Kvifor bør hjertepasientar drive intensiv trening

Transkript

1 Kvifor bør hjertepasientar drive intensiv trening Morten A. Høydal Det Medisinske Fakultet Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk Cardiac Exercise Research Group NTNU, Trondheim

2 Utholdenhetstrening: En obligatorisk hjertemedisin? Metoder Metodar og mekanismer 1. Studier som omhandler trening og forekomst av kardiovaskulær sykdom og død? 2. Metoder: Måter å trene utholdenhet på Kliniske studier Eksperimentelle studier 3. Mekanismer: Kontraktil funksjon i hjerteceller Kalsiumregulering i hjerteceller 4. Styrketrening

3 Forekomst av hjerteinfarkt Epidemiologien 3mnd dødelighet av hjerteinfarkt Inaktive sjåfører Aktive konduktører J N Morris

4 Eur J Cardiovasc Prev Rehabil Oct;13(5):

5 God kondisjon er relatert til god kardiovaskulær helse! Prognostisk faktor - VO 2max en sterk prediktor - Ein uavhengig risikofaktor -Både hos friske og sjuke år ekstra selvhjulpen Myers J et al, NEJM, 2002

6 Utholdenhet og mortalitet Aerob kapasitet uttrykt som VO 2peak har avgjerande betyding for langtidsprognose og risiko for kardiovaskulær død både hos menn og kvinner med uttalt hjertesjukdom Men Female Kavanagh et al Circ 2002 Kavanagh T et al. JACC 2003

7 Utholdenhet og mortalitet Meta-analyser viser at trening reduserer dødelighet med 20% for pasientar med koronar hjertesjukdom Taylor et al. Am J Med 2004 Heile 35% redusert dødelighet ved kronisk hjertesvikt Piepoli et al. BMJ 2004

8 Utblokking av blodårer (stenting) sammenlignet med utholdenhetstrening hos pasienter med stabil koronarsykdom eller Stenting Alder 70 år 75% koronarstenose Stabil koronarsykdom 12 mnd trening 20 min sykling daglig 70% av peak HR Hambrecht et al. Circulation 2004

9 Konklusjon stenting vs. trening Samanlikna med stenting var 12 mnd trening betre med tanke på: færre kardiovaskulære hendelser i oppfølgingsperioda auka arbeidskapasitet risiko for kardiovaskulær sjukdom Fortsatt vil stenting være førstevalg for dei fleste slike pasientar Men, behandlingen vil være suboptimal dersom den ikkje i de aller fleste tilfeller kombineras med målretta fysisk aktivitet eller Hambrecht et al. Circulation 2004

10 OK! Så trening virker altså???? Kva treningsintensitet som gir optimal forbetring er fortsatt veldig debattert Huff. Kor hardt og kor lenge må eg holde på slik?

11 Guidelines - om dosering: Minst 30 minutter daglig trening med moderat intensitet eller minimum 20 minutter med hard aktivitet minst 3 ganger per uke. Intensitet mellom 40 % og 90 % av maks kapasitet Updated Recommendation for Adults From the American College of Sports Medicine and the American Heart Association: Circulation 2007

12 Guidelines - om dosering:

13 Treningsintensitet Det er enigheit om at intensitet er ein viktig faktor for forbetring Allereie i 1986 vart det vist at høg intensitet på trening var viktig the greatest improvements in aerobic power occur when the greatest challenge to aerobic power occurs i.e., when intensity is from 90 to 100% of VO 2max Bekrefta i seinare tid hos friske: Wenger & Bell Sports Med 1986 LST: long slow distance (70%maximal heart rate; HRmax) LT: lactate threshold (85% HRmax) 15/15 interval running (15 s of running at 90 95% HRmax followed by 15 s of active resting at 70% HRmax) 4 4 min of interval running (4 min of running at 90 95% HRmax followed by 3 min of active resting at 70% HRmax). If the total energy expenditure of exercise is held constant, exercise performed at a vigorous intensity appears to convey greater cardioprotective benefits than exercise of a moderate Intensity Helgerud et al. Med Sci Sport Exerc 2007 Gormley et al. Med Sci Sport Exerc 2008 Swain et al. Am J Cardiol 2006

