Wpływ autonomicznego układu nerwowego na reakcję na wysiłek fizyczny u osób z nadciśnieniem

PRZEDSTAWIENIE SIĘ

Dysfunkcja śródbłonka poprzedza miażdżycę. Komórki śródbłonka odgrywają ważną rolę w modulowaniu angiogenezy naczyniowej, odpowiedzi zapalnej, homeostazie, a także napięciu i przepuszczalności naczyń. Ta funkcja ochrony naczyń jest w dużej mierze przypisywana śródbłonkowej syntazie tlenku azotu, enzymowi odpowiedzialnemu za produkcję tlenku azotu (NO).

Spadek lokalnej biodostępności NO i/lub niewystarczająca odpowiedź naczynioruchowa charakteryzuje dysfunkcję śródbłonka; fakt potwierdzony w sytuacjach takich jak SAH, cukrzyca, otyłość, dyslipidemia, menopauza i siedzący tryb życia. Ocena poszerzenia zależnego od przepływu (FMD) tętnicy ramiennej, choć jest metodą pośrednią oceny funkcji śródbłonka, nie jest inwazyjna, a jej wynik zależy w dużej mierze od NO. Odkrycia wynikające z ostrego bodźca ćwiczeń fizycznych mogą również przewidywać długoterminowe adaptacje, dlatego są szeroko stosowane.

W ramach tego scenariusza zmiana stylu życia, w tym regularna aktywność fizyczna, jest częścią zaleceń terapii hipotensyjnej. Najczęściej cytowanymi czynnikami odpowiedzialnymi za potencjalne działanie hipotensyjne i lepszą odpowiedź śródbłonka na długotrwały wysiłek fizyczny są: zmniejszona aktywność układu współczulnego, równowaga między czynnikami rozszerzającymi i zwężającymi naczynia krwionośne oraz obniżony poziom endoteliny-1 zwężającej naczynia krwionośne.

Analizy sesji ćwiczeń oporowych w FMD wykazały, że ćwiczenie wyprostu stawu kolanowego wykonywane z umiarkowaną intensywnością, jak również z lekkim natężeniem, może zmniejszyć FMD 10-30-60 minut po sesji u osób zdrowych. Co ciekawe, ta sama sesja, wykonywana z dużą intensywnością, nie była w stanie zapewnić zmian w FMD, co prowadzi do idei odwrotnej zależności między intensywnością ćwiczeń oporowych a reakcją na FMD. Niedawno badacze wykazali, że sesja ćwiczeń aerobowych, oporowych i połączonych (oporowych i aerobowych), wykonywanych z umiarkowaną intensywnością przez 40 minut i wyłącznie z wykorzystaniem kończyn dolnych, nie była w stanie zmienić FMD tętnicy ramiennej u osób z SAH, gdy analizowano10. -40-70 minut po sesjach. Wynikiom tym towarzyszyło utrzymanie poziomów mikropęcherzyków śródbłonka i czynników związanych ze stresem oksydacyjnym. Łącznie badacze mogą postawić hipotezę, że inne czynniki, takie jak zaostrzenie aktywności współczulnej u nieprzeszkolonych członków, mogą powodować zwężenie naczyń i przekierować przepływ krwi do wyszkolonych członków, w konsekwencji konkurując z zależną od śródbłonka aktywnością rozszerzającą naczynia krwionośne.

Naukowcy wykazali, że blokada α1-adrenergiczna za pomocą fentolaminy łagodziła zmniejszenie przepływu krwi w przedramieniu, wykazane w warunkach placebo, podczas manualnej sesji ćwiczeń uciskowych u osób z niewydolnością serca. Mimo to, biorąc pod uwagę, że zaostrzona aktywacja współczulnego układu nerwowego została zaproponowana jako ważny czynnik w rozwoju i utrzymaniu SAH, badacze mogą postawić hipotezę, że po sesji intensywnych ćwiczeń fizycznych istnieje współzawodnictwo między aktywnością współczulną ( nasilenie zwężenia naczyń) i zależną od śródbłonka zdolność rozszerzania naczyń u osób z SAH.

Podczas gdy ostry wpływ różnych rodzajów ćwiczeń fizycznych na FMD ma sprzeczne wyniki u osób zdrowych i z nadciśnieniem, a także brak informacji w populacji z nadciśnieniem na temat wpływu aktywności SNA na reaktywność naczyń w odpowiedzi na ćwiczenia fizyczne, badacze opracowali randomizowane badanie kliniczne, którego głównym celem jest analiza wpływu aktywności autonomicznego układu nerwowego na FMD tętnicy ramiennej u osób z SAH po ostrym wysiłku aerobowym, oporowym i kombinowanym (oporowym i aerobowym) wykonywanym wyłącznie kończynami dolnymi.

METODY

Ustawienie do nauki.

Badanie zostanie przeprowadzone w Instytucie Kardiologii Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia za zgodą Komisji Etyki tej instytucji (UP 5678/19).

Kryteria kwalifikacji.

Wybrani zostaną mężczyźni i kobiety z SAH w wieku 35-55 lat, którzy korzystają z usług Instytutu Kardiologii Rio Grande do Sul i nie wykonują regularnych ćwiczeń fizycznych (≥2 sesje tygodniowo). Z próby wykluczone zostaną osoby z cukrzycą, przewlekłą niewydolnością nerek, wskaźnikiem masy ciała (BMI) ≥35kg/m2, chorobą niedokrwienną serca, niewydolnością serca, nieprzyjmujące leków hipotensyjnych, stosujące beta-adrenolityki i/lub alfa-blokery , obecne zmiany w obrębie kończyn dolnych uniemożliwiające protokół, palenie tytoniu i menopauzę (kobieta).

Wielkość próbki.

Badacze porównali FMD u osób zdrowych po sesji ćwiczeń aerobowych ze stanem placebo (SD 1,13%) i bloku α1-adrenergicznego (SD 1,91%) (różnica średnich: 3,1%). Tak więc, aby znaleźć podobną różnicę w FMD między warunkami (placebo i blok α1-adrenergiczny) po naszej sesji ćwiczeń, badacze obliczyli całkowitą próbę 15 osób (α = 0,05 i moc 80%). Dla porównania w FMD między rodzajami ćwiczeń, przed ćwiczeniami (SD 1,18%) i po ćwiczeniach (SD 1,91%) grupy bloku α1-adrenergicznego. Aby znaleźć różnicę w FMD wynoszącą 1,62% (α=0,05, moc 80%), obliczona próba całkowita wynosiła 30 osób. Zakładając utratę 30% podczas protokołów, całkowita próba wynosiła 39 osób.

Ocena i interwencje.

Ochotnicy zostaną wybrani na podstawie informacji zawartych w dokumentacji medycznej służby kardiologicznej IC/FUC. Pierwszy kontakt z wolontariuszem zostanie nawiązany telefonicznie w celu sprawdzenia a priori kryteriów wykluczenia.

Krok 1. Pierwsza wizyta danej osoby w IC/FUC odbędzie się w Laboratorium Badań Klinicznych (LIC) i wszystkie kryteria włączenia/wyłączenia zostaną wznowione. Po odpowiednim podpisaniu Formularza Świadomej Zgody osoby będą wypełniać kwestionariusz kliniczny oraz Międzynarodowy Kwestionariusz Aktywności Fizycznej. Zostanie sprawdzone kliniczne ciśnienie krwi danej osoby (3 pomiary ciśnienia krwi na ramieniu z najwyższą wartością).

Antropometria zostanie przeprowadzona w LIC i podzielona na ocenę całkowitej masy ciała, wzrostu i obwodu talii.

Próba wysiłkowa zostanie przeprowadzona na bieżni, z protokołem Bruce'a, zgodnie z wytycznymi Brazylijskiego Towarzystwa Kardiologicznego. Badanie zostanie przeprowadzone w specjalistycznej sali ICF/FUC przez wykwalifikowanego specjalistę w obecności kardiologa. Następnie pochwalone zostanie maksymalne zużycie tlenu, równoważniki oddechowe i maksymalne tętno (zalecane ćwiczenia aerobowe).

Krok 2. Druga wizyta odbędzie się w LIC, z indywidualnym postem przez 12 godzin w celu pobrania krwi i analizy biochemicznej. Po pobraniu krwi zostanie zaoferowany standaryzowany poczęstunek, a ochotnicy zostaną skierowani do kontrolowanego pomieszczenia, gdzie będą leżeć przez 10 minut. Ocena sztywności tętnic zostanie przeprowadzona na podstawie prędkości fali tętna tętnicy szyjnej i udowej (PWV) za pomocą sprzętu Complior Analyze®. Odległość między dwoma punktami mierzy się za pomocą infantometru, a dane dotyczące ciśnienia krwi, wzrostu, całkowitej masy ciała i odległości między punktami tętnicy szyjnej i udowej wprowadza się do oprogramowania Complior Analyze w celu obliczenia PWV.

Po przeanalizowaniu PWV ochotnicy zostaną przetestowani pod kątem maksymalnej siły kończyn dolnych, testując maksymalne powtórzenie (1-RM). Test zostanie przeprowadzony w LIC w specyficznym środowisku do ćwiczeń fizycznych (prostowanie kolana, zginanie kolana, naciskanie nóg i ćwiczenia zgięcia podeszwowego). Wykonana zostanie lokalna rozgrzewka z 10-12 powtórzeniami i obciążeniem w stosunku do 30% szacowanej wagi dla testu 1-RM i kadencją 2:2 (koncentryczny:ekscentryczny), kontrolowanym przez metronom. Po 3-5 minutach odpoczynku rozpocznie się test 1-RM. Test zostanie przerwany w celu dostosowania obciążenia, gdy osoba wykona więcej niż 1 powtórzenie lub gdy nie będzie w stanie pokonać proponowanego obciążenia. Gdy wymagane są dalsze próby, dozwolony jest 5-minutowy okres odpoczynku. Ciężar, z jakim dana osoba wykona tylko jedno powtórzenie, zostanie określony jako 1-RM.

Krok 3-4. Aby przeanalizować wpływ WUN na FMD w odpowiedzi na sesje ćwiczeń fizycznych, zostanie wykorzystane blokowanie α1-adrenergiczne opisane w literaturze. W związku z przerwaniem komercjalizacji leku prazosyna w Brazylii, zostanie on zastąpiony jej analogiem doksazosyną. W skrócie, na 90 minut przed rozpoczęciem protokołu ćwiczeń, pacjentom zostanie zaoferowana kapsułka zawierająca placebo (celuloza mikrokrystaliczna) lub bloker receptora α1-adrenergicznego (Doxazosin 0,05 mg.kg-1 masy ciała) i zostanie poinstruowana, aby się położyć. Badacz współpracujący w grupie i nieświadomy rodzaju ćwiczeń fizycznych będzie odpowiedzialny za udostępnienie danej osobie kapsułek w dniu sesji, zgodnie z wcześniejszą randomizacją.

Ocena funkcji śródbłonka: ocena funkcji śródbłonka zostanie przeprowadzona za pomocą ultradźwięków przy użyciu techniki FMD, jak opisano wcześniej. Początkowo prędkość przepływu krwi i średnica tętnicy ramiennej będą oceniane jednocześnie w prawym ramieniu ochotnika, w cichym, zaciemnionym pomieszczeniu z kontrolowaną temperaturą (23-24°C) LIC, przez jednego wykwalifikowanego badacz i zaślepiony na ten stan. Początkowe ciśnienie krwi (lewa ręka), tętno spoczynkowe, prędkość przepływu krwi oraz średnicę tętnicy ramiennej zostaną ocenione po 10-15 minutach odpoczynku w pozycji leżącej, z ramieniem badanego wyprostowanym i ułożonym pod kątem ~ 40° tułowia. Ocena odbędzie się 10 minut przed sesją ćwiczeń oraz 10-40-70 minut po sesji ćwiczeń.

Aby przeanalizować FMD tętnicy ramiennej, osoby powinny być na czczo przez ≥6 godzin i przyjmować leki na SAH. Mankiet do szybkiego opróżniania zostanie umieszczony wokół przedramienia 5 cm dystalnie od dołu łokciowego, a obraz tętnicy ramiennej zostanie uzyskany w dystalnej jednej trzeciej ramienia w trybie B za pomocą wieloczęstotliwościowego przetwornika liniowego (12 MHz) podłączonego do ultrasonograf dopplerowski wysokiej rozdzielczości. Objętość próbki zostanie dostosowana do szerokości naczynia i zastosowany zostanie kąt naświetlania 60°. Średnice linii bazowej będą rejestrowane przez 1 minutę, zanim mankiet przedramienia zostanie napompowany do 50 mmHg powyżej SBP przez 5 minut. Rejestracja obrazów zostanie wznowiona 30 sekund przed opróżnieniem mankietu i będzie kontynuowana przez 3 minuty po opróżnieniu mankietu. Sygnał wideo z ultradźwięków dopplerowskich będzie rejestrowany w czasie rzeczywistym przez kartę graficzną USB i zapisywany do analizy offline. Analiza prędkości przepływu krwi i średnicy tętnicy ramiennej zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania do wykrywania krawędzi i śledzenia ścian (CardiovasculareSuit™; Piza, Włochy). Na podstawie zsynchronizowanych danych dotyczących prędkości przepływu krwi i średnicy tętnicy ramiennej przepływ krwi zostanie obliczony przy częstotliwości 30 Hz. FMD zostanie obliczona jako procentowa zmiana średnicy piku po opróżnieniu mankietu ze średnicy referencyjnej (linia bazowa).

