"Hopp til innhold"
 
OptimEx
OPTImising EXercise training
in prevention and treatment
of diastolic heart failure

OptimEx: Hva er optimal trening ved diastolisk hjertesvikt?

Mange millioner europeere har hjertesvikt til tross for at hjertet deres har normal pumpefunksjon. Ved slik diastolisk hjertesvikt er det evnen til å fylle hjertet med blod mellom hvert hjerteslag som er svekket. Vi har koordinert EU-studien OptimEx (OPTImising EXercise training in prevention and treatment of diastolic heart failure), hvor målet er å definere den optimale treningsdosen for pasienter med diastolisk hjertesvikt.

Bakgrunn for studien

Hjertesvikt med bevart pumpefunksjon er en av få hjertelidelser som fortsatt øker i utbredelse, og så mange som hver femte eldre person kan ha slik diastolisk hjertesvikt. Sykdommen innebærer at hjertet har vokst seg stort og stivt, og dermed mistet evnen til å utvide seg og fylles tilstrekkelig med blod i avslapningsfasen mellom to hjerteslag.

Det finnes fortsatt ingen god medikamentell behandling for pasienter med diastolisk hjertesvikt. Trening ser derimot ut til å være en lovende medisin, men det er lite forskning som ser på hvor ofte og hvor hardt pasientene bør trene. Vi vet også lite om de mekanismene som kan forklare oss hvorfor trening kan være effektivt.

EU-studie

OptimEx består av både eksperimentelle studier med rotter og en klinisk del hvor pasienter deltar på overvåket trening. CERG samarbeider om studien med fem andre universiteter i Europa, nærmere bestemt i Antwerpen i Belgia, Graz i Østerrike, og Leipzig og München i Tyskland. OptimEx er finansiert av EU. 

Overvåket hjemmetrening

De 180 deltakerne i den kliniske delen av studien ble tilfeldig fordelt til fire grupper. Den ene trente 4x4-intervaller og den andre 2x4-intervaller med høy intensitet tre dager i uka, den tredje trente med jevn, moderat intensitet fem dager i uka, og den fjerde fikk treningsråd, men ingen videre treningsoppfølging. De første tre månedene av studien møtte pasientene i de tre treningsgruppene opp til overvåket trening på ergometersykler på sykehusene.

De neste ni månedene trente pasientene på ergometersykler de fikk med seg hjem. De møtte også opp til ei overvåket treningsøkt hver måned. En viktig del av OptimEx har vært å utvikle et verktøy som gjør at helsepersonell kan overvåke og gi tilbakemeldinger på treningen pasientene gjør hjemme hos seg selv. Det tyske selskapet Vitaphone har vært involvert i utviklingen av denne teknologien. Målet er blant annet å kunne kontrollere at pasientene fortsatt trener slik de skal når de ikke lenger får direkte treningsoppfølging på sykehuset.

Optimal dose trening

Vi tester alle pasientene før treningsperioden, etter tre måneder, seks måneder og ett år. Vi vil se på hva som er den beste metoden for å påvirke kondisjonen til deltakerne, målt som maksimalt oksygenopptak. Vi ønsker også å finne ut hvilken type trening som har størst effekt på funksjonen til hjertet mens det fylles med blod.

I tillegg undersøker vi om treningen endrer strukturen til hjertet på en gunstig måte. Vi måler endringer i funksjonen og stivheten til blodårene i kroppen, og hvorvidt treningen påvirker strukturen til skjelettmuskulaturen. Vi gjør dessuten en rekke målinger knyttet til funksjonen til musklene, for eksempel om evnen til å ta opp og utnytte oksygen fra blodet øker med trening. Via blodprøver måler vi treningseffekten på blant annet blodsukker, ulike mikromolekyler og en diagnostisk markør for hjertesvikt.

Et annet fokus er å finne den treningsmetoden som har størst betydning for livskvaliteten til pasientene, og vi har også ambisjoner om å vurdere effekten av trening i et helseøkonomisk perspektiv.

Les hele forskningsartikkelen som beskriver hvordan vi gjennomfører den kliniske delen av OptimEx:
Optimising exercise training in prevention and treatment of diastolic heart failure (OptimEx-CLIN): rationale and design of a prospective, randomised, controlled trial

Rottestudier

I rotteforsøkene har vi både trent rotter som er spesielt disponert for å utvikle diastolisk hjertesvikt, og rotter som allerede har sykdommen. Vi har ønsket å se hva slags trening som er best for å hindre utvikling av hjertesvikt, og hva som fungerer best ved etablert sykdom. 

Vi har målt effekten på både hjertet, blodårer og skjelettmuskulatur, og undersøkt hvordan ulike typer trening påvirker kondisjonen. I tillegg har vi prøvd å finne potensielle molekyler og mekanismer som kan forklare hvordan trening virker. Hos rottene med etablert hjertesvikt har vi også sett på om trening påvirker risikoen for tidlig død.


Resultater fra OptimEx

Her oppsummerer vi de publiserte resultatene fra OptimEx på en lett forståelig måte, og spesielt interesserte kan lese forskningsartiklene i de vitenskapelige tidsskriftene der de er publisert.


Trening normaliserte ikke muskelfunksjonen ved hjertesvikt

Rotte på to bein

Diastolisk hjertesvikt hos rotter fører til mindre og svakere muskelfibre med dårligere blodtilførsel. Verken intensiv eller moderat trening i to måneder reverserer disse svekkelsene. I likhet med mange mennesker med diastolisk hjertesvikt hadde rottene fedme, diabetes, høyt blodtrykk og nyreproblemer, og vi tror sykdomsbyrden kan være for stor til at kun åtte uker med trening har effekt på muskelfunksjonen. Samtidig forbedret rottene kondisjonen sin betydelig, og vi spekulerer i om det kan skyldes at blodårene blir i stand til å utvide seg mer av trening.

Studien sammenligner to muskler i leggen hos slanke, friske rotter og overvektige rotter påført hjertesvikt med bevart pumpefunksjon. Resultatene viser at muskelfiberstørrelsen, antall blodårer som forsyner muskelen med blod og sammentrekningsevnen til musklene er redusert med mellom 20 og 50 % hos 20 uker gamle rotter med slik hjertesvikt. Sviktrottene ble deretter fordelt til tre grupper som enten trente eller var inaktive i åtte uker, men verken intervalltrening eller trening med moderat intensitet hadde effekt på muskelkvaliteten.

Les hele forskningsartikkelen:
Effects of Endurance Training on Detrimental Structural, Cellular, and Functional Alterations in Skeletal Muscles of Heart Failure With Preserved Ejection Fraction

Tidsskrift: Journal of Cardiac Failure
Publisert på nett 6. september 2018

Tilbake til toppen


Hjelper trening ved diastolisk hjertesvikt?

Trening forbedret ikke hjertefunksjonen eller svekket pustemuskulatur hos rotter med etablert diastolisk hjertesvikt. Rottene hadde fedme, diabetes, høyt blodtrykk og kronisk nyreskykdom, akkurat som mange pasienter med denne formen for hjertesvikt. Så kanskje det er for seint å starte å trene etter at man har fått diagnosen diastolisk hjertesvikt, hvor hjertet er stort og stivt, men pumpekapasiteten ikke er svekket?

Nei, fordi både intervalltrening og trening med moderat intensitet forbedret treningskapasiteten til rottene. Vi tror forbedringene skyldes at treningen var effektiv for funksjonen til blodårene, ettersom senere analyser viste at heller ikke muskelfunksjonen i beina ble bedret av treningen. Så trening ser ut til å være en effektiv behandlingsstrategi for å forbedre kondisjonen også for pasienter med diastolisk hjertesvikt, til tross for at hjertet og pustemuskulaturen ikke påvirkes.

Les hele forskningsartikkelen:
Exercise Training Reveals Inflexibility of the Diaphragm in an Animal Model of Patients With Obesity‐Driven Heart Failure With a Preserved Ejection Fraction

Tidsskrift: Journal of the American Heart Association
Publisert 24. oktober 2017

Tilbake til toppen


Mindre svekket muskulatur ved diastolisk enn systolisk hjertesvikt

Skjelettmuskulaturen svekkes mer hos rotter som har hjertesvikt med redusert pumpefunskjon enn hos rotter med diastolisk hjertesvikt, hvor pumpefunksjonen er bevart. Vi viste at kun rottene med nedsatt pumpefunksjon hadde økte nivåer av markører for muskelsvinn, oksidativt stress og svekkelser i de energiproduserende mitokondriene i leggmuskulaturen. I pustemuskulaturen var det ingen forskjell mellom gruppene.

Betennelsesdannende cytokiner i blodet kan være en del av årsaken til forskjellen. Vi observerte nemlig at enkelte slike betennelsesstoffer var høyere ved systolisk hjertesvikt, mens andre var forhøyet ved diastolisk hjertesvikt.

Les hele forskningsartikkelen:
Skeletal Muscle Alterations Are Exacerbated in Heart Failure With Reduced Compared With Preserved Ejection Fraction: Mediated by Circulating Cytokines?

Tidsskrift: Circulation: Heart Failure
Publisert 8. september 2016

Tilbake til toppen


Intervalltrening ved diastolisk hjertesvikt motvirker blodåresvekkelser

Intervalltrening gjorde at rotter med diastolisk hjertesvikt hadde blodårer med omtrent like god evne til å utvide seg som friske, inaktive mus. Hos sedate mus med hjertesvikt observerte vi både svekket blodårefunksjon og mange ugunstige endringer i markører som henger sammen med blodårefunksjonen. Intensiv intervalltrening motvirket helt eller delvis alle disse endringene

Studien varte i 28 uker, og rottene i treningsgruppa trente 4x4-intervaller tre ganger i uka gjenom hele perioden. Resultatene tyder på at hjertesvikt med bevart pumpefunksjon fører til redusert blodårefunksjon, men at denne svekkelsen kan reverseres i alle fall delvis med intensiv trening.

Les hele forskningsartikkelen:
High-intensity interval training attenuates endothelial dysfunction in a Dahl salt-sensitive rat model of heart failure with preserved ejection fraction

Tidsskrift: Journal of Applied Physiology
Publisert 15. september 2015


Intervalltrening kan hindre farlig hjerteflimmer ved diabetes

Hos mus med diabetes og hjerteinfarkt var det vanskeligere å provosere fram farlig hjerteflimmer dersom musene hadde gjennomført seks uker med intervalltrening. Den intensive treningen førte dessuten til at hjertene til disse musene pumpet like kraftig som hjertene til friske mus. Pasienter med diabetes er spesielt utsatt for diastolisk dysfunkjon, altså svekket evne til å fylle hjertet med blod.

Studien viser at mus som har både diabetes og hjerteinfarkt har ekstra store problemer med kalsiumhåndteringen inne i hjertemuskelcellene. Dysfunksjonell kalsiumhåndtering øker tilbøyeligheten for ventrikkelflimmer, som kan føre til hjertestans. Intervalltrening forbedret både kalsiumhåndteringen og andre forhold i cellene til samme nivå som hos diabetiske mus uten infarkt, noe som sannsynligvis forklarer hvorfor det var vanskeligere å påføre de trente musene farlig flimmer.

Les hele forskningsartikkelen:
Aerobic interval training reduces inducible ventricular arrhythmias in diabetic mice after myocardial infarction

Tidsskrift: Basic Research in Cardiology
På trykk i juli 2015 (publisert på nett 26. juni 2015)


Trening hindrer svekket muskelfunksjon ved diastolisk hjertesvikt

Trening kan forhindre flere av de negative effektene diastolisk hjertesvikt har på funksjonen til pustemuskulatur og leggmuskulatur hos rotter. I studien så vi først på hva diastolisk hjertesvikt gjorde med egenskapene til muskulaturen, og sammenlignet deretter rotter som trente intensivt med rotter som forble inaktive.

Vi så at fibertypesammensetningen i pustemuskulaturen ble endret fra raske til langsomme og mer utholdende muskelfibre hos rotter som ble påført diastolisk hjertesvikt. Området som utvikler kraft i muskulaturen ble mindre, og det var også slikt muskelsvin i leggmuskulaturen. Både tettheten av energiproduserende mitokondrier i muskelcellene og kapasiteten til å produsere energi i hvert mitokondrium var også redusert. Trening motvirket altså flere av disse endringene.

Les hele forskningsartikkelen:
Heart failure with preserved ejection fraction induces molecular, mitochondrial, histological, and functional alterations in rat respiratory and limb skeletal muscle

Tidsskrift: European Journal of Heart Failure
På trykk i mars 2015 (publisert på nett 6. februar 2015)


Følg oss på sosiale medier:
  Facebook-logo Twitter-logo Instagram-logo

Send oss en e-post:
E-post-logo cerg-post@mh.ntnu.no

Send oss vanlig post:
NTNU, Fakultet for medisin og helsevitenskap
Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk
Postboks 8905
7491 Trondheim

Besøk oss:
St. Olavs Hospital
Prinsesse Kristinas gt. 3
Akutten og Hjerte-lunge-senteret, 3. etg.
7006 Trondheim

NTNU-forskere som har bidratt i artikler fra OptimEx