Ryggmargsskade; kardiovaskulær helse og trening Sentrale og perifere tilpasninger og kardiovaskulær risiko Berit Brurok 1
Innhold Bakgrunn: ryggmargsskader (RMS) Perifere og sentrale tilpasninger etter ryggmargsskade Kardiovaskulær sykdom og ryggmargsskade Kardiovaskulær risiko og trening Konklusjoner/veien videre 2
Ryggmargskade Copyright Human Organs 3
Ryggmargsskade Tap av motorisk og sensorisk funksjon Tap av blære- og tarmfunksjon Nedsatt seksualfunksjon Nedsatt ANS funksjon Gazda & Tadayon 2012 Kirshblum et al. 2011 in J Spinal Cord Medicine 4
Definisjoner Trening: Aerobe treningsintervensjoner ikke akutte effekter Aerob kapasitet: Det kardiopulmonære system samt musklenes kapasitet til å opprettholde et visst nivå av fysisk aktivitet (ACSM) Ryggmargsskade: Ryggmargsskade rullestolbrukere, ikke de med gangfunksjon. 5
Definisjoner Perifere Sentrale 6
Perifere tilpasninger etter ryggmargskader 7
Perifere tilpasninger etter RMS 50% blodstrøm i arteria femoralis Assosiert med muskelatrofi Tap av funksjon i muskelvenepumpen Phillps et al. 2011 in Spinal Cord De Groot et al. 2006 in Arch Phys Med and Rehabil 8
Perifere tilpasninger etter RMS Atrofi av skjelettmuskulatur: kapillærtetthet vaskulær motstand Hopman et al. 2002 in Eur J Appl Physiol 9
Perifere tilpasninger etter RMS Økt tykkelse på åreveggene i arteria femoralis mellom 8-24 uker Femoral Karotis Thjissen et al. 2012 Eurpean Journal of applied physiology 10
Endringer i skjelettmuskulatur Et shift mot økt type IIB muskel fibre Aerob oksidativ kapasitet Biering-Sørensen et al. 2009 in Muscle and Nerve 11
Sentrale tilpasninger etter RMS 12
Sentrale tilpasninger etter RMS Thorakale (T1) RMS: begrenset puls respons til trening (130-140 bpm) lavere blodtrykk i hvile (90/50mmHg) redusert slagvolum autonom dysrefleksi Inverst forhold mellom skadenivå og maksimalt oksygenopptak. Copyright Human Organs Haisma et al. 2006 in Spinal Cord 13
Sentrale tilpasninger etter RMS 26% venstre ventrikkelmasse hos tetraplegikere (n=7, C5-C6) (Kessler et al. 1986 in Am J of Cardiol) FEV -1 Komplett paraplegi: 90% av forventet Komplett tetraplegi: 60% av forventet Haisma et al. 2006 in Spinal Cord 14
Sammendrag Perifere blodstrøm og diameter på åre vaskulær motstand kapillærtetthet Sentrale puls og blodtrykk aerob kapasitet venstre ventrikkel masse Muskel- fibershift FEV 1 15
Kardiovaskulær risiko 16
Kardiovaskulære risikofaktorer hos RMS Forstyrret glukose homeostase, insulin resistens Høyt total kolesterol og lavt HDL- kolesterol Lav aerob kapasitet Begrenset perifer vaskulær funksjon Høyere forekomst av fedme, spesielt visceralt adipøst vev Metabolsk syndrom Diabetes type II Myers et al. 2007 in Am. J Phys. Med. Rehabil 17
Prevalens av kardiovaskulær sykdom hos RMS 30-50%: RMS 5-10%: funksjonsfriske. Ledende dødsårsak Myers et al. 2007 in Am J Phys Med Rehabil Hagen et al 2010 in J Neurol Neurosurg Psychiatry 18
Prevalens av kardiovaskulær sykdom hos RMS Tetraplegi: 16% risiko for all årsak kardiovaskulær sykdom Paraplegi: 70% risiko for koronar sykdom Komplett RMS: 44% risiko for all årsak CVD Groah et al. 2001 in Spinal Cord. Myers et al. 2007 in Am J Phys Med Rehabil 19
Mortality: SCI Increased life expectancy by 67% in critical the first year Prevalence of CVD: 30-50% in SCI 5-10% in able-bodied. Myers et al. 2007 in Am J Phys Med Rehabil De Vivo et al. 1999 in Arch Phys Med and Rehab 20
VO 2peak En sterk prediktor på morbiditet og mortalitet. For hver metabolsk enhet (MET= 3.5 ml kg -1 min -1 ) i VO 2peak, en 12% reduksjon i mortalitet. Myers et al. 2002, in New England Journal of Medicine 21
Peak oksygen opptak (VO 2peak ) Arm trening VO 2peak Tetraplegi: rullestol rugby spillere: 1.67 l min -1 Paraplegi: basketball spillere 2.47 l min -1 Leicht et al. 2011in Scandi J of Med & Sci in Sports Haisma et al. 2006 in Spinal Cord 22
Perifere tilpasninger etter trening 23
Trening for aerob kapasitet Funksjonell elektrisk stimulering (FES) FES kombinert med arm-sykling/roing (FES hybrid) Overkropps trening: arm-sykling/ rullestolkjøring 24
Perifere tilpasninger etter trening arteria femoralis: Blodstrøm, diameter, vaskulær motstand og FMD Skjelett- muskelfiber tverrsnittsareal, type og kapillærtetthet Peak oxygen opptak (VO 2peak ) 25
