Natychmiastowe efekty treningu wibracyjnego na funkcje śródbłonka naczyń oraz odpowiedź sercowo-naczyniową u starszych pacjentów kardiologicznych.

Komórki śródbłonka naczyń krwionośnych odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu właściwego napięcia naczyń, jak i płynności/ krzepliwości krwi. Zaburzenia funkcji śródbłonka wynikające ze starzenia się mogą prowadzić do różnych chorób sercowo-naczyniowych. Ostatnio do oceny czynności śródbłonka próbuje się stosować tonometrię tętnic obwodowych w warunkach reaktywnego przekrwienia (RH-PAT – reactive hyperemia peripheral arterial tonometry). Index RH-PAT oblicza się na podstawie nieinwazyjnego pomiaru powrotu krwi do naczyń po ich chwilowym ucisku zatrzymującym miejscowo krążenie. Należy nadmienić, że metoda ta obarczona jest ryzykiem błędu (tym mniejszym, im głębsze występują dysfunkcje śródbłonka), niemniej jest coraz częściej stosowana w badaniach i udoskonalana, pozwalając na stosunkowo łatwe przeprowadzenie badań wstępnych. Japońscy naukowcy z prestiżowego Uniwersytetu Kitasato wykazali na próbie 20 starszych pacjentów z ustabilizowaną chorobą układu krążenia poprawę funkcji śródbłonka naczyń, m. in. na podstawie badań RH-PAT, po zastosowaniu treningu składającego się z ćwiczeń oporowych wykonywanych na wibrującej platformie (WBVT – whole-body vibration training). Ponadto WBVT nie wywołał niekorzystnych efektów/ objawów niepożądanych, zatem otrzymane wyniki zachęcają do prowadzenia dalszych badań nad wpływem długotrwałych efektów WBVT na rehabilitację starszych pacjentów kardiologicznych.

Na podstawie dotychczasowych badań, WBVT może poprawiać funkcje śródbłonka skuteczniej niż ćwiczenia konwencjonalne. Ponadto u starszych ludzi może stanowić łagodniejszą i bezpieczniejszą formę treningu, dlatego celem przedstawianych badań była analiza efektów WBVT, jak i bezpieczeństwa stosowania wibracji, na czynność naczyń u starszych pacjentów kardiologicznych.

• Po WBVT obserwowano znaczący wzrost indeksu RH-PAT (z 1,4 do 2,1).
• Po WBVT wzrastała pojemność wyrzutowa serca (z 57 do 61 ml), wskaźnik sercowy (z 2,10 do 2,45 l/min/m2) oraz wskaźnik ciśnienia przezskórnego tlenu  (tcPO2 – z 54,7 do 65,3 mmHg).
• Po WBVT obniżeniu ulegała wartość naczyniowego oporu obwodowego (z 1846 do 1710 dyn s cm⁻⁵ m²).
• Tętno, ciśnienie skurczowe oraz rozkurczowe krwi, jak i poziom wysycenia krwi tlenem (SpO2) nie zmieniały się znacząco w trakcie WBVT.
• Badania prowadzono bez udziału grupy kontrolnej, dlatego efekt stosowanych wibracji nie jest oczywisty, aczkolwiek zachęca do dalszych badań, szczególnie mając na uwadze to, iż wszyscy pacjenci wykonali protokół WBVT bez prezentowania efektów niepożądanych.

Opracowano na podstawie:

Acute Effects of Whole-Body Vibration Training on Endothelial Function and Cardiovascular Response in Elderly Patients with Cardiovascular Disease. Aoyama A, Yamaoka-Tojo M, Obara S, et al. Int Heart J. 2019;60(4):854-861. doi:10.1536/ihj.18-592

Badana populacja

Do eksperymentu zakwalifikowano 20 pacjentów (12 mężczyzn) w wieku 65 lat lub więcej (mediana = 76 lat), cierpiących z powodu chorób sercowo-naczyniowych, przyjmujących odpowiednią farmakoterapię oraz będących przynajmniej 6 miesięcy po kardio-rehabilitacji.

Warunkami wykluczającymi z udziału w eksperymencie były m. in.: objawowa przewlekła niewydolność serca (New York Heart Association: III-IV), migotanie przedsionków, hemodializa, wymaganie pomocy w chodzeniu.

Procedura badania

Eksperyment składał się z 3 następujących bezpośrednio po sobie faz: (i) odpoczynku (leżenie na plecach; 45 min), (ii) WBVT (10 min) i (iii) ponownego odpoczynku (leżenie na plecach; 45 min).

Funkcje śródbłonka (RH-PAT) mierzono przed oraz po WBVT między 15 a 30 min odpoczynku, stosując pletyzmograf palcowy (EndoPAT2000; Itamar Medical, Izrael).

Krążenie krwi obwodowej [na podstawie pomiarów tcPO2 (radiometr TCM400; Japonia)] oraz odpowiedź sercowo-naczyniową mierzono przed oraz po WBVT między 30 a 45 min odpoczynku.

Ciśnienie, tętno oraz SpO2 badano przed i po WBVT oraz podczas każdej fazy odpoczynku. Ciśnienie oraz SpO2 mierzono w pozycji stojącej (ciśnieniomierzem lub pulsoksymetrem, odpowiednio).

