Acute effecten van inspanning bij hartfalen - een exploratieve studie

De veroudering in de algemene populatie heeft ertoe geleid dat de prevalentie
van chronische ziekten zoals hartfalen is toegenomen. Hartfalen (HF) is een
syndroom wat gekarakteriseerd wordt door een aantal afwijkende zaken zoals een
lage inspanningstolerantie, een gereduceerde inspannings-geïnduceerde
bloeddoorstroming, endotheeldysfunctie en autonome dysfunctie, welke
gekarakteriseerd wordt door een verhoogde sympatische activatie. Ondanks
verbeteringen in de farmacologische therapie is HF nog steeds geassocieerd met
een hoge morbiditeit en mortaliteit. Training is een veelbelovende therapie
voor het verbeteren van symptomen en prognose in patienten met hartfalen.
Recente studies hebben aangetoond dat een hoog-intensieve interval training
resulteert in een grotere verbetering in fysieke fitheid en prognose in
patienten met hartfalen dan een matig-intensieve training. Aangezien de acute
locale en systemsiche veranderingen in fysiologische parameters dé stimulus
zijn voor vascualaire adaptaties na inspanningstraining, is een beter inzicht
in deze veranderingen noodzakelijk om trainingsprogramma's voor mensen met
hartfalen te optimaliseren.

Een van de belangrijkste stimuli voor vaatadaptaties is de
inspannings-geïnduceerde verhoging van de shear stress in de active en
inactieve regio's. In perifere geleidingsvaten varieert het bloeddoorstroming
patroon gedurende de cardiale cyclus. De grote antegrade component tijdens de
systole wordt gevolgd door een retrograde component tijdens de diastole. De
shear stress tijdens inspanning is een belangrijke stimulus voor
vaatadaptaties, waarbij de antegrade component gerelateerd is aan een
verbetering in vaatfunctie, terwijl de retrograde component geassocieerd is met
een pro-ahterogeen effect op het endotheel. Shear stress reacties tijdens twee
verschillende trainingen in patienten met hartfalen zijn nog niet eerder
onderzocht.

Eerdere studies hebben aangetoond dat in gezonde vrijwilligers, een inspanning
van de onderste extremiteiten (fietsen) geassocieerd is met een initiele
verhoging van de retrograde flow in de arteria brachialis, mogelijk veroorzaakt
door sympatische vasoconstrictie. Deze verhoging in retrograde flow verdwijnt
in de latere fasen van inspanning wanneer de huidtemperatuur hoger wordt, wat
resulteert in vermindering van retrograde shear rate. Patienten met hartfalen
hebben een verhoogde sympatische activiteit en een verstoorde thermoregulatie
wat deze reacties kan vertragen. Deze andere reactie kan belangrijke
implicaties hebben voor de ontwikkelen van trainingsprogramma's voor hartfalen
patienten. Voor zover wij weten, zijn de acute effecten van inspanning op de
bloeddoorstroming in de arm in patienten met hartfalen, niet eerder onderzocht.

Het primaire doel van de studie is het bestuderen van de effecten van een
matige- en hoog-intensieve inspanning op de antegrade en retrograde shear in de
arteria brachialis bij patienten met hartfalen in vergelijking met controles
van vergelijkbare leeftijd.

De deelnemers zullen op 3 verschillende dagen de testen ondergaan. Na het
uitvoeren van een maximale inspanningstest op dag 1, zullen de deelnemers op
dag 2 en 3 twee verschillende fietstrainingen uitvoeren. De volgorde van de
twee trainingen wordt gerandomiseerd. Zes uur voor de fietstrainingen nemen de
deelnemers thuis een telemetrische temperatuurpil in welke kerntemperatuur kan
meten. Net voor de fietstrainingen worden er kleine temperatuursensoren op de
huid van de onderarm geplaats, welke huidtemperatuur registreren. Na het
inbrengen van een infuus, krijgen de deelnemers 10 minuten rust. Daarna zal een
uitgangsmeting gedaan worden van de hartritmevariabiliteit, de hartfequentie en
de bloeddruk en wordt tevens het eerste bloedmonster uit het infuus afgenomen.
Dezelfde metingen zullen worden uitgevoerd op specifieke momenten na de
training (t=0, t=30 en t=60).
Tijdens de inspanning wordt de bloeddoorstroming van de arteria brachialis met
een Duplex echografie. De huidtemperatuur van de onderarm en de kerntemperatuur
van het lichaam worden continu geregistreerd.
De twee inspanningssessie worden op het zelfde moment op de dag uitgevoerd en
onder dezelfde omstandigheden (>24 uur geen inspanning, >18 uur geen
koffie/thee/alcohol/chocolade/vitamine C). De deelnemers krijgen de instructie
mee om zo'n twee uur voor de meting wat te eten.

Dag 1 (2 uur)
• Medische screening
• Maximale inspanningstest

Dag 2 en 3 (2.5 uur)
• Er wordt een intfuus geprikt in de arm voor herhaalde bloedafnames
• Een continue registratie van huid- en kern temperatuur wordt gestart
• Een uitgangsmeting van de hartrtimte variabiliteit, hartfrequentie en
bloeddruk wordt gedaan
• Een bloedmonster wordt afgenomen via het infuus
* De inspanningssessie wordt gestart. Hierbij zal met een
echo-Doppler apparaat de bloeddoorstroming van de arteria brachialis tijdens
het fietsen worden gemeten. Tevens zal de hartfrequentie continu geregistreerd
worden.
• Na de inspanning wordt op t=0, t=3- en t=60 minuten de hartritme
variabiliteit, de bloeddruk en hartfrequentie gemeten
• Na de inspanning wordt op t=0, t=30 ent=60 minuten een bloedmonster afgenomen
via het infuus
• De continue registratie van huid- en kerntemperatuur wordt gestopt

Het inbrengen van een infuus kan gepaard gaan met het ontwikkelen van een
hematoom, welke restloos zal genezen.

Inspanning is niet geassocieerd met een gezondheidsrisico. Inspanning reduceert
juist het cardiovasculaire risico. Een aantal studies heeft aangetoond dat de
cardiale belasting tijdens een hoog-intensieve interval training niet
verschillend is van de cardiale belasting tijdens een traditionele
matig-intensieve belasting. Deze training is zonder problemen uitgevoerd bij
patienten met cardiovasculaire aandoeningen. Niettemin worden alle
inspanningstrainingen uitgevoerd in de aanwezigheid van of onder de supervisie
van een fysioloog en/of fysiotherapeut en/of arts. De aanwezigheid van een arts
in de meetkamer is afhankelijk van de leeftijd en medische status van de
deelnemer. De hartfreqeuentie wordt gedurende de hele training geregistreerd en
alle training worden uitgevoerd binnen het UMC St Radboud. De trainingen vinden
dus plaats onder gecontroleerde omstandigheden en medische assistentie is dus
aanwezig.

De metingen van de bloeddoorstroming in de arm en de temperatuur metingen zijn
niet geassocieerd met potentiele risico's.
De telemetrische temperatuurpil is sinds 22 jaar geregistreerd bij de FDA. Er
zijn sindsdien 35.000 pillen gedistributeerd zonder dat er negatieve incidenten
zijn gemeld. Op de afdeling Fysiologie is er uitgebreide ervaring met het meten
van de kerntemperatuur van het lichaam met deze pillen.

Op de afdeling Fysiolgie is er uitgebreide ervaring met het uitvoeren van de
testen van dit onderzoek (maximale inspanningstesten, hartslag variabiliteit
metingen, metingen van de bloeddoorstroming en temperatuur monitoring). Alle
procedures worden routinematig uitgevoerd op de afdeling Fysiologie en zijn in
eerdere onderzoeksvoorstellen goedgekeurd door de medisch-etische commissie.