csökkent arteriovenosus oxigénkülönbség a szívelégtelenségben megőrzött ejekciós frakcióval betegek: az izom oxidatív fenotípusa biztosan érintett?

a szívelégtelenség (HF) eredendően összefügg a funkcionális mozgásképesség romlásával, ami jelentős morbiditáshoz és mortalitáshoz vezet.1 A HF-ben a testmozgás intoleranciájának (EI) etiológiájának és patofiziológiájának megértése továbbra is elengedhetetlen az új terápiák megjelenéséhez, különösen a betegek 50% – ánál, akiknél HF-ben tartósított ejekciós frakció (HFpEF) van jelen, akiknél eddig nem találtak hatékony kezelést.2 csúcs oxigén (O2) fogyasztás (VO2peak), amelyet az inkrementális dinamikus testmozgás vált ki, amely a teljes izomtömeg >50% – át foglalja magában (futópad, ciklus ergométer), a magas prognosztikai értékű testmozgási tolerancia fémjelzi.3 elméletileg az O2 szállítási és hasznosítási lánc bármely szakaszának károsodása magyarázhatja a VO2peak korlátozását a HFpEF-ben. A VO2peak meghatározó tényezőinek kimerítő vizsgálata szükséges annak megállapításához, hogy mely mechanizmusokat kell elsősorban a terápiára irányítani.

VO2peak egészséges emberekben elsősorban konvektív O2 szállítás határozza meg, amely a csúcs szívteljesítmény (Qpeak) és az artériás O2 tartalom függvénye, amely megfelel a Fick elvnek.4

VO2peak=qpeak 6 arteriovenouso2 különbség (a-vO2diff)

ami a HFpEF-betegeket illeti, a jelentősen alacsony VO2peak szint következetesen összefügg a csökkent Qpeak-kel, majd az azt követő képtelenséggel elegendő O2 leadása a megnövekedett metabolikus igények kezeléséhez.5-9 ezenkívül a hemoglobin (Hb) koncentrációval diagnosztizált anaemia a HFpEF betegek 43% – át érinti.10 csökkent teljes keringő vörösvérsejt-térfogatot (RBCV) figyeltek meg a 10 HFpEF-ből kilenc Hb-alapú anémiában szenvedő betegnél,11 tehát a teljes vér O2-teherbíró képességének hiányával jár. A cardialis és hematológiai faktorok mellett a csökkent a-vO2diff csúcs formájában jelentkező perifériás limitáció is nyilvánvaló a HFpEF vizsgálatok egy részében.7-9 fontos, hogy a csökkent a-vO2diff csúcsot az EI alapjául szolgáló domináns jellemzőként ábrázolták a HFpEF8,9-ben, a vázizom (SM) morfológiájának anomáliáival és elsődleges bűnösként működve.12 ezenkívül a HF-re vonatkozó közelmúltbeli testedzési (ET) irányelvekben azt állították, hogy a helyi (térdhosszabbító) gyakorlat elsősorban az SM-adaptációkat célozza meg hatékonyabb lehet A VO2peak javítása, mint a jól bevált aerob ET, amely nagy SM tömeget tartalmaz (pl. gyaloglás, kerékpározás).13 tekintettel a perifériás paradigma relevanciájára a hfpef-betegek jövőbeni ET-felírása szempontjából, szeretnénk átgondolni a jelenlegi bizonyítékokat a szilárd integratív fiziológia alapján azzal a kísérlettel, hogy megkönnyítsék az EI közelgő robusztus megértését a HFpEF-ben.

az a-vO2diff csúcsot általában az SM azon képességének proxyjaként tekintik, hogy kivonja (és metabolizálja) az O2-t a keringésből. Az O2 kapillárisból SM szálakba történő diffúzióját és az O2 hasznosítását elősegítő változókat, mint például a kapillarizációt és a mitokondriális térfogatsűrűséget (mitovd) gyakran úgy tekintik, hogy meghatározzák az a-vO2diff csúcsot.7,8 ennek a konstrukciónak a támogatása vagy megcáfolása az izomfiziológiába belemerülő klasszikus kísérleti modellekből származhat.14 például az SM kapillarizációjának, a MitoVD-nek és az oxidatív kapacitásának jelentős csökkenése jellemző az egészséges egyének hosszabb ágynyugalma esetén.15 ennek ellenére az a-vO2diff csúcs változatlan marad az ágynyugalom után.15,16 ez a látszólag ellentmondásos eredmény összefügghet azzal a ténnyel, hogy az SM mitokondriális oxidatív kapacitása nagymértékben meghaladja az O2 szállítását VO2peak egészséges emberekben.17,18 Hasonlóképpen, a legújabb katéterezési vizsgálatok kétszeres funkcionális tartalékot mutatnak az SM O2 extrakcióban a VO2peak-nél képzetlen egyéneknél.19 ebben a sorban az egér SM mitokondriális tartalmának (-30% a normál szinthez képest) és oxidatív kapacitásának (-60% -85%) manipulálása nem csökkentette a VO2peak-ot, míg az anaemia ezt tette.20 az emberi és állati bizonyítékok tehát egybeesnek abban, hogy a részlegesen károsodott SM oxidatív fenotípus nem korlátozhatja az a-vO2diff csúcsot, ami bizonyos izomtöbbletet jelent a nagy SM tömeggyakorlás során, amelyről ismert, hogy elsősorban a konvektív O2 szállítási kapacitás korlátozza.18,21 a csökkent SM oxidatív kapacitás azonban befolyásolhatja az O2 extrakciót kisebb SM tömeggel járó testmozgással (<a teljes SM tömeg 50%-a), így kevésbé korlátozza a véges O2 szállítás, például kétkaros forgatás vagy egylábú térd meghosszabbítás abban az esetben in vivo az O2 fogyasztás eléri az ex vivo mért SM mitokondriális oxidatív kapacitást.17 Mindazonáltal, ami a fizikai terhelhetőségnek a nagy SM-testmozgás révén történő megállapított értékelését illeti, az SM morfológiájának és/vagy metabolikus kapacitásának megváltozása nem tekinthető egyértelműen az a-vO2diff csúcs befolyásolásának.

a HF bármely formáját részben fizikai inaktivitás jellemzi. Ennek megfelelően SM rendellenességek lehetnek jelen a HFpEF-ben, valószínűleg a fizikai dekondíciónak tulajdonítják, nem pedig a betegség-specifikus myopathia.22 úttörő biopsziás vizsgálat, amely az SM fenotípusát értékeli a HFpEF-betegeknél a közelmúltban végeztek.23-25 itt, Molina et al. alacsonyabb (akár -46%) SM mitokondriális tartalmat és oxidatív kapacitást találtak az egészséges életkornak megfelelő kontrollokhoz képest.25 Az ebben a vizsgálatban részt vevő vizsgálati alanyok nem egyeztek meg a fizikai aktivitási szintekkel, a testmérettel vagy az összetételsel, valamint a kontrollokhoz képest magasabb testtömeg-indexet (BMI) (+33%) és testzsírszázalékot (+43%) mutató HFpEF-betegekkel.25 valójában az SM mitokondriális tartalom csoportbeli különbsége eltűnt, amikor a BMI-vel korrigálták.25 Ez összhangban van a testméret domináns szerepével az SM fenotípus összehasonlításban,26 és azt sugallja, hogy a mitokondriális tartalom különbsége testmérettől vagy zsírosodástól függ.25 ugyanez a kutatócsoport emelkedett BMI-függő intermuscularis fat23-ról, valamint az 1-es típusú rostok alacsonyabb százalékáról is beszámolt, 24 esetleg korlátozva az oxidatív gép potenciálját a hfpef vs életkor-de nem BMI-megfelelő kontroll egyénekben. Függetlenül attól, hogy ha a hfpef testmozgási toleranciáját bármely SM változó korlátozta, akkor jelentős kapcsolatoknak kell megjelenniük az a-vO2diff/VO2peak csúcsmal. Míg az a-vO2diff-et nem mértük a fent említett vizsgálatokban,23-25 figyelemre méltó, hogy egyetlen SM változó sem társult a VO2peak-hez a HFpEF kohorszban egyedül.23-25 ezzel szemben a VO2peak a konvektív O2-szállítás alapjául szolgáló változók lineáris függvénye, például a maximális pulzus vagy a stroke térfogata a HFpEF-ben, 5-9, összhangban a vo2peak domináns központi korlátozásával ülő egyénekben.4 még mindig megoldatlan, hogy az SM eltérései az egészséges fenotípustól (elsősorban) meghatározzák-e az EI-t HFpEF betegeknél.

az a-vO2diff csúcs másik feltételezett kényszere a HFpEF-ben károsodott O2 diffúzió a kapillárisból az SM-be, amint arra a gyengített SM O2 diffúziós kapacitás (DMO2) következtetett a csúcs inkrementális ciklusgyakorlatában.27 a DMO2 értékelése különös figyelmet érdemel. A DMO2 kiszámítása::28

LegVO2 db smo2 nyomásgradiens (SM! O2, – tőlkapilláritomitokondrium)

míg a láb VO2 mérhető de facto, az SM! O2-t tekervényes módon becsüljük meg.29 Az átlagos kapilláris O2-nyomást arteriális és femorális vénás O2-nyomást alkalmazó előremenő integrációs eljárással közelítjük meg azzal a feltevéssel, hogy a perfúziós/VO2 heterogenitás és a perfúziós vagy diffúziós sönt elhanyagolható az SM – ben és a szomszédos szövetekben28-ez jelenleg tarthatatlan feltételezés.30,31 ezenkívül a DMO2-t a láb véráramlása (LBF) határozza meg, amely valóban jelentősen károsodhat (-40% – ig) HFpEF betegeknél.32 ésszerűen a DMO2 nem határozható meg közvetlenül, ha az LBF és a láb O2 szállítását korlátozza a meghibásodott szív pumpáló képessége. A dmo2-t értékelő közelgő tanulmányok fontolóra vehetik a láb O2 szállításának kísérleti manipulációját, pl. a vér O2 teherbírásának megváltoztatásával, miközben megőrzi az artériás O2 parciális nyomást, kontroll egyénekben a HFpEF-hez képest betegek.33 A DMO2-t együttesen véve, a jelenleg meghatározottak szerint, egy olyan halmozott paraméter, amely nem választja el a szigorú SM O2 diffúziós kapacitást a véráramlás eloszlásától (BFD) és a konvektív O2 szállítástól.

ideális esetben az SM oxidatív fenotípusának az O2 extrakcióhoz való hozzájárulását a-vO2diff intézkedések az aktív SM-en keresztül. Mindazonáltal a csökkent a-vO2diff csúcsot leíró vizsgálatok a HFpEF-betegeknél artériás és vegyes vénás vért mértek, vagy becsült a-vO2diff a Fick equation7-9 alapján VO2peak és Qpeak mérések, ahol ez utóbbi alacsony megbízhatóságot mutat, ha nem invazív módon határozzák meg.36 a vegyes vénás vérből vagy közvetett becslésekből származó eredmények kevésbé bizonyosak, mint az invazív vizsgálatok, amelyek a vénás vért ürítik. Érdekes módon, a mai napig az egyetlen katéterezési vizsgálat, amely vért vett a mély femorális vénából, így maximalizálva az elemzett vér aktív SM öntözésének arányát, majdnem teljes O2 extrakciót tárt fel a VO2peak-nál HFpEF-betegeknél, ami még az életkornak megfelelő kontrollokét is meghaladta.37 Ez arra utal, hogy az a-vO2diff szisztémás csúcs disszociálhat az SM a-vO2diff-től HFpEF betegeknél a károsodott BFD miatt, amely az idősebb egyének elismert vonása.34 a láb vascularis vezetőképességének a megnövekedett izom szimpatikus idegaktivitás következtében kialakult kor – és HFpEF-rel összefüggő csökkenése, 38-40 csökkentheti az LBF-et és ezáltal a szisztémás a-vO2diff csúcsot, függetlenül az SM oxidatív fenotípusának változásaitól. További módszertani kérdés a csökkent a-vO2diff csúcs jelenlegi bizonyítékaival kapcsolatban a HFpEF-betegeknél a nők nagyobb százalékának bevonása a hfpef-be a kontrollcsoportokhoz képest, 7-9 problémás szempont, tekintettel a nők alacsonyabb vér O2 teherbíró képességének inherens hatására az a-vO2diff – en.41 végül, amíg több (nemhez illő) bizonyíték nem áll rendelkezésre az SM O2 extrakciójának közvetlen értékelése a VO2peak-nél, az EI perifériás paradigmája a HFpEF-ben, az SM rendellenességeken alapulva, továbbra is kényszerítő, de nem bizonyított hipotézis.