Układ nerwowy: ocena AUN zostanie przeprowadzona na podstawie zmienności częstości akcji serca i ciśnienia krwi, jak już opisano w literaturze. Dane będą zbierane poprzez system akwizycji fali ciśnienia w sposób ciągły i bezinwazyjny przez system Finometer®. W tym celu na środkowym palcu (prawej ręki) zostanie zainstalowany mankiet połączony z przetwornikiem sygnału analogowo-cyfrowego. Częstotliwość próbkowania sygnałów będzie mierzona w sposób ciągły z częstotliwością 1000 Hz, po odpoczynku osobnika (10 minut leżenia) i przed analizą FMD.

Zebrane dane zostaną zapisane w oprogramowaniu BeatsScope® i LabChart® w celu analizy histogramów zmienności ciśnienia krwi (BPV) i serii interwałów tętna (interwał RR) w celu analizy mocy spektralnej (zmienność rytmu serca, HRV). Odstęp impulsów (PI) zostanie obliczony jako różnica między punktem początkowym i końcowym cyklu. Analiza HRV i BPV w dziedzinie czasu, takich jak skład widmowy (szybka transformata Fouriera) zostanie przeprowadzona za pomocą oprogramowania CardioSeries® (po usunięciu elementów przejściowych i rozbieżnych). Pasma widmowe do oceny: bardzo niska częstotliwość (VLF, 0,007-0,04 Hz), niska częstotliwość (LF, 0,04-0,15 Hz), wysoka częstotliwość (HF, 0,15-0,4 Hz) i moc całkowita (TP, VLF+LF+HF). Spontaniczna wrażliwość baroreceptorów (SBE) zostanie wywnioskowana z pierwiastka kwadratowego z (LF/HRV m2)/(LF/BPV m2).

Sesje ćwiczeń fizycznych będą realizowane w dwóch terminach, zawsze po południu (13:00) oraz w kolejności losowej dla placebo lub bloku α1-adrenergicznego. Wymagany będzie umiarkowany post (6 godzin), a sesje powinny odbywać się w odstępach co najmniej 5-7 dni. Sesje ćwiczeń będą: aerobowe, oporowe i kombinowane, wcześniej publikowane przez naszą grupę.

Ćwiczenia aerobowe będą wykonywane na poziomym ergometrze rowerowym. Przeprowadzona zostanie rozgrzewka (5 minut), a następnie 40 minut o umiarkowanej intensywności (60% HRreserve) kontrolowanej pulsometrem oraz subiektywna skala wysiłku (Borg 6 do 20 punktów). Ciśnienie krwi, tętno i skala Borga będą oceniane na początku ćwiczeń aerobowych i co 5 minut do końca.

Sesja ćwiczeń oporowych będzie zorganizowana z wyprostem kolana, zgięciem kolana, naciskiem na nogę i zgięciem podeszwy, na stacji z ciężarkami, z 4x12 powtórzeń i 60% intensywności 1-RM; kadencja zostanie ustawiona na 2:2 (koncentrycznie: ekscentrycznie) i będzie kontrolowana przez metronom. Odpoczynek między seriami i ćwiczeniami będzie wynosił 90 sekund (całkowity czas trwania: 40 minut). Ciśnienie krwi, tętno i skala Borga będą rejestrowane na początku i na końcu 4. serii każdego ćwiczenia.

Połączona sesja ćwiczeń będzie miała strukturę 20 minut ćwiczeń oporowych + 20 minut ćwiczeń aerobowych, jak już opisano, z wyjątkiem tego, że ćwiczenia oporowe będą miały 2 serie każdego ćwiczenia. Podobnie jak w przypadku innych sesji, ciśnienie krwi, tętno i skala Borga będą oceniane na początku i na końcu drugiej serii ćwiczeń oporowych, a także na początku i co 5 minut ćwiczeń aerobowych do 15 minut po zakończeniu ćwiczeń. ćwiczenia.

Analiza statystyczna.

Normalność danych zostanie oceniona przez Shapiro-Wilk. Wartości zostaną przedstawione jako średnia ± odchylenie standardowe lub zapośredniczone i 95% CI, zgodnie z rozkładem zmiennych. Do wcześniejszych porównań danych wyjściowych między grupami zostanie wykorzystana jednoczynnikowa analiza ANOVA. Wielowymiarowa analiza danych zostanie przeprowadzona przy użyciu GEE dla powtarzanych pomiarów z post-hoc Bonferroniego. Ocena możliwych korelacji między zmiennymi zostanie przeprowadzona za pomocą testów Pearsona lub Spearmana. Analiza statystyczna: SPSS 24,0, wartość p <0,05.