Effektiviteten av kombinerad aerob träning och styrketräning vid akuta och kroniska anpassningar hos patienter med hjärtsvikt

Litteraturgranskning: CHF är det största folkhälsoproblemet i världen[1], mycket utbrett hos äldre individer och en viktig orsak till funktionshinder, sjukhusvistelser, sjuklighet och dödlighet[2]. Generellt har CHF-patienter nedsatt träningskapacitet, med huvudsakliga symtom på ansträngningsintolerans, tidig trötthet och andfåddhet[3], som också uppvisar ökad perifer och central kemosensitivitet och försämrad sympathovagal balans med dominans av sympatisk aktivering (SA)[4].

Förståelse av den oxidativa metabolismen och intracellulära energiöverföringen i både skelett- och hjärtmuskeln, mekanismer för endotelial dysfunktion, och rollen av SA och inflammatoriska cytokiner ger möjliga mekanistiska förklaringar av de patofysiologiska faktorer som är involverade i utvecklingen av träningsintolerans [5,6]. Det har visats hos CHF-patienter att ökad artärstelhet är associerad med kardiovaskulär sjuklighet och mortalitet[7]. Det finns bevis för att ökad arteriell stelhet förutsäger träningsintolerans hos CHF-patienter[8].

Ökad carotis IMT är associerad med subklinisk vänsterkammar (LV) myokard dysfunktion, vilket tyder på en möjlig roll för carotis IMT i HF riskbestämning [9]. CHF är också associerat med endoteldysfunktion inklusive nedsatt endotelmedierad, flödesberoende dilatation (FMD). Eftersom endotelfunktion tros spela en viktig roll för att koordinera vävnadsperfusion och modulera arteriell följsamhet, är interventioner för att förbättra endoteldysfunktion absolut nödvändiga.

Systemisk vasokonstriktion och försämrad perifer perfusion är kännetecken vid avancerad CHF. Medan ett antal faktorer, inklusive ökad sympatisk tonus och ett aktiverat renin-angiotensinsystem, har föreslagits vara involverade i den minskade arteriella vasodilaterande kapaciteten i HF, har endotelets centrala roll vid koordinering av vävnadsperfusion nu erkänts.

Flera kliniska studier har dokumenterat endoteldysfunktion hos stora ledningar och små motståndskärl hos patienter med CHF. Endoteldysfunktion kan påverka det kardiovaskulära systemet på två sätt: för det första kan endoteldysfunktion av motståndskärl försämra perifer perfusion, och för det andra kan endoteldysfunktion hos stora ledningskärl begränsa ökningen av blodflödet som tillhandahålls av de stora kärlen och kan öka impedansen. av den sviktande LV och följaktligen försämra LV-ejektionsfraktionen (LVEF). En viktig funktionell konsekvens av endotelial dysfunktion är oförmågan att frigöra kväveoxid (NO) som svar på fysiologiska stimuli såsom ökat flöde, vilket återspeglar nedsatt mul- och klövsjuka[10]. Omvänt ökar kroniskt ökat blodflöde frisättningen av NO i experimentella modeller, genom uppreglering av NO-syntas, enzymet som använder L-arginin för att generera NO. De intermittenta ökningarna av blodflödet genom fysisk träning kan öka endotelets förmåga att frigöra NO och kan därför återställa endotelfunktionen hos patienter med CHF som vanligtvis utsätts för en begränsad grad av fysisk aktivitet[5]. Det dysfunktionella endotelet bidrar till ökad vaskulär stelhet och försämrad arteriell utvidgning, vilket förstärker myokardskada[10].

Det direkta sambandet mellan träning och vaskulär hälsa är säkert, men den komplexa uppsättningen av metabola vägar, hemodynamiska effekter av träning på kardiovaskulära celler/vävnader och regleringen av genetiskt uttryck som aktiveras av träning är fortfarande i stort sett odefinierat[11]. Effekterna av aerob träning och motståndsträning på kliniskt blodtryck kan vara olika, eftersom de har olika mekaniska egenskaper. Aerob träning (AT) kännetecknas av utförande av cykliska övningar, utförda med stora muskelgrupper som drar ihop sig med mild till måttlig intensitet under en lång tid. Å andra sidan kännetecknas styrketräning (ST) av att man utför övningar där muskler från ett specifikt kroppssegment dras ihop mot en kraft som motverkar rörelsen[12].

