Denna sida har översatts automatiskt och översättningens korrekthet kan inte garanteras. Vänligen se engelsk version för en källtext.

Effekterna av oralt oorganiskt nitrattillskott på nedre extremitetsperfusion under träning hos patienter med PAD

28 november 2023 uppdaterad av: Jason Allen, University of Virginia

Effekterna av oralt oorganiskt nitrattillskott på nedre extremiteters perfusion och metabolism under träning hos patienter med perifer arteriell sjukdom (PAD)

Perifer arteriell sjukdom (PAD) är ett mycket utbrett och kostsamt tillstånd. Claudicatio intermittens (IC), definierad som ischemisk bensmärta som uppstår vid promenader, resulterar i funktionsnedsättning, minskad daglig fysisk aktivitet och lägre livskvalitet. Även om mekanismerna som bidrar till funktionsnedsättning inte är helt avgränsade, tyder nuvarande bevis på att frikopplingen av skelettmuskelcellulär metabolism från vävnadsperfusion kan vara ansvarig för träningsintolerans. Vi har tidigare visat ökningar av oorganiskt plasmanitrit, via oralt nitrat, producerat kliniskt signifikanta ökningar av träningsprestanda hos patienter med PAD+IC.

Hypotesen för detta förslag är att hos patienter med PAD+IC kommer 3-6 dagars oral nitratkonsumtion (i form av koncentrerad rödbetsjuice) att ge en större vävnadsperfusion, syretillförsel och förbättrad muskelmetabolism jämfört med placebo. Detta kommer att översättas till en ökning av fysisk prestation i både muskelspecifik plantarflexionsövning och löpbandsmått för smärtfri ambulering. För att testa denna hypotes kommer vi att rekrytera 10 patienter PAD+IC i en randomiserad, dubbelblind, placebokontrollerad, cross-over-design.

Studieöversikt

Detaljerad beskrivning

Perifer arteriell sjukdom (PAD) kännetecknas av blockeringar (ocklusion eller stenos) i de stora artärerna i de nedre extremiteterna. Det uppskattas att den globala prevalensen av PAD har ökat med 23,5 % under det senaste decenniet och nu påverkar 202 miljoner människor. PAD-prevalensen ökar med åldern från 5 % av 45-49-åringar upp till 19 % hos de >70 år gamla och rökning och diabetes är orsaksfaktorer. PAD är mycket understuderat i jämförelse med hjärt- eller cerebrovaskulära sjukdomar. Claudicatio intermittens (IC) är den huvudsakliga kliniska manifestationen av PAD och uppträder när arteriell ocklusiv sjukdom minskar blodflödet till den perifera kärlen under träning. Bland försökspersoner med claudicatio intermittens från PAD har 1/3:e smärta vid lätt aktivitet hemma och ytterligare 1/3 har smärta när de går en kort sträcka (ett block). Dessa patienter lider av en markant försämrad livskvalitet och hög uppfattning om funktionsnedsättning. Ökad smärtfri ambulering är ett primärt mål för terapi för PAD eftersom detta är relaterat till förbättrad livskvalitet.

Även om det ankel-brachiala systoliska blodtrycksindexet (ABI) och blodflödestestning av extremiteter används för att diagnostisera PAD, lyckas de flesta forskningsstudier inte visa ett samband mellan dessa mått och funktionell kapacitet. Förvirrande förståelsen av denna sjukdom är att kirurgisk revaskularisering, som förbättrar blodflödet, inte normaliserar träningsprestanda och ambulationen kan ökas utan förändringar i hemodynamiken. Professor Allen (PI) har tidigare visat ökningar i topp hyperemiskt benblodflöde med träning, men misslyckats med att hitta ett samband mellan dessa förändringar och ökningar av claudicatio debut time (COT) och peak walk time (PWT). Professorerna Allen och Annex (Chief UVa Health System - Cardiovascular Medicine) har också visat ökad gastrocnemius kapillärtäthet efter träning och en korrelation med VO2peak. Detta tyder på att patienter i närvaro av kärlstenos blir mer beroende av mikrovaskulaturen för att distribuera tillgängligt blod och syre till arbetande vävnader mer effektivt.