Spektrum mocy wysokich (HF; 0,15-0,40 Hz) oraz niskich (LF; 0,04-0,15 Hz) składników zmienności tętna analizowano stosując MemCalc (TARAWA, Japonia). HF oraz stosunek LF/HF odzwierciedlały przywspółczulną aktywność, natomiast LF – współczulną aktywność serca. LF i HF obliczano na podstawie pomiarów dokonywanych w ostatnich 5 min działania MemCalc przed, podczas i po WBVT.

Wykorzystanie wibracji w badaniu

Trening WBV wykorzystywał wibracje pionowe (30 Hz, 3 mm), które podawano stosując platformę Power plate pro6 (Performance health system, USA). Podczas podawania wibracji pacjenci wykonywali odpowiednie statyczne ćwiczenia oporowe. Każda 10-min sesja wibracji składała się z powtarzających się interwałów: ciągle podawanych wibracji przez 30 s oraz przerwy trwającej 120 s. Pacjenci byli uważnie monitorowani przez fizjoterapeutę i poinstruowani o konieczności zgłaszania jakichkolwiek negatywnych reakcji/ odczuć podczas WBVT.

Wyniki

Wpływ WBVT na funkcje śródbłonka

RH-PAT znacząco wzrósł po WBVT (z 1,42 do 2,06; p < 0,001), wskazując na polepszenie funkcji śródbłonka.

Wpływ WBVT na krążenie obwodowe i hemodynamikę

Po WBVT obserwowano wzrosty wartości: pojemności wyrzutowej serca (z 57,0 do 61,0 ml; p = 0,002), wskaźnika sercowego (z 2,10 do 2,45 l/min/m²; p = 0,001) oraz tcPO2 (z 54,7 do 65,3 mmHg; p = 0,002). Wartość naczyniowego oporu obwodowego ulegała po WBVT zmniejszeniu (z 1846 do 1710 dyn s cm⁻⁵ m²; p < 0,001).

Ocena odpowiedzi naczyniowo-sercowej

Nie odnotowano żadnych niepożądanych efektów WBVT, jak zawroty głowy, upadki, poważne (letalne) arytmie, nadmierne wzrosty ciśnienia skurczowego, czy tętna.

Tętno (p = 0,777), ciśnienie skurczowe (p = 0,183), rozkurczowe (p = 0,925), SpO2 (p = 0,248), LF (p = 0,558) oraz HF (p = 0,105) nie ulegały zmianie pod wpływem WBVT. Iloraz LF/HF ulegał pod wpływem WBVT obniżeniu (p = 0,010).

Komentarz

Dysfunkcje śródbłonka naczyń krwionośnych stanowią czynnik ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Konwencjonalna terapia poprawiająca funkcje śródbłonka opiera się często na zmianie stylu życia (obniżeniu wagi, wprowadzeniu ćwiczeń fizycznych). Już pojedyncza sesja treningowa pozytywnie wpływa na funkcje śródbłonka. Jednak optymalna terapia fizyczna dla osób starszych nie została jak dotąd określona. Ostatnio WBVT wydaje się obiecującą alternatywą dla ćwiczeń oporowych, ponieważ wpływa na generowanie/ poprawę pracy mięśni oraz na wzrost przepływu krwi do mięśni szkieletowych, zwiększając dostępność tlenu i innych substancji niezbędnych w prawidłowym i efektywnym metabolizmie. Wykazano wcześniej, że absorpcja tlenu wzrasta po WBVT kilkukrotnie i że wzrost ten zależy od częstotliwości oraz amplitudy wibracji. Wcześniejsze badania pokazały ponadto pozytywny wpływ WBVT na ogólny stan zdrowia oraz rehabilitację starszych pacjentów związaną z utratą kośćca, czy problemami sercowo-naczyniowymi. WBVT polepszał również siłę mięśni i sztywność tętnic oraz jest często stosowany nie tylko w rehabilitacji, ale i w sporcie czy w ogólnym dbaniu o lepszy stan zdrowotny. Jednak efekt WBVT na funkcjonowanie śródbłonka u pacjentów kardiologicznych nie był do tej pory badany.

Prezentowane badania pokazują, że stosowany WBVT jest bezpieczny dla starszych pacjentów z ustabilizowanymi chorobami sercowo-naczyniowymi, jako że nie odnotowano niekorzystnych efektów na funkcje sercowo-naczyniowe ani innych zdarzeń niepożądanych. Należy jednak pamiętać, że badania prowadzono na małej grupie pacjentów. Ponadto do badań nie zaliczano pacjentów z cięższymi objawami/ konsekwencjami chorób sercowo-naczyniowych i nie wiadomo nadal jak zareagowaliby słabsi pacjenci, np. ci niezdolni do konwencjonalnego treningu fizycznego. Należy również ostrożnie interpretować prezentowane odczyty RH-PAT, ze względu na brak kontrolnego pomiaru substancji wpływających na czynność naczyń (jak NO i jego ścieżki sygnałowe).

Wcześniejsze badania pokazały, że krótkotrwały trening oporowy powodował wzrost poziomu czynników angiogennych (odpowiedzialnych za powstawanie nowych naczyń) i aktywował system metaloproteinaz macierzy pozakomórkowej (regulujących aranżację zrębu tkankowego, w którym zawieszone są elementy tkankowe). Prowadziło to do zwiększenia puli krążących komórek progenitorowych śródbłonka, znacząco wpływających na poprawę jego funkcji.

Autorzy prezentowanego doniesienia konkludują, że WBVT może być potencjalnie efektywną strategią w rehabilitacji starszych pacjentów kardiologicznych, jako alternatywa do ćwiczeń oporowych.

Więcej w: