Exercitii Aerobice Zilnic Îmbunătățește Hiperemia Reactivă la Pacienții Cu Hipertensiune arterială Esențială

exercitii aerobice Regulate de pacienți cu hipertensiune arterială esențială este asociat cu schimbări benefice în sânge presiune, profilul lipoproteinelor, metabolismul glucozei, și neurohormonal de presă. Studii epidemiologice recente au arătat că exercițiile fizice reduc morbiditatea și mortalitatea cardiovasculară în populația generală, inclusiv persoanele cu hipertensiune arterială.,12 cu toate acestea, mecanismul care stă la baza efectelor antihipertensive și antiatherogenice ale exercițiilor fizice rămâne neclar.

mai Multe linii de dovezi care să indice afectarea endoteliu-dependente vasorelaxation în vasele de forearm34 și în coronary5 și renal67 circulație a pacienților cu hipertensiune arterială esențială., Experimente recente au demonstrat că au continuat exercitarea augmentată vasodilatație evocate de endoteliu-dependente vasodilatator acetilcolină în dogs8 și șobolani,9 întrucât, în studiile clinice, pregătire fizică îmbunătățită endoteliu-dependente vasodilatație în antebraț în sănătoasă subjects10 și pacienții cu insuficiență cardiacă cronică.11 Dacă vasodilatația dependentă de endoteliu afectată este restabilită prin exerciții aerobice la pacienții cu hipertensiune arterială esențială este, prin urmare, o problemă importantă.,în primul rând, pentru a determina dacă disfuncția endotelială este demonstrabilă în circulația antebrațului la pacienții cu hipertensiune arterială esențială, am măsurat răspunsurile fluxului sanguin al antebrațului (FBF) la hiperemia reactivă, un indice de vasodilatație dependentă de endoteliu și nitroglicerină administrată sublingual, un indice de vasodilatație independentă de endoteliu. În al doilea rând, am evaluat efectele exercițiilor aerobice regulate pe termen lung asupra funcției endoteliale la pacienții cu hipertensiune esențială ușoară până la moderată., Pentru a face acest lucru, am determinat vasodilatația dependentă de endoteliu la începutul și sfârșitul unei perioade de 12 săptămâni de exerciții regulate.

metode

Protocolul de studiu 1: funcția endotelială la subiecții normotensivi și hipertensivi