Kväveoxid (NO) produceras av det vaskulära endotelet och spelar en viktig roll för vasodilatation, flödesreglering och trombocytfunktion. Störningar i produktionen av NO har varit inblandade i patogenesen av vaskulär sjukdom. Man trodde ursprungligen att bioaktiviteten av NO var begränsad både temporärt och spatialt till närheten av det vaskulära endotelet där det producerades. Det är nu klart att flera skyddade NO-härledda arter kan transporteras genom kärlsystemet för att frigöras vid kritiska områden av cirkulationen, där det kan påverka makro- och mikrovaskulär tonus och eventuellt vaskulopati. Under normala förhållanden är denna endokrina-liknande roll exakt kontrollerad: varvid NO under normoxi bevaras men under hypoxiska förhållanden frigörs NO och kan initiera vasodilatation. Ett potentiellt terapeutiskt alternativ involverar omvandling av oorganiska nitrat (NO3-) och nitrit (NO2-) anjoner till NO (och andra bioaktiva arter). Detta är ett attraktivt tillvägagångssätt, eftersom det är biologiskt skilt från endotel-NO-syntas och kan enkelt uppnås via oral administrering. Oorganisk NO3- finns rikligt i gröna bladgrönsaker, rödbetor, selleri, sallad, rädisor och spenat.

Vi var den första gruppen som visade akuta ökningar av NO2-koncentrationen i plasma (med rödbetsjuice innehållande 9mM NO3-) och ökad gångprestanda hos personer med PAD+IC. COT ökade med 18 % (32 sek) och PWT med 17 % (65 sek). Detta är en kliniskt meningsfull och statistiskt signifikant ökning för ett sjukdomstillstånd som kännetecknas av nedsatt fysisk funktion och livskvalitet. Det fanns inga förändringar i ABI eller endotelfunktion vilket tyder på ingen ökning av endogen vaskulär NO. Ökningen i prestanda åtföljdes av en minskning av fraktionerad syreextraktion vid de arbetande vävnaderna, mätt med nära infraröd spektroskopi (NIRS) vilket tyder på ökad perfusion till arbetande vävnader.

Vi har senare visat att kronisk dosering i kombination med 36 träningspass (EX+BR) också genererade signifikanta ökningar av smärtfri ambulation (COT) och likaså minskningar av deoxihemoglobin under träning, jämfört med en identisk träningsregim i kombination med placebo.

Tyvärr, medan nära infraröd spektroskopi (NIRS) data under en fysiologisk utmaning är vägledande, är de också relativt oprecisa - NIRS mäter endast relativ syresättning/deoxygenering för hela vävnadsbädden. Ett mycket mer exakt icke-invasivt tillvägagångssätt har utvecklats av professor Christopher Kramer (UVa Health System - Cardiovascular Medicine, Noninvasive Cardiovascular Imaging) och professor Craig H. Meyer (Department of Biomedical Engineering) som använder Pulsed Arterial Spin Labeling (PASL) i kombination med ett stresstest för manschettocklusion eller plantarflexionsövningar utvecklat av professor Arthur Weltman (UVa - Kinesiologiska institutionen). Detta möjliggör skapandet av vävnadsperfusionskartor och differentiering mellan specifika gastrocnemius-muskelfack på ett rumsligt och tidsmässigt löst sätt. Dessutom kommer vi att använda Creatine Exchange Saturation Transfer (CrCEST) för att mäta PCr-återhämtningskinetiken efter uttömmande träning eller tills patientens symtom begränsar sin träningstolerans.

Dessa tekniker i kombination kommer att tillåta oss att skilja brister i vävnadsperfusion och metabolism (mitokondriell funktion) för specifika avdelningar i gastrocnemius-muskeln före och efter intervention. Känsligheten för att upptäcka förändringar efter tillskott av oorganiskt nitrat (BR) har tidigare påvisats hos friska försökspersoner under svår ansträngande träning (vilket skapar hypoxiska tillstånd i vävnadsbädden analogt med de hos patienter med PAD+IC under mild träning). Deltagarna på BR visade en ökning av träningstolerans och en minskning av PCr-utarmning, vilket tyder på förändringar i muskelmetabolism/funktion. Effekten av BR på metabola svar och vävnadsperfusion under uttömmande träning hos PAD-patienter har dock inte undersökts hittills.

Hypotesen för detta förslag är att hos patienter med PAD+IC kommer 3-6 dagars oralt nitratkonsumtion (i form av koncentrerad BR) att ge en större vävnadsperfusion, syretillförsel och förbättrad muskelmetabolism jämfört med placebo (PL) ). Detta kommer att översättas till en ökning av fysisk prestation i både muskelspecifik planteringsövning och löpbandsmått för smärtfri ambulering. För att testa denna hypotes kommer följande specifika mål att rekrytera 24 PAD+IC-patienter i en randomiserad, dubbelblind, placebokontrollerad, cross-over-design.

Mål 1. För att bestämma mellan behandlingsskillnader (BR v PL) i fosfokreatinåterhämtningstidskonstant (PCr) mätt med Creatine Chemical Exchange Saturation Transfer (CrCREST).

Syfte 2. Att bestämma mellan behandlingsskillnader (BR v PL) vid maximal träning, maximal hyperemi i olika nedre extremitetskompartment (anterior, lateral, gastrocnemius, soleus och djupa avdelningar) genom Pulsed Arterial Spin Labeling (PASL).

Syfte 3. Att bestämma samband mellan behandlingsförändringar i gångprestanda COT och PWT och perfusionsegenskaper för nedre extremiteter (Syfte 2) och fosfokreatin-återvinningskinetik (Mål 1).

Studietyp

Interventionell

Inskrivning (Beräknad)

28

Fas

  • Fas 1

Kontakter och platser

Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.

Studiekontakt

Studieorter

    • Virginia
      • Charlottesville, Virginia, Förenta staterna, 22903
        • Rekrytering
        • University of Virginia
        • Kontakt:
        • Huvudutredare:
          • Christopher M. Kramer, MD
        • Huvudutredare:
          • Craig H. Meyer, PhD

Deltagandekriterier

Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.

Urvalskriterier

Åldrar som är berättigade till studier

40 år till 80 år (Vuxen, Äldre vuxen)

Tar emot friska volontärer

Nej

Beskrivning

Inklusionskriterier:

  • - Historik med stabil claudicatio intermittens i 3 eller fler månader och ett ankel-brachial indextest (ABI) <0,9 i vila.
  • Symtomatisk PAD (claudication eller kritisk extremitetsischemi)

Exklusions kriterier:

  • - Extremitetshotande ischemi, inklusive vilosmärta och/eller kallbrand; förestående lemförlust eller kronisk osteomyelit.
  • Vaskulär operation i nedre extremiteter, angioplastik eller lumbal sympatektomi inom 3 månader efter inskrivningen;
  • allvarlig perifer neuropati eller något annat tillstånd än PAD som begränsar gång, såsom instabil angina;
  • historia av betydande kranskärlssjukdom i vänster huvud eller tre kärl (>70 % stenos, oskyddad av transplantat) eller nyligen genomförd hjärtinfarkt (6 veckor);
  • bröstsmärtor under löpbandsträning som uppträder innan claudicatio börjar,
  • kronisk njursvikt med en eGRF <30; Typ 1-diabetes mellitus, ett BMI>40 och ett HbA1c>8,5%. Vägran att ge eller oförmåga att ge informerat samtycke. Graviditet (Självrapporterad).

Studieplan

Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.

Hur är studien utformad?

Designdetaljer

  • Primärt syfte: Stödjande vård
  • Tilldelning: Randomiserad
  • Interventionsmodell: Crossover tilldelning
  • Maskning: Dubbel

Vapen och interventioner

Deltagargrupp / Arm
Intervention / Behandling
Aktiv komparator: Nitrat i kosten
Den aktiva behandlingen, rödbetsjuice (BEET IT, James White Drinks, Ipswich, Storbritannien), innehåller 6,2 mmol oorganiskt nitrat. Deltagarna kommer att fortsätta kosttillskott tills de genomför alla testbesök.
Varje flaska innehåller 75 ml koncentrerad rödbetsjuice med cirka 6,2 mmol oorganiskt nitrat. Produkten tillhandahålls av BEET IT, James White Drinks, Ipswich, Storbritannien.
Andra namn:
  • Kosttillskott av nitrat (rik på nitrat)
Placebo-jämförare: koncentrerad rödbetsjuice med utarmat nitrathalt
Placebobehandlingen är också rödbetsjuice från samma företag (BEET IT, James White Drinks, Ipswich, Storbritannien), men den innehåller inget oorganiskt nitrat. Deltagarna kommer att fortsätta kosttillskott tills de genomför alla testbesök.
Varje flaska innehåller 75 ml koncentrerad rödbetsjuice med utarmat nitrat, så inget oorganiskt nitrat finns i denna dryck. Produkten tillhandahålls också av BEET IT, James White Drinks, Ipswich, Storbritannien.
Andra namn:
  • Kosttillskott av nitrat (utarmad)

Vad mäter studien?

Primära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Fosfokreatinkinetik efter maximal träning
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.