14 Intensitet og mortalitet Fysisk aktivitet og mortalitet hos menn og kvinner med koronar hjertesjukdom: Helseundersøkelsen Nord- Trøndelag (HUNT) Populasjonsbasert prospektiv cohortstudie med 18 års oppfølging 2137 menn and 1367 kvinner med koronar hjertesjukdom Ei treningsøkt i veka reduerte mortalitet både hos menn og kvinner Større reduksjon ved auka hyppigheit Dei som rapporterte moderat eller høg intensitet på trening ha større reduksjon i risiko enn dei som rapporterte lav intensitet på trening Moholt et al. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2008

15 Trening for pasientar med metabolsk syndrom Det metabolske syndrom er eit cluster av cardiovaskulære risikofaktorar: Type II-diabetes - svekka glukose toleranse eller insulin resistans +2 av dei følgjande: 1. Obesity; BMI > 30 kg/m 2 og/eller WHR > 0.9(M), > 0.85 (F) 2. Dyslipidemia; triglycerides > 1.7 mmol/l og/eller HDL-cholesterol < 0.9 (M), < 1.0 (F) 3. Hypertension; Bloodtrykk> 140/90 mmhg og/eller medisinering 4. Microalbuminuria; albumin ekskresjon > 20 µg/min Individer med det metabolske syndrom har 3 gongar så stor risiko for å døy av koronar-hjertesjukdom enn friske Ford et al. Jama. 2002; Balkau et al. Diabetes Metab. 2002; Malik et al. Circulation. 2004; Katzmarzyk et al. Diabetes Care

16 Intensitet på trening er omdiskutert Målet til studiet var å teste effekten av trening på moderat intensitet opp mot høgintensitetstrening for å redusere risikofaktorar ved det metabolske syndrom Moderat intensitets trening (70% av HFmax) - langkøyring vs. Intervalltrening (90% av HFmax) 3 gongar per veke over 16 veker

17 Større auke i aerob kapasitet ved intervalltrening VO2max (ml/kg 0.75 /min) Pre Post **# ** 60 Control Moderate Interval

18 Både intervall- og moderat trening bedra endotelfunksjon (blodårefunksjon) Auka tilgjengelighet av nitrogenoxid (NO- den mest potente vasodilator) (36±3%, p<0.03) etter intervall- ikkje signifikant etter moderat Oksidert LDL, redusert med 17% ved intervall FMD (% change) Nitric oxide (% change) ox-ldl (% change) % **# ** 9% Control Moderate Interval * Control Moderate Interval ** Control Moderate Interval * Significantly different within each group from pre to post (p<0.05). ** Significantly different within each group from pre to post (p<0.01). Significant different from the other two groups (p<0.05). # different from control (p<0.05). Arnt Erik Tjønna, PhD Thesis

19 Høg-intensitets trening er betydelig meir effektivt en moderat-intensitets trening for å redusere risikofaktorar tilhøyrande det metabolske syndrom Intensitet viktig!!!! Kraftig reduksjon i risiko for kardiovaskulær sjukdom

20 Korleis trene mest mulig effektivt for å auke kondisjonen hos pasienter med koronarsykdom? Roleg trening med lang varighet? Hardere trening med kortere varighet? Rognmo et al. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2004

21 Treningsprogram 3 gonger per veke i 10 veker Høg intensitet: 5 min oppvarming. 4 x 4 min intervaller på 80-90% av VO 2peak 3 min aktiv pause (50-60% av VO 2peak ) mellom intervallene og etter siste intervall Moderat intensitet: 47 min kontinuerlig arbeid på 50-60% av VO 2peak Rognmo et al. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2004

22 Uthaldstreningstrening for CAD pasienter 4.0 P = P = Before After 3.5 P = VO2peak (L min -1 ) % 7.9% High intensity Moderate intensity Rognmo et al. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2004

23 Kvifor auka VO 2peak? Ekkokardiografi med hastighetsmålinger i hjertemuskelen: Relaksasjonsevnen til hjertet vart forbedra (auka fylling i diastole) Auken korrelerte med auke i VO 2peak Bedra ved høg-intensitets trening men ikkje ved moderat-intensitets trening Bedra fylling, auka slagvolum? Amundsen et al. Scand Cardiovasc J. 2008

24 St. Olav s prosjektet: Trening og hjertesvikt Kva treningsintensitet har størst effekt på hjertet? Hjertesvikt etter hjerteinfarkt ~75 år, NYHA-class 1-3, EF<40 Optimal medisinering Wisløff et al, Circulation 2007

25 Intervalltrening (90-95% av Hfmax) VS. Moderat trening (70% av Hfmax) 2-3 ganger per veke i 12 veker, i tillegg til ei kontrollgruppe Pasientane i trenings-gruppene gikk like langt kvar treningsøkt Berre intensitet på trening var forskjellig Wisløff et al, Circulation 2007

26 Maksimalt oksygenopptak Maksimalt oksygenopptak (ml kg -1 min -1 ) % + 46 % Pre Post Pre Post Pre Post Kontroll Moderat Intervall Wisløff et al, Circulation 2007

27 Reversering av patologisk hypertrofi og bedret systolisk funksjon etter intervalltrening Kontroll Moderat Intervall LVEDD EF Pre (mm) Post (mm) Pre (%) Post (%) * * AVPD SV Pre (mm) Post (mm) Pre (ml) Post (ml) * * AVPD: Aterio-ventricular plane displacement (towards apex) EF: Ejection fraction LVEDD: Left ventricle end diastolic dimension SV: Stroke volume Wisløff et al, Circulation 2007

28 40% reduksjon av nivået på BNP i plasma etter intervalltrening BNP: er en hypertrofimarkør og sier også noe om graden av hjertesvikt; høyt nivå negativt 2000 probnp (pg/ml) p < 0.02 Pre Post Pre Post Pre Post Control Moderate Interval Wisløff et al, Circulation 2007

29 Eksperimentelle studier og basale mekanismer

30 Intervalltrening hos rotter med hjertesvikt etter infarkt 8 min ved 90% og 2 min ved 60% av VO 2max Bratt oppoverbakke, 25 O (47%) 1 time 5 dager per uke i 8-10 uker Wisløff et al Cardiovasc Res 2002 Kemi et al, Circulation 2004

31 Maksimalt oksygenopptak (VO 2max ) VO2max (ml kg -1 min -1 ) SH-TR SH-SED INF-TR INF-SED Trente friske Trente hjertesvikt Utrente friske Utrente hjertesvikt Weeks

32 Fysiologisk hypertrofi i normale celler og reversering av patologisk hypertrofi i celler fra dyr med hjertesvikt Frisk MI Ligering av LAD Frisk Hjertesvikt Utrent Patologisk Trent Fysiologisk 40% reduksjon i Atrial natriuretic peptide (ANP): Wisløff et al. Cardiovasc Res 2002 Zhang XQ et al J Appl Physiol. 1998

33 Hjertesvikt: KONTRAKSJON Redusert systolisk funksjon; mindre og tregere kontraksjon i hjerteceller fra dyr med hjertesvikt Redusert diastolisk funksjon; tregere relaksasjon Control Trained Heart Heart failure Failure Relative cell length (%) ms Relative cell length (%) ms Trening normaliserer kontraksjonen

34 Eksitasjon- kontraksjons kopling Na Na Ca 2+ ATPase NCX Na channel Sarcolemma Na Na Cytosol Ca 2+ channel RyR SR NCX PLB T-tubule Na SERCA

35 Hjertesvikt: KALSIUMREGULERING Redusert systolisk funksjon; mindre kalsium tilgjengelig for kontraksjon (peak systolisk kalsium) Redusert diastolisk funksjon; tregere fjerning av kalsium i diastolen Control Heart failure Trening normaliserer kalsiumreguleringen

36 Maksimal aerob kapasitet p < VO 2max (ml min -1 kg ) p < % +42% Sham kontroll Moderat Høg Infarkt Signifikant større forbetring ved høgintensitets trening

37 Hjertecellefunksjon Systolisk funksjon Diastolisk funksjon Fractional shortening (%) Kontraksjon NS p < 0.02 p < 0.01 Sham HF-CON HF-MOD HF-INT NS Time to 50% relengthening (ms) Tid til avslapning (relaksasjon) NS p < 0.01 NS Sham HF-CON HF-MOD HF-INT Ca 2+ utslepp Fjerning av Ca 2+ NS Calcium amplitude (Fura-2 Ratio) p < 0.01 p < 0.01 p < 0.05 Sham HF-CON HF-MOD HF-INT Time to 50% Ca 2+ decay (ms) 200 NS p < Sham HF-CON HF-MOD HF-INT

