivitet/treningstrening per uke i henhold til WHOs retningslinjer).

Treningstrening (ExT), en spesiell overvåket modalitet for fysisk aktivitet, kan fungere etter tidligere kunnskap, som en "terapi" for å redusere BP hos HTN-pasienter og hos de med EDys. ExT er en planlagt, regulert og veiledet fysisk aktivitetsmodalitet, der deltakerne kan oppnå fordeler i henhold til en dose som brukes (dvs. intensitet, volum, frekvens per uke, tetthet) og profilen (dvs. friske eller søker med kardiometabole sykdommer som HTN, dyslipidemi, T2DM, eller andre, øker kondisjonsytelsen, men forbedrer samtidig vaskulære og helsemarkører som FMD%, c-IMT, SBP/DBP eller MAP i HTN. ExT kan inkludere utholdenhetstrening (ET), bestående av kontinuerlig trening som vanligvis trener ved lav til "moderat" intensitet (gåing/løping/sykling/roing, etc.), motstandstrening (RT), som involverer belastninger og ytre vekter (hantler, trening). maskiner med belastning) med høy innvirkning på muskel- og benmasse, men også med kardiovaskulære fordeler som synkende BP, og den sist studerte modaliteten med høy intensitetsintervalltrening (HIIT), som er et lavt volum av truser med høy intensitet (vanligvis sykling, roing eller løping) ispedd restitusjonshvileperioder, og som viser en tidseffektiv kardiometabolsk helse. Alle disse tre ExT-modusene har vist seg å forbedre funksjonelt og strukturelt EDys, for å redusere BP, og forbedre flere antropometriske, kroppssammensetning, kardiovaskulære, metabolske og fysiske kondisjonsparametere hos HTN-pasienter, noe som nylig ble bekreftet av den amerikanske kollegaen til Sports medisin.

Treningstrening i endotelial dysfunksjon: En relevant metaanalyse fra Higashi et al. avslørte at moderat intensitet av ET øker tilgjengeligheten av nitrogenoksid, og fremmer forbedringer i EDys-markører hos friske personer. En langsiktig ET fremmer også regelmessig endotelavhengig vasodilatasjon, og disse fysiologiske stimuli har vært assosiert med lavere blodtrykksnivåer hos HTN-individer. En helt nylig publisert artikkel fra Pedralli et al., der forfatterne etter 8 uker med tre forskjellige Ext-modaliteter som ET, RT og CT viste en signifikant forbedring i både BP- og EDys-markører hos HTN-pasienter. Imidlertid inneholder relevansen av disse funnene flere vitenskapelige og metodiske bekymringer som må vurderes og generaliseres, for eksempel a) det var ingen inkludert den tidseffektive treningsmodaliteten til HIIT, b) etterforskerne rapporterte bare FMD %, men ikke andre av relevans for endotelfunksjonen som c-IMT, c) det var ingen forskjellige frekvensgrupper av ExT/uke, d) RT-gruppen jobbet ved intensiteter ≥60 % til 80 % av maksimal styrke hos pasienter, baseline PA-nivået ble rapportert av spørreskjemaer snarere enn objektivt å måle PA ved hjelp av akselerometerenheter, e) det var ingen diettkontrolltime før BP- og EDys-målingene, og enda viktigere, det var ingen kontrollgruppe og inkluderte både PreHTN- og HTN-deltakere, blant andre (rapporterte kun resultater i 'gjennomsnittlig ', men ikke inter-individuell respons på kjente respondere (Rs) og non-responders (NRs) til ExT-moduser. I tillegg, og som en stor bekymring, selv om det er noen bevis som viser signifikante forbedringer av vaskulære parametere fra treningstrening som FMD% og c-IMT under treningsintervensjonsperioder, er det ingen bevis for hvordan man opprettholder disse fysiologiske vaskulære fordelene under 'avtrening', hvor det er mangel på studier med bevis for potensielt tap av disse vaskulære tilpasningene, og heller ikke forslag om annen minimum treningsdose for å opprettholde disse vaskulære tilpasningene i perioden etter treningsstopp.

Akutt og langvarig treningstreningseffekt i BP- og EDys-markører: En enkelt økt med utholdenhetstrening (ET) reduserer hvileblodtrykket 5-7 mmHg blant HTN-pasienter, og denne effekten opprettholdes i opptil 24 timer. Dette fenomenet kalles hypotensjonseffekt etter trening. Ciolac et al. viste at 40 minutter med ET ved 60 % av pulsreserven reduserte SBP og DBP dag og natt ved bruk av Holter-monitorer. Interessant nok viste forfatterne at det var en økning i utvalget av HTN-pasienter som viste normal SBP på dagtid (68 % vs. 82), og nattlig diastolisk blodtrykk (56 % vs. 72 %). Hos HTN-pasienter, etter 60 minutter med ET (45 minutter, ved 70 % maksimalt oksygenforbruk [VO2max]), Taylor-Tolbert et al. redusert SBP -7,4 og DBP -3,6 mmHg, og opprettholder PEHE i opptil 24 timer. Etter en akutt økt på 60 minutter med ET, hadde andre forfattere rapportert reduksjoner i SBP -9,9 og DBP -6,2 mmHg hos friske chilenske voksne. Cade et al. i 1984 rapporterte at ET normaliserte BP, og reduserte medisindosen hos HTN-pasienter etter 12 ukers trening ved å redusere SBP ~22 og DBP ~18 mmHg. Imidlertid, etter fire tiår med vitenskapelige og teknologiske fremskritt, er det omfattende bevis fra forskjellige ExT-modaliteter som ET, HIIT eller RT, til fordel for normalisering (funksjonelt) BP hos HTN-pasienter. Olea et al. har nylig vist at etter 24 økter med HIT ExT, var det en reduksjon fra 145 til 118 mmHg SBP i HTN-gruppen, der den friske normotensive gruppen ikke fremkaller endringer. Interessant nok rapporterte forfatterne en reduksjon på -3,9 kg kroppsfett, og fra 100 % av HTN-prøven (n=22), ved slutten av ExT-programmet, var det 73 % av pasientene som normaliserte seg (dvs. i normotensiv tilstand) deres SBP. Chen et al. rapporterte at HTN-pasienter reduserte SBP -15 og DBP -4 mmHg etter 12 måneder med 4-kurs med idrett. Tidligere, ved langvarige ExT på BP-endringer, har teamet vårt rapportert at langvarig treningstrening (≥4-ukers regelmessig trening) hos HTN-pasienter reduserer SBP -20 og DBP -9 mmHg BP etter samtidig trening (CT) av å kombinere både HIT pluss RT), redusere SBP fra 143 til 126 mmHg, og DBP fra 83 til 71 mmHg hos HTN-pasienter. Andre etterforskere har vist at 16 uker med HIIT hos PreHTN-pasienter reduserer SBP -8, DBP -5,8 mmHg, og at friske normotensive ikke fremkaller endringer. Interessant i denne studien, PreHTN-pasienter reduserte også -3,3 kg vekt, -3 cm midjeomkrets, -5,8 % kroppsfett, -13,9 mg/dL triglyserider, økte +5,0 mg/dL HDL-c, økte +3 kg muskelstyrke i underekstremitetene, og forbedret gangkapasiteten deres ved å redusere tiden i 2 km gangtesten -3,1 min. Etter 12 uker med ExT rapporterte andre etterforskere signifikante reduksjoner i PreHTN-pasienter ved SBP fra RT -4 og HIT -6 mmHg, og i DBP -3 mmHg i HIT, der begge ExT-modaliteter rapporterte betydelige forbedringer i fedme- og fysisk form. Etter 20 uker med ExT ved bruk av CT (ET pluss RT), kan HTN- og PreHTN-pasienter imidlertid endre baselinediagnosen til et annet bedre stadium, for eksempel fra HTN til PreHTN, eller fra PreHTN til normotensjon. Disse relevante og signifikante endringene ble oppnådd ved betydelige reduksjoner i fedme, metabolske og fysiske kondisjonsmarkører. Imidlertid ble det også rapportert at det var en bred IVET, der rundt ~30%, 50% og 20% ​​av pasientene i CT-treningsgruppen viste ingen endringer for å forbedre kroppssammensetning, blodtrykk og lipidprofil, og ble navngitt som ikke-svarere. Det er derfor viktig å studere mer ExT-effektene, som HIIT og deres fysiologiske tilpasninger på EDys-markører, og BP-respons hos personer med kardiometabolske risikofaktorer som de voksne med preHTN eller HTN, men over studiet av disse parameterne etter en 'avtreningsperiode' og utforsk potensiell treningsdose for å opprettholde de fordelaktige vaskulære tilpasningene og dermed beskytte det vaskulære systemet og den generelle helsen.

SARS Cov-2, komorbiditeter og treningstrening: SARS Cov-2-virusene (COVID-19) har globalt skadet den generelle fysiske og mentale helsen i hele verdens befolkning. Dessverre, selv om det er noen asymptomatiske individer for virusene, er hoveddelen av dødsfallene som kan tilskrives COVID-19-viruset de med store komorbiditeter som befolkning med fedme, HTN, kardiometabolske sykdommer og andre med alvorlige luftveissykdommer. Dessverre har COVID-19-pandemitilstanden inkludert en situasjon med høy fysisk inaktivitet som forverrer den stillesittende tilstanden og fremmer mer svekkelse av blodtrykk og vaskulatur. Spesielt er EDys svekket i COVID-19, der svekkelse av endotelfunksjonen har vært relatert til økt dødelighetsrisiko hos voksne.

FORSKNINGSPROBLEM: Selv om det er relevant informasjon om ExT og deres effekter og mekanismer på EDys markørforbedringer som ved FMD% og c-IMT, er det lite informasjon om hvor lang ExT når det gjelder "volum" og "intensitet" kan være i stand til å opprettholde disse ExT-forbedringene etter treningsavbrudd i en "avtreningsperiode" ved å teste en "moderat" eller en "lav" treningsdose med "høy" og "lav" treningsintensitet. Denne informasjonen kan være nyttig for en beslutning om flere ExT folkehelseprogrammer til befolkningen med kardiometabole risikofaktorer for CVD, samt for å forbedre fremtidige mer komplekse studier for å forutsi treningsrespons.