Perifere tilpasninger etter FES trening Blodstrøm i arteria femoralis: 40% økning av blodstrøm i hvile Thjissen et al. 2006 in Arch Phys Med Rehabil Gerrits et al. 2001 in Archives Phys Med and Rehabil 26
Perifere tilpasninger: FES hybrid Blodstrøm i arteria femoralis: 43.5% blodstrøm i hvile 17% peak blodstrøm 32% vasculær resistens i hvile Thjissen et al. 2005 Medicine & Science in Sports & Exercise 27
Peripheral adaptations: FES Femoral artery resting diameter: femoral arterial diameter (7.5-8.1 mm) Gerrits et al. 2001 in Archives Phys Med and Rehabil 28
Perifere tilpasninger: FES hybrid Arteria femoralis: 8% i diameter i hvile N=9, C5-T12 29 Thjissen et al. 2006 in Arch Phys Med Rehabil
Perifere tilpasninger: FES sykling Arteria femoralis: flow mediated dilation (FMD): Normaliseres etter FES trening Tilpasninger bare i stimulert bein De Groot et al. 2005 in Medicine & Science in Sports & Exercise 30
Perifere tilpasninger: FES hybrid Arteria femoralis flow mediated dilation: Thjissen et al. 2006 in Arch Phys Med Rehabil 31
Perifere tilpasninger: FES sykling Skjelettmuskel fiber typing: Et shift mot mer fatigue resistente type IIA fibre mindre type IIB 12% tverrsnittsareal Mohr et al. 1997 in Spinal Cord 32
Perifere tilpasninger: FES sykling Skelettmuskel fiber og kapillærtetthet: 129% fiber tverrsnittsareal Kapillær tetthet 23% aktivitet citrate cynthase activity in mitochondria Crameri et al. in Scand J Med Sci Sports in 2002 33
Perifer tilpasning: FES sykling 28% VO 2peak (Hettinga et al. 2008 in Sports Medicine) 19.2% VO 2peak etter 1 år med trening Mohr et al. 1997 in Spinal Cord 34
Sentrale tilpasninger etter trening 35
Sentral tilpasninger: FES sykling 6 5% venstre ventrikkel intern dimensjon Venstre ventrikkel masse 35% etter trening Reverserer myocard atrofi hos tetraplegikere Nash et al. 1991 in Paraplegia 36
Sentrale tilpasninger: Arm sykling Høy intensitets trening har bedre effekt enn lav intensitet for økt oksygen opptak 37 De Groot et al. 2003 in Spinal Cord
Sentrale tilpasninger: FES hybrid trening 11-25% VO 2peak N=6 Hettinga et al. 2008 in Sports Medicine Brurok et al. 2011 in Am. J. Phys. Med. Rehabil 38
Sentrale tilpasninger: FES hybrid sykling Stroke volume Cardiac output ml beat -1 L min -1 Brurok et al. 2011 in Am. J. Phys. Med. Rehabil 39
Sentrale tilpasninger fra FES hybrid sykling O 2 pulse økte fra 11.0 to 12.7 ml/o 2 /beat (N=8) Mutton et al.1997 in Arch Phys Med Rehabil 40
Effekt fra trening på kardiovaskulære risikofaktorer 41
Effekt fra FES sykling på glukose metabolisme Whole body insulin-stimulated glucose uptake by 33% GLUT-1 økte med 52% GLUT-4 økte med 72% 56% muskel oxidativ kapasitet Hjeltnes et al. 1998 in FASEBJ Chilibeck et al. 1999 in Metabolism 42
Effekt fra FES sykling på glukose metabolisme N=10 Mohr et al. 2001 in Med Sci Sports Exerc 43
Effekt fra arm-sykling på glukose metabolisme Høy intensitet armsykling insulin sensitiviteten mer sammenlignet med lav intensitet 44 De Groot et al. 2003 in Spinal Cord
Effekt fra armsykling på lipid lipoprotein profiler triglycerider og TC/HDL ratio sank mer i HI gruppen samenlignet med LI gruppen N=6 Høy vs. lav intensitet Ratio TC/HDL lavere i HI gruppen De Groot et al. 2003 in Spinal Cord 45
Effekt fra trening på aerob kapasitet FES og FES hybrid trening for VO 2peak Assosiasjon mellom VO 2peak og kardiovaskulær risiko hos RMS? 46 Hettinga et al. 2008 in Sports Medicine
Effekt fra trening på vaskulær funksjon FES sykling and FES hybrid sykling for bedre arteriell dynamikk; Assosiasjonen mellom en bedre arteriell dynamikk og kardiovaskulær risiko? Phillips et al. 2011 in Spinal Cord 47
Konklusjoner FES og FES hybrid trening er effektive for bedre perifer vaskulær funksjon og aerob kapasitet Det er begrenset evidens for sentrale tilpasninger etter aerob trening for personer med ryggmargsskade Aerob høy intensitets arm-ergometer trening kan bedre aerob kapasitet mer sammenlignet med lav intensitet Per dato er forholdet mellom fysisk aktivitet og risiko for hjerte- og karsykdom hos ryggmargsskadde er et lite studert område. 48
Veien videre Forholdet mellom økt fysisk kapasitet, kardiovaskulær helse og overlevelse hos ryggmargsskade trenger å bli undersøkt. Mindre ressurskrevende FES hybrid treningsmodaliteter må testes. RCT med større utvalgsstyrke og mer homogene grupper. 49
Takk for oppmerksomheten! 50