Тренировка силы дыхательных мышц для снижения артериального давления и улучшения функции эндотелия у женщин в постменопаузе: сравнение со «стандартными» аэробными упражнениями

Обзор исследования: это рандомизированное одинарное слепое клиническое исследование с параллельным дизайном, в котором оценивается эффективность силовой тренировки дыхательных мышц с высоким сопротивлением (IMST) для снижения систолического артериального давления (САД), улучшения функции эндотелия сосудов и изучения связанных механизмов в эстроген-дефицитные женщины в постменопаузе (PMe-) с САД выше нормы (т. е. >/= 120 мм рт. ст.) на исходном уровне. IMST будет сравниваться с аэробными упражнениями средней интенсивности (AE; 150 минут в неделю быстрой ходьбы), стандартным вмешательством в образ жизни для снижения САД и улучшения функции эндотелия сосудов. АЭ снижает случайное САД примерно на 3 мм рт. ст. у женщин с ПМе; однако данные нашей лаборатории показали, что АЭ не всегда улучшает функцию эндотелия сосудов в этой группе пациентов. Кроме того, только 25-30% женщин-ПМ придерживаются рекомендаций по АЭ. Данные, полученные от женщин с ПМ, которые участвовали в нашем 6-недельном пилотном исследовании IMST, показывают, что IMST снижает случайное САД на 8 мм рт. женщины. Кроме того, IMST является эффективным по времени вмешательством (5 минут в день), которое способствует приверженности из-за минимальной временной нагрузки (95% приверженности в нашем пилотном исследовании). Таким образом, IMST является многообещающим вмешательством в образ жизни для улучшения сердечно-сосудистого здоровья у женщин с ПМе. Однако эти данные, полученные от небольшого числа женщин с ПМЭ, должны быть подтверждены клиническим исследованием с соответствующей мощностью и продолжительностью лечения, основанной на рекомендациях.

• Регистрация субъектов и скрининг: потенциальные участники будут проинформированы о предлагаемом исследовании посредством описанных усилий по набору (см. раздел «План набора и удержания»). Заинтересованные участники свяжутся со штатным научным сотрудником по телефону или электронной почте (контактная информация указана в материалах для найма), и им будет предоставлена ​​общая онлайн-форма проверки через систему сбора электронных данных исследований (REDCap) для определения права на участие. REDCap — это безопасное веб-приложение, предназначенное для поддержки сбора данных для научных исследований.
• Услышав описание исследования и получив ответы на вопросы от научного сотрудника, те, кто имеет право и заинтересован в участии в исследовании, предоставят письменное и устное информированное согласие и пройдут личный скрининг в Университете Колорадо (CU) Boulder Clinical Translational Research. Центр (ЦТРК). Информированное согласие будет получено только членами исследовательской группы, за которыми наблюдал и которые были одобрены Защитником исследования CTRC (см. Защита людей). Мы планируем дать согласие и провести скрининг 120 субъектов, чтобы достичь наших целей по зачислению (для учета примерно 33% уровня исключения на основе критериев включения/исключения).
• Личный скрининг будет включать: обзор истории болезни; медицинский осмотр; частота сердечных сокращений в покое; артериальное давление в покое; забор крови для метаболического профиля, профиля липидов, общего анализа крови и тиреотропного гормона; измерение лодыжечно-плечевого индекса; и ЭКГ в 12 отведениях в покое и во время дифференцированного нагрузочного теста (подробные критерии включения/исключения см. в разделе «Критерии приемлемости»).
• Артериальное давление в покое будет измерено во второй раз в течение одной недели после первоначального скрининга, чтобы установить исходное состояние артериального давления. САД, измеренное в два отдельных дня, будет усреднено и должно составлять >/= 120 мм рт.ст. для включения в исследование.
• Оценка результатов исследования. Все субъекты будут проходить тестирование по всем первичным, вторичным и другим показателям результатов, а также оценку характеристик субъектов, которые, как известно, влияют на САД и функцию эндотелия сосудов, до и после 3 месяцев обучения IMST/AE. Кроме того, повседневное САД, 24-часовое САД и FMDba будут измеряться снова через 6 недель после прекращения тренировок, чтобы установить долгосрочные эффекты IMST. Все испытания будут проходить в CU Boulder CTRC.
• День тестирования 1: Измерения в течение всего дня 1 будут проводиться после 12-часового голодания без еды и кофеина (вода разрешена) и через 24 часа после воздержания от алкоголя и физических упражнений.
• случайный АД;
• И.В. размещение и забор крови;
• Сбор венозных эндотелиальных клеток;
• FMDba (функция эндотелия сосудов);
• ящур после сверхтерапевтической инфузии витамина С (АФК-опосредованное подавление функции эндотелия сосудов);
• Расширение плечевой артерии сублингвально нитроглицерином (эндотелий-независимая дилатация; контрольная мера).
• После 1-го дня тестирования испытуемые будут оснащены амбулаторным монитором АД, предварительно запрограммированным на автоматическое измерение АД каждые 20 минут. Субъектам будут предоставлены письменные и устные инструкции по правильной эксплуатации монитора, и они будут носить монитор в течение 24 часов, прежде чем вернуть его исследователям. Член исследовательской группы оценит полноту данных амбулаторного АД сразу после возвращения монитора; если было выполнено неудовлетворительное количество измерений АД (<67% от ожидаемого) для правильной характеристики 24-часового САД, субъект будет повторно снабжен амбулаторным монитором, повторно проинструктирован по его использованию и будет носить его в течение дополнительных 24 часов. -часовой период.
• День тестирования 2: Измерения в течение всего дня 2 будут проводиться примерно через 2 часа после небольшого приема пищи или перекуса и через 24 часа после воздержания от алкоголя и физических упражнений.
• Трехдневные записи диеты, чтобы гарантировать, что ежедневное потребление жидкости и калорий остается стабильным;
• Будет заполнена анкета Модельной программы общественной здоровой деятельности для пожилых людей (CHAMPS), а физическая активность будет оцениваться с помощью акселерометра (Actigraph, трехдневные записи) для документирования стабильности уровня физической активности за пределами физической активности, предписанной в рамках вмешательства;
• Стабильность сна оценивалась по шкале сонливости Эпворта;
• Максимальное потребление кислорода с помощью непрямой калориметрии во время дополнительных упражнений на беговой дорожке (протокол Balke) будет измеряться для документирования аэробной подготовленности; и
• Состав тела оценивается с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA) и антропометрии для измерения состава тела; масса тела также будет определяться во время контрольных посещений.
• Разделы «Стратегия исследования» и «Показатели результатов» содержат более подробное описание этих процедур. Подобные протоколы и процедуры хорошо зарекомендовали себя в Лаборатории интегративной физиологии старения и CTRC CU Boulder.
• Рандомизация участников: после завершения базового тестирования субъекты будут рандомизированы в группу IMST или AE. Рандомизированный блочный дизайн будет использоваться для балансировки групп по возрасту (средний возраст: </= 64 года; пожилой возраст: 65+ лет) и статусу САД (повышенное САД/гипертония 1 стадии: САД 120-139 мм рт.ст.; гипертония 2 стадии: САД 140 мм рт.ст. + мм рт.ст.). Рандомизация будет проводиться специалистом по биостатистике доктором Чжиинг Ю. Субъекты будут классифицированы на основе схемы рандомизации блоков, а затем будет использоваться генератор случайных чисел для назначения субъектов либо IMST, либо AE. Исследователи, участвующие в сборе и анализе всех данных о результатах, не будут осведомлены о назначенном вмешательстве.
• Проведение вмешательства: после завершения базового тестирования субъекты начнут назначенное им вмешательство (IMST или AE).
• IMST: Чтобы установить подходящие тренировочные нагрузки, у испытуемых сначала определяется максимальное давление вдоха (PImax) как среднее из 3 самых высоких давлений вдоха, создаваемых во время серии максимальных усилий вдоха при почти бесконечном сопротивлении. Все тренировки будут проводиться с использованием тренажера POWERBreathe KH2, ручного устройства для измерения порога давления, которое 1) может быть предварительно запрограммировано для обеспечения соответствующего сопротивления вдоху и 2) записывает данные всех тренировок для оценки приверженности вмешательству. Субъекты получат устные и письменные инструкции по протоколу тренировки (5 подходов по 6 вдохов, 1 минута отдыха между подходами) и операции POWERBreathe KH2 от незаслепленного научного сотрудника. Ассистент-исследователь установит POWERBreathe KH2 на 75% PImax и проконтролирует первую тренировку, чтобы обеспечить правильную технику и понимание. Субъекты вернутся на одну дополнительную тренировку под наблюдением через неделю, чтобы обеспечить соблюдение надлежащей техники тренировки. Все остальные тренировки будут проводиться «самостоятельно», без присмотра дома, но с соблюдением требований и качеством, отслеживаемым внутренней памятью POWERBreathe KH2. Субъектам также будет предоставлен дневник тренировок для отслеживания приверженности.
• AE: Субъекты, рандомизированные в группу AE, будут выполнять 25 минут быстрой ходьбы в день, 6 дней в неделю в течение 3 месяцев. Тренировка АЭ будет проводиться с интенсивностью 40-60% резерва сердечного ритма. Это приведет к тому, что субъекты в группе AE будут выполнять 150 минут в неделю аэробных упражнений средней интенсивности в соответствии с рекомендациями Health and Human Services и стандартным лечением для снижения SBP. Соответствующий диапазон частоты сердечных сокращений будет рассчитан для каждого субъекта с использованием максимальной частоты сердечных сокращений, достигнутой во время теста на максимальное потребление кислорода, проведенного в течение 2-го дня тестирования. Субъекты получат устные и письменные инструкции по протоколу тренировки и эксплуатации монитора сердечного ритма (Polar OH1). Неослепленный ассистент-исследователь будет контролировать первую тренировку на нашей лабораторной беговой дорожке, чтобы обеспечить надлежащую интенсивность тренировки. Субъекты вернутся на одну дополнительную тренировку под наблюдением через неделю, чтобы обеспечить поддержание надлежащей интенсивности тренировок и согласовать время контакта субъекта с группой IMST. Все остальные тренировки будут выполняться «самостоятельно» без присмотра, но соблюдение и качество отслеживаются с помощью данных о частоте сердечных сокращений, хранящихся на мониторе Polar OH1. Субъектам также будет предоставлен дневник тренировок для отслеживания приверженности.
• Контрольные визиты: Субъекты будут возвращаться в лабораторию каждые 2 недели для контрольного визита. Случайное АД будет измеряться в начале каждого контрольного визита, а приверженность лечению будет оцениваться с помощью хранения данных устройства и просмотра дневника. Приверженность и переносимость будут оцениваться путем обсуждения всех нежелательных явлений с медсестрой CTRC. Для субъектов, рандомизированных для IMST, PImax будет переоцениваться во время каждого контрольного визита, чтобы обеспечить сохранение тренировочного стимула по мере того, как субъекты проходят через вмешательство.
• Пост-тестирование: после завершения 3 месяцев обучения IMST или AE испытуемые вернутся для повторной оценки всех результатов и характеристик субъекта. Все измерения после тестирования будут проводиться через 24-48 часов после завершения последней тренировки IMST/AE, чтобы определить хронические эффекты вмешательства и избежать путаницы с острыми эффектами IMST или AE. Важно отметить, что испытуемые будут продолжать обучение IMST/AE до тех пор, пока не будут завершены посттестовые мероприятия (корректировка времени учебных занятий таким образом, чтобы они не приходились на 24 часа после запланированных посещений) для поддержания тренировочного стимула. Все измерения после тестирования будут проводиться в тех же экспериментальных условиях, в то же время суток, в том же порядке и с использованием тех же методов, что и базовое тестирование.
• Последующее тестирование: после завершения пост-тестирования испытуемые вернут свое тренировочное устройство POWERBreathe KH2 (для тех, кто был рандомизирован в группу IMST), и все субъекты начнут 6-недельный период без тренировок (без IMST или AE), т. е. к нормальному образу жизни. В течение этого периода с субъектами будут связываться еженедельно по телефону или электронной почте, чтобы помочь в удержании и соблюдении режима. Субъекты вернутся в лабораторию через 6 недель для повторной оценки случайного САД, 24-часового САД и FMDba, чтобы определить долгосрочные эффекты IMST на эти результаты.
• Продолжительность вмешательства и размер выборки исследования. Ожидаемая продолжительность прохождения участником всего протокола от скрининга до последующего тестирования составляет 23 недели. Всего в исследовании примут участие 72 участника (36 в группе). Мы намерены зарегистрировать 90 субъектов (45 в группе), чтобы обеспечить 20% отсева. Исходя из этого, каждый месяц будет регистрироваться примерно 2 участника, что позволит нам завершить сбор данных о людях к 52-му месяцу запрошенного 60-месячного периода вознаграждения. Это оставит 8 месяцев для завершения биохимических анализов, окончательного анализа данных и написания рукописи. Такая скорость тестирования достижима на основе нашего пилотного испытания IMST и предыдущих вмешательств по НЯ, проведенных в лаборатории, а также наличия помещений и персонала CTRC.
• Сбор и анализ данных (включая ослепление): сбор всех данных о результатах измерения будет осуществляться научным сотрудником, доктором Дэниелом Крейгхедом, при содействии сотрудников лаборатории. И.В. размещение, забор крови и сбор эндотелиальных клеток сосудов будут выполняться опытным клиническим персоналом CTRC. Весь функциональный анализ данных (т. е. показатели функции эндотелия сосудов) будет выполнять доктор Крейгхед. Наличие одного исследователя, выполняющего весь сбор и анализ данных, устранит возможность вариаций между исследователями. Доктор Крейгхед и другие исследователи, участвующие в сборе данных, останутся вслепую во время сбора и анализа данных. Отдельный неослепленный ассистент-исследователь будет администрировать и контролировать учебные программы IMST и AE и связанные с ними данные (например, приверженность, PImax и т. д.), поскольку оценка этих данных по своей сути вызывает раскрытие ослепления. Анализ всех биохимических данных будет контролироваться научным сотрудником и директором влажной лаборатории доктором Брайаном Зимбой. Все данные будут проанализированы, как указано в разделах «Стратегия исследования» и «Показатели результатов»; анализ данных и распространение результатов будут завершены к концу этой премии.