Aerob kapacitet är direkt relaterad till arteriell funktion, inklusive endotelfunktion, arteriell stelhet och vågreflektion. Dessutom är koppling av arteriell och hjärtfunktion en viktig bestämningsfaktor för aerob kapacitet. Dålig artärfunktion i vila begränsar således sannolikt den aerobiska kapaciteten, men det är också möjligt att förändringar i artärfunktionen under akut träning kan spela en roll. Artärfunktion är inte bara förknippad med aerob kapacitet, utan är också en oberoende prediktor för dödlighet[5].

Kontrollerade kliniska prövningar har visat att ExT-program hos HF-patienter förbättrar perifera och hjärtanpassningar och även den aeroba kapaciteten, fördröjer uppkomsten av anaerob metabolism och förbättrar den autonoma balansen[1,13]. Förutom anpassning av maximal hjärtminutvolym, hjärtkontraktilitet och slagvolym, kan aerob ExT också främja förbättring i den perifera mikrovaskulära bakgrunden genom att minska motståndet mot flöde, vilket ökar artärernas följsamhet och endotelfunktion [13]. Avvikelser i endotel och mul- och klövsjuka är ett nyckelfenomen i det trubbiga vasodilaterande svaret hos CHF-patienter. ExT möjliggör förbättring av både basal endotelial NO-bildning och agonistförmedlad FMD i skelettmuskelns (SM) kärl hos CHF-patienter. Korrigeringen av endotelial dysfunktion är associerad med en signifikant förbättring av träningskapaciteten, vilket bevisas av en 26% ökning av maximalt syreupptag (VO2peak)[14].

Tidigare studier inom HF har visat att 16,4 % av 171 patienter hade kakexi, och dödligheten efter 18 månaders uppföljning var så hög som 50 % i undergruppen av patienter med kakexi jämfört med 17 % hos de utan kakexi. Hjärtkakexi definieras som ett framskridet stadium av HF associerat med ofrivillig förlust av minst 5 % av icke ödematös kroppsvikt. Och muskelförtvining, även känd som sarkopeni, är förlust av muskelmassa (MM) och styrka, medan kakexi beskriver viktminskning. Skillnaden mellan de två kliniska tillstånden kan också vara utmanande, eftersom kakexi och muskelförtvining kan samexistera hos samma patient. Faktum är att kakexi kan leda till muskelförtvining och vice versa, även om muskelförtvining kan inträffa tidigare under sjukdomsförloppet[15].

SM-styrka, i övre och nedre extremiteterna, är parametrar som oberoende förutsäger överlevnad[16,17,18]. Denna alternativa behandling bör fokusera på att öka MM, styrka och kraft i armar och ben för att förbättra funktionalitet och prestanda[19]. SM-dysfunktion inkluderar minskad hjärtkontraktil prestation som bidrar till förändringar i SM-fysiologi, muskelatrofi, svaghet och minskad oxidativ kapacitet [20]. Muskelfunktionen förbättras också som svar på ST hos CHF-patienter, inklusive myofilamentfunktion och helmuskel[21] såväl som SM-oxidativ kapacitet[21].

Det är avgörande att ExT hos sådana patienter tränar de perifera musklerna effektivt utan att producera stor kardiovaskulär stress. En alternativ behandlingsmetod bör fokusera på tillämpningen av specifika motståndsträningsprogram för att förbättra kroppssammansättningen[22], öka tvärsnittsarean, muskelfiber[23], som alla motverkar muskelförtvining och kan vara hörnstenen i förebyggandet av sarkopeni och hjärtkakexi hos CHF-patienter[24].

ExT är en viktig komponent i rehabiliterings-/sekundära förebyggande interventioner, vilket inducerar betydande positiva förändringar i mekanismer för patofysiologi, träningstolerans, funktionell kapacitet och QoL, samtidigt som en positiv inverkan på sjukhusvistelse och minskad dödlighet. Det har funnits ett växande intresse för egenskaperna och modaliteterna hos träningsträning som kan ge optimala fördelar. Högintensitets- och intervallläge har visat sig inducera större fördelar än regimer med måttlig intensitet och kontinuerligt läge. Med tanke på den nuvarande mängden bevis för högintensiv intervallträning (HIIT) i CHF visade sig HIIT vara mer effektiv, vilket resulterade i långvarig följsamhet, vilket är en viktig praktisk aspekt att överväga under ExT och följaktligen optimerade förbättringar i centrala och perifera anpassningar[25]. Fler studier behövs för att bevisa deras säkerhet och fördelar för denna typ av patienter.

Dessutom har det funnits goda skäl för att inkludera ST i HIIT, vilket också har visat sig kunna ge fördelar i form av träningskapacitet och livskvalitet. Det är välkänt att kombinerad AT och ST är den föredragna träningsinterventionen för att vända eller dämpa förlusten av MM och förbättra träning och funktionell kapacitet, muskelstyrka hos dessa individer[19]. Men det finns underliggande mekanismer från ST i CHF-patientens perifera kapacitet som förblir oidentifierade. Och är inte känt vad är fördelarna med att kombinera olika proportioner av AT och ST.

Av den anledningen kommer utredarna att testa två proportioner i kombinerad träning, CAT och CST. Det har inte funnits några data om de så kallade kombinerade regimerna, som inkluderar både aerob träning med HIIT och ST och utredarna kommer att utvärdera effekterna av akut och kronisk respons.

Syfte: Forskningsprojektet ska bidra till en bättre förståelse i flera aspekter som är oförklarade av vetenskaplig forskning. Syftet med detta forskningsprojekt är:

1. Att bestämma effektiviteten av ett ExT-program med olika proportioner av CAT och CST för att främja kumulativa effekter vid akuta och kroniska anpassningar hos CHF-patienter;
2. För att identifiera mekanismerna för den potentiella förbättringen av effektiviteten som främjas av ST; Detta forskningsprojekt kommer att använda toppmoderna metoder som fokuserar perifer anpassningsanalys i båda grupperna, nämligen i ekokardiografivariabler, kardiopulmonell träningstestning, arteriell stelhet, funktionell fysisk kondition, QoL och kroppssammansättning i 2 distingerade ögonblick: M1)baslinje och M2)3 månad.

Plan och metoder: Detta projekt kommer att utvärdera de akuta och kroniska effekterna i centrala och perifera anpassningar av en kombinerad träning till patienter med CHF som skulle ta itu med ett antal viktiga brott i vetenskaplig kunskap med potentiella kliniska fördelar.

Studiedesign: En longitudinell randomiserad kontrollstudie (RCT) forskningsdesign med två distinkta ExT-recept (CAT och CST) kommer att tillämpas på CHF-patienter. Alla samma bedömningar kommer att göras inom två ögonblick: M0 - baslinje och M1 - 3 månader efter start av ExT. Patienterna kommer att randomiseras till någon av de två ExT-grupperna.

Rekrytering och screening kommer att pågå i 9 månader (oktober 2017 till juni 2018) och patientbedömningen kommer att pågå till augusti 2018. Projektet förväntas avslutas med kollegial granskning som skickas in och/eller godkänns i december 2018.

Följande bedömningar av de 4 momenten kommer att utföras på värdsjukhuset, FMH-UL: Echokardiogram(Echo); kardiopulmonellt träningstest (CPET); arteriell stelhet - Complior Analys; Intima-media tjocklek - ultraljud; kroppssammansättning - radiografisk absorptiometri med dubbelenergi; funktionell fysisk kondition - Fullerton Functional Fitness Test; isometrisk styrka - bärbar handdynamometer JAMAR plus digital; maximal styrka - 1RM och QoL frågeformulär.

Alla bedömningsmoment kommer att göras inom 4 dagar:

Dag 1 - CPET, Echo kommer att utföras på värdsjukhuset; Dag 2 och 3 – under en dag och tid för ExT-sessionen på värdsjukhuset, kommer patienten att utföra de funktionella fysiska konditionstesterna; maximal styrka; isometrisk styrka och QoL frågeformulär. En annan dag kommer utredarna att utföra artärstelheten och IMT före sessionen i vila och efter ExT; Dag 4-I FMH, och dual-energy radiographic absorptiometri (DXA) examen. Individuella rapporter skickas via e-post eller levereras på papper. Under det 1-åriga projektet kommer det multidisciplinära teamet att ha möten varannan månad för att uppdatera studieinformationen och diskutera patientens framsteg.