Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum Wydział Lekarski artur klecha



Pobieranie 437.64 Kb.
Strona1/4
Data08.05.2016
Rozmiar437.64 Kb.
  1   2   3   4

Uniwersytet Jagielloński


Collegium Medicum

Wydział Lekarski



ARTUR KLECHA


Parametry morfologiczne i funkcjonalne lewej komory serca

u chorych z przewlekłą niewydolnością serca poddanych treningowi fizycznemu ze wzrastającym obciążeniem

Praca doktorska

Promotor: Prof. dr hab. med. Kalina Kawecka-Jaszcz

Praca wykonana w I Klinice Kardiologii

Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego

Kierownik: Prof. dr hab. med. Kalina Kawecka-Jaszcz


Kraków, rok 2005

Składam serdeczne podziękowania

Pani Prof. dr hab. med. Kalinie Kaweckiej-Jaszcz

za życzliwość i okazaną pomoc

przy powstawaniu tej pracy.


Spis treści

I Wstęp 5


1. Niewydolność serca – problem kliniczny,

epidemiologiczny i ekonomiczny 5

2. Patomechanizmy przewlekłej niewydolności serca 7

3. Remodeling lewej komory 9


4. Mięśnie szkieletowe w niewydolności serca 12


5. Ewolucja strategii leczenia przewlekłej niewydolności serca 13

6. Rola treningu fizycznego we współczesnej kardiologii 15 7. Trening fizyczny w przewlekłej niewydolności serca –

działanie wielokierunkowe 17


  1. Zastosowanie rezonansu magnetycznego w ocenie efektów

leczenia przewlekłej niewydolności serca 24

II Cele pracy 29

III Materiał 30

IV Metodyka 33
1. ocena kliniczna 33

2. spiroergometryczny test wysiłkowy 34

3. badanie echokardiograficzne z oceną lewej komory serca 36

4. rezonans magnetyczny z oceną lewej komory serca 39

5. spektroskopia rezonansu magnetycznego mięśni szkieletowych

uda (1HMRS) 41



V Model zastosowanego treningu fizycznego 44

VI Metody statystyczne 48

VII Wyniki 49

  1. Ocena stanu klinicznego 50

  2. Wyniki spiroergometrycznego testu wysiłkowego 52

  3. Wyniki badania echokardiograficznego 57

  4. Wyniki badania lewej komory metodą rezonansu

magnetycznego 59

  1. Wyniki spektroskopii rezonansu magnetycznego

mięśni szkieletowych uda (1HMRS) 62

VIII Omówienie wyników 63

IX Wnioski 74

X Streszczenie 75

XI Piśmiennictwo 82

XII Spis tabel i rycin 102

XIII Wykaz używanych skrótów 104

Wstęp

Niewydolność serca – problem kliniczny, epidemiologiczny i ekonomiczny
Przewlekła niewydolność serca (CHF) ze względu na rozpowszechnienie oraz niekorzystne rokowanie stanowi coraz większy problem kliniczny, epidemiologiczny i ekonomiczny. Pomimo ogromnego postępu jaki dokonał się na przestrzeni ostatnich lat w diagnostyce i leczeniu chorób układu krążenia, liczba chorych z przewlekłą niewydolnością serca stale wzrasta (85). Przyczyn należy poszukiwać w stopniowym starzeniu się populacji krajów rozwiniętych jak również w wysokiej zapadalności na chorobę wieńcową i nadciśnienie tętnicze - głównych przyczyn prowadzących do rozwoju niewydolności serca (23). Na podstawie danych demograficznych, można spodziewać się w przyszłości dalszego wzrostu liczby tych chorych. Paradoksem współczesnej kardiologii jest fakt, że im lepiej leczymy chorobę wieńcową, nadciśnienie tętnicze czy wady zastawkowe, przedłużając życie pacjentom z tymi schorzeniami, zwiększamy populację chorych z niewydolnością serca. Cytując E. Braunwalda można stwierdzić, że „przewlekła niewydolność serca jest ostatnim polem walki, na którym współczesna kardiologia przegrywa, nie potrafiąc zahamować stale wzrastającej zapadalności na tę chorobę” (85).

Według danych epidemiologicznych ze Stanów Zjednoczonych około 1,5-2% tamtejszej populacji cierpi na objawową niewydolność serca a szacunkowe dane wskazują, że nawet czterokrotnie większa jest liczba pacjentów z bezobjawową, nierozpoznaną chorobą, która w ciągu kilku lat przechodzi na ogół w stadium objawowe. Corocznie rozpoznawanych jest tam około 550 000 nowych przypadków zachorowań (3). Dane dla krajów europejskich są zbliżone. Według European Society of Cardiology w krajach członkowskich, skupiających około 900 milionową populację, ponad 10 milionów ludzi ma rozpoznaną niewydolność serca (127). W Polsce ocenia się, że na niewydolność serca choruje około 400 000 osób, a w ciągu każdego roku rejestruje się 50 000 nowych zachorowań (118). Bardzo ważnym spostrzeżeniem wynikającym z analizy badań epidemiologicznych jest fakt, że przewlekła niewydolność serca jest chorobą ludzi w wieku podeszłym. Dane oparte na badaniu z Framingham wskazują, że częstość występowania niewydolności serca podwaja się wraz z każdą dekadą życia. U mężczyzn w przedziale wiekowym pomiędzy 35 a 64 rż corocznie rozpoznawanych jest 3 nowe przypadki podczas gdy w grupie pomiędzy 65 a 94 rż już 12 na 1000 osób objętych obserwacją. U kobiet były to odpowiednio 2 przypadki na 1000 w młodszej i 9 w starszej grupie wiekowej (64). W dziewiątej dekadzie życia występuje już około 70 przypadków przewlekłej niewydolności serca na 1000 osób. Wiek pacjentów z przewlekłą niewydolnością serca wynosi średnio 74 lata a aż 80% hospitalizowanych z tego powodu ma powyżej 65 lat (64).

Skalę problemu potęguje fakt, że przewlekła niewydolność serca to choroba o niekorzystnym rokowaniu, często gorszym niż w chorobie nowotworowej. Przeżycie 5-letnie od chwili rozpoznania wynosi około 30-40% a chorzy w skrajnym stadium choroby (klasa NYHA IV) mają jedynie 50% szans na przeżycie jednego roku (1). Wielkim problemem tych chorych jest niska jakość życia, co wynika ze znacznego ograniczenia zdolności do codziennej aktywności oraz z częstych zaostrzeń choroby, zazwyczaj wymagających hospitalizacji. Ponad 25% chorych po pierwszej hospitalizacji, w czasie której rozpoznawana jest przewlekła niewydolność serca, w ciągu następnych 6 miesięcy wymaga ponownie hospitalizacji z powodu zaostrzenia objawów chorobowych (72).

Jak już wspomniano przewlekła niewydolność serca jest także problemem ekonomicznym. Coraz większa populacja chorych, częste hospitalizacje a także coraz nowocześniejsze i kosztowniejsze metody leczenia powodują, że już teraz w większości krajów europejskich 1-2% budżetu przeznaczanego na opiekę zdrowotną wydawane jest na leczenie chorych z przewlekłą niewydolnością serca (13). Według danych ACC/AHA w Stanach Zjednoczonych te wydatki są jeszcze większe i stanowią blisko 5% środków budżetu opieki zdrowotnej, co czyni przewlekłą niewydolność serca jednym z najbardziej „kosztochłonnych” schorzeń (1). Biorąc pod uwagę prognozy wskazujące na stały wzrost liczby chorych z przewlekłą niewydolnością serca w najbliższej przyszłości a także coraz doskonalsze ale i coraz droższe metody leczenia, należy się spodziewać dalszego, stopniowego wzrostu wydatków.


Patomechanizmy przewlekłej niewydolności serca

Do połowy lat osiemdziesiątych przewlekła niewydolność serca była uważana za schorzenie ograniczające się do zaburzeń hemodynamicznych, wynikających z uszkodzenia mięśnia sercowego. Ostatnie lata zasadniczo zmieniły to spojrzenie. Obecnie przewlekła niewydolność serca uznawana jest za zespół chorobowy, którego źródłem jest strukturalne lub funkcjonalne upośledzenie zdolności komór/komory serca do napełniania lub/i wyrzucania krwi. Następstwem jest spadek rzutu serca, wyzwalający nerkowe, neurohumoralne i hormonalne mechanizmy kompensacyjne. Najczęstszą manifestacją kliniczną jest duszność, zmęczenie (ograniczające wydolność wysiłkową) oraz retencja płynów prowadząca do zastoju krwi w krążeniu płucnym i obrzęków obwodowych (97).

W odpowiedzi na upośledzenie funkcji serca dochodzi do aktywacji szeregu układów na czele z adrenergicznym, układem renina-angiotensyna-aldosteron oraz do wzrostu uwalniania przedsionkowego peptydu natriuretycznego i wazopresyny. Początkowo zmiany te mają korzystny charakter gdyż kompensując upośledzoną funkcję lewej komory, zapewniają poprawę perfuzji obwodowej. W późniejszym okresie, przy równoczesnej dysfunkcji śródbłonka naczyń obwodowych, stają się mechanizmami destrukcyjnymi, nasilającymi objawy niewydolności serca poprzez zwiększanie obciążenia wstępnego i następczego (wzrost oporów obwodowych naczyń oraz retencja wody i sodu). Nie sprzyja to prawidłowej dystrybucji obwodowej tlenu, prowadząc do zmian funkcjonalnych, metabolicznych i morfologicznych w narządach obwodowych (56, 69). Przedłużona aktywacja neurohormonalna prowadzi również do zmian strukturalnych w mięśniach obwodowych, naczyniach krwionośnych i kardiomiocytach (56, 97). Przedstawione fakty, potwierdzone licznymi badaniami klinicznymi i eksperymentalnymi, pozwoliły na sformułowanie przez Packera (97) tzw. hipotezy neurohormonalnej, tłumaczącej progresję niewydolności serca. Podstawowym elementem tej teorii jest założenie, że uogólnione pobudzenie neurohormonalne powstałe w wyniku pierwotnego uszkodzenia mięśnia sercowego, powoduje dalsze uszkadzanie serca, potęgując objawy niewydolności i prowadząc w mechanizmie błędnego koła do progresji choroby. W badaniu SOLVD stwierdzono, że wzmożona aktywacja neurohormonalna występuje już we wczesnym, bezobjawowym okresie choroby a wysoki poziom noradrenaliny (>400pg) w surowicy został uznany za niezależny czynnik ryzyka nagłego zgonu (12).

Remodeling lewej komory

Następstwem uszkodzenia miokardium jest upośledzenie jego funkcji mechanicznej. Zmienione warunki hemodynamiczne (m.in. spadek objętości wyrzutowej, wzrost objętości końcoworozkurczowej) oraz rozwijający się w przebiegu niewydolności serca zespół zaburzeń neurohormonalnych, prowadzą do dalszych zmian strukturalnych w mięśniu sercowym, określanych mianem remodelingu (przebudowy). Proces ten postępuje i obejmuje także mięsień pierwotnie nieuszkodzony pomimo, że czynnik wyzwalający chorobę, zazwyczaj przestaje działać (47). Remodelingiem dotknięte są w równym stopniu wszystkie elementy serca: kardiomiocyty, tkanka włóknista a także naczynia wieńcowe.

Jedną z zasadniczych cech przebudowy serca jest stopniowy spadek liczby komórek mięśniowych, do którego dochodzi na drodze martwicy i apoptozy. Oba te procesy są, na różnych drogach, wywoływane i sterowane m. in przez zmienioną aktywację neurohormonalną (norepinefryna, angiotensyna II, endotelina, cytokiny) oraz stres oksydacyjny (4). W kardiomiocytach dochodzi do nieprawidłowej ekspresji genów kodujących białka komórkowe co prowadzi do ich zmian fenotypowych. Zjawisko to dotyczy m.in. ekspresji białek kurczliwych sarkomerów: zahamowaniu ulega wytwarzanie izoenzymu ciężkiego łańcucha miozyny alfa a pobudzeniu ekspresja izoenzymu beta. Nieprawidłowości są obserwowane także w ekspresji białek odpowiedzialnych za gospodarkę wapniową oraz metabolizm nukleotydów adeninowych w miocytach, czego efektem jest upośledzenie kinetyki skurczu i rozkurczu sarkomerów (67).

Do zmian dochodzi także w strukturze cytoszkieletu miocytów. Akumulacja tubuliny i desminy prowadzi do upośledzenia kurczliwości i usztywnienia struktury kardiomiocytu. Równie istotną rolę odgrywają zmiany w zakresie budowy i wzajemnych proporcjach białek błonowych: dystrofiny, winkuliny, taliny i spektryny, prowadzące do nieprawidłowości w stabilizacji systemu kanalików T, ufiksowaniu sarkomerów i wzajemnych połączeniach między kardiomiocytami (63). Zmniejszeniu ulega ekspresja receptorów beta-adrenergicznych na błonie komórkowej kardiomiocytów a także spada ich dostępność dla agonistów między innymi poprzez pobudzenie ekspresji specyficznych kinaz receptorów sprzężonych z białkami G (112).

Zmienione warunki hemodynamiczne oraz nadmierna aktywność angiotensyny II, aldosteronu czy katecholamin, stymulują produkcję kolagenu, który odkładając się w macierzy pozakomórkowej prowadzi do stopniowego usztywniania i zmniejszania podatności mięśnia serca. Konsekwencją jest upośledzenie czynności rozkurczowej a w dalszej perspektywie także skurczowej lewej komory (141). Nagromadzenie kolagenu i w rezultacie postępujące włóknienie miokardium prowadzi także do zaburzeń elektrycznych wynikających z desynchronizacji rozchodzenia się fali depolaryzacji, co przyczynia się do elektrycznej niestabilności serca.

Przebudowa dotyczy także mikrokrążenia wieńcowego. Za stopniowym zwiększaniem się masy mięśnia sercowego nie podąża odpowiedni rozrost naczyń włosowatych, co powoduje spadek gęstości naczyń kapilarnych, utrudniając dyfuzję tlenu oraz transport substratów energetycznych do kardiomiocytów, upośledzając tym samym ich metabolizm (70).

Wszystkie przedstawione procesy prowadzą w efekcie do zmiany geometrii, objętości i funkcji lewej komory, a także zmian morfologicznych i czynnościowych pozostałych jam serca oraz aparatu zastawkowego. Skutkiem jest dalsze upośledzenie hemodynamiki serca oraz postępujące zaburzenia elektryczne.

Jednym z priorytetów terapii przewlekłej niewydolności serca jest zahamowanie i/lub odwrócenie procesu przebudowy. Spośród licznych leków ocenianych w próbach klinicznych pod kątem własności antyremodelingowych jedynie inhibitory konwertazy, blokery receptora angiotensyny, beta-adrenolityki i antagoniści aldosteronu spełniły pokładane nadzieje (103, 131). Ponieważ efekt wciąż nie jest satysfakcjonujący, poszukiwane są nowe, farmakologiczne i niefarmakologiczne metody odwracania niekorzystnej przebudowy serca.

Od kilku lat trening fizyczny jest traktowany jako uznana, uzupełniająca metoda w leczeniu przewlekłej niewydolności serca. Udowodniono, że regularny, kontrolowany trening poprawia wydolność wysiłkową, podnosi jakość życia, wykazuje korzystny wpływ na profil neurohormonalny jednak nadal kontrowersyjny jest jego wpływ na przebudowę miokardium (128). Opublikowano wyniki badań donoszące zarówno o negatywnym jak i pozytywnym wpływie treningu fizycznego na remodeling lewej komory (8, 34). Są też opracowania, w których trening fizyczny nie wpływał na przebudowę (39, 50, 76). Prace opublikowane w latach 80-tych, m. in. przez Ehsani i wsp., które wykazywały istotne pogorszenie globalnej i regionalnej kurczliwości serca u pacjentów poddanych regularnemu treningowi fizycznemu, stały się mocnym argumentem przeciwników treningu fizycznego w niewydolności serca i były powodem odstępowania od tej metody terapii (40, 68). Obecnie dominują doniesienia o korzystnym wpływie treningu na funkcję i morfologię lewej komory, jednak problem jest wciąż aktualny i wymaga definitywnego wyjaśnienia.

Mięśnie szkieletowe w niewydolności serca

Odrębnym problemem w przewlekłej niewydolności serca są zmiany w obrębie mięśni szkieletowych. W ostatnich latach pojawiło się wiele publikacji dotyczących nieprawidłowości morfologicznych i zmian metabolicznych oraz czynnościowych w mięśniach szkieletowych. W bioptatach mięśni chorych z niewydolnością serca stwierdzano atrofię włókien mięśniowych typu I i II (80), zwiększenie częstości występowania izoform ciężkich łańcuchów miozyny typu IIb i zmniejszenie izoform typu I, oraz zmniejszenie ilości włośniczek w przeliczeniu na liczbę włókien mięśniowych (123). Analiza ultrastruktury wykazała zmniejszenie gęstości mitochondriów z ograniczeniem powierzchni wewnętrznej błony mitochondrialnej (38). Istotne jest również upośledzenie funkcji enzymów oksydacyjnych i glikolitycznych, co z kolei prowadzi do szybkiego uzależnienia mięśni szkieletowych od metabolizmu beztlenowego, deficytu wysokoenergetycznych fosforanów i defektu beta-oksydacji kwasów tłuszczowych. Ponadto u większości chorych z niewydolnością serca dochodzi do istotnego obniżenia masy mięśniowej przy jednoczesnym braku dowodów na zaburzenie syntezy białka ustrojowego, co wykazała w swoich pracach Mancini i wsp. (83). Zmniejszenie masy i bezwzględnej siły mięśniowej kończyn dolnych u chorych z niewydolnością serca opisał również Minotti i wsp. (92). Obecnie uznaje się, że zmiany obwodowe w mięśniach szkieletowych ograniczają wysiłek fizyczny co najmniej w takim samym stopniu jak mechanizmy centralne (27).

Hipotezę, tłumaczącą genezę upośledzenia tolerancji wysiłku fizycznego u chorych z niewydolnością serca, wysunęli Coats i wsp. (27). Według nich zmiany metaboliczne w mięśniach szkieletowych, do jakich dochodzi w trakcie wysiłku fizycznego, są kontrolowane przez tzw. ergoreceptory mięśniowe. Odpowiedzią na ich pobudzenie jest zwiększona aktywność układu współczulnego, manifestująca się głównie wzrostem obwodowego oporu naczyniowego oraz zwiększeniem wentylacji co pacjent odczuwa jako duszność i zmęczenie. Ergoreceptory występują również u osób zdrowych ale w niewydolności serca odpowiedź na podobny bodziec stymulujący jest znacznie większa (101). Według tej koncepcji ergoreceptory są ogniwem łączącym zmiany w mięśniach szkieletowych z objawami niewydolności serca – uczuciem zmęczenia, duszności i charakterystycznym dla niewydolności serca pobudzeniem układu współczulnego.
Ewolucja strategii leczenia przewlekłej niewydolności serca

Jednym z pierwszych i głównych objawów przewlekłej niewydolności serca jest obniżona tolerancja wysiłku i uczucie zmęczenia. Początkowo sądzono, że jest to spowodowane wyłącznie upośledzeniem mechanicznej czynności serca. Obecnie wiemy, że nietolerancja wysiłku ma etiologię wieloczynnikową. Upośledzone mechanizmy centralne (spadek rzutu serca) oraz obwodowe (zmiany zachodzące w mięśniach szkieletowych) a także neurohormonalne interakcje pomiędzy sercem a obwodem determinują stopień nasilenia objawów i mają decydujący wpływ na przebieg i rokowanie chorych w niewydolności serca (22, 146).

Poznanie patomechanizmów choroby pozwoliło na istotną zmianę strategii leczenia farmakologicznego przewlekłej niewydolności serca - z objawowej (diuretyki, naparstnica) na przyczynowo-objawową (inhibitory konwertazy, beta-blokery, antagoniści aldosteronu). Potwierdzeniem słuszności takiego rozumienia terapii niewydolności serca były liczne randomizowane badania, zapoczątkowane w drugiej połowie lat 80-tych i obejmujące swoim zasięgiem wielotysięczne populacje chorych. Wprowadzenie do leczenia inhibitorów konwertazy, blokerów receptora angiotensyny i beta adrenolityków było przełomem. Badania CONSENSUS, SOLVD, VHeFt II oraz TRACE, ELITE, VALIANT czy CAPRICORN, COPERNICUS, CIBIS, MERIT-HF udowodniły ogromną korzyść ze stosowania tych grup lekowych na każdym etapie zaawansowania przewlekłej niewydolności serca (18, 21, 28, 29, 75, 88, 98, 104, 132, 133, 134). Istotnie poprawiło się rokowanie i jakość życia chorych. Antagoniści aldosteronu to czwarta i ostatnia grupa lekowa w przewlekłej niewydolności serca, dla której udowodniono jak dotąd redukcję śmiertelności. W badaniu RALES wśród chorych z III i IV grupy wg NYHA, którzy oprócz standardowego leczenia zażywali spironolakton, stwierdzano istotnie mniej zgonów z powodu postępującej niewydolności serca jak również mniej nagłych zgonów sercowych (105). Jak istotny postęp w leczeniu przewlekłej niewydolności serca dokonał się na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat pokazuje analiza trendów śmiertelności w populacji objętej badaniem Framingham, która wykazała około 23% redukcję ryzyka zgonu chorych z niewydolnością serca w okresie między 1950 a 1998 rokiem, przy czym początek istotnego zmniejszania się śmiertelności wystąpił na przełomie lat 80-tych i 90-tych (79). Oczywista jest zbieżność czasowa z wprowadzeniem do praktyki klinicznej inhibitorów ACE. Nieustannie prowadzone są próby z innymi farmakologicznymi i zabiegowymi metodami leczenia przewlekłej niewydolności serca. Jednak pomimo zaangażowania wielu badaczy i ogromnych środków finansowych nadal rokowanie, zwłaszcza w zaawansowanej chorobie, jest niepomyślne, wielu chorym nie potrafimy przedłużyć życia a niejednokrotnie nawet zmniejszyć objawów choroby (130).


Rola treningu fizycznego we współczesnej kardiologii.

Już starożytni dostrzegali istotną rolę treningu fizycznego w procesie leczenia, rehabilitacji i profilaktyce wielu chorób. W erze medycyny nowożytnej, pod koniec XIX wieku, Oertel wykazał korzystny wpływ ćwiczeń i pracy fizycznej na sprawność mięśni szkieletowych i funkcjonowanie układu oddechowego (96). Jednak przez wiele lat chorzy po zawale serca lub z innymi poważnymi schorzeniami kardiologicznymi byli poddawani długotrwałemu unieruchomieniu. Postępowanie takie było między innymi konsekwencją badań Mallory’ego i wsp. z 1939 roku, którzy wykazali, że gojenie blizny pozawałowej trwa co najmniej 12 tygodni i w tym okresie nie powinno się poddawać mięśnia sercowego żadnym obciążeniom (81). Tak długie unieruchomienie doprowadzało do poważnych powikłań, nawet zgonów, jednak niekorzystne objawy występujące w czasie pionizacji pacjenta, po długim okresie leżenia, wiązano z następstwami zawału, a nie z opóźnionym uruchomieniem (120).

W połowie ubiegłego wieku podejście do aktywności fizycznej w chorobach układu krążenia zaczęło się zmieniać. Pierwsze doniesienia dotyczące korzyści z wcześniejszego uruchamiania chorych po zawale serca pochodzą z lat pięćdziesiątych (78). W latach sześćdziesiątych, w Europie powstały pierwsze raporty grup roboczych Światowej Organizacji Zdrowia, które zawierały definicję rehabilitacji i wytyczne dotyczące wczesnego uruchamiania chorych po świeżym zawale serca. Omawiając rehabilitację kardiologiczną nie można pominąć ogromnego wkładu przedstawicieli polskiej medycyny z Z. Askanasem i S. Rudnickim na czele, w opracowanie i doskonalenie metod i standardów postępowania w tej dziedzinie (5, 116). W latach 70-tych i na początku 80-tych znacznie przyspieszono uruchamianie chorych po zawale serca i udowodniono brak niekorzystnego wpływu rehabilitacji na odległe rokowanie i śmiertelność (33, 61, 111).

Poznanie mechanizmów przewlekłej niewydolności serca doprowadziło na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat do zasadniczych zmian w terapii choroby, czego najlepszym przykładem jest stosowanie beta-blokerów, jeszcze do niedawna bezwzględnie przeciwwskazanych (1, 127). Podobnie sytuacja przedstawia się z treningiem fizycznym, który aż do późnych lat 80-tych nie był zalecany w przewlekłej niewydolności serca. Jednym z najważniejszych zaleceń dla tych chorych był spoczynkowy tryb życia, z ograniczeniem do minimum aktywności fizycznej i to we wszystkich stadiach choroby. Takie postępowanie prowadziło do atrofii mięśni szkieletowych, powstawania odleżyn, dalszej redukcji wydolności wysiłkowej, powikłań w postaci zakrzepicy żylnej, zatorowości płucnej, nasilania objawów samej niewydolności serca i zgonów.

Obecnie mamy dowody, potwierdzone randomizowanymi badaniami klinicznymi, że właściwie prowadzony trening może być bezpiecznie stosowany u chorych z wyrównaną, przewlekłą niewydolnością serca (102, 128). Należy przy tym podkreślić, że trening fizyczny jest tylko jednym z elementów rehabilitacji kardiologicznej, która wg definicji WHO jest „sumą działań koniecznych do wywarcia korzystnego wpływu na podstawową przyczynę choroby oraz zapewnienia pacjentom możliwie najlepszego stanu fizycznego, umysłowego i społecznego, tak aby mogli zachować normalne miejsce w społeczności” (142).

Zgromadzone do tej pory dowody jednoznacznie wskazują na korzystny wpływ treningu fizycznego na szczytowe zużycie tlenu, układ autonomiczny, funkcję śródbłonka oraz biochemiczne i strukturalne parametry mięśni szkieletowych u chorych z przewlekłą niewydolnością serca (30). Te efekty przekładają się na istotną poprawę tolerancji wysiłku fizycznego, zmniejszenie nasilenia objawów choroby (duszność, zmęczenie, zaburzenia snu, osłabienie), poprawę wydolności układu krążenia, wreszcie poprawę jakości życia (44, 87). W 1999 roku Belardinelli i wsp. przedstawili wyniki randomizowanego badania, w którym po raz pierwszy wykazano poprawę przeżywalności u pacjentów z niewydolnością serca poddanych treningowi fizycznemu. W grupie trenowanej odnotowano 63% zmniejszenie śmiertelności sercowej oraz 71% redukcję hospitalizacji z powodu zaostrzenia niewydolności serca w porównaniu do grupy nie trenowanej (7). Przedmiotem kontrowersji nadal pozostaje wpływ treningu fizycznego na niewydolną lewą komorę.


Trening fizyczny w przewlekłej niewydolności serca – działanie wielokierunkowe

U chorych z CHF wydolność wysiłkowa, wyrażana za pomocą szczytowego zużycia tlenu (VO2peak), jest znacznie obniżona. W licznych badaniach udowodniono, że regularny trening fizyczny poprawia wydolność wysiłkową chorych z przewlekłą niewydolnością serca, co wyraża się wzrostem VO2peak średnio o około 15-25% (8, 34, 42). Efekt ten jest wynikiem korzystnych zmian w przepływie obwodowym krwi, pozytywnych transformacji w mięśniach szkieletowych (poprawa utylizacji tlenu, zmiany metabolizmu), wreszcie wg niektórych autorów, w poprawie centralnych mechanizmów hemodynamicznych, ze wzrostem rzutu serca włącznie (24, 26, 34).

Omawiając problem wydolności wysiłkowej należy podkreślić, że zmniejszona tolerancja wysiłku stanowi podstawowy objaw niewydolności serca, jednak subiektywny charakter dolegliwości sprawia, że jego znaczenie rokownicze jest ograniczone. Obiektywną ocenę stopnia wydolności wysiłkowej umożliwia test spiroergometryczny z analizą gazów w powietrzu oddechowym (107, 108). W oparciu o parametry uzyskane z tego badania m.in. szczytowe minutowe zużycie tlenu (VO2peak), punkt beztlenowy (AT), czy wentylacyjne równoważniki dwutlenku węgla (VE/VCO2) i tlenu (VE/VO2), można dokładnie ocenić stan wydolności organizmu. Uzyskanie tych parametrów ma także ogromne znaczenie w ustalaniu sposobu leczenia, ocenie progresji choroby oraz w kwalifikacji do przeszczepu serca (121). Według Amerykańskiego Towarzystwa Kardiologicznego szczytowe, minutowe zużycie tlenu oprócz danych klinicznych, hemodynamicznych (frakcja wyrzutowa lewej komory), badań neurohormonalnych i zaburzeń rytmu serca jest jednym z najbardziej uznanych i przydatnych wskaźników rokowniczych u chorych z niewydolnością serca (31). Spiroergometryczny test wysiłkowy jest także bardzo pomocny w ocenie efektów rehabilitacji chorych z niewydolnością serca, zwłaszcza w ustalaniu optymalnego, indywidualnego programu treningowego.
Chorzy z niewydolnością serca wykazują w spoczynku zazwyczaj prawidłowy przepływ krwi w naczyniach obwodowych. Sytuacja zmienia się w czasie wysiłku fizycznego, wówczas wzrost przepływu w naczyniach jest o około 20-40% mniejszy niż u człowieka zdrowego. Ograniczenie to jest związane z upośledzoną zdolnością relaksacji naczyń lub zbyt silną reakcją wazokonstrykcyjną w czasie wysiłku. Bezpośrednim powodem jest zbyt niski poziom uwalnianego tlenku azotu z komórek śródbłonka małych naczyń, zaopatrujących aktywne metabolicznie grupy mięśniowe oraz zwiększone uwalnianie czynników naczynioskurczowych (głównie endoteliny, noradrenaliny, reniny, angiotensyny II, wazopresyny) (37, 125). Obecnie mamy dowody na to, że regularny trening fizyczny poprawia funkcję śródbłonka, zmniejsza opór naczyń obwodowych a w rezultacie polepsza perfuzję i ukrwienie mięśni szkieletowych (36, 57). Hornig i wsp. udowodnili, że trening fizyczny u pacjentów z niewydolnością serca poprawia funkcję rozkurczową naczyń obwodowych poprzez wzrost uwalniania tlenku azotu z komórek śródbłonka (66).

Równie istotne dla poprawy tolerancji wysiłku są, potwierdzone w wielu badaniach, zmiany zachodzące w mięśniach szkieletowych: wzrost gęstości kapilarów, zawartości enzymów oksydacyjnych w miocytach, liczby mitochondriów. Efektem jest poprawa perfuzji oraz zwiększenie skuteczności ekstrakcji tlenu w mięśniach co wyraża się wzrostem siły mięśniowej i zdolności wydłużenia czasu trwania wysiłku. Ponadto pod wpływem treningu fizycznego korekcji ulega nadmierny odruch z ergoreceptorów mięśniowych wpływający na parametry hemodynamiczne i napęd oddechowy. Niektórzy badacze obserwowali również u trenowanych chorych z niewydolnością serca zahamowanie procesu atrofii komórek mięśniowych (58, 62).

Regularny wysiłek fizyczny łagodzi zaburzenia oddychania u pacjentów z niewydolnością serca. Zmniejszeniu ulega wielkość wentylacji przy maksymalnym wysiłku, normalizuje się krzywa zależności pomiędzy wentylacją (VE) a ilością wytwarzanego dwutlenku węgla (VCO2) (26, 73). Należy podkreślić, że wentylacyjny równoważnik dwutlenku węgla (VE/VCO2) bardzo dobrze charakteryzuje odpowiedź układu oddechowego na wysiłek fizyczny a jego podwyższone wartości w niewydolności serca świadczą o wzmożonej pracy mięśni oddechowych i korelują ze stopniem zaawansowania choroby.

Regularny trening fizyczny opóźnia wejście w fazę metabolizmu beztlenowego a więc spowalnia rozwinięcie się kwasicy w mięśniach szkieletowych co ogranicza stymulację obwodowych chemoreceptorów a następnie ośrodka oddechowego w mózgu, zapobiegając nadmiernej wentylacji (90). Nie bez znaczenia dla funkcji układu oddechowego jest też obniżenie przez trening fizyczny aktywności ergoreceptorów mięśniowych, wywołujących w niewydolności serca, nadmierną aktywację układu sympatycznego i hiperwentylację. Zmiany te prowadzą do istotnej poprawy funkcji układu oddechowego oraz zmniejszenia uczucia duszności.

Jak już wspomniano kompensacyjna stymulacja neurohormonalna prowadzi do przebudowy naczyń obwodowych i mięśnia sercowego, stopniowego wzmacniania odruchu z baroreceptorów i spadku gęstości beta-1 receptorów co łącznie z hamowaniem układu parasympatycznego powoduje tachykardię zatokową (26, 74). Stale przyśpieszona czynność serca, w niewielkim stopniu zależna od aktywności fizycznej, bez charakterystycznego profilu dzienno-nocnego, jest częsta u chorych z niewydolnością serca. W oczywisty sposób pociąga to za sobą obniżenie fizjologicznej zmienności rytmu serca. Rytm serca określany jest wówczas jako sztywny, przyśpieszony, co przez wielu autorów jest traktowane jako wyraz stymulacji adrenergicznej, charakterystycznej dla niewydolności serca (14, 83, 137).

Mamy dowody, że i w tym zakresie regularny wysiłek fizyczny może spełniać istotną rolę, wpływając m.in. na zmniejszenie aktywności układów sympatycznego, renina-angiotensyna-aldosteron czy redukcję poziomu endoteliny I. Hambrecht i wsp. stwierdzili u rehabilitowanych przez 6 miesięcy chorych w II i III klasie wg NYHA istotny spadek poziomu endoteliny I oraz wzrost stężenia tlenku azotu (60). Poprzez zmniejszenie aktywności układu sympatycznego oraz zwiększenie komponenty parasympatycznej poprawie ulegają również parametry zmienności rytmu zatokowego (7, 117).

Niska jakość życia, związana z postępującą niesprawnością i uciążliwymi objawami, jest jednym z największych problemów chorych z przewlekłą niewydolnością serca. Problem jest o tyle istotny, że jakość życia tych chorych bardzo często nie jest w sposób bezpośredni związana ze skutecznością leczenia farmakologicznego. Niejednokrotnie pomimo uzyskania złagodzenia lub całkowitego ustąpienia objawów choroby jakość życia jest nadal niska. Wyniki przeprowadzonych badań dowodzą, że regularny trening fizyczny jest jednym z najskuteczniejszych sposobów poprawiających jakość życia. Pacjenci trenowani lepiej tolerują wysiłek, mają mniejsze subiektywne objawy chorobowe, są lepiej przystosowani do wykonywania codziennych czynności. Wzrasta poczucie niezależności, własnej wartości i bezpieczeństwa a rzadziej występuje przygnębienie i depresja (26, 50).
Jedną z najważniejszych a ciągle nierozstrzygniętych jest kwestia – czy regularny trening fizyczny prowadzony w ramach rehabilitacji kardiologicznej może być skutecznym środkiem w zapobieganiu lub odwracaniu morfologicznych i wynikających z nich funkcjonalnych zmian lewej komory serca. O ile mamy dowody na to, że odpowiedni trening prowadzi do poprawy tolerancji wysiłku, jakości życia, korzystnych zmian w profilu neurohormonalnym oraz w mięśniach szkieletowych o tyle jego wpływ na mięsień sercowy i centralne mechanizmy hemodynamiczne nie został jednoznacznie wyjaśniony. Kilkanaście lat temu Judgutt i wsp. wykazali istotne pogorszenie globalnej i regionalnej kurczliwości serca u pacjentów po przebytym zawale ściany przedniej, poddanych 12-tygodniowemu treningowi (68). Na tej podstawie autorzy wnioskowali, że trening fizyczny może być szkodliwy dla pacjentów po przebytym zawale ściany przedniej. Z kolei Demopoulos i wsp. stwierdzili, że u pacjentów z chorobą niedokrwienną, poddanych trzymiesięcznemu treningowi fizycznemu może dochodzić, przy stosowaniu dużych obciążeń treningowych, do powiększenia lewej komory serca. Niekorzystny wpływ wysiłku fizycznego tłumaczono narażeniem serca na okresowe wzrosty napięcia ścian mięśnia sercowego, co mogłoby być bodźcem do stopniowego powiększania się jamy lewej komory (34). Wyniki tych badań jak i kilku innych stały się argumentem przeciwników treningu fizycznego w niewydolności serca i powodem odstępowania od tej metody leczenia.

Inni badacze w randomizowanych, prospektywnych próbach nie potwierdzali tych niekorzystnych obserwacji. W badaniu EAMI 95 pacjentów po przebytym zawale ściany przedniej zostało podzielonych na dwie grupy: poddaną regularnemu treningowi fizycznemu i grupę kontrolną. Po 6 miesiącach nie stwierdzono istotnych różnic w parametrach lewej komory serca pomiędzy badanymi grupami (49). W badaniu ELVD (77 pacjentów z frakcją wyrzutową poniżej 40%, podzielonych na grupę rehabilitowaną i kontrolną) Gianuzzi i wsp. wykazali wzrost objętości końcoworozkurczowej i końcowoskurczowej oraz niezmienioną frakcję wyrzutową w grupie kontrolnej podczas gdy u chorych rehabilitowanych odnotowano znamienny spadek objętości końcowoskurczowej i wzrost frakcji wyrzutowej lewej komory (50). Dubach i wsp. u rehabilitowanych chorych z pozawałową niewydolnością serca, wykorzystując metodę rezonansu magnetycznego, nie odnotowali istotnych zmian w zakresie grubości ścian i kurczliwości mięśnia lewej komory zarówno w obszarze zawału jak i w regionach nie dotkniętych zawałem (39).

Z kolei w badaniu ELVD-CHF, w którym 86 pacjentów z niewydolnością serca i frakcją wyrzutową lewej komory poniżej 40% podzielono na grupy trenowaną i kontrolną, wykazano po 6 miesiącach istotne zmniejszenie objętości końcowoskurczowej i końcoworozkurczowej oraz wzrost frakcji wyrzutowej lewej komory. W grupie nie trenowanej zanotowano progresję remodelingu lewej komory, wyrażającą się wzrostem objętości końcowoskurczowej, końcoworozkurczowej i spadkiem frakcji wyrzutowej (52). Podobne wyniki otrzymali Hambrecht i wsp., wykazując u chorych z wyrównaną niewydolnością serca poddanych regularnemu treningowi fizycznemu istotny wzrost objętości wyrzutowej, frakcji wyrzutowej oraz zmniejszenie wymiarów lewej komory (59). Natomiast Belardinelli i wsp. uzyskali u trenowanych chorych z kardiomiopatią niedokrwienną poprawę kurczliwości i perfuzji miokardium. Obserwowany efekt tłumaczyli poprawą funkcjonowania krążenia obocznego poprzez adaptację małych tętniczek wieńcowych (otwarcie kolaterali, angiogeneza) i poprawę funkcji śródbłonka (wzrost wydzielania tlenku azotu) (8).

Analizując przytoczone wyniki badań należy stwierdzić, że wpływ treningu fizycznego na serce nie został jednoznacznie wyjaśniony. Możemy jedynie przypuszczać, że trening fizyczny, zarówno u chorych asymptomatycznych z upośledzeniem funkcji lewej komory jak i u pacjentów z objawową niewydolnością serca nie powoduje progresji uszkodzenia serca a prawdopodobnie przyczynia się do poprawy parametrów morfologicznych i funkcjonalnych. Niezbędne jednak są badania na większych grupach chorych, które pozwoliłyby jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie: jaki jest wpływ treningu fizycznego u chorych z CHF na lewą komorę i centralne mechanizmy hemodynamiczne.




Zastosowanie rezonansu magnetycznego w ocenie efektów leczenia przewlekłej niewydolności serca.

Obrazową metodą diagnostyczną, wykorzystywaną najczęściej w ocenie chorych z niewydolnością serca jest echokardiografia. Zastosowanie tej metody badawczej pozwala u większości pacjentów na ustalenie przyczyny i monitorowanie przebiegu choroby. O jej rozpowszechnieniu decydują dostępność, nieinwazyjność, krótki czas wykonania, niski koszt. Większość badań u chorych z niewydolnością serca jest oparta właśnie na pomiarach echokardiograficznych (49, 52, 59). Jednak nie jest to metoda pozbawiona wad, zwłaszcza u chorych z uszkodzonym sercem i zaburzeniem geometrii lewej komory.

W metodzie M-mode dokładność pomiarów jest mocno uzależniona od wyboru projekcji, przekroju i doświadczenia badającego. Obliczanie w tej metodzie parametrów takich jak frakcja wyrzutowa, objętości lewej komory, opiera się na założeniu, że lewa komora jest określoną, regularną bryłą, natomiast u chorych z niewydolnością serca mamy do czynienia z komorą poszerzoną i zniekształconą w przebiegu remodelingu. Założenie, że pojedynczy segment jest reprezentatywny dla całej lewej komory jest nieprawdziwe ze względu na często występujące, głębokie zaburzenia kurczliwości mięśnia, które są wpisane w obraz choroby (9). Metoda 2D, dokładniejsza od poprzedniej, rozwiązuje niektóre z tych problemów ale nadal obliczenia parametrów lewej komory są oparte na kilku wybranych projekcjach i uzależnione od dokładnego zdefiniowania przez operatora granicy endokardium (9).

Coraz większe zainteresowanie w diagnostyce i monitorowaniu leczenia niewydolności serca wzbudza obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI) (39). Rezonans magnetyczny umożliwia obliczenie parametrów poszczególnych jam serca w oparciu o trójwymiarowy obraz sylwetki serca, bez potrzeby przyjmowania reprezentatywnych projekcji jedno- lub dwuwymiarowych jak w badaniu echokardiograficznym (54, 124, 99). Ma to szczególnie duże znaczenie w populacji chorych z niewydolnością serca, u których lewa komora jest zdeformowana przez pierwotny czynnik uszkadzający (np. zawał) a następnie ulega stopniowemu poszerzaniu (remodelingowi). W miarę zwiększania objętości jama lewej komory staje się coraz bardziej sferyczna a więc zmienia się stosunek długości do jej wymiaru poprzecznego (129). Bardzo istotne jest, że rezonans magnetyczny daje unikalną możliwość jednoczesnej oceny perfuzji, żywotności i funkcji mięśnia sercowego, zarówno globalnej jak i segmentarnej (tzw“one-stop-shop”) (110).

W 2000 roku ukazała się praca Bellengera i wsp., w której dokonano porównania dokładności i powtarzalności pomiarów objętości i frakcji wyrzutowej lewej komory u chorych z niewydolnością serca przy użyciu badań: echokardiograficznego (M-mode i 2D), wentrykulografii izotopowej oraz rezonansu magnetycznego. Autorzy wykazali, że metodą najdokładniejszą i najbardziej powtarzalną w ocenie chorych z niewydolnością serca jest rezonans magnetyczny (9). W innym opracowaniu Bottini i wsp. udowodnili, że rezonans magnetyczny jest bardziej precyzyjną metodą niż 2D echokardiografia w pomiarze masy mięśnia lewej komory u chorych z nadciśnieniem tętniczym (16). Wysoka precyzja rezonansu magnetycznego w ocenie masy lewej komory została potwierdzona także w badaniach, w których wyniki uzyskane w obrazowaniu rezonansowym porównano z badaniami autopsyjnymi (86, 95). Coraz częściej w badaniach, w których istotną rolę odgrywa pomiar parametrów morfologicznych i funkcjonalnych serca, wykorzystuje się jako „złoty standard” metodę rezonansu magnetycznego (11, 91, 106, 113).

Przytoczone fakty dowodzą, że metoda rezonansu magnetycznego jest precyzyjniejsza, bardziej powtarzalna i bliższa pojęciu badania ilościowego od echokardiografii u chorych z niewydolnością serca. Ma to szczególnie duże znaczenie w sytuacji kiedy wymagana jest duża dokładność pomiarów, czyli np. w pracach badawczych, których wyniki rzutują na postępowanie kliniczne (9, 16, 11). Precyzja i wysoka powtarzalność pomiarów jam i masy lewej komory, uzyskiwana w MRI, pozwala na zmniejszenie liczebności badanych grup w próbach klinicznych (10). Ponadto MRI doskonale nadaje się także do pomiaru regionalnej kurczliwości lewej komory poprzez ocenę ruchu i grubienia poszczególnych segmentów mięśnia (136).

Przytoczone fakty skłaniają do wyboru rezonansu magnetycznego jako metody obrazowej, mającej służyć do oceny zmian morfologicznych i czynnościowych serca u chorych z jego niewydolnością pod wpływem treningu fizycznego. W chwili obecnej rezonans magnetyczny, ze względu na małą dostępność i wysoki koszt, nie zastąpi badania echokardiograficznego w ocenie funkcji lewej komory w codziennej praktyce klinicznej. Istotne jest jednak, że metoda jest coraz doskonalsza, coraz bardziej dostępna i coraz tańsza.

Rezonans magnetyczny, poza powszechnie znanym i najczęściej wykorzystywanym w medycynie, obrazowaniem tomograficznym, oferuje o wiele szersze możliwości diagnostyczne. Coraz częściej stosowane, zarówno w badaniach naukowych jak i praktyce klinicznej, są metody rezonansu umożliwiające badanie perfuzji, żywotności i metabolizmu. Jedną z nich jest spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRS), dzięki której możliwe jest badanie składu biochemicznego tkanek/narządów a pośrednio także śledzenie zachodzących przemian metabolicznych. Tomografia rezonansu magnetycznego opiera się na rezonansie jąder atomów wodoru znajdujących się w cząsteczkach wody. Atomy wodoru wchodzące w skład innych związków: np. w grupach CH2 (np. lipidy) czy CH3 (mleczany) również wykazują rezonans magnetyczny, jednak ich częstotliwość rezonansowa jest inna, specyficzna dla danej cząsteczki. Wykorzystując tę właściwość można oceniać w tkankach/narządach zawartość większości substancji organicznych. MRS to nie tylko spektroskopia jąder atomów wodoru (1H MRS). Także jądra atomowe innych pierwiastków, posiadające niezerowy moment magnetyczny, znajdując się w jednorodnym polu magnetycznym (co najmniej 1,5 Tesla), pochłaniają fale elektromagnetyczne o częstotliwości radiowej. Należą do nich oprócz 1H także 13C, 23NA, 31P, 39K, co stwarza możliwość śledzenia przemian metabolicznych z substancjami zawierającymi te pierwiastki. Pewnym ograniczeniem metody jest możliwość analizy jedynie małych obszarów tkanek lub narządów o objętości od 0,5 do 10cm3 (139, 147).

Obecnie największe znaczenie w kardiologii obok protonowej (1H MRS) ma spektroskopia fosforanowa (31P MRS), w której otrzymujemy charakterystyczne widma szeregu związków zawierających w swoim składzie chemicznym atomy fosforu: fosforan nieorganiczny, fosfokreatyna, ATP, ADP, AMP, dwufosfoglicerynian. Analiza zmian wzajemnych stosunków wymienionych substancji doskonale odzwierciedla procesy energetyczne zachodzące w miokardium jak również w mięśniach szkieletowych. Ze względu na trudność w przełożeniu widm poszczególnych metabolitów na ich bezwzględne stężenia, najczęściej oblicza się ich wzajemne stosunki lub zmiany zawartości danej substancji w odstępach czasowych. Taka metoda przedstawiania wyników pozwala na ich obiektywizację.

Do monitorowania zmian zachodzących pod wpływem treningu fizycznego w mięśniach szkieletowych przydatna może być spektroskopia protonowa rezonansu magnetycznego (1HMRS). Najszerzej stosowana dotąd w neurologii znalazła miejsce w diagnostyce schorzeń prostaty, sutka, nerek, wątroby a także serca i mięśni szkieletowych (126). 1HMRS umożliwia nieinwazyjną, dokładną analizę in vivo takich metabolitów i elementów struktury mięśni szkieletowych jak mleczany, lipidy czy kreatyna całkowita (84). Badanie powinno być prowadzone w tomografie NMR o indukcji pola magnetycznego co najmniej 1,5 T i wysokiej jednorodności pola magnetycznego w obszarze badanym.



Cele pracy:

  1. Ocena wpływu sześciomiesięcznego treningu fizycznego, prowadzonego w ramach ambulatoryjnej rehabilitacji kardiologicznej u chorych z przewlekłą, niedokrwienną niewydolnością serca (NYHA II/III), na wybrane parametry morfologiczne i czynnościowe lewej komory serca.

  2. Ocena zmian w wydolności wysiłkowej u chorych z przewlekłą niewydolnością serca poddanych sześciomiesięcznemu cyklowi treningowemu.

  3. Analiza zmian biochemicznych w obrębie mięśni szkieletowych uda przy zastosowaniu metody spektroskopii rezonansu magnetycznego (1HMRS) u chorych z przewlekłą niewydolnością serca poddanych treningowi fizycznemu.

  4. Ocena bezpieczeństwa sześciomiesięcznego treningu fizycznego u chorych z przewlekłą, niedokrwienną niewydolnością serca.

  5. Określenie przydatności rezonansu magnetycznego w monitorowaniu wpływu treningu fizycznego na lewą komorę i mięśnie szkieletowe u pacjentów z przewlekłą niewydolnością serca o etiologii niedokrwiennej.


Materiał


Badaniem objęto 50 chorych (38 mężczyzn, 12 kobiet), w wieku od 38 do 74 lat (średnia 60,1  9,2 lat), z przewlekłą niewydolnością serca klasy II i III wg NYHA i frakcją wyrzutową lewej komory ≤ 35%, leczonych w Przychodni Przyklinicznej I Kliniki Kardiologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego. U wszystkich badanych przewlekła niewydolność serca miała etiologię niedokrwienną. U 47 chorych stwierdzano w wywiadzie przebyty zawał/zawały serca. Wszyscy chorzy po dokładnym poinformowaniu o celowości i przebiegu badania, wyrazili świadomie pisemną zgodę na uczestnictwo w badaniu.

Badanie zostało zaaprobowane przez Komisję Bioetyczną Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego (zgoda nr KBET/218/L/2002, z dnia 05.04.2002 r).


Kryteriami włączenia do próby były:

  • przewlekła niewydolność serca klasy II i III wg NYHA o etiologii niedokrwiennej, z czasem trwania powyżej 6 miesięcy, w fazie wyrównania klinicznego, trwającego co najmniej 6 tygodni, przy stosowanej stałej farmakoterapii.

  • frakcja wyrzutowa lewej komory nie większa niż 35%, oceniania w badaniu echokardiograficznym w okresie ostatnich 3 miesięcy przed włączeniem do badania.

  • pisemna zgoda chorego na udział w badaniu.

Kryteria wykluczenia z badania:



  • niekontrolowane nadciśnienie tętnicze (ciśnienie skurczowe powyżej 140mmHg, rozkurczowe powyżej 90 mmHg na stosowanym leczeniu)

  • ciężkie komorowe zaburzenia rytmu w wywiadzie (utrwalony częstoskurcz komorowy, migotanie komór)

  • przebyty ostry epizod wieńcowy, zabieg przezskórnej angioplastyki wieńcowej lub epizod mózgowy w czasie ostatnich 3 miesięcy przed rozpoczęciem badania

  • trzepotanie, migotanie przedsionków lub inny rodzaj arytmii nadkomorowej lub komorowej, uniemożliwiający wykonanie badania rezonansu magnetycznego

  • przebyty zabieg pomostowania aortalno-wieńcowego, implantacja kardiostymulatora/kardiowertera-defibrylatora lub obecność metalowych elementów, uniemożliwiających wykonanie badania rezonansu magnetycznego

  • cechy dysfunkcji układu kostno-stawowego uniemożliwiające udział w treningu fizycznym

  • cukrzyca typu I lub II

  • przewlekła choroba płuc

  • niedokrwistość z poziomem hemoglobiny < 12.5g/dl (mężczyźni) i < 12.0g/dl (kobiety)

W celu dokładnej oceny układu oddechowego u wszystkich przed włączeniem do badania wykonywano spoczynkowe badanie spirometryczne, oceniając między innymi natężoną pojemność życiową (FVC), maksymalną pojemność wydechową pierwszosekundową (FEV1) oraz maksymalny szczytowy przepływ wydechowy (PEF). Dla wartości tych obliczano także procent normy przewidzianej dla wieku i płci pacjenta. Warunkiem włączenia do badania był brak istotnych odchyleń od normy, upoważniających do rozpoznania przewlekłej obturacyjnej lub restrykcyjnej choroby płuc.
W badanej grupie spośród czynników ryzyka choroby niedokrwiennej serca u 37 chorych występowało nadciśnienie tętnicze, ze średnim okresem trwania 8,64,8 lat, u 40 osób zaburzenia gospodarki lipidowej, u 38 pacjentów nadwaga lub otyłość (BMI > 25,0).

Trzydziestu chorych podawało w wywiadzie palenie papierosów a 17 było obciążonych dodatnim wywiadem rodzinnym. Średni czas trwania niewydolności serca w badanej grupie wynosił 27 miesięcy. U większości chorych tj. 29 osób rozpoznano II klasę a u 21 III klasę czynnościową wg NYHA.

Zgodnie z założeniem wszyscy chorzy włączeni do badania otrzymywali inhibitor enzymu konwertującego (lizynopryl) oraz beta-bloker (karwedilol), oba leki były stosowane w maksymalnych, tolerowanych dawkach. Leki z innych grup: diuretyki, glikozydy naparstnicy, nitraty, antyarytmiki, leki hipolipemizujące czy antykoagulanty stosowane były opcjonalnie, w zależności od wskazań.
Chorzy zostali podzieleni na 2 grupy:


  • Grupa A (25 chorych) – poddani treningowi fizycznemu prowadzonemu w ramach ambulatoryjnej rehabilitacji kardiologicznej

  • Grupa B (25 chorych) – nietrenowani. Do tej grupy zostali włączeni chorzy, którzy nie mogli uczestniczyć w programie ambulatoryjnej rehabilitacji kardiologicznej ze względu na dużą odległość miejsca zamieszkania od ośrodka ambulatoryjnej rehabilitacji kardiologicznej.

Ustalając liczebność grupy badanej, kierowano się podobnymi, przeprowadzonymi wcześniej projektami. Smart w 2004 roku dokonał analizy 30, czyli wszystkich, opublikowanych w literaturze w ciągu ostatnich 15 lat, randomizowanych badań poświęconych treningowi fizycznemu w przewlekłej niewydolności serca (119). Liczba chorych objętych obserwacją w przytoczonych próbach wahała się od 16 (Roveda) do 181 (EXERT-trial) (87, 115). Średnia liczba chorych ze wszystkich przedstawionych w tym raporcie badań wynosiła około 50 a więc dokładnie tyle ile było chorych włączonych do prezentowanej próby.



Metodyka
U wszystkich chorych wyjściowo oraz po 6 miesiącach wykonywane były:

a/ ocena kliniczna

b/ spiroergometryczny test wysiłkowy

c/ badanie echokardiograficzne z oceną lewej komory serca

d/ rezonans magnetyczny z oceną lewej komory serca

e/ spektroskopia rezonansu magnetycznego mięśni szkieletowych uda (1HMRS)



ad a/

U wszystkich przeprowadzono badanie ogólnolekarskie, na które składały się:



  • wywiad i badanie fizykalne

  • pomiar ciśnienia tętniczego krwi przy pomocy sfigmomanometru rtęciowego przeprowadzany trzykrotnie w odstępach 2 minut, po co najmniej 10 minutach odpoczynku w pozycji siedzącej. Ostateczne wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego były średnią z tych pomiarów

  • pomiar częstości rytmu serca (uderzenia/min) wykonywany był przez 1 minutę

  • pomiar wzrostu (w cm) i masy ciała (w kg) oraz wyznaczenie wskaźnika masy ciała (BMI), w oparciu o wzór: BMI = M/W2 (kg/m2), gdzie M – aktualna masa ciała (kg), W – wzrost (m) (17)

Ponadto ocena kliniczna obejmowała następujące parametry: wiek, płeć oraz w oparciu o wywiad: czas trwania niewydolności serca, jego etiologia a także obecność nadciśnienia tętniczego, przebytego zawału serca oraz innych schorzeń. Na podstawie, podawanych przez chorych, subiektywnych dolegliwości, oceniano stopień zaawansowania niewydolności serca korzystając z czynnościowej klasyfikacji wg New York Heart Association (NYHA) (32).
ad b/

U wszystkich chorych przed rozpoczęciem badania i po 6 miesiącach oceniano wydolność za pomocą wysiłkowego testu spiroergometrycznego, który wykonywano na bieżni ruchomej (Marquette Electronics Case 15), stosując zmodyfikowany protokół Bruce’a (tabl. 1).



Tab. 1 Próba wysiłkowa wg. zmodyfikowanego protokołu Bruce’a

Czas trwania testu

3 min

6min

9min

12min

15min

18min

21min

24min

Prędkość (km/h)

2,7

2,7

2,7

4,0

5,4

6,7

8,0

8,8

Nachylenie bieżni (%)

0,0

5,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

Przed testem chory był szczegółowo zapoznawany ze sposobem wykonywania badania, sygnalizowania dolegliwości i komunikowania się z personelem. Przeprowadzano także test próbny.

Do pomiaru parametrów metabolicznych w czasie wysiłku wykorzystano system Sensor Medics Vmax 29 C-2130 Spirometr. Elektrokardiograficzną próbę wysiłkową wykonywano zgodnie z zaleceniami European Society of Cardiology (41) o stałej porze dnia, tj. między godziną 9 a 11-tą, co najmniej dwie godziny po lekkim posiłku, przy utrzymanym leczeniu farmakologicznym. Wysiłek kontynuowano, aż do wystąpienia objawów maksymalnego zmęczenia i/lub duszności. Dolegliwości subiektywne zgłaszane przez pacjenta oznaczane były wg skali punktowej Borga (15). Chorego zachęcano do kontynuowania wysiłku, starając się uzyskać wartość ilorazu RQ > 1,0. Maksymalne zużycie tlenu na minutę (VO2max) oznaczano, gdy ilość pobieranego tlenu nie wzrastała mimo dalszego zwiększania obciążenia. Normy dla tego parametru obliczano według równania Wassermana z uwzględnieniem płci, wieku i wagi chorego (140). Szczytowe zużycie tlenu (VO2peak) oznaczano jako średnią z pomiarów przeprowadzanych w czasie ostatnich 30 sekund trwania wysiłku. Uzyskane wartości przedstawiono w przeliczeniu na kilogram masy ciała (ml/kg/min) oraz jako procent normy (VO2peak%N). Próg beztlenowy (AT) oznaczano nieinwazyjnie na podstawie analizy zmian w wymianie gazowej podczas wysiłku o wzrastającym obciążeniu korzystając z metody V-slope (początek nieliniowego wzrostu VCO2).

Ryc. 1. Metoda V-slope wyznaczania progu beztlenowego (AT)

Analizie poddano następujące parametry: szczytowe zużycie tlenu na minutę (VO2peak), szczytowe zużycie tlenu wyrażone jako procent obliczonej normy (VO2peak%N), ilość wydychanego dwutlenku węgla na szczycie wysiłku (VCO2peak), puls tlenowy (puls-O2), wentylacja minutowa (VE) na szczycie wysiłku, wentylacyjny równoważnik dwutlenku węgla (VE/VCO2), wentylacyjny równoważnik tlenu (VE/VO2) oraz częstość akcji serca (HR) a także skurczowe i rozkurczowe ciśnienie tętnicze krwi przed rozpoczęciem testu i na szczycie wysiłku, czas trwania wysiłku, równoważnik oddechowy (RQ), wartość maksymalnego obciążenia, wartość minutowego zużycia tlenu w punkcie beztlenowym (VO2AT), oraz zużycie tlenu w punkcie beztlenowym wyrażone jako procent normy (VO2AT%N)


ad c/

Badanie echokardiograficzne przezklatkowe u wszystkich chorych przeprowadzono w Pracowni Echokardiografii I Kliniki Kardiologii CMUJ w Krakowie. Badania wykonano przy pomocy aparatu Hewlett Packard Sonos 5500 z głowicą 2,0/2,5MHz. W ułożeniu na lewym boku z uniesieniem tułowia pod kątem 15%. Badania wykonano stosując projekcję jednowymiarową M-mode i dwuwymiarową zgodnie z zaleceniami American Society of Echocardiography (2). Wszystkie badania były rejestrowane na taśmie VHS oraz analizowane niezależnie przez dwóch echokardiografistów.


Badanie M-mode

Badanie M-mode wykonano przy użyciu głowicy 2,5MHz z dostępu przymostkowego pod kontrolą obrazu dwuwymiarowego. Wszystkie parametry lewej komory obliczono jako średnią z co najmniej trzech kolejnych pomiarów. Wykonywano następujące pomiary:



  • wymiar końcowo-rozkurczowy i końcowo-skurczowy lewej komory

  • wymiar końcowo-rozkurczowy i końcowo-skurczowy przegrody międzykomorowej

  • wymiar końcowo-rozkurczowy i końcowo-skurczowy tylnej ściany lewej komory

Badanie dwuwymiarowe

Frakcję wyrzutową obliczano stosując dwupłaszczyznową metodę Simpsona w projekcji koniuszkowej czterojamowej i dwujamowej. Z projekcji koniuszkowej czterojamowej obliczano objętość końcoworozkurczową lewej komory.


Kurczliwość odcinkową lewej komory oceniano stosując podział lewej komory na 17 segmentów, zgodnie z zaleceniami American Heart Association (19). Stosowano następującą skalę zaburzeń kurczliwości:

  1. normokineza

  2. hipokineza

  3. akineza

  4. dyskineza

Na podstawie oceny zaburzeń kurczliwości i liczby ocenianych segmentów obliczono wskaźnik kurczliwości lewej komory – WMSI (Wall Motion Score Index), który był stosunkiem sumy punktów ocenianych segmentów do liczby ocenianych segmentów.

Ryc.2. Podział segmentarny mięśnia lewej komory na 17 segmentów wg AHA







    1. segment podstawny przedni

    2. segment podstawny przednio-przegrodowy

    3. segment podstawny dolno-przegrodowy

    4. segment podstawny dolny

    5. segment podstawny dolno-boczny

    6. segment podstawny przednio-boczny

    7. segment środkowy przedni

    8. segment środkowy przednio-przegrodowy

    9. segment środkowy dolno-przegrodowy

    10. segment środkowy dolny

    11. segment środkowy dolno-boczny

    12. segment środkowy przednio-boczny

    13. segment koniuszkowy przedni

    14. segment koniuszkowy przegrodowy

    15. segment koniuszkowy dolny

    16. segment koniuszkowy boczny

    17. koniuszek

Do obliczenia masy lewej komory zastosowano wzór Devereux (35), skorygowany do pomiarów wykonywanych zgodnie z zaleceniami American Society of Echocardiography:

LVM = 0,8 {1,04[(IVSDd + LVEDd + PWDd)3 – (LVEDd)3] + 0,6g


Indeks masy lewej komory obliczono dzieląc masę lewej komory przez powierzchnię ciała.

LVMI = LVM/BSA

Powierzchnię ciała (BSA) obliczano stosując wzór Dubois:

BSA = 0,0001 [71,84 x {waga w kg}0,425 x {wzrost w cm}0,725]



LVM – masa lewej komory

IVSDd – grubość przegrody międzykomorowej w rozkurczu

LVEDd – wymiar końcoworozkurczowy lewej komory

PWDd – grubość ściany tylnej lewej komory w rozkurczu

LVMI – indeks masy lewej komory
ad d/

Badanie wykonywane przy użyciu tomografu rezonansu magnetycznego 1.5 T Magnetom Sonata Maestro Class (Siemens, Germany) składało się z części lokalizacyjnej (tzw. sekwencje lokalizacyjne - scouts), umożliwiającej uzyskanie obrazów prostopadłych do osi długiej lewej komory w kolejnych warstwach i części obejmującej ocenę funkcji lewej komory. Tę ostatnią oceniano wykorzystując sekwencje lokalizujące (Turbo FLASH) i 4-jamowe sekwencje dynamiczne cine gradient echo (FLASH 2D lub True-Fisp), w których ustalano lokalizację właściwych warstw do oceny lewej komory.

Akwizycja obrazu była bramkowana elektrokardiograficznie na wstrzymanym wydechu celem ograniczenia artefaktów spowodowanych ruchem klatki piersiowej (czas wstrzymania wydechu ok. 10 sekund). Do oceny globalnej czynności skurczowej lewej komory serca wykorzystano dynamiczne (kinematograficzne) sekwencje echa gradientowego (kąt magnetyzacji - flip angle: 30 stopni, czas repetycji – TR:100ms, czas echa – TE: 4,8ms, pole widzenia - field of view: 320mm x 320mm) lub True FISP (flip angle – 60, TR – 3 ms, TE – 4 ms, pole widzenia 320mm x 320mm, matryca 256 x 256). U większości pacjentów obrazowanie wykonano z zastosowaniem sekwencji True-FISP. Skanowanie lewej komory wykonywane było warstwami o grubości 10mm od poziomu pierścienia zastawki mitralnej do koniuszka. Po uzyskaniu danych obrazowych przeprowadzono analizę z zastosowaniem oprogramowania Argus, służącego do oceny funkcji lewej komory. Z jego pomocą dokonano pomiarów objętości końcoworozkurczowej, masy lewej komory, frakcji wyrzutowej a także oceniono kurczliwość regionalną. Granicę nasierdzia oraz jamy lewej komory obrysowywano ręcznie lub półautomatycznie w każdej z warstw w fazie końcowoskurczowej i końcoworozkurczowej.

Ryc. 3 i 4. Metodyka oceny parametrów i funkcji lewej komory w badaniu rezonansu magnetycznego




Objętość lewej komory stanowiła sumę objętości jej poszczególnych warstw obliczonych w oparciu o wzór: grubość warstwy pomnożona przez powierzchnię przekroju jamy komory. Przy ocenie frakcji wyrzutowej mięśnie brodawkowate były włączane do obrysu mięśnia lewej komory w skurczu, natomiast podczas rozkurczu ich obrys był pomijany (wg van Geuns). Ocena kurczliwości i grubienia miokardium oparta była na 17-segmentowym podziale lewej komory zgodnie z zaleceniami American Heart Association. Podział taki zastosowano także w przypadku badania echokardiograficznego (19).
ad e/

Badania wykonywano na aparacie Magnetom Sonata Maestro Class (Siemens) 1.5 T. Dla uzyskania optymalnej jakości widma spektroskopowego, w oparciu o dane z piśmiennictwa i własne doświadczenie, zastosowano technikę PRESS z próbkowaniem obszaru o objętości 8 cm3 (z supresją sygnału wody, czas relaksacji/czas echa 1500/30ms, 256 akwizycji). Wybór obszaru mięśni szkieletowych przedniej części uda dokonywano w oparciu o wstępny obraz uda uzyskany rezonansową techniką klasyczną (vide ryc 5 i 6).


Ryc 5 i 6. Wybór obszaru mięśnia szkieletowego uda do spektroskopii H1 rezonansu magnetycznego (1HMRS)

Badania przeprowadzano dwukrotnie (wyjściowo i po 6 miesiącach obserwacji), czas jednej akwizycji wynosił 6 min. 30 sek. Sygnał spektroskopowy FID poddawano komputerowo-matematycznej analizie. Dokonano identyfikacji pików spektroskopowych dla substancji lipidowych (Lip), kreatyny całkowitej, na którą składały się kreatyna i fosfokreatyna (Cr tot = Cr + PCr) oraz dla substancji zawierających grupy trimetyloaminowe (TMA – m.in. karnityna, acetylkarnityna, karnozyna). Następnie obliczano całkowite pola powierzchni pod krzywymi przy użyciu oprogramowania produkcji firmy Siemens, zintegrowanego z używanym sprzętem.




Ryc. 7. Spektroskopia H1 rezonansu magnetycznego - typowy rozkład widm substancji biochemicznych ocenianych w mięśniach szkieletowych uda.

Oceny ilości poszczególnych substancji w poddanej badaniu jednostce mięśnia szkieletowego dokonywano w jednostkach względnych, obliczając stosunek pola powierzchni piku danej substancji do sumy pól powierzchni pików wszystkich oznaczanych składników: Lip/Crtot+TMA+Lip, Crtot/TMA+Crtot+Lip, TMA/Lip + TMA + Crtot. Otrzymywano w ten sposób wskaźniki zawartości badanej substancji w wybranym obszarze mięśnia.



Model zastosowanego treningu fizycznego

Zajęcia z zakresu rehabilitacji były prowadzone w Dziennym Ośrodku Rehabilitacji przy I Klinice Kardiologii Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego. Zajęcia odbywały się trzy razy w tygodniu przez 6 miesięcy. Każdy pacjent odbył około 72 cykli treningowych. Przed rozpoczęciem programu, dla każdego chorego indywidualnie, obliczano maksymalny dopuszczalny poziom obciążenia, wykorzystując do tego celu wyjściowe badanie spiroergometryczne. Limitem było 80% częstości akcji serca uzyskanej przy szczytowym zużyciu tlenu.


Zajęcia prowadzono w grupach sześcioosobowych, trwały 60 minut i składały się z:

  • rozgrzewki trwającej 20 minut, obejmującej ćwiczenia oddechowe i ogólnokoordynacyjne

  • treningu na cykloergometrze rowerowym ze stopniowo wzrastającym obciążeniem (25 minut)

  • ćwiczeń relaksacyjnych (15 minut).

Program sześciomiesięcznej rehabilitacji był podzielony na 3 fazy trwające po 2 miesiące. Grupa trenowana w kolejnych fazach była poddawana coraz większym obciążeniom, zarówno w trakcie rozgrzewki (poprzez stopniowe zwiększanie liczby powtórzeń oraz stopnia trudności wykonywanych ćwiczeń) jak również podczas treningu na cykloergometrze rowerowym.


  1   2   3   4


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna