Cerebrovaskulära utfall vid ischemisk hjärtsjukdom (IHD)

Detta är en randomiserad kontrollstudie, med randomisering inkapslad i rationellt bildade grupper. Tre huvudgrupper kommer att bedömas: 1) patienter med kranskärlssjukdom (CAD), 2) Metaboliskt syndrom (MetS) och 3) friska kontrolldeltagare (CTL). Allokering till Healthy CTL kontra MeTS-grupperna kommer att bekräftas vid screeningbesöket före studien baserat på medicinska frågeformulär, blodprovsresultat och ultraljudsavbildning (se nedan). Alla CTL- och MeTS-deltagare kommer att tilldelas genom slumpmässiga tilldelningar till en sexmånaders träningsträningsgrupp, eller en 6-månaders "väntelista"-träningsgrupp följt av en 6-månaders träningsperiod. Träningen kommer att vara i enlighet med American College of Sports Medicine och Canadian Society for Exercise Physiology riktlinjer som stödjer 3 dagar/vecka i laboratoriet med målpulsbaserad aerob aktivitet (~30 minuter/dag) och två dagar hemma aktivitet. Baserat på målpulsen kommer nivåerna av träningsintensitet och/eller varaktighet att justeras varannan vecka för att upprätthålla träningsstimulansen. CAD-patienter definieras här som de med diagnosen kranskärlssjukdom som har varit inlagda på sjukhus för en hjärthändelse. Inom de rekryterade CAD-deltagarna kommer Grupp 1 (CADcr) frivilligt att få ett strukturerat hjärtrehabiliteringsprogram (CR). Grupp 2 (CADuc) kommer att få rekommendationen för hjärtrehabilitering och välja att inte delta (på grund av olika anledningar inklusive avståndet till hjärtrehabiliteringsplatsen), men ändå anmäla sig frivilligt till testprocedurerna vid baslinjen och efter en sexmånadersperiod. Även om slumpmässig tilldelning är att föredra, är det inte möjligt för CAD-patienter eftersom, enligt vår erfarenhet, geografiska begränsningar eller andra personliga barriärer begränsar tillgången till CR och eftersom CR ofta anses vara den normala vårdstandarden (de kommer inte frivilligt att undvika CR om de vill ha CR). Istället kommer en naturalistisk kontrollmetod att användas där patienter som inte deltar i CR fortfarande kan delta genom att genomgå testningen före och efter en sexmånadersperiod. Användning av återkallelseundersökningar kommer att fastställa aktivitetsmönster i de icke-träningsgrupper eller vänteperioder. Båda grupperna kommer att få samma utbildning på sjukhus, remiss till CR-program, personlig ordination (remiss), uppmuntran och uppföljning. Alla ämnen kommer att genomföra en serie tester före och efter sexmånadersintervallet för träning eller tidskontroll. Träning och majoriteten av testerna kommer att ske i Laboratory for Brain and Heart Health (Labatt Health Sciences Building, Rm 402). Protokoll: Kardio-respiratorisk kondition: Konditionen kommer att bestämmas med hjälp av ett självtempo sex-minuters gångtest (6MWT) som kommer att administreras enligt American Thoracic Society (ATS) riktlinjer där en läkares närvaro inte krävs. Blodprov: Efter att ha vilat tyst i upp till 30 minuter, kommer ett fastande (>3 timmar) venöst blodprov att tas från antecubitalvenen för analys av blodsocker, lipider och insulin (LifeLabs), markörer för astrocyt- och vaskulära skador ( D. Fraser), endotelfunktion (t.ex. endotelin, P-selektin) och inflammation (t.ex. hsCRP, TNFa, IL-1, IL-6, IL-10), neurala funktionsmarkörer (t.ex. epinefrin, noradrenalin) och proliferativa faktorer (t.ex. NFK-B, hjärnhärledd neurotrofisk faktor (BDNF), VEGF) (K. somrar). Ytterligare prover på 10 ml helblod kommer att tas till Robarts Research Institute för analys av genetiska markörer för vaskulär risk (t.ex. Apolipoprotein E (APOE) eller BDNF polymorfismer (R. Hegele)) och för monocytinflammatoriska profiler med flödescytometri (G. Dekaban). Upp till 5 prover av plasma (~1 mL) kommer att skickas till Victoria Hospital för cellodlingsvätskeflödesanalys av polymorfonukleär cellbindning (G. Cepinskas). Den totala volymen blodprov kommer inte att överstiga 60 ml. Vaskulärt ultraljud: Ultraljud kommer att användas för att mäta artärens diameter och blodflödet i halspulsådern, sinus halspulsådern, brachialisartären och femoralisartären. Utvidgning av brachialisartären kommer också att mätas efter fem minuters underarmsischemi (flödesmedierad utvidgning) och i fyra minuter efter en sublingual enkeldos (0,4 mg) natriumnitroglycerin (standard receptfri självbehandling för angina) . Sympatisk nervaktivitet: Perifer sympatisk nervaktivitet kommer att erhållas från peronealnerven med hjälp av mikroneurografi. En 200 µm diameter, 35 mm lång volframmikroelektrod avsmalnande till en oisolerad 1- till 5 µm spets införs transkutant i peronealnerven strax efter fibularhuvudet. En referenselektrod placeras subkutant 1-3 cm från inspelningsplatsen. Ett sympatiskt nervställe bekräftas av det karakteristiska pulssynkrona burst-mönstret som inte ger hudparestesier och som ökar i frekvens under en frivillig apné och/eller en Valsalva-manöver men inte under upphetsning av ett högt ljud. Transkraniellt ultraljud: En liten sond som hålls mot vart och ett av de temporala fönstren (strax bakom ögonen) med ett pannband kommer att mäta flödeshastigheten inom de mellersta och/eller bakre cerebrala artärerna. Cerebrovaskulär reaktivitet (hyperkapni): Försökspersonerna kommer att andas en hyperkapnisk gasblandning av 5 % CO2/21 % O2/Balans N2 genom en 2-vägs icke-återandningsventil. Denna gas kommer att inspireras i upp till 5 minuter i var och en av två upprepade försök åtskilda av minst 5 minuters återhämtning. Sitt-att-stå-test: För att testa dynamisk återhämtning i hjärnans blodflöde under övergående blodtrycksförändringar mäts hjärnans blodflöde genom transkraniellt doppler-ultraljud, blodtryck, hjärtfrekvens och sluttidal CO2 (med en mask) under ~3 min sittande vila, två minuters stående och sedan en period av sittande vila. Detta protokoll kan upprepas upp till tre gånger. En gasanalysator och ansiktsmaskmekanism kommer att möjliggöra mätning av utandat syre och koldioxid i vart och ett av hyperkapni- och sitt-till-stå-testerna. Elektrokardiogram: Ett standardelektrokardiogram kommer att samlas in via små ytelektroder på bröstet för att bestämma hjärtfrekvensen. Ventilationsmönster: En andningstöjningsmätare kommer att placeras runt bröstet för att registrera andningsmönster. Blodtrycket kommer att mätas med en liten manschett på ett finger (Finometer), och bekräftas med överarmssfygmomanometri. Hemoglobinmättnad kommer att mätas med en pulsoximeter på en av siffrorna. 1. 6-minuters promenadtest: Genom att använda ett format i egen takt, kommer deltagarna att gå fram och tillbaka längs en lång korridor i sex minuter medan den tillryggalagda sträckan registreras. Deltagarna kan vila efter behov under hela testet. 2. Ben- och armmuskelstyrka (isometrisk). Deltagarna kommer att trycka en arm eller ett ben mot en motståndsmaskin medan kraften mäts. Tre maximala ansträngningar 3-sekunders repetitioner kommer att upprepas åtskilda av en eller två minuters vila. Neuropsykologiska tester: Dessa test kommer att studera de viktigaste funktionella resultaten vid vaskulär kognitiv försämring och inkluderar mätningar relaterade till humör, minne och kognition. Testerna är penna och papper, kommer att administreras av utbildad personal och, baserat på publicerade standarder (Hachinski et al., 2006) kommer att innehålla följande: Övergripande kognitiv funktion: Montreal Cognitive Assessment (MOCA), Trail making test, och Stroop Word-Colour Test. Den senare uppgiften drar nytta av vår förmåga att läsa ord snabbare och automatiskt än vi kan namnge färger. Exekutiv funktion (Djurnamn, kontrollerat muntligt ord), Association (Trail Making Test); Språk (Boston Naming Test 2nd Edition, kortform); Visuospatial (Rey-Osterrieth-komplex, figurkopia, komplex figurminne); Digit Span och Digit Symbolkodning från Wechsler Adult Intelligence Scale IV (WAIS-III; med kanadensiska normer) Minne (Rey Auditory Verbal Learning Test; http://www.wpspublish.com/store/Search?Q=Rey%20Auditory% 20Verbal%20Learning%20Test%E2%84%A2%20(RAVLT%E2%84%A2); OBS: I ett försök att ta itu med problemet med övningseffekten relaterat till upprepade försök med samma test, kan alternativa former av vissa skalor vara administreras på ett balanserat sätt när så är lämpligt. (Referens: V. Hachinski et al. National Institute of Neurological Disorders and Stroke - Canadian Stroke Network Vascular Cognitive Impairment Harmonization Standards, Stroke, 2006, 37:2220-2241) Magnetic Resonance Imaging (MRT): Två separata MRT-protokoll kommer att utföras av varje deltagare. Dessa kommer att slutföras på antingen 3 Tesla eller 7 Tesla bildsystem hos Robarts. Serien av bilder som förvärvas kommer att inkludera: 1) T1 MPRAGE anatomisk, 2) FLAIR för hyperintensiteter i vit substans, 3) MR-angiografi för vaskulär arkitektur, 4) svartblodsangiografi av mellersta cerebrala artären vid baslinjen och igen efter upp till fem minuters hyperkapni. Provschema för testning: Dessa kommer att utföras vid var och en av träningsperioderna före och efter. Besök 1 - Laboratorietest 1 (3 timmar) Samtycke: 15 min Liggande vila: 30 min Blodprover: 10 min (används delvis för grupptilldelning i förtestet) Mellanmål: 10 min Instrumentering (inklusive transkraniell doppler och karotisartär vaskulär ultraljudsavbildning ): 60 min Cerebrovaskulär reaktivitet mot hyperkapni och sitt- och stå-uppgifter: 45 min Besök 2 - Laboratorietestning 2 (2h) Kognitiva tester: 45 min Vaskulär avbildning: 30 min Sex minuters promenad: 10 min Benmuskelstyrka: 10 min Besök 3 - MRT-testning (<1,5 timmar total tid) Baslinjeblodtryck: 10 min MRT-förberedelse: 10 min Anatomisk: 10 min White Matter Hyperintensiteter: 10 min Angiografi: 20 min MR-angiografi av mellersta cerebrala artären med hyperkapni: 20 min. : Rehabiliterande träning: Hjärtrehabiliteringsprogrammen (CR) kommer att tillhandahålla den första träningsinterventionen för remitterade CAD-patienter (Dr. Suskin). CR-programmet använder standardiserade, föreskrivande och progressiva träningsmetoder (främst aerob träning) för att förbättra den funktionella kapaciteten hos patienter efter en klinisk hjärtintervention. CR-programmet i London varar i 6 månader.Generellt sett är aerob träning med en intensitet på 40 %-70 % pulsreserv eller en upplevd träningspoäng på 11-14 (på 6-20 Borg-skalan), 3-7 d/v, vid 20 -60 min/session (eller flera 10-minuterssessioner).