szerzői hozzájárulás

DM fogant és megfogalmazta a kéziratot. CL kritikusan felülvizsgálta a kéziratot. Mindkét szerző végleges jóváhagyást adott, és egyetértenek abban, hogy elszámoltathatók a munka minden aspektusáért, biztosítva az integritást és a pontosságot.

összeférhetetlenségi nyilatkozat

a szerző(k) kijelentette, hogy e cikk kutatásával, szerzőségével és/vagy közzétételével kapcsolatban nem áll fenn összeférhetetlenség.

finanszírozás

a szerző(k) nem kaptak pénzügyi támogatást e cikk kutatásához, szerzőségéhez és/vagy közzétételéhez.

Ziaeian, B, Fonarow, GC. A szívelégtelenség epidemiológiája és etiológiája. Nat Rev Cardiol 2016; 13: 368-378.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Mezzani, a, Guazzi, M. az oxigénfelvétel javulásának kardiovaszkuláris meghatározó tényezőivel kapcsolatos bizonyítékok kiegyensúlyozása az idősek állóképességi edzése után: melyek a következő lépések? Eur J Előző Cardiol 2016; 23: 730-732.
Google Scholar / SAGE folyóiratok / ISI
Kodama, S, Saito, K, Tanaka, S. Cardiorespiratory fitness, mint az egészséges férfiak és nők minden okból bekövetkező mortalitásának és kardiovaszkuláris eseményeinek kvantitatív előrejelzője: metaanalízis. JAMA 2009; 301: 2024-2035.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Montero, D, Diaz-Canestro, C. állóképességi edzés és maximális oxigénfogyasztás az öregedéssel: a maximális szívteljesítmény és az oxigénkivonás szerepe. Eur J Előző Cardiol 2016; 23: 733-743.
Google Scholar / SAGE folyóiratok / ISI
Abudiab, MM, Redfield, MM, Melenovsky, V. a szívteljesítmény válasza a testmozgásra a szívelégtelenség metabolikus igényével kapcsolatban, megőrzött ejekciós frakcióval. Eur J Szívhiba 2013; 15: 776-785.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Santos, M, Opotowsky, AR, Shah, AM. Az aerob kapacitás központi kardiális korlátja erőkifejtéses pulmonalis vénás hipertóniában szenvedő betegeknél: következményei a szívelégtelenségre tartósított ejekciós frakcióval. Circ Szív Kudarc 2015; 8: 278-285.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Bhella, PS, Prasad, a, Heinicke, K. rendellenes hemodinamikai válasz a testmozgásra szívelégtelenség esetén, tartósított ejekciós frakcióval. Eur J Szívhiba 2011; 13: 1296-1304.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Dhakal, BP, Malhotra, R, Murphy, RM. A testmozgás intoleranciájának mechanizmusai a szívelégtelenségben megőrzött ejekciós frakcióval: a rendellenes perifériás oxigén extrakció szerepe. Circ Szív Kudarc 2015; 8: 286-294.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Haykowsky, MJ, Brubaker, PH, John, JM. A testmozgás intoleranciájának meghatározói idős szívelégtelenségben szenvedő betegeknél, akiknek megőrzött ejekciós frakciója van. J Vagyok Coll Cardiol 2011; 58: 265-274.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Berry, C, Hogg, K, Norrie, J. szívelégtelenség megőrzött bal kamrai szisztolés funkcióval: kórházi kohorsz vizsgálat. Szív 2005; 91: 907-913.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Abramov, D, Cohen, RS, Katz, SD. A vér térfogat-jellemzőinek összehasonlítása anémiás betegeknél, alacsony vagy megőrzött bal kamrai ejekciós frakciókkal. Vagyok J Cardiol 2008; 102: 1069-1072.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Maurer, MS, Schulze, PC. Gyakorlat intolerancia szívelégtelenségben megőrzött ejekciós frakcióval: a fókusz áthelyezése a szívből a perifériás vázizomba. J Am Coll Cardiol 2012; 60: 129-131.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Fleg, JL, Cooper, LS, Borlaug, BA. Edzés a szívelégtelenség terápiájaként: jelenlegi állapot és jövőbeli irányok. Circ Szív Kudarc 2015; 8: 209-220.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Gram, M, Dahl, R, Dela, F. fizikai inaktivitás és izom oxidatív kapacitás emberben. Eur J Sport Sci 2014; 14: 376-383.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Ferretti, G, Antonutto, G, Denis, C. a központi és perifériás tényezők kölcsönhatása az ember maximális o2-fogyasztásának korlátozásában hosszabb ágynyugalom után. J Physiol 1997; 501: 677-686.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Convertino, VA . Cardiovascular consequences of bed rest: Effect on maximal oxygen uptake. Med Sci Sports Exerc 1997; 29: 191–196.
Google Scholar | Crossref | Medline | ISI
Boushel, R, Gnaiger, E, Calbet, JA. Muscle mitochondrial capacity exceeds maximal oxygen delivery in humans. Mitochondrion 2011; 11: 303–307.
Google Scholar | Crossref | Medline | ISI
Montero, D, Cathomen, A, Jacobs, RA. A hematológiai, nem pedig a vázizom-adaptációk hozzájárulnak a mérsékelt állóképességi edzés által kiváltott csúcs oxigénfelvétel növekedéséhez. J Physiol 2015; 593: 4677-4688.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Calbet, JA, Losa-Reyna, J, Torres-Peralta, R. az oxigén szállításának és felhasználásának korlátai az emberek sprint gyakorlása során: bizonyíték az izom O2 diffúziós kapacitásának funkcionális tartalékára. J Physiol 2015; 593: 4649-4664.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Davies, KJ, Maquire, JJ, Brooks, GA. Izom mitokondriális bioenergetika, oxigénellátás és munkaképesség az étrendi vashiány és pótlás során. Am J Physiol 1982; 242: 418-427.
Google Scholar | Medline / Isi
Levine, BD . Vo2max: mit tudunk, és mit kell még tudnunk? J Physiol 2008; 586: 25-34.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Rehn, TA, Munkvik, M, Lunde, PK. Belső vázizom-változások krónikus szívelégtelenségben szenvedő betegeknél: betegség-specifikus myopathia vagy dekondíció eredménye? Szív Fail Rev 2012; 17: 421-436.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Haykowsky, MJ, Kouba, ej, Brubaker, PH. a vázizom összetétele és annak kapcsolata a testmozgás intoleranciájával idősebb, szívelégtelenségben szenvedő betegeknél és megőrzött ejekciós frakcióban. Am J Cardiol 2014; 113: 1211-1216.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Kitzman, DW, Nicklas, B, Kraus, mi. A vázizomzat rendellenességei és a testmozgás intoleranciája szívelégtelenségben és konzervált ejekciós frakcióban szenvedő idősebb betegeknél. Am J Physiol Szív Circ Physiol 2014; 306: H1364-H1370.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Molina, AJ, Bharadwaj, MS, van Horn, C. a vázizom mitokondriális tartalma, oxidatív kapacitása és mfn2 expressziója csökkent a szívelégtelenségben szenvedő idősebb betegeknél és a megőrzött ejekciós frakcióban, és kapcsolatban állnak a testmozgás intoleranciájával. JACC szív nem 2016; 4: 636-645.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Lundby, C, Montero, D, Gehrig, S. fiziológiai, biokémiai, antropometriai és biomechanikai hatások az emberi testmozgás gazdaságára. Scand J Med Sci Sport. Epub előtt nyomtatás 5 február 2017. DOI: 10.1111 / sms.12849.
