Zmniejszanie ryzyka niewydolności serca w późnym wieku dzięki aktywności fizycznej

Wydaje się, że modyfikacja stylu życia za pomocą aktywności fizycznej (PA) chroni przed szeregiem powikłań sercowo-naczyniowych (CV) związanych z wiekiem, w tym niewydolnością serca (HF), w sposób zależny od dawki. Chociaż wiele badań dotyczących treningu fizycznego wykazało poprawę jakości życia i wydolności krążeniowo-oddechowej, wnioski nie są spójne w odniesieniu do potencjału ćwiczeń w zakresie zachowania lub nawet poprawy czynności serca u dorosłych z HF. Nie do końca poznano szlaki molekularne, dzięki którym PA zmniejsza ryzyko HF. Co więcej, badania nad ćwiczeniami często wykluczają starsze osoby dorosłe, u których HF jest nieproporcjonalnie dotknięta, chociaż nasze wstępne dane sugerują, że ochronne działanie PA rozciąga się na późne lata życia. Starsi dorośli są szczególnie narażeni na HF z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF), która charakteryzuje się upośledzoną funkcją rozkurczową lewej komory (LV) i upośledzoną deformacją skurczową pomimo zachowanej frakcji wyrzutowej LV (LVEF). W przeciwieństwie do HF ze zmniejszoną frakcją wyrzutową (HFrEF), skuteczne terapie farmakologiczne lub interwencje mające na celu poprawę czynności serca u osób z zachowaną LVEF są ograniczone. Istnieje zatem pilna potrzeba zdefiniowania mechanizmów sercowo-naczyniowych, za pomocą których PA wpływa na ryzyko HF u osób starszych, co może umożliwić identyfikację nowych celów terapeutycznych, w szczególności w zapobieganiu HF i HFpEF.

Ponieważ białka organizują i pełnią funkcje komórkowe w zdrowiu i chorobie, jedną z metod charakteryzowania zmian w funkcji CV jest badanie sygnalizacji komórkowej poprzez badanie krążącego proteomu. Podejścia proteomiczne stosowano wcześniej do identyfikacji szlaków istotnych dla zawału mięśnia sercowego, a także do badania szlaków molekularnych charakteryzujących choroby PA i CV. Niedawne badanie wykazało zwiększoną ekspresję białek związanych ze stanem zapalnym u pacjentów z HFpEF (n=228) w porównaniu z grupą kontrolną oraz ich związek z gorszymi wskaźnikami czynności serca. Specyficzne wzorce proteomiczne powiązano także z ćwiczeniami aerobowymi, przy czym 2 moduły proteomiczne zostały specyficznie zachowane wraz ze starzeniem się u osób regularnie ćwiczących. Dane ze szwedzkich kohort wykazały również związek PA w czasie wolnym z 28 białkami specyficznymi dla CV zaangażowanymi w procesy miażdżycowe. Zastosowano seryjne pomiary multiomiczne (w tym proteomikę) w celu wykazania wyraźnych wewnątrzosobniczych zmian w krążących białkach podczas ostrego wysiłku fizycznego. Niedawno u młodszych dorosłych z powodzeniem zastosowano wysokowydajne profilowanie proteomiczne w celu zidentyfikowania wyjściowych poziomów białka związanych ze zmianami wydolności krążeniowo-oddechowej po interwencji wysiłkowej. Jednakże dotychczas dostępne są ograniczone dane dotyczące związanych z interwencją zmian w proteomie u osób starszych z grupy ryzyka HF oraz stopnia, w jakim zmiany te korelują ze zmianami wydolności krążeniowo-oddechowej.

Nadzorowany trening wysiłkowy połączony z rehabilitacją kardiologiczną (CR) został dobrze uznany jako skuteczna metoda poprawy maksymalnego zużycia tlenu (VO2max), będącego miarą wydolności krążeniowo-oddechowej. Wykazano również poprawę VO2 max podczas treningu fizycznego u starszych osób powyżej 65 roku życia prowadzących siedzący tryb życia.

Celem tej propozycji jest identyfikacja sygnatur białkowych charakteryzujących znane korzyści ustrukturyzowanego programu CR w zakresie VO2 max. Nasza robocza hipoteza zakłada, że ​​podejścia proteomiczne pozwolą zidentyfikować nowe biomarkery, które w unikalny sposób charakteryzują szlaki molekularne związane z treningiem fizycznym, a zmiany w białkach związane z CR będą korelować ze zmianami VO2 max. Pomyślna realizacja tego celu umożliwi identyfikację możliwych nowych sygnatur białek leżących u podstaw ochronnych szlaków biologicznych, w których pośredniczy ustrukturyzowany program CR, który można wykorzystać jako wstępne dane dla przyszłych wniosków o dotacje.

Cel: Zidentyfikowanie szlaków molekularnych leżących u podstaw korzystnego wpływu ustrukturyzowanej interwencji PA na wydolność funkcjonalną przy zastosowaniu proteomiki osocza u starszych osób dorosłych prowadzących siedzący tryb życia i obciążonych wysokim ryzykiem HF. (kohorta oparta na BWH). Hipotezy: (1) Randomizacja do udziału w programie rehabilitacji kardiologicznej (CR) spowoduje poprawę poziomu 4 białek osocza w krążeniu, co jest powiązane ze zmianą VO2max, miarą wydolności krążeniowo-oddechowej, oraz z dowodami genetycznymi potwierdzającymi przyczynowy wpływ na HF i struktura serca (ATF6, STC1, JAG1, PTK7). Badacze losowo przydzielą 42 osoby dorosłe prowadzące siedzący tryb życia, z wysokim ryzykiem HF (HF w stopniu zaawansowania B) do udziału w programie CR i przeprowadzą analizę proteomiczną, krążeniowo-oddechowy test wysiłkowy oraz echokardiografię na początku badania i po 12 tygodniach.