Nevrovaskulær regulering under trening hos mennesker med kronisk nyresykdom: Sympatolyse ved CKD

Pasienter med kronisk nyresvikt lider av treningsintoleranse og dårlig fysisk kapasitet. Både pasienter med nyresykdom i sluttstadiet (ESRD) og kronisk nyresykdom (CKD) som ennå ikke er i dialyse, har betydelige svekkelser i mål på treningskapasitet, inkludert maksimal arbeidskapasitet (PWC) og topp oksygenopptak (VO2-topp). Mekanismene som ligger til grunn for treningsintoleranse ved CKD er multifaktorielle og ikke fullt ut forstått, og de mekanistiske rollene til unormale nevrosirkulatoriske og vaskulære responser under trening har ikke blitt fullstendig belyst. Slike abnormiteter har vist seg å være en viktig patogen mekanisme som ligger til grunn for treningsdysfunksjonen til andre kroniske tilstander, men forblir stort sett uutforsket ved CKD. Dette translasjonsforskningsprogrammet vil fylle dette gapet ved å undersøke rollen til unormale nevrale og vaskulære responser i patogenesen av treningsdysfunksjon ved CKD.

De normale fysiologiske responsene på trening inkluderer en økning i hjertevolum og blodtrykk (BP) som tjener til å møte de økte metabolske kravene til skjelettmuskulatur. BP-responsen formidles av en balanse mellom vasokonstriktive og vasodilatoriske krefter indusert under trening. Den største vasokonstriktive kraften er refleksaktivering av det sympatiske nervesystemet (SNS) som tjener til å hjelpe til med å shunt blod til arbeidende skjelettmuskulatur. Samtidig motvirker lokal vasodilatasjon hovedsakelig mediert av nitrogenoksid (NO) og adenosintrifosfat (ATP) sympatisk innervasjon i den trenende skjelettmuskelen for å bevare blodstrømmen og konduktansen til det metabolsk aktive vevet, kalt funksjonell sympatolyse (FS). Det kan tenkes at en forstyrrelse i balansen mellom vasokonstriksjon (ved overaktivering av neural SNS-utstrømning) og vasodilatasjon (ved nedsatt FS) kan resultere i en overdreven BP-respons under trening, og bidra til dårlig treningstoleranse.

Tidligere studier viser at pasienter med både ESRD og CKD har en overdreven økning i BP under isometrisk og rytmisk trening. En økt økning i BP under trening kan bidra til nedsatt trening ved å øke hjertearbeidsbelastningen mot økt perifer motstand og svekke muskelblodstrømmen under trening. Dessuten har overdrevne pressorresponser under trening vist seg å korrelere med økt risiko for kardiovaskulær (CV) sykdom. Derfor er det avgjørende å forstå patogenesen til denne forsterkede BP-responsen ved CKD. Denne studien vil undersøke de potensielle mekanismene som ligger til grunn for den overdrevne BP-responsen hos CKD-pasienter ved å evaluere balansen mellom vasokonstriktive og vasodilatoriske krefter indusert under trening. Forskerne antar at CKD-pasienter har en svekkelse i FS under trening, en økning i vasokonstriksjon mediert av forsterket sympatisk nerveaktivering som respons på større reduksjoner i muskelinterstitiell pH og større vaskulær reaktivitet. Det endelige målet er å finne ut om intervensjoner som forbedrer NO-biotilgjengeligheten (aerob treningstrening), og forbedrer muskelinterstitiell pH (natriumbikarbonattilskudd), vil forbedre den overdrevne treningspressorresponsen og forbedre FS og sympatisk nerveaktivering under trening ved CKD.

Det første studiemålet er å bestemme rollen til muskelinterstitiell acidose på den forsterkede treningspressorrefleksen hos pasienter med kronisk nyresykdom (CKD) ved å registrere 120 individer med CKD og 36 kontrolldeltakere uten CKD. For det andre målet med denne studien vil deltakerne med CKD gå inn i en randomisert, dobbeltblindet, parallellgruppe, placebokontrollert studie for å avgjøre om natriumbikarbonat forsterker de gunstige effektene av treningstrening på fysisk funksjon hos CKD-pasienter. CKD-pasienter vil bli randomisert til å ta natriumbikarbonat med treningstrening eller til å ta placebo med treningstrening i 12 uker.