Google Scholar / ISI
Houstis, N, Eisman, a, Pappagianopoulos, P. gyakorlati intolerancia a HFPEF-ben: a vázizom diffúziós kapacitásának kritikus szerepe és a többszörös oxigénszállítási hibák kihívása. J Am Coll Cardiol 2016; S67.13: 1481–1481.
Google Scholar | Crossref | ISI
Wagner, PD . Gas exchange and peripheral diffusion limitation. Med Sci Sports Exerc 1992; 24: 54–58.
Google Scholar | Crossref | Medline | ISI
Roca, J, Hogan, MC, Story, D. Evidence for tissue diffusion limitation of vo2max in normal humans. J Appl Physiol (1985) 1989; 67: 291–299.
Google Scholar | Crossref | Medline | ISI
Piiper, J . Perfúzió, diffúzió és heterogenitásuk korlátozza a vér-szövet O2 transzfert az izomban. Acta Physiol Scand 2000; 168: 603-607.
Google Scholar / Crossref / Medline
Kalliokoski, KK, Kemppainen, J, Larmola, K. az izmok véráramlása és áramlási heterogenitása a testmozgás során pozitronemissziós tomográfiával vizsgálták emberekben. Eur J Appl Physiol 2000; 83: 395-401.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Lee, J, Barrett-O ‘ Keefe, Z, Nelson, A. Bizonyíték károsodott értágulat edzés közben szívelégtelenség tartósított ejekciós frakció. FASEB 2014; 28 (kiegészítés): 1156,3–1156,3.
Google Scholar
Calbet, JA, Lundby, C, Koskolou, M. a hemoglobin koncentráció fontossága a testmozgáshoz: akut manipulációk. Respir Physiol Neurobiol 2006; 151: 132-140.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Beere, PA, Russell, SD, Morey, MC. Az aerob testmozgás megfordíthatja az életkorral összefüggő perifériás keringési változásokat az egészséges idősebb férfiaknál. Forgalom 1999; 100: 1085-1094.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Lee, JF, Barrett-O ‘ Keefe, Z, Nelson, AD. Károsodott vázizom értágulat edzés közben szívelégtelenségben, megőrzött ejekciós frakcióval. Int J Cardiol 2016; 211: 14-21.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Siebenmann, C, Rasmussen, P, Sorensen, H. szívteljesítmény edzés közben: négy módszer összehasonlítása. Scand J Med Sci Sport 2015; 25: e20-e27.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Katz, SD, Maskin, C, Jondeau, G. közel maximális frakcionált oxigén extrakció aktív vázizommal krónikus szívelégtelenségben szenvedő betegeknél. J Appl Physiol (1985) 2000; 88: 2138-2142.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Borlaug, BA, Olson, TP, Lam, CS. Globális kardiovaszkuláris tartalék diszfunkció szívelégtelenségben, tartósított ejekciós frakcióval. J Vagyok Coll Cardiol 2010; 56: 845-854.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
de Souza, SB, Rocha, JA, Cuoco, MA. A magas izomszimpatikus idegaktivitás a kezelt hipertóniás betegek bal kamrai diszfunkciójával jár. Am J Hypertens 2013; 26: 912-917.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Hearon, CM, Dinenno, FA. A vázizom véráramlásának szabályozása edzés közben idősödő embereknél. J Physiol 2016; 594: 2261-2273.
Google Scholar / Crossref | Medline / Isi
Agostoni, P, Vignati, C, Gentile, P. az egészséges egyének csúcsteljesítményének referenciaértékei. Mellkas. Epub nyomtatás előtt. 17 január 2017. DOI: 10.1016 / j. Mellkas.2017.01.009.
Google Scholar | ISI

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.