Reakcje sercowo-naczyniowe na zimno w nadciśnieniu (ColdHTN)

Wstęp.

Zima wiąże się ze zwiększoną zachorowalnością i śmiertelnością, a większość z nich jest związana z przyczynami sercowo-naczyniowymi, takimi jak zawały mięśnia sercowego, niewydolność serca i udary mózgu. Wiadomo również, że zarówno ostra, jak i długotrwała ekspozycja na zimno zwiększa ciśnienie krwi i obciążenie serca, co może przyczyniać się do obserwowanej nadmiernej zachorowalności i śmiertelności w okresie zimowym.

Chociaż wpływ zimna na ciśnienie krwi został ustalony wśród zdrowych ludzi, wpływ na grupy ryzyka, takie jak osoby z nadciśnieniem, nie jest znany. Oprócz ciśnienia krwi potrzebne są informacje na temat aktywności elektrycznej serca lub regulacji autonomicznej. Reakcje sercowo-naczyniowe w przebiegu przeziębienia mogą być różne u osób z nadciśnieniem tętniczym z powodu zaburzeń autonomicznego układu nerwowego oraz regulacji lub funkcji krążenia, takich jak zesztywnienie aorty i zwiększone napięcie naczynioruchowe tętnic obwodowych z powodu dysfunkcji śródbłonka związanej z chorobą. Aby to ocenić, w komorze klimatycznej przeprowadzono kontrolowany eksperyment z ekspozycją na zimno podobną do codziennych warunków zimowych w klimacie subarktycznym.

Cele badań.

Celem pracy była ocena wpływu krótkotrwałej ekspozycji na zimno na czynność układu sercowo-naczyniowego mężczyzn w średnim wieku z nieleczonym nadciśnieniem i normotensją. Hipotezy badania były następujące: a) ekspozycja na zimno wywołuje niekorzystne zmiany w funkcjonowaniu układu sercowo-naczyniowego, takie jak wyższe ciśnienie krwi i obciążenie serca oraz b) mężczyźni z nadciśnieniem wykazują zaostrzoną reakcję na ekspozycję na zimno, a powrót układu sercowo-naczyniowego do wartości wyjściowych jest opóźniony w porównaniu osobom z normotensją.

Materiał i metody.

Uczestnicy badania.

Uczestnicy badania zostali wybrani poprzez rekrutację populacyjną, podczas której z fińskiego rejestru ludności wybrano losową próbę 1000 mężczyzn (w wieku 55-65 lat) mieszkających w Oulu w Finlandii. Osoby badane zostały sprawdzone przez wywiady telefoniczne pod kątem zakwalifikowania się do badania. Kwalifikujący się uczestnicy przez tydzień mierzyli ciśnienie krwi w domu zgodnie z zaleceniami Europejskiego Towarzystwa Nadciśnienia Tętniczego. Na podstawie tych pomiarów klasyfikowano ich jako nadciśnieniowych (ciśnienie skurczowe ≥135 i/lub rozkurczowe ≥85 mmHg) lub normotensyjnych (ciśnienie krwi <135/85mmHg).(16) Kryteriami wykluczającymi była obecność choroby niedokrwiennej serca lub układu oddechowego, stosowanie leków hipotensyjnych z dowolnego wskazania, średnie domowe BP ≥175/105 mm Hg oraz nieudane domowe pomiary BP. Naszym celem było rekrutowanie osób z nadciśnieniem i normotensją w stosunku 2:1. Ostatnia grupa badana składała się z 56 mężczyzn w średnim wieku z nadciśnieniem i 35 z prawidłowym ciśnieniem.

Protokół pomiaru.

Przed pomiarami uczestnicy wypełnili kwestionariusz zawierający pytania dotyczące zdrowia i przyzwyczajenia do zimna. Eksperymenty laboratoryjne rozpoczęto od krótkiego zapoznania się z protokołem pomiarowym i komorami klimatycznymi. Zmierzono wzrost, skład ciała i sprawność fizyczną badanych.

Uczestnicy byli wystawieni przez 15 min na działanie temperatury -10°C i wiatru o prędkości 3 m/s, chroniąc się przed zimnem odpowiednią odzieżą zimową, czyli w warunkach zbliżonych do typowej zimowej ekspozycji na zimno w krajach subarktycznych. Uczestników obserwowano 15 min przed (pomiary kontrolne) i 20 min po (regeneracja) ekspozycji w komorze klimatycznej, w której temperatura była dostosowana do +18°C, a wiatr ustawiony na <0,2 m/s). Podczas pomiarów uczestnicy stali z podpartymi ramionami. Czynność sercowo-naczyniową oceniano poprzez pomiar ciśnienia krwi w tętnicy ramiennej, aorty centralnej i ciągły pomiar ciśnienia krwi „z uderzenia na uderzenie”, a także pomiary EKG. Intensywność ekspozycji na zimno oceniano za pomocą pomiaru temperatury skóry (palca środkowego, grzbietu dłoni, łopatki i policzka) oraz oceny percepcji cieplnej całego ciała i twarzy przy użyciu skal oceny subiektywnej.

Zebrane dane poddano analizie w celu oceny związanych z zimnem zmian ciśnienia krwi (w aorcie ramiennej i centralnej) oraz częstości akcji serca. Morfologię EKG i parametry kardiograficzne wektora obliczono na podstawie uzyskanych zapisów 12-odprowadzeniowego EKG w Instytucie Medycyny Klinicznej na Uniwersytecie w Oulu. Arytmie były wykrywane automatycznie i potwierdzane oględzinami przez przeszkolonego pracownika służby zdrowia. Aby ocenić regulację krążenia, w centrum badawczym Verve stosuje się ciągły sygnał ciśnienia krwi i jednocześnie rejestrowane trzy odprowadzenia EKG, aby obliczyć czułość odruchu z baroreceptorów i zmienność rytmu serca. W analizie danych zostaną ocenione reakcje na ekspozycję na zimno i porównane między osobami z nadciśnieniem i normotensją. Oprócz wyżej wymienionych tematów zostaną ocenione połączone czynniki ryzyka niekorzystnych zmian funkcji układu sercowo-naczyniowego podczas ekspozycji na zimno, takie jak wysoka sztywność tętnic, zmienione EKG i niska zmienność rytmu serca. Na tej podstawie zostanie zdefiniowany profil pacjenta wysokiego ryzyka i udostępniony lekarzom leczącym pacjentów z nadciśnieniem w celu zmniejszenia niepożądanych zdarzeń sercowych związanych z przeziębieniem.

Miejsce badań oraz dostępność sprzętu i usług niezbędnych do badań.

Pomiary laboratoryjne przeprowadzono w komorach klimatycznych Centrum Badawczego Kastelli, Oulu, Finlandia. Analizy danych i raportowanie są wykonywane w obiektach Centrum Badań nad Środowiskiem i Układem Oddechowym (Uniwersytet w Oulu). Ponadto analizy danych są przeprowadzane w Szpitalu Uniwersyteckim Oulu oraz na oddziale ćwiczeń i rehabilitacji kardiologicznej Verve.

Współpraca.

Centrum Badań nad Środowiskiem i Układem Oddechowym – adiunkt Tiina M Ikäheimo, profesor Jouni JK Jaakkola, profesor J Hassi, dr A. Rantala, MHSc H Hyrkäs; Katedra Fizjologii Wysiłkowej i Medycznej, Verve, Oulu - adiunkt M Tulppo, adiunkt A Kiviniemi, adiunkt Arto Hautala; Instytut Medycyny Pracy, Oulu – profesor H Rintamäki; Instytut Medycyny Klinicznej Uniwersytetu w Oulu – prof. H Huikuri, dr T. Kenttä; Instytut Biomedycyny, Katedra Fizjologii i Biocentrum Oulu, Uniwersytet w Oulu - prof. KH Herzig; Instytut Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet w Oulu - profesor S Keinänen-Kiukaanniemi, profesor R Antikainen, profesor Mäntysaari; Katedra Biologii - prof. E Hohtola; Oulu University of Applied Sciences - główny wykładowca inżynierii medycznej J Jauhiainen.

Zagadnienia etyczne.

Badanie zostało zatwierdzone przez komisję etyczną Okręgu Szpitalnego Północnej Ostrobotni (numer stanowiska 240/2010), a wszyscy uczestnicy zostali poinformowani o badaniu i poproszeni o wyrażenie świadomej zgody. Mieli również możliwość przerwania badania w dowolnym momencie. Dane zebrane podczas badania są niedostępne dla osób innych niż personel projektu i chronione hasłami. Analizy danych są przeprowadzane bez jakiejkolwiek identyfikacji osobistej (imię i nazwisko, adres itp.). W badaniu zastosowano krótką ekspozycję na zimno z dobrze chronionymi osobnikami i dlatego nie powodował on żadnego bólu ani krzywdy u uczestników.

Implikacje.

WHO określiła wysokie ciśnienie krwi jako wiodące globalne ryzyko śmiertelności na świecie. W Finlandii około połowa mężczyzn w średnim wieku i jedna trzecia kobiet ma nadciśnienie. Z drugiej strony, przy prawidłowej kontroli ciśnienia tętniczego, ryzyko wystąpienia niepożądanych incydentów sercowo-naczyniowych u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym może być znacznie zmniejszone.

Zima i zimna pogoda znacznie zwiększają ryzyko zachorowalności i śmiertelności z powodu chorób układu krążenia. Jest nadwyżka ok. Zimą w Finlandii dochodzi do 2000-3000 zgonów, a nawet połowa z nich to przyczyny sercowo-naczyniowe. Zarówno ostra, jak i powtarzająca się ekspozycja na zimno podnosi ciśnienie krwi i może przyczyniać się do większej zachorowalności i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych w okresie zimowym. Sugerowano, że zgonom sercowo-naczyniowym związanym z zimnem można zapobiegać poprzez odpowiednią ochronę przed niską temperaturą.

Badanie dostarczy nowych informacji na temat reakcji sercowo-naczyniowych na krótkotrwałą ekspozycję na zimno wśród nieleczonych mężczyzn z nadciśnieniem. Ta wiedza pomoże personelowi medycznemu doradzać pacjentom z nadciśnieniem, jak chronić się podczas nawykowej ekspozycji na zimno, co może zmniejszyć niepożądane zdarzenia sercowe związane z zimną pogodą. Wiedza ta jest przydatna dla lekarzy przy rozważaniu leków dla swoich pacjentów. Ponadto osoby z nadciśnieniem tętniczym mogą potrzebować porady dotyczącej ich właściwej ochrony w celu ograniczenia związanych z zimnem zmian w funkcjonowaniu układu krążenia, takich jak wzrost ciśnienia krwi i związanych z nimi niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych w zimnym klimacie.