De primära resultaten som ska analyseras kommer att vara behandlingsskillnader (BR v PL) i fosfokreatinåterhämtningstidskonstant (PCr) mätt med Creatine Chemical Exchange Saturation Transfer (CrCREST).

Motiven kommer att placeras innanför skannerfötterna först med vaden i magnetens isocentrum och en flexibel fasad arrayspole kommer att placeras och lindas runt vaden av intresse. Avbildning av vadmuskelens energi med användning av kreatin kemisk utbytesmättnadsöverföring (CrCEST, inget kontrastmedel används) kommer att utföras efter pedalergometri tills utmattning eller begränsande symtom

Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.

Sekundära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Maximal hyperemi i olika nedre extremitetskompartment
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Vid Prisma 3T-skannern i Fontaine kommer motiven att placeras inom skannerfötterna först med vaden i magnetens isocentrum och en flexibel fasad arrayspole kommer att placeras och lindas runt vaden av intresse. Utsätts för komplett plantarflexionsergometri till utmattning eller claudicatio. Avbildning av vadmuskelperfusion genom arteriell spin-märkning (ASL, inget kontrastmedel används) kommer att utföras efter pedalergometri tills utmattning eller begränsande symtom.
Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Topp träning
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Försökspersoner kommer att testas vid två olika tillfällen (PL vs Beetrotjuice) hur länge de kan gå (i sekunder) på ett löpband. Löpbandets gångtest är utformat specifikt för en claudicatio-begränsad population (d.v.s. Gardner-protokollet). Under detta gångtest hålls hastigheten vid 2 km/h med en 2%-ig ökning varannan minut.
Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Claudikationsstarttid
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Under löpbandets träningsprotokoll kommer försökspersonerna att rapportera när de börjar känna smärta i sina nedre extremiteter (eller benet).
Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Vaskulär funktion - Brachial Flow Mediated Dilatation
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Ett högupplöst ultraljud kommer att användas för att ta bilder av brachialisartären vid baslinjen, under 5 minuter av underarmsocklusion och i två minuter (med r-vågsutlösare) efter att ocklusionsmanschetten släppts. Dessa datapunkter kommer att användas för att beräkna procentandelen förändring i brachialisartärens diameter efter reaktiv hyperemi (ocklusionsfrisättning).
Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.
Vaskulär stelhet
Tidsram: Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.

Vaskulär styvhet kommer att bedömas genom mätningar av pulsvågshastighet med applanationstonometri (SphygmoCor EXCEL-system V1). De åtgärder som tillhandahålls av PWA inkluderar: centralt systoliskt tryck (mmHg); centralt pulstryck (PP) mmHg; förstärkningstryck (AP) och förstärkningsindex (AIx).

Pulsvågshastigheten mäts via en samtidig jämförelse av halspulser och femorala arteriella pulser. En lårmanschett kommer att placeras runt patientens övre lår som verkar för att mäta lårbenspulsen via pulseringar, samtidigt som en tonometer kommer att användas för att bedöma halspulsen. Högre pulsvågshastigheter från halspulsådern till lårbensartärerna indikerar högre aortastelhet.

Efter minst 3 dagars tillskott med antingen placebo eller nitratrik dryck.

Samarbetspartners och utredare

Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.

Utredare

  • Huvudutredare: Jason D. Allen, PhD, University of Virginia

Publikationer och användbara länkar

Den som ansvarar för att lägga in information om studien tillhandahåller frivilligt dessa publikationer. Dessa kan handla om allt som har med studien att göra.

Studieavstämningsdatum

Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.

Studera stora datum

Studiestart (Faktisk)

1 februari 2020

Primärt slutförande (Beräknad)

1 december 2024

Avslutad studie (Beräknad)

1 december 2024

Studieregistreringsdatum

Först inskickad

1 september 2021

Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna

1 september 2021

Första postat (Faktisk)

5 september 2021

Uppdateringar av studier

Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)

29 november 2023

Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna

28 november 2023

Senast verifierad

1 november 2023

Mer information

Termer relaterade till denna studie

Plan för individuella deltagardata (IPD)

Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?

JA

IPD-planbeskrivning

Individuella deltagardata som ligger till grund för resultaten som rapporteras i denna RCT, efter avidentifiering (text, tabeller, figurer och bilagor).

Tidsram för IPD-delning

Börjar 9 månader och slutar 36 månader efter artikelpubliceringen.

IPD-delning som stöder informationstyp

  • STUDY_PROTOCOL
  • ICF

Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument

Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt

Ja

Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt

Nej

Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .

Prenumerera