am studiat 27 pacienți japonezi cu hipertensiune esențială ușoară până la moderată (20 bărbați și 7 femei; vârsta medie 52±9 ani) și 17 subiecți normotensivi (12 bărbați și 5 femei; vârsta medie 49±7 ani)., Hipertensiunea arterială a fost definită ca tensiune arterială sistolică >160 mm Hg și/sau o presiune arterială diastolică >95 mm Hg măsurată în poziția așezat pe cel puțin 3 ocazii diferite in clinica de la Hiroshima Universitatea de Medicina. Hipertensiunea esențială ușoară până la moderată a fost definită ca o presiune sistolică între 140 și 170 mm Hg și o presiune diastolică între 90 și 110 mm Hg, fără semne obiective de boală hipertensivă a organelor finale., Pacienții cu forme secundare de hipertensiune arterială au fost excluși pe baza unui istoric complet și a examinării fizice, a examinărilor radiologice și ultrasunete și a analizei urinei. Activitatea reninei plasmatice și plasmatice de aldosteron și norepinefrinei plasmatice și creatininei serice, de potasiu, de calciu, și gratuit tiroxina concentrațiile plasmatice au fost determinate, precum și 24-ore excreției urinare de 17-hydroxycorticosteroids, 17-ketogenic steroizi, și acidului vanillylmandelic., Niciun pacient nu a avut antecedente de boli cardiovasculare sau cerebrovasculare, diabet zaharat, hipercolesterolemie, boli hepatice sau boli renale. Toți pacienții au fost în esență sedentari și nu au făcut exerciții fizice în mod regulat. Normal tensiunea arterială a fost definită ca tensiune arterială sistolică <140 mm Hg și o presiune arterială diastolică <80 mm Hg. Subiecții de control normotensiv nu au avut antecedente de boală gravă. Un aport de alcool mai mare decât etanolul 30 mL/zi a fost, de asemenea, un criteriu de excludere., Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul de etică al primului departament de Medicină Internă al Universității Hiroshima. Consimțământul informat pentru participare a fost obținut de la toți subiecții.răspunsurile vasodilatatoare la hiperemia reactivă și nitroglicerina sublinguală au fost evaluate la subiecții de control normotensivi și la pacienții hipertensivi esențiali. Studiul a început la 8:30 am. Subiecții au postit în noaptea precedentă timp de cel puțin 12 ore și au fost ținuți în poziție supină într-o cameră liniștită, întunecată, cu aer condiționat (temperatură constantă, 22°C până la 25°C) pe toată durata studiului., După ce subiecții s-au odihnit timp de 30 de minute în poziția culcat pe spate, FBF bazal a fost măsurat conform descrierii de mai jos. Apoi, au fost măsurate efectele hiperemiei reactive și ale nitroglicerinei sublinguale asupra FBF. Pentru a obține vasodilatație mediată de flux, FBF a fost ocluzat prin umflarea unei manșete peste brațul superior stâng la o presiune de 280 mm Hg timp de 5 minute. După eliberarea ocluziei ischemice a manșetei, FBF a fost măsurat timp de 3 minute. Un comprimat de nitroglicerină (0,3 mg, Nihonkayaku Co) a fost administrat sublingual, iar din nou FBF a fost măsurat timp de 3 minute., Aceste studii au fost efectuate în ordine aleatorie, procedând după ce FBF a revenit la valoarea inițială; deoarece într-un studiu preliminar FBF a revenit la valoarea inițială în decurs de 10 minute după eliberarea ocluziei manșetei sau administrarea sublinguală de nitroglicerină, răspunsul la hiperemia reactivă sau nitroglicerina sublinguală a fost urmat de o perioadă de recuperare de 15 minute. Concentrațiile serice inițiale în condiții de repaus alimentar ale colesterolului total, colesterolului HDL, TG, creatininei, insulinei, glucozei, electroliților, activității reninei plasmatice și concentrației de norepinefrină au fost obținute după o perioadă de repaus de 30 de minute.,

Măsurare a Antebrațului Fluxul de Sânge

FBF a fost măsurată folosind un mercur plină de Silastic tulpina ecartament plethysmograph (CE-5R, D. E. Hokanson, Inc) așa cum este descris anterior.34 pe scurt, manometrul a fost fixat pe partea superioară a brațului stâng, conectat la dispozitivul de pletismografie și susținut deasupra nivelului atriului drept. Cu un minut înainte de fiecare măsurare și pe parcursul măsurării FBF, o manșetă a încheieturii a fost umflată la o presiune de 50 mm Hg mai mare decât tensiunea arterială sistolică pentru a exclude circulația mâinilor din măsurători., Manșeta pentru braț fost umflate la 40 mm Hg timp de 7 secunde la fiecare 15 de-al doilea ciclu, pentru a astupa venos de la braț, folosind o rapidă manșeta pneumatic (EC-20, D. E. Hokanson, Inc). Semnalul de ieșire FBF a fost transmis unui înregistrator (U-228, Advance Co). FBF a fost exprimat în mililitri pe minut la 100 mL din volumul țesutului antebrațului. Au fost mediate patru măsurători pletismografice pentru a obține FBF la momentul inițial și în timpul hiperemiei reactive și Administrării nitroglicerinei sublinguale.

Protocolul de studiu 2., Efectul exercițiului Aerobic asupra funcției endoteliale la pacienții cu hipertensiune arterială esențială

dintre 27 de pacienți, 20 (14 bărbați și 6 femei; vârsta medie 53±10 ani) au fost randomizați pentru exerciții aerobice regulate. O perioadă de alergare de 4 săptămâni a fost urmată de o perioadă de exerciții fizice de 12 săptămâni. Ceilalți 7 pacienți (6 bărbați și 1 femeie; vârsta medie 51±8 ani) au continuat 12 săptămâni de urmărire fără modificarea stilului de viață.în timpul perioadei de funcționare, tensiunea arterială a fost stabilă., Răspunsurile vasodilatatoare la hiperemia reactivă și nitroglicerina sublinguală au fost evaluate într-un protocol identic cu protocolul de studiu 1 la începutul și sfârșitul perioadei de urmărire de 12 săptămâni.pentru a examina efectul exercițiului asupra eliberării oxidului nitric (NO), am măsurat FBF în timpul hiperemiei reactive și Administrării sublinguale a nitroglicerinei în prezența inhibitorului de NO sintază NG-monometil-L-arginină (L-NMMA; Sigma Chemical Co) la 9 din 20 pacienți hipertensivi randomizați la exerciții aerobice., Răspunsurile vascularizării antebrațului la hiperemia reactivă și nitroglicerina sublinguală după perfuzia cu L-NMMA au fost evaluate la începutul și la sfârșitul perioadei de exercițiu de 12 săptămâni. Un cateter de polietilenă de calibru 23 (Hakkow Co) a fost introdus în artera brahială stângă sub anestezie locală (1% lidocaină) pentru perfuzarea L-NMMA. După ce subiectul a menținut poziția în sus timp de 30 de minute, am măsurat FBF bazal. Apoi, au fost măsurate efectele hiperemiei reactive și ale nitroglicerinei sublinguale asupra hemodinamicii antebrațului. FBF a fost măsurat în ultimele 2 minute ale perfuziei., Fiecare studiu a fost inițiat după revenirea FBF la valoarea inițială. După încheierea unei perioade de recuperare de 15 minute, L-NMMA a fost perfuzat intra-arterial în doză de 8 µmol/min timp de 5 minute pentru măsurarea bazală a FBF. Am efectuat hiperemie reactivă și nitroglicerină sublinguală după inițierea unei perfuzii de 5 minute cu L-NMMA; FBF a fost măsurat în ultimele 2 minute de perfuzie.subiecții au efectuat 30 de minute de mers rapid de 5 până la 7 ori pe săptămână timp de 12 săptămâni., O perioadă de încălzire de 5 minute a fost urmată de 30 de minute de exerciții fizice și o perioadă de răcire de 5 minute. Am explicat în detaliu metoda exercițiului aerobic (tipul exercițiului, frecvența, durata și intensitatea) și am demonstrat mersul rapid pentru subiecți. Participanților li s-a cerut să înregistreze exercițiile fizice efectuate, dar altfel să își mențină obiceiurile comportamentale și dietetice originale, în special aportul lor de sodiu, potasiu, calorii și alcool., Pentru a monitoriza conformitatea, am verificat fișa de performanță a exercițiilor, am măsurat excreția urinară de sodiu și potasiu 24 de ore și am intervievat toți subiecții la fiecare 4 săptămâni. Într-un studiu preliminar, intensitatea mersului rapid comandat a fost echivalentă cu 52±6% din consumul maxim de oxigen (n=5).

metode analitice

probele de sânge venos au fost plasate în tuburi care conțin EDTA de sodiu (1 mg/mL) și în tuburi de polistiren., Tuburile care conțin EDTA au fost răcite prompt într-o baie de gheață înainte de separarea imediată a plasmei prin centrifugare la 3100 rpm la 4°C timp de 10 minute; serul a fost separat la 1000 rpm la temperatura camerei timp de 10 minute. Probele au fost depozitate la -80°C până la testare. Metodele chimice de rutină au fost utilizate pentru a determina concentrațiile serice ale colesterolului total, colesterolului HDL, TG, creatininei, glucozei și electroliților. Concentrația serică a lipoproteinelor cu densitate scăzută (LDL) a fost determinată folosind metoda lui Friedewald.12 PRA (Gamma Coat PRA, Baxter Travenol Co) a fost testat prin radioimunoanaliză., Concentrația plasmatică a norepinefrinei a fost măsurată prin cromatografie lichidă de înaltă performanță.

analiza statistică

rezultatele sunt prezentate ca medie±DS. Valorile P< 0,05 au fost considerate semnificative. Testul U Mann-Whitney a fost utilizat pentru a evalua diferențele dintre subiecții hipertensivi și normotensivi în ceea ce privește parametrii la momentul inițial. Comparațiile parametrilor înainte și după exercițiu au fost efectuate cu mijloace ajustate de ANCOVA utilizând datele inițiale ca covariabile., Comparațiile curbelor de timp ale parametrilor în timpul hiperemiei reactive au fost analizate prin ANOVA 2-way pentru măsuri repetate. Datele au fost prelucrate folosind pachetele software StatView IV (Brainpower) sau Super ANOVA (Abacus Concepts).

rezultate

Protocolul de studiu 1., Efectele hiperemiei Reactive și ale nitroglicerinei sublinguale asupra fluxului sanguin al antebrațului la pacienții cu hipertensiune esențială și la subiecții normotensivi

caracteristicile clinice inițiale la cei 27 de pacienți hipertensivi înainte de exercițiu și la cei 17 subiecți normotensivi de control sunt rezumate în tabelul 1. Tensiunea arterială sistolică și diastolică, precum și rezistența vasculară a antebrațului (RVF) au fost semnificativ mai mari la pacienții hipertensivi decât la subiecții normotensivi. Alți parametri au fost similari în cele 2 grupe., La FBF de pacienți hipertensivi în hiperemia reactivă, un indice de endoteliu-dependente vasorelaxation, a fost semnificativ mai mică decât la subiecții normotensivi (Figura 1A), întrucât creșterea FBF după administrat sublingual de nitroglicerină, un indice de endoteliu-independent vasodilatație, a fost similară în cele 2 grupuri (Figura 1B).

Protocolul de studiu 2., Efectele exercițiului Aerobic asupra caracteristicilor clinice inițiale

caracteristicile clinice inițiale la 20 de pacienți hipertensivi care urmează programul de exerciții aerobice (grupul de exerciții) și la 7 pacienți hipertensivi fără modificări ale activităților (grupul de control) sunt rezumate în tabelul 2, atât înainte, cât și după perioada de 12 săptămâni. Valorile inițiale pentru toți parametrii au fost similare în cele 2 grupuri., O perioadă de 12 săptămâni de exercițiu a scăzut semnificativ presiunile sistolice și diastolice ale sângelui, concentrația de colesterol LDL și FVR și a crescut semnificativ concentrația de colesterol HDL, în timp ce nu au apărut modificări în grupul de control. Alți parametri, cum ar fi FBF bazal și glicemia, au rămas neschimbați după 12 săptămâni în ambele grupuri.efectele exercițiului Aerobic asupra funcției endoteliale

la măsurarea inițială, hiperemia reactivă a fost similară în grupurile de exercițiu și de control., După 12 săptămâni de exercițiu, maxim FBF răspuns în hiperemia reactivă a crescut semnificativ în exercițiu de grup, de la 38.4±4.6 la 47,1±4.9 mL/min per 100 mL de țesut (P<0.05) (Figura 2A), dar nici o schimbare a fost detectat în grupul de control. Modificările FBF după administrarea sublinguală de nitroglicerină au fost similare înainte și după intervalul de 12 săptămâni în ambele grupuri (figura 2b).creșterea FBF maximă cu hiperemie reactivă după 12 săptămâni de exercițiu s-a corelat semnificativ cu scăderea colesterolului LDL în grupul de exerciții (r=-0.,46, P< 0,05); (Figura 3). Nu s-a observat o corelație semnificativă între FB maxim cu hiperemia reactivă și modificările tensiunii arteriale sau alți parametri.efectele L-NMMA asupra răspunsului vascular al antebrațului la hiperemia reactivă și nitroglicerină înainte și după perioada de exercițiu de 12 săptămâni

răspunsul FBF a fost evaluat atât în absența, cât și în prezența l-NMMA. La 9 din 20 pacienți hipertensivi care au efectuat exerciții aerobice, hiperemia reactivă a crescut semnificativ după 12 săptămâni (figura 4a)., Infuzia intraarterială a inhibitorului de NO sintază L-NMMA a scăzut semnificativ FBF bazal, de la 4,8±1,1 la 3,0±0,6 mL/min la 100 mL țesut (P<0,05). Modificarea răspunsurilor vasculare ale antebrațului bazal la L-NMMA a fost similară la punctele de timp de 0 și 12 săptămâni. Nu au fost detectate modificări semnificative ale tensiunii arteriale sau ale frecvenței cardiace în timpul perfuziei cu L-NMMA la 0 și 12 săptămâni.,infuzia intraarterială de l-NMMA a scăzut răspunsul la hiperemia reactivă în ambele momente de timp și a eliminat intensificarea hiperemiei reactive indusă de 12 săptămâni de exercițiu (figura 4b).,

Discuții

În studiul de față, stil de viață caracteristici, inclusiv greutatea corpului de control, consumul de alcool (<30 mL pe zi de etanol), aportul de sodiu, potasiu admisie, și fumatul au fost similare în ambele exerciții și grupuri de control de-a lungul studiului, sugerând că a crescut activitatea fizică regulată îmbunătățită endoteliu-dependente vasodilatație, reducerea tensiunii arteriale, și a îmbunătățit profilul lipoproteinelor.,exercițiul aerobic pe termen lung la pacienții hipertensivi a îmbunătățit hiperemia reactivă, un indice de vasorelaxare dependentă de endoteliu, printr-o creștere a eliberării NO. 13 în studiul de față, L-NMMA, un inhibitor al NO-sintazei, a inhibat substanțial răspunsul sporit al FBF la hiperemia reactivă prin efort fizic, indicând faptul că vasodilatația dependentă de endoteliu, îmbunătățită prin efort fizic, a rezultat probabil din eliberarea mărită a NO.,recent, am raportat că pacienții cu hipertensiune arterială esențială demonstrează o relaxare vasculară renală dependentă de endoteliu.67 hiperemia reactivă în arterele antebrațului a fost, de asemenea, semnificativ blocată la pacienții cu hipertensiune esențială față de subiecții de control normotensiv din studiul de față. Constatările noastre sunt în concordanță cu rezultatele studiilor anterioare care arată că vasodilatația antebrațului dependentă de endoteliu ca răspuns la acetilcolina vasodilatatoare dependentă de endoteliu este redusă la pacienții hipertensivi.,Aceste constatări sugerează că disfuncția endotelială este importantă în creșterea rezistenței vasculare observată la pacienții hipertensivi.exercițiul aerobic pe termen lung a îmbunătățit vasodilatația dependentă de endoteliu cu hiperemie reactivă, dar nu vasodilatația independentă de endoteliu ca răspuns la nitroglicerină. Aceste constatări sugerează că exercițiul a restabilit funcția normală în principal în endoteliul vascular, nu în mușchiul neted vascular., Deși studiul de față nu a determinat mecanismul prin care funcția endotelială îmbunătățită a rezultat din exercițiile aerobice regulate, ar putea fi luate în considerare unele posibilități. În primul rând, exercițiul aerobic crește stresul la forfecare, ceea ce declanșează eliberarea de NO. Creșterile Repetitive ale fluxului sanguin sau ale stresului de forfecare cu exerciții fizice pot spori nici o eliberare în endoteliul vascular; într-adevăr, nivelurile fiziologice ale stresului de forfecare nu pot induce nicio eliberare din celulele endoteliale cultivate.,14 Sessa și colab au demonstrat recent că creșterea stresului de forfecare endotelial prin exercitarea continuă poate crește nici o producție și niveluri de codificare pentru ARNm NO synthase, ceea ce poate contribui la efectele benefice ale exercițiului în arterele coronare epicardice ale câinilor.15 creșterea fluxului sanguin și stresul la forfecare s-au dovedit, de asemenea, a avea efecte benefice asupra structurii vasculare și a reactivității.16

un al doilea mecanism posibil se bazează pe observațiile că LDL oxidat interferează cu formarea NO17 și chiar inactivează direct NO.,18 mai multe linii de dovezi au arătat că scăderea colesterolului și terapia antioxidantă pot restabili vasodilatația dependentă de endoteliu afectată în arterele antebrațului.19 deși nu am măsurat direct nivelurile de LDL oxidate în studiul de față, creșterea răspunsului FBF la hiperemia reactivă s-a corelat cu scăderea colesterolului LDL după 12 săptămâni de exercițiu. Reducerea LDL poate duce la suprimarea mai puțin de nici o formare de LDL oxidat.,în cele din urmă, mai multe descoperiri experimentale sugerează că funcția endotelială este afectată în raport cu severitatea creșterii tensiunii arteriale.20 astfel, reducerea tensiunii arteriale în sine poate îmbunătăți funcția endotelială. Cu toate acestea, nu am găsit o corelație semnificativă între reducerea tensiunii arteriale prin exercițiu și creșterea răspunsului FBF la hiperemia reactivă. Studiile anterioare au concluzionat, de asemenea, că scăderea tensiunii arteriale nu îmbunătățește în mod direct funcția endotelială în artera brahială și arterele mici ale pacienților cu hipertensiune arterială esențială.,2122 prin urmare, ne îndoim de această ultimă posibilitate.hiperemia reactivă este considerată a avea componente ale dependenței și independenței endoteliului și a fi multifactorială. În studiul de față, inhibitorul de NO sintetază L-NMMA a eliminat hiperemia reactivă cu aproximativ 40% înainte de exercițiu. Hiperemia reactivă a fost redusă de antagonistul receptorilor de adenozină teofilină23, dar nu de inhibitorul aspirinei de ciclooxigenază.24 factorul hiperpolarizant derivat din endoteliu poate contribui, de asemenea, la hiperemia reactivă., Deoarece răspunsul sporit al vascularizării antebrațului la hiperemia reactivă prin efort fizic în grupul de exerciții a fost inhibat substanțial de l-NMMA, considerăm că augmentarea no release este implicată în hiperemia reactivă amplificată prin efort fizic. S-a raportat că această vasodilatație dependentă de endoteliu, evocată prin perfuzie intraarterială cu agenți vasoactivi, a fost substituită prin răspunsuri vasculare la hiperemia reactivă, o metodă neinvazivă.,2526 utilizarea agoniștilor, cum ar fi acetilcolina sau metacolina, pentru a stimula eliberarea NO ne-ar permite să tragem concluzii mai specifice cu privire la rolul eliberării bazale și stimulate a NO prin exercițiu în circulația antebrațului.în concluzie, activitatea fizică aerobă regulată moderată intensă a împiedicat afectarea hiperemiei reactive la pacienții cu hipertensiune arterială esențială, cel mai probabil datorită creșterii induse de efort a producției de NO., Exercițiile aerobice trebuie recomandate pentru a ajuta la prevenirea hipertensiunii arteriale, pentru a reduce tensiunea arterială în hipertensiunea arterială stabilită și pentru a rezerva disfuncția endotelială legată de hipertensiune.

Note