38 Kva med anstrengelsesindusert arrytmiar og plutselig død?

39

40 Lekkasje i hjerteceller Hjertesvikt Kontroll μm 250ms Bers, DM Nature 2002

41 Reduserer trening kalsiumlekkasjen i diastolen? Undersøke om utholdenhetstrening påvirker (bedrer eller forverrer) lekkasjen av kalsium ut gjennom ryanodinreseptoren i diastole Mus med type-2 diabetes og sviktende hjerte Treningsprotokoll som teoretisk skulle fremprovosere arytmi

42 Uthaldstrening på 85-95% VO 2max Intervalltrening 1.5 t per dag/5 dagar per veke/ 10 veker Sedat Trent 20 % høgare VO 2max

43 Trening reduserer diastolisk kalsiumlekkasje Mus med diabetisk kardiomyopati Post-infarkt hjertesvikt p < 0.01 i rotter: betyding av intensitet 35 RyR leak (% of total Ca 2+ in SR) SR leak (% of total Ca 2+ in SR) p < 0.01 p < Sedentary Utrent diabetes NS Diabetes Exercise Trent diabetes ns Sham HF-CON HF-MOD HF-INT Sedentary Frisk Wild Type

44 Terskel for ventrikkelflimmer Post-infarkt hjertesvikt i rotter: betyding av intensitet A P<0.01 P<0.01 P< /8 Sustained VF (%) /14 5/8 1/9 0 Sham HF-SED HF-MOD HF-AIT ECG

45 Praktisk gjennomføring Gjennomføring av trening: Høgintensitets trening gir størst effekt Anbefalte aktivitetar er gange/løp, skigåing, sykling, symjing eller andre aktivitetar med bruk av større muskelgrupper 4 * 4 minutters intervall 85-95% av maksimal hjertefrekvens (Kraftig andpusten utan å stivne) Pasientar med β-blokkere trenes på 85-95% av maximal HF med β- blokkere. Ved justering av dose må ny test HF maxtest tas Pausen mellom draga for å kvitte seg med melkesyre

46 Intervalltrening Sammenlikne intensiteter = isokalorisk justering

47 Praktisk gjennomføring Kontraindikasjon for trening og risiko: Alvorlege hjerterytmeforstyrrelsar Alvorlege klaffefeil Utilstrekkelig kontrollert hypertoni eller diabetes Pågåande infeksjon med redusert allmenntilstand Tegn på ustabil koronarsjukdom ustabil angina Betydelig iskemi ved lave belastningar (<50W) Hjerteinfarkt dei siste to vekene eller nyleg oppdaga atrieflimmer

48 Økt risiko ved intensiv trening? Det er ein viss auka risiko for plutseleg hjertedød eller hjerteinfarkt under og like etter trening. Denne risikoen oppveges av den beskyttande effekt av trening over tid. I overvåka treningsopplegg var risikoen funne til å være: 1 hjertestans per treningstimar 1 hjerteinfarkt per treningstimar 1 dødsfall per treningstimar Thomson et al. Circulation 2007

49 Økt risiko ved intensiv trening? I studier gjort ved St. Olavs Hospital/NTNU 3176 treningsøkter uten hendelser (Pasienter: hjertesvikt- 2 studier, div koronar- 3 studier, infarkt- 2 studier, ACB- 1 studie) Og i samarbeid med: Røros: økter med intervall med 1 hendelse Feiring: med intervall med 1 hendelse Smartex: Er i gang. Storstilt studie for å avdekke risiko og effekt av høgintensitets intervalltrening opp mot moderat trening. Samarbeid med fleire i Norge og Europa NTNU University Hospital, Antwerp UMC Utrecht Technische Universität, Klinikum rechts der Isar, Munich Universtät Leipzig, Herzzentrum Gmbh Bispebjerg Hospital St. Olavs Hospital, Trondheim Stavanger University Hospital

50 Utholdenhetstrening: Ein obligatorisk hjertemedisin? Høg intensitet gir større effekt Reduserar kardiovaskulær sjukdom og død blant friske personar Reduserar mortalitet og hjertefunksjon i bestemte grupper av pasientar Mekanismane for bedra hjertefunksjon er blant anna : Bedra kalsiumhandtering i hjertecellene Bedra energiomsetning Redusert Kalsium lekkasje og arytmi Behov for å sjå om trening kan erstatte medisin fullstendig i forebygging av hjerte/karsykdom i enkelte tilstandar

51 Takk for meg! Kontaktinformasjon: Dr. Morten Andre Høydal PhD in Molecular Medicine Faculty of Medicine Institute of Circulation and Medical Imaging Norwegian University of Technology and Science Phone: Fax: