影响急性和慢性间歇性hypoxic-hyperoxic曝光之前,有氧运动对心血管危险因素在老年患者随机对照试验
汤姆贝伦特
Ann-Christin Altorjay
罗伯特Bielitzki
马丁behren
奥列格·s·Glazachev
Lutz Schega- 1卫生部门对体育科学,椅子和体育活动,奥拓-冯-格里克大学马格德堡,德国马格德堡
- 2内科、心脏和血管学,大学医院马格德堡,德国马格德堡
- 3整形外科学系罗斯托克,德国罗斯托克大学医学
- 4区域来人类生理学、临床医学研究所贝聿铭Sechenov第一莫斯科国立医科大学,莫斯科,俄罗斯
背景:间歇hypoxic-hyperoxic暴露(IHHE)和有氧训练已经被提议作为后备干预措施,以减少与年龄相关的危险因素。然而,没有研究已经检查了之前IHHE有氧运动对心血管风险的影响因素在老年人中。因此,本研究的目的是调查的急性和慢性影响IHHE之前有氧骑车运动对血脂和脂蛋白浓度以及老年患者的血压。
方法:在随机控制,单盲试验,三十岁老年患者(72 - 94年)被分配到两组:干预(搞笑;n= 16)和虚假的对照组(CG;n= 14)。两组完成了6周的有氧循环训练,每周3次,每天20分钟。搞笑和CG另外IHHE或虚假IHHE(即。、normoxia)前30分钟有氧骑车。血液样本被三次:第一之前,立即先∼10分钟后,立即在上次会议之前。血样分析总(总胆固醇),高密度(高密度脂蛋白胆固醇)和低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白),甘油三酸酯(Tgl)血清浓度。休息收缩压(SBP)、舒张压(菲律宾)评估前1周内,期间(即。在星期2和4),后干预措施。
结果:的baseline-adjusted ANCOVA显示更高的低密度脂蛋白浓度IG CG相比第一次干预后会话(ηp2= 0.12)。Tgl,总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇比率没有急性变化差异的搞笑和CG(ηp2≤0.01)。关于慢性影响脂质和脂蛋白,数据分析显示组之间没有差异(ηp2≤0.03)。重复测量方差分析显示交互效应对SBP(ηp2= 0.06)但不是菲律宾(ηp2≤0.01)。类内的因果分析搞笑表示减少SBP在测试后(d = 0.05)。
结论:应用IHHE有氧骑车之前似乎是有效减少SBP在老年患者经过6周的培训。目前的研究表明,前IHHE有氧骑车可以影响急性运动响应在低密度脂蛋白浓度,但没有引起慢性代谢基础脂质和脂蛋白浓度的变化。
1背景
重新安家的状态和功能几乎所有主要器官系统包括神经(Kalpouzos et al ., 2012;Hoogendam et al ., 2014)、心血管(古德et al ., 2018;Ungvari et al ., 2018),神经肌肉系统(Hairi et al ., 2010;凯勒和恩格尔哈特,2013年;Mau-Moeller et al ., 2013;路透社et al ., 2015)。这些改变增加发病率和死亡率的风险。老年医学关注的结构、功能和分子变化以及疾病的老人为了开医疗护理和治疗。一般来说,老年患者可以被描述为一群虚弱的老年人患有多种并发症,通常有重要功能的影响(Hilmer et al ., 2007)。在这方面,一个横断面研究筛选3292年65岁以上的老年患者发现高血压和血脂异常是最常见的慢性并发症在本群(Barrio-Cortes et al ., 2021)。
高血压是心血管疾病的主要危险因素(死亡率和疾病负担慢性疾病的全球负担的代谢危险因素协作,2014;GBD 2017风险因素的合作者,2018)。尽管血压的调节是由一个复杂的相互作用的多个器官和生理机制,心输出量和全身血管阻力被认为是最重要的因素(Lionakis et al ., 2012;Alshami et al ., 2018)。其中,受损endothelium-dependent一氧化氮(NO)介导的血管舒张(即。,endothelial dysfunction) is one of the leading mechanism for increased vascular resistance and thus hypertension (艾尔维和休斯,2015)。在老化过程中,血管收缩的因素和促炎细胞因子的表达增加,氧化应激和细胞衰老以及生物利用度,减少生产导致内皮功能障碍(Herrera et al ., 2010;Ungvari et al ., 2018)。此外,现有的证据表明,老年人会增加交感神经活动(海豹和esl, 2000年)可能由于等交感神经压力反射敏感性下降,可能预先决定了他们的高血压患病率的增加(冈田克也et al ., 2012)。
血脂异常是常见的特点是改变了脂质和脂蛋白水平,尤其是通过降低高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c)和/或增加总胆固醇(总胆固醇)、低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白)和/或甘油三酸酯(Tgl)水平。研究显示,在老化过程中高密度脂蛋白胆固醇水平降低,而总胆固醇、低密度脂蛋白和Tgl水平增加(爱立信et al ., 1991;史蒂文森et al ., 1993)。此外,高密度脂蛋白胆固醇水平降低和增加密度和Tgl水平提供一个预测心血管疾病,如冠心病和心肌梗死(Sharrett et al ., 2001;Hedayatnia et al ., 2020)。在这方面,前一个荟萃分析表明,降低低密度脂蛋白浓度约1更易与药理治疗(即/ L。标准他汀类政权)5年主要冠状动脉事件发生率降低,血管形成和缺血性中风∼20% (胆固醇治疗Trialsists合作,2010年)。尽管药理治疗这些令人鼓舞的效果,重要的是要考虑到老年病人有多个慢性伴随疾病(即。,多个并发症或multimorbidity)与复方用药(通常定义为每日摄入五种或更多的药物被一个人Masnoon et al ., 2017))。例如,Barrio-Cortes等人表明,复方用药的患病率是9%在65 - 75岁的老年患者,而随着年龄的增长患病率增加了75%的76 - 85年(Barrio-Cortes et al ., 2021)。在这种背景下,多增加副作用的风险由于药物之间的相互作用,往往是复杂和难以捉摸的(2021年Pazan和皮特)。因此,越来越多的利益和迫切需要创新后备干预策略能够有效地预防和治疗常见的与年龄相关的危险因素和疾病,分别在老,虚弱,共病个体,如老年患者。
通常描述为polypill (Pareja-Galeano et al ., 2015)、体能训练(例如,有氧训练)被公认为一个有价值的干预策略,健康促进和疾病预防和/或治疗老年人。特别是对有氧训练,这些建议提出了每会话持续时间20分钟,每周3到7天的频率,和一个强度对应于40 - 70%的个人心率储备(Izquierdo et al ., 2021)。有研究表明更大的影响在高强度有氧训练(即。,≥ 90% peak heart rate or peak oxygen consumption) to reduce cardiovascular risk factors (e.g., hypertension (2013年Cornelissen和智能;Pescatello et al ., 2015)),增加心肺功能(例如,峰值耗氧量(罗宾逊et al ., 2017;汉南区et al ., 2018))。然而,由于高强度练习运动系统与机械应力增加有关,这可能是具有挑战性的老年患者,甚至不可能获得更高的锻炼强度没有实质性的风险由于各种物理限制(Pramsohler et al ., 2017;Izquierdo et al ., 2021)。
在这种背景下,研究表明,暴露在间歇normobaric缺氧可增加体能训练的有效性(Schega et al ., 2013;海耶斯et al ., 2014;Muangritdech et al ., 2020),从而减少与年龄相关的危险因素和疾病的发展路边et al ., 2015;Lizamore哈姆林,2017没有相应的提升肌肉骨骼系统的机械应力。间歇性低氧暴露描述了一个非侵入性和后备方法指的是重复暴露在短暂休息缺氧常氧周期穿插(Serebrovskaya Xi, 2016)。众所周知,间歇性缺氧和normoxia是次要负责等蛋白质的表达血管内皮生长因子(VEGF) (活力四射et al ., 1996),没有合酶(NOs) (胡锦涛等人。,2002年;Muangritdech et al ., 2020)和过氧物酶体proliferator-activated受体γcoactivator-1α(PGC-1α)(海关et al ., 2006)。这些蛋白参与激活血管生成(Wahl et al ., 2013),改善血管内皮功能(即。血管舒张(Vedam et al ., 2009)),调节线粒体生物起源以及肌肉脂肪酸氧化(Scarpulla 2011)。为了提高转录因子的活动(例如,核转录因子k B,缺氧诱导因子1α),这增加信号蛋白的表达(如VEGF, NOs和PGC-1α)和有益的适应性的影响间歇低氧刺激,取而代之的是假设常氧时间应该适度氧过多(分数启发氧[F我O2)= 0.30 - -0.40,称为间歇hypoxic-hyperoxic接触[IHHE]) (Sazontova et al ., 2012;锤et al ., 2020;Burtscher et al ., 2022)。以前的研究已经表明IHHE是安全的,同时在各临床人群如冠状动脉疾病患者(Glazachev et al ., 2017)、缺血性心脏病(图坦卡蒙et al ., 2018),轻度认知障碍(Serebrovska et al ., 2022)、前驱糖尿病(Serebrovska et al ., 2019)、并存病(Dudnik et al ., 2018),在老年患者(拜耳et al ., 2017 b;贝伦特et al ., 2022 a)。因此,间歇性暴露于低氧和氧过多预计将产生有益的影响两个最常见的与年龄相关的风险因素/并发症(例如、高血压和血脂异常),适用于老年患者。最近,IHHE对健康的影响的结果系统地综述了,它已经发现,3 - 6周的IHHE可以减少心血管疾病的风险因素,特别是血糖浓度以及收缩压和舒张压(贝伦特et al ., 2022 b)。然而,有关的证据IHHE对血脂和脂蛋白浓度的影响是不确定的(贝伦特et al ., 2022 b)。
到目前为止,还没有研究调查的影响IHHE进行有氧运动前在老年患者主要心血管风险因素。因此,本研究的目的是审查的急性效应之前IHHE有氧骑车运动对血脂和脂蛋白浓度(即。、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白,Tgl)在老年患者。获得进一步的洞察的慢性影响IHHE结合有氧骑车培训与年龄相关的心血管危险因素,训练诱导的变化(即。,经过6周的培训)在脂质和脂蛋白浓度以及血压(即。,resting systolic [SBP] and diastolic blood pressure [DBP]) were also investigated in the present study.
2材料和方法
2.1研究设计
本研究是一个随机、双臂、安慰剂对照干预试验进行的两个住院老年患者的保健设施在马格德堡(德国萨克森-安哈特)从4月12日到2022年8月17日。由于数量有限的培训设备和设施的不同位置,8周的研究分为两个街区。8周的块在每个设施包括六周干预期以及1周pre-diagnostic和1周post-diagnostic。研究开始之前,所有的参与者,如果收购,其法定监护人了解研究的目标和过程。每个病人或其法定监护人签署的书面同意书。同意参与这项研究后,患者关于纳入和排除标准筛选(见2.2节)。后来,病人的年龄、性别、人体测量数据(即。,body height and weight), resting SBP and DBP, medication history, and previous diagnosed diseases were recorded. In addition, the Mini-Mental State Examination (MMSE) was used to determine patients’ level of cognitive impairment (Folstein et al ., 1975)。此外,每个病人接受了10分钟持续低氧测试来评估个体对缺氧敏感。在这个测试中,病人坐在扶手椅上,不断吸入空气缺氧(F我O2通过一个面罩= 0.12)。缺氧空气混合物被高度自动提供呼吸治疗设备(ReOxy, Ai Mediq S.A.、卢森堡),而患者末梢血氧饱和度(SpO2)以及脉搏不断监控和存储的设备。此外,病人被医生监督和监控使用12-channel心电图(有氧运动100年,医疗成本的GmbH德国)在整个低氧测试的持续时间。基于时序参数在低氧测试(即记录。,减少时间去达到目标pO2(即。,80%] and the time required for reoxygenation [i.e., baseline SpO2]),一个IHHE量身定制项目(即。,我ntensity and frequency of the hypoxic and hyperoxic periods) was suggested by the hypoxic device for each patient. The maximum duration of a single hypoxic period in the IHHE program was limited to 8 min (e.g., if patient’s SpO2没有减少80%低氧测试)。调整的低氧剂量IHHE培训期间,缺氧试验重复3周后的干预(例如,立即前10日训练)。
pre-diagnostic期完工后,病人被随机(分层(MMSE-score)和平衡,分配比例1:1,软件:DatInf Randlist v 1.5, DatInf GmbH图宾根,德国)分配给干预组(IG)或虚假的对照组(CG)。他们组的患者不知道作业(单盲法)。干预期间,收集血液样本立即之前和∼10分钟后1日训练以及前最后训练(见2.4节)。此外,病人的休息SBP和菲律宾前1周内评估,后2(即。之前,第七届训练(分别mid-training]),和4周(即。,prior the 13th training session [4-weeks mid-training]), as well as within 1 week after the interventions. Blood pressure was manually measured (inflatable cuff: boso, Germany, 13 × 53 cm cuff size, 12 × 24 cm bladder size; stethoscope: Cordiology IV, 3M, Littmann Stethoscopes, Minnesota, United States) by a trained physician after 10 min of rest using the auscultatory method (皮克林et al ., 2005)。病人的胳膊被一个扶手扩展和支持核心层次。研究设计的一个例子所示图1。
图1。研究干预措施的设计和原理概述。F我O2,一部分氧气;Fr,星期五;IHHE间歇hypoxic-hyperoxic暴露;密苏里州,星期一;我们星期三。
实验协议是经当地伦理委员会批准奥拓-冯-格里克大学马格德堡(202/20号)确认赫尔辛基宣言的原则在人体实验。这项研究是回顾性注册在井架。德(DRKS-ID: DRKS00025130)。
2.2参与者
总数量的33个老年患者参与本研究(搞笑:nCG = 16日:n= 17,图2)。患者的影响试验研究的一部分IHHE应用程序之前有氧骑车在老年患者的认知和物理性能(贝伦特et al ., 2022 a)。整个试验的样本量计算的主要结果Dementia-Detection测试性能(贝伦特et al ., 2022 a)使用软件程序G *电力(3.1版本),这不是在本研究报告。基于媒介效果(f = 0.25),显著性水平为0.05,0.80的力量,和预期的措施之间的相关性为0.7,样本量的计算表明,共有22名患者需要每组(11例)来检测潜在影响。患者包括如果他们60岁以上,不吸烟,有自愿同意参与,给书面同意。排除标准包括心血管疾病(例如,coronary disease with unstable angina pectoris [CCS 3–4], severe heart failure [NYHA III-IV], arrhythmia), untreated hypertension, untreated or uncontrolled diabetes mellitus, pulmonary fibrosis, cancer, acute inflammatory diseases, need for continuous or intermittent ventilation or oxygenation, resting SpO2低于93%,同时参与其他干预措施。
图2。这项研究的流程图。CG,虚假的对照组;慢性阻塞性肺病,慢性阻塞性肺疾病;菲律宾,舒张压;高密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇;搞笑,干预组;低密度脂蛋白、低密度脂蛋白胆固醇;总胆固醇、总胆固醇;Tgl,甘油三酸酯; SBP, systolic blood pressure.
2.3干预
在干预期开始之前,患者参加了熟悉会话习惯于环境和估计病人的个体层面的阻力有氧循环培训。为此,病人被要求积极踏板在电动自行车测力计从最低的阻力位,这是逐渐增加的。在每个阻力水平增加,患者表示他们是否认为阻力水平是适当的(太容易了,太高了,刚刚好(Holthoff et al ., 2015))。这种方法被用来包含明显的认知障碍患者(如老年痴呆症)。在一些患者中,心率和数值尺度通常用于评估运动强度(例如,CR-10量表(Griep et al ., 1998)或Borg-scale (Borg, 1982可以使用)。因此,这种替代方法曾用于阿尔茨海默氏痴呆患者(Holthoff et al ., 2015),被选中。
培训是每周进行3天(周一、周三、周五)6周导致18训练对于每个病人。病人在每个设备被分成多个遇到组组成的最多四个病人。这是确保每个遇到组由病人的搞笑和CG(比例1:1)。训练发生在早晨和下午。所有训练都伴随着至少一个主管。
每个训练持续了约60分钟,包括两个部分。在第一部分,两组病人被连接到一个高度呼吸治疗设备(ReOxy, Ai Mediq S.A.、卢森堡)通过面罩和吸入的气体混合物30分钟坐在扶手椅上。虽然搞笑间歇吸入低氧和氧气体混合物,CG收到了虚假的混合物与一个常数我O2大约0.21(即。normoxia)。之后,面具被移除和病人进行20分钟的有氧骑车锻炼使用电动自行车测力计(MOTOmed两万岁,万岁1、顾虑、德国)在常氧条件下。
2.3.1间歇hypoxic-hyperoxic暴露
IHHE期间,病人pO2连续和脉冲率监控通过指尖脉搏血氧计(Masimo集,瑞士)和存储设备。当个人最低pO2价值决定在缺氧过程中测试了缺氧时间,设备自动切换氧过多,直到pre-hypoxia年代pO2水平。随后,下一个hypoxic-hyperoxic周期开始。根据个人耐受缺氧和病人的急性反应(即。,年代pO2和脉搏率),搞笑吸入缺氧(F我O2= 0.10 - -0.14)1 - 5分钟,还夹杂着暴露于氧过多(F我O2= 0.30 - -0.40)1 - 3分钟。每个程序持续了30分钟,由4 - 8 hypoxic-hyperoxic周期。IHHE程序过程中,搞笑的病人平均达到最小值和最大值pO2分别为84±3.4%和97±1.9%,(表1)。
表1。患者基线特征以及培训与变量。
2.3.2有氧骑车锻炼
有氧骑车运动类似于之前(杨et al ., 2014;Holthoff et al ., 2015),包括主动和被动阶段。病人坐在扶手椅上用脚固定在踏板的循环通过尼龙搭扣皮带测力计。在练习会话之前,通过指尖脉搏测量脉搏血氧计(Pulox po - 300、Novidion GmbH德国)。之后,病人的腿是被动地感动周期测力计2.5分钟20 rpm,紧随其后的是活跃在30 - 60 rpm骑车15分钟。病人的脉搏率再次测量后积极骑车通过指尖脉搏血氧计。在过去的2.5分钟,病人表现被动冷却20 rpm。所做的工作(kJ)每个病人每个训练记录。的水平阻力是由一位经验丰富的教练调整如果必要的话。
2.4血液样本收集和分析
血液样本集合进行在三个时间点:1)立即前1日训练(t1),2)∼10分钟后1日训练(t2),3)立即之前最后一个(18)训练(t3)。这种方法是利用调查急性(从t1t2从t)和慢性(更改1t3)影响IHHE或之前sham-IHHE有氧自行车运动对脂质和脂蛋白血药浓度。为了保持尽可能相似的条件(t1去年(t)和3)采血(即。,t我me of day, day of the week, previous activities throughout the day), the third blood sample was taken immediately before the last (18th) training session.
8.5毫升静脉血样本取自一个肤浅的前臂静脉瘀条件下从一个医生与病人坐在安静的休息。血液样本收集与分离胶和真空采血管凝固活化剂(BD真空采血管®二)测定血清脂质和脂蛋白水平。立即收集血液样本后,真空采血管被传得沸沸扬扬的头十次。随后,样本储存在室温下30分钟前被离心分离血清2000克15分钟。对于每个血液采集,600μL血清整除两管被提取并存储在−80°C为以后分析。血清浓度的总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度,Tgl商业比色分析工具(罗氏诊断,曼海姆,德国)使用Cobas 8000化学分析仪(罗氏诊断,曼海姆,德国)。
2.5统计分析
Shapiro-Wilk测试和列文的测试是用来检查的数据正态分布和方差齐性,分别。描述性统计的均值和标准差。独立样本学生的t以及用于比较患者在基线特征和训练变量之间的搞笑和CG。检查组织之间的差异对于急性(锻炼)和慢性(training-induced)脂质和脂蛋白血清浓度的变化,单变量协方差分析(ANCOVA)作为协变量输入基线值(baseline-adjusted)进行。此外,对于急性运动变化的分析,平均工作时间执行有氧循环会议期间输入作为第二协变量的大小,因为研究表明,急性运动对脂质和脂蛋白浓度的影响似乎与能量消耗增加(汤普森et al ., 2001)。组之间的差异提出了均值差异的95%置信区间的大小和方向提供信息的效果。SBP和类似的差异进行了测试使用4(时间:训练前,分别mid-training, 4周mid-training,岗位培训)×2(组:搞笑,CG)用重复测量方差分析(方差分析)。此外,血压水平的分类(五个细分:最佳或正常,正常高,1级,2和3高血压)在基线作为协变量(添加毫无et al ., 2013)。如果违反了球形的假设,应用Greenhouse-Geisser修正。显著的交互或主要影响,因果与Bonferroni调整进行测试。一些数据没有显示方差同质性或正态分布。然而,由于这是表明,方差分析(施密德et al ., 2010;布兰卡et al ., 2017)和学生的t以及(哈夫利切克和彼得森,1974;Pagano 2009)是健壮的温和的违反同质性和正常的假设,没有使用替代非参数测试。
此外,影响大小部分埃塔广场(ηp2Cohen)和(d)计算。一个ηp20.01 - -0.06、0.06 - -0.14之间,≥0.14被认为是作为一个小,介质,分别和巨大的影响大小(科恩,2013;Lakens 2013)。影响的大小d被用来解释学生的结果t测试与0.20 - -0.49、0.50 - -0.79和≥0.80指示一个小,介质,和巨大的影响,分别是(科恩,1992)。由于小样本大小,本研究的结果解释基于效应大小与介质效应视为有意义(ηp2≥0.06,d≥0.50)。效应值用来确定实际相关性和普遍性的影响(Lakens 2013)。使用JASP统计数据分析进行了版本0.16(阿姆斯特丹大学、阿姆斯特丹、荷兰)。
3的结果
3.1患者和培训特点
随机化前五38登记的患者排除由于各种原因(例如,presence of a disease leading to exclusion or severe cognitive impairment that made participation in the training not possible). Out of these remaining 33 patients that were randomized and assigned to the IG or CG, three had to be excluded from the final analysis due to a low attendance rate (< 80%). Thus, 30 patients (IG = 16, CG = 14) have finished the whole intervention period and had a sufficient training attendance rate (IG = 98 ± 3%, CG = 95 ± 7%). In addition to the eight patients who dropped out, there were irreversible data losses due to measurement errors during the post-test (图2)。(即所有组件的干预。,IHHE and aerobic cycling) were well tolerated by the patients. There were no injuries or adverse side effects except some reports of mild dizziness. Furthermore, some patients mentioned that wearing the face mask was uncomfortable.
参与者的特征(年龄、身高、体重、身体质量指数),由MMSE评分(实施)和认知能力之间的患者相似的组(p≥.298,d≤0.35)。最小的年代pO2较低(T28= 12.322,p<措施,d= 4.51)和最大的年代pO2高(T28= 1.498,p= .145,d= 0.55)在IG IHHE比在虚假IHHE CG。没有差异的搞笑和CG的平均工作时间(以kJ)在20分钟的有氧循环生成会话和平均脉冲率之前这些会话后立即(p≥.516,d≤0.24)。表1显示方式(±标准差)的年龄,病人的人体测量和临床特点以及培训与变量。
3.2血清脂质和脂蛋白浓度
在基线,在业务信道之间没有差异,高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白(p≥.235,d≤0.45),Tgl CG搞笑(相比价格高T28= 1.464,p= .155,d= 0.55;表2)。
表2。严重影响IHHE (IG)和sham-IHHE (CG)之前有氧骑车运动对血清脂质和脂蛋白浓度第一个和最后一个(18)训练。数据是描述为运动前和baseline-adjusted运动后值(意味着±标准差)以及平均差异(MD)(95%可信区间[CI])。
关于急性效应,单变量与baseline-adjustment ANCOVA显示差异组急性状况低密度的变化(F1,25= 3.385;p= .078;ηp2= 0.12)。数据分析显示低密度高血清浓度与搞笑的媒介效果相比,急性运动后的CG会话。Tgl,总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇比率没有急性状况变化的差异之间的搞笑和CG。表2显示了在血清脂质和脂蛋白浓度(t1,运动前)和baseline-adjusted均值和标准差(t2运动后)一个一起练习会话之间的平均差异(95%置信区间)搞笑和CG以及单变量ANCOVA的结果(F价值,df效果df错误,p价值和效果ηp2)。
关于慢性影响脂质和脂蛋白血清浓度、总胆固醇组之间没有差异,高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白,Tgl,和总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇比率,表明IHHE没有影响基底脂质和脂蛋白血清浓度。表3显示了训练后的均值和标准差baseline-adjusted时期(t3)以及调整后的均值之间的差异(95%置信区间)一起搞笑和CG的结果单变量ANCOVA (F价值,df效果df错误,p价值和效果ηp2)。
表3。慢性影响IHHE (IG)和虚假的IHHE有氧骑车训练前(CG)在血清脂质和脂蛋白浓度。数据描述为baseline-adjusted岗位值以及平均差异(MD)(95%可信区间[CI])。
3.3收缩压和舒张压
没有差异的搞笑和CG SBP和菲律宾(p在基线≥.586 d≤0.21)。对SBP的4×2方差分析重复测量显示一个交互效应(F3,78年= 1.579,p= .201,ηp2= 0.06)以及主要影响时间(F3,78年= 8.995,p<措施,ηp2集团(= 0.26),但没有主效应F1,26= 0.002,p= .926,ηp2≤0.01)。类内的因果分析IG透露SBP的减少7.67毫米汞柱(95%置信区间:20.49 - 5.15毫米汞柱,p= .867;d= 0.05)相比,在检测后4周mid-training。没有相互作用或主要影响的集团(F1,26= 0.009,p= .926,ηp2≤0.01)但主要影响时间(F3,78年= 6.680,p<措施,ηp2为菲律宾= 0.20)被发现。然而,因果分析表明没有类内差异(p= 1.000 d < 0.50)。图3显示的平均值和标准差SBP和菲律宾搞笑和CG预处理和检测后的2和4周后一起干预2×4重复测量方差分析结果(交互效应:F价值,df效果df错误,p价值和效果ηp2)。这些变量的均值和标准差和均值之间的差异(95%置信区间)和岗位也所示表4和统计参数的主要影响组和时间(F价值,df效果df错误,p价值和效果ηp2)。
图3。均值和标准差的休息(一)收缩和(B)舒张压(训练)以及前2周后(分别mid-training), 4周(4周mid-training),和6周的培训(岗位)干预组(IG)和虚假的对照组(CG)。
表4。收缩压(SBP)、舒张压(菲律宾)之前(训练)和2(分别mid-training), 4(4周mid-training)以及干预后6周(岗位)。数据是描述为±标准差以及平均差异(MD)(95%可信区间[CI])。
4讨论
本研究旨在确定急性(即。状况)和慢性(即。,training-related) effects of IHHE prior to aerobic cycling exercise on blood lipid and lipoprotein serum concentrations as well as the resting blood pressure in geriatric patients. The novel finding of this study was that IHHE increased LDL-C concentration in blood serum in response to aerobic cycling exercise. Furthermore, the results demonstrated that an additional IHHE prior to aerobic cycling exercise performed over 6 weeks had no influence on basal lipid and lipoprotein concentrations in blood serum but seemed to be effective to reduce resting SBP.
目前的研究表明,一个有氧骑车前一轮IHHE应用增加低密度脂蛋白浓度比虚假的IHHE之前相同的运动。然而,没有发现差异的急性业务信道的变化,高密度脂蛋白胆固醇,和Tgl浓度,以及群体之间的总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇比率。最好的作者的知识,目前还没有研究可用之前,检查IHHE的急性影响有氧运动对血脂和脂蛋白浓度。然而,先前发表的一项研究调查了急性间歇性低氧对血清脂质和脂蛋白的影响在人类(Costalat et al ., 2018)。这项研究的结果表明,相对变化在高密度脂蛋白胆固醇,低密度,Tgl血药浓度缺氧(即没有差异。90分钟间歇低氧暴露,F我O2= 0.10,平均pO2= 80%)和虚假的缺氧(即。90分钟normoxia, F我O2在超重/肥胖受试者= 20.9)条件。然而,参与者没有执行任何锻炼后间歇缺氧和虚假的干预措施。研究有氧运动的急性效应只在脂质和脂蛋白浓度显示不一致的结果,报告发生了变化(希克斯et al ., 1987;支付et al ., 1992;弗格森et al ., 1998;Fittipaldi et al ., 2020)和维持血药浓度(休斯et al ., 1991;导演今村昌平et al ., 2000;格林et al ., 2012)。特别是,研究发现降低(弗格森et al ., 1998),没有变化边界et al ., 2000;安图内斯et al ., 2020),增加(Fittipaldi et al ., 2020)在低密度脂蛋白浓度急性有氧运动。此外,一些研究表明提高血液中高密度脂蛋白胆固醇(支付et al ., 1992;Fittipaldi et al ., 2020经过长时间的(即)浓度。,2 h)或详尽的(即。,maximal exercise test) acute aerobic exercise, while others have reported unchanged concentrations (休斯et al ., 1991;导演今村昌平et al ., 2000;安图内斯et al ., 2020低到高强度连续有氧运动后)。考虑这些相互矛盾的结果,它是假定急性运动的影响(例如,有氧运动)对血脂和脂蛋白浓度受到不同因素的影响(汤普森et al ., 2001)。的关键因素包括受试者的身体健康水平和运动前的脂质水平以及强度、持续时间、和运动模式(希克斯et al ., 1987;弗格森et al ., 1998;安图内斯et al ., 2020)。虽然确切的机制仍然是难以捉摸的,有人建议,脂质和脂蛋白浓度的变化引起的急性有氧运动在很大程度上是相关的脂蛋白脂肪酶活性和高速率的增加脂类分解(耐受,1993;汤普森et al ., 2001)。有趣的是,结果表明,脂质氧化率(衡量通过间接量热法)增加5分钟后急性长期缺氧暴露(180分钟被动暴露,SpO2在久坐的男性超重/肥胖∼80%)(工人和巴塞特,2012年)。此外,急性暴露于持续缺氧(6 h, F我O2= 0.12)曾被证明导致循环non-esterified脂肪酸增加超过95%在禁食normoxia健康男性(Mahat et al ., 2018),建议增加脂肪组织脂类分解(Hodson et al ., 2008)。然而,增加non-esterified脂肪酸氧化脂肪酸没有影响整个6 h(低氧暴露,所表示的间接量热法测量(Mahat et al ., 2018)。这是符合先前的研究结果显示,持续低氧训练(60分钟自行车个人最大输出功率的50%,F我O2= 0.15)导致脂质氧化速率增加积极的健康男性40分钟运动后常氧条件下测量,而缺氧下练习会话期间保持不变(凯利和巴塞特,2017年)。事实上,回顾表明,脂肪酸氧化减毒,而葡萄糖吸收维持或增加在低氧暴露的哺乳动物的骨骼肌,也许是为了优化三磷酸腺苷合成氧化代谢的差别的光对这些基因(如β-oxidation,氧化磷酸化)(Horscroft穆雷,2014)。值得注意的,研究急性缺氧对葡萄糖稳态点的影响在两个方向。一方面,研究使用间歇性缺氧协议与一个更严重的强度(F我O2= 0.05)和高intra-session频率(∼25周期∙h−1)增加胰岛素敏感性和降低血糖水平在健康成人(路易和旁遮普语,2009年;纽豪斯et al ., 2017)。此外,动物研究表明,大剂量“缺氧协议(F我O2≤0.07,intra-session频率≥60周期∙h−1(2014年6月et al .,)刺激肝肝糖分解,从而导致血糖浓度的增加(Rafacho et al ., 2013)。另一方面,暴露间歇性缺氧协议,而“中等剂量”(F我O2= 0.10 - -0.13,intra-session频率∼5 - 10周期∙h−1)已报告严重降低超重/肥胖受试者的血糖浓度(Costalat et al ., 2018)和II型糖尿病患者(Duennwald et al ., 2013)。等,这可能是由葡萄糖利用率的增加增强激活诱导factor-1α刺激途径,腺苷单磷酸盐激活蛋白激酶,calmodulin-dependent蛋白激酶(范Hulten et al ., 2021)。整体而言,这些结果表明,急性代谢缺氧刺激反应取决于其他因素,等几个变量,确定缺氧的剂量强度和intra-session频率。此外,急性缺氧可能导致转移衬底从碳水化合物氧化脂肪酸氧化低氧暴露后,这可能影响急性运动性响应的脂质和脂蛋白。(工人和巴塞特,2012年;凯利和巴塞特,2017年;Mahat et al ., 2018)。不幸的是,目前还没有足够的解释急性IHHE对低密度脂蛋白浓度的影响在本研究观察到。因此,还需要进一步的研究来验证本研究的结果和解决潜在的潜在机制。
脂质和脂蛋白,尤其是低密度脂蛋白和Tgl血药浓度,是一种重要的指数整体风险的评估为动脉粥样硬化性心血管疾病在任何年龄心胸狭窄的人et al ., 2019)。然而,本研究的结果表明,一个IHHE程序应用有氧骑车锻炼之前并没有促进额外的影响相比,相同的锻炼计划没有IHHE基底老年患者的血脂和脂蛋白浓度。这与之前的研究一致的影响向多通道添加一个IHHE程序训练干预(5 - 7周,一周2 - 3疗程−1)在老年患者(拜耳et al ., 2017 a)。作者没有发现血总胆固醇浓度的差异,高密度脂蛋白胆固醇、低密度和Tgl之间患者完成了IHHE程序(30 - 40分钟,F我O2为4 - 7分钟= 0.10 - -0.14,F我O2= 0.30 - -0.40 2 - 4分钟)除了多模式训练和那些只完成了多模式训练。相比之下,研究代谢综合征患者(Bestavashvili et al ., 2021;Bestavashvili et al ., 2022)、前驱糖尿病(Serebrovska et al ., 2019)和冠状动脉疾病(Glazachev et al ., 2017)发现IHHE促进有益的对患者的脂质和脂蛋白的影响。例如,Bestavashvili等人表现出更高的绝对变化总胆固醇(-0.8 vs 0.3更易/ L),低密度(-0.8 vs 0.3更易/ L), Tgl (-0.3 vs 0.1更易/ L)浓度后3周(5会话∙一周−1IHHE) (40 - min, F我O2为4 - 7分钟= 0.11 - -0.12,F我O22 - 4分钟= 0.30 - -0.35)相比,对照组(假IHHE: F我O20.21∼40 - min)患者中代谢综合征(Bestavashvili et al ., 2021)。由Bestavashvili等人也发现类似的结果在另一项研究中对总胆固醇(-0.8和0.3)和低密度脂蛋白水平(-0.8和0.3)使用类似IHHE程序代谢综合征患者(Bestavashvili et al ., 2022)。然而,在这两项研究中,基线脂质和脂蛋白浓度(即。,tCh, LDL-C and Tgl concentration) were statistically higher in patients who completed the IHHE program than in those who underwent sham IHHE. Therefore, it might be possible that these differences at the pre-test influenced the results and that these should be interpreted with caution. In addition, Serebrovska et al. demonstrated decreased blood tCh and LDL-C concentrations after 3 weeks (5 sessions∙week−1IHHE)(∼32分钟,F我O25分钟= 0.12,F我O2= 0.33在前驱糖尿病患者(3分钟)Serebrovska et al ., 2019)。然而,作者没有发现差异相比,对照组接受虚假IHHE。另一项研究报道会降低总胆固醇和低密度脂蛋白水平以及减少硬化指数(即。5周后,tCh-HDL-C÷高密度脂蛋白胆固醇)会话∙(3星期−1IHHE (F)我O2为4 - 6分钟= 0.10 - -0.12,F我O2-0.35 = 0.30 3分钟,5 - 7周期∙会话−1)在冠状动脉疾病患者(Glazachev et al ., 2017)。此外,作者发现,总胆固醇和低密度脂蛋白血药浓度以及硬化指数低病人IHHE程序比患者完成一个标准的康复计划持续8周总(16次)。然而,应该注意的是,病人标准的康复计划被登记完成后,他们的基线值(即。之前,完成标准康复计划)并没有被认为是在分析和解释的结果。因此,目前还没有可靠的证据支持有益IHHE对血脂和脂蛋白的影响,至少在一个持续时间3 - 7周。在这方面,系统回顾建议使用积极干预缺氧方法(例如,持续低氧训练)需要干预持续时间超过4和8周引起进一步改善血脂和脂蛋白浓度(Hobbins et al ., 2017)。理论上,缺氧可能对体重产生积极作用和组成由于能量消耗的增加和脂质代谢(工人和巴塞特,2012年)和/或减少能量摄入的食欲调节机制(贝利et al ., 2015;埃蒙斯,2017)。在较长时间,这可能导致改善代谢标记和降低整体风险为动脉粥样硬化性心血管疾病(Poobalan et al ., 2004)。重要的是,当应用间歇性缺氧在很长一段时间,有人建议,低氧剂量必须逐步调整整个干预期,以避免可能的高原适应性,如身体成分(Gatterer et al ., 2015;Hobbins et al ., 2017)。到目前为止,然而,这样的一个协议尚未使用IHHE执行。
旁边的血脂和脂蛋白浓度,血压也代表了一个重要的可改变的危险因素对心血管疾病有广泛的全球影响优素福et al ., 2020)。有相当确凿的证据支持这一假设低氧暴露在休息的时候(例如,间歇性低氧暴露)或结合运动(例如,有氧运动(连续或间歇低氧训练))引发有益的低血压的效果(路边et al ., 2015;凌晨,Climstein 2015)和改善血管健康(蒙特罗和Lundby, 2016)。先前的审查报告减少10 ~ 30毫米汞柱和10 - 15毫米汞柱在SBP和菲律宾,I, II型高血压患者分别在间歇或长时间缺氧暴露(Serebrovskaya et al ., 2008)。考虑到每10毫米汞柱SBP的减少或5毫米汞柱的减少与类似主要心血管事件的风险减少20% (Ettehad et al ., 2016),低血压患者well-dosed缺氧干预的影响几乎是相关的心血管疾病的预防和治疗。这是根据本研究的结果,表明添加IHHE有氧骑车锻炼诱导前更明显减少SBP比有氧骑车(8.9毫米汞柱与1.4毫米汞柱)。然而,显著减少SBP之间只能检测到4周(4周mid-training)和结束(岗位)的干预。这可以解释为训练的价值相对较高的标准偏差以及延迟性低血压患者的影响由于IHHE (路边et al ., 2015;蒙特罗和Lundby, 2016)。此外,没有观察到对菲律宾的影响,这可能会进一步解释说,菲律宾平均< 80毫米汞柱在两组基线。减少由于更高的SBP患者IHHE程序进行有氧骑车之前,它可以是假定额外接触间歇性低氧和氧过多引起进一步的机制与低血压的作用如vascularisation增加(西门,2014)和/或血管舒张(Muangritdech et al ., 2020)和/或减少交感神经激活(Serebrovskaya et al ., 2008;Lizamore et al ., 2016)。相比之下,拜耳等人报道没有改善SBP老年患者5 - 7周后IHHE项目进行每周2 - 3天除了多通道训练干预(拜耳et al ., 2017 b)。然而,作者并没有包括多个时间点评估短期对血压的影响。
此外,它应该考虑,大多数参与本研究的患者采取了低血压的药物(如β-blockers,血管紧张素转换酶抑制剂、钙通道阻滞剂,利尿剂),这可能导致一个与有氧训练的互动和/或IHHE (肯德里克et al ., 1987)。然而,我们没有观察到任何严重的副作用。对于研究使用间歇hypoxia-normoxia Burtscher等人接触通常男性体力活动与NYHA类I和II间歇性缺氧3周(3 - 5分钟的缺氧(F我O2= 0.10 - -0.14]点缀normoxia 3分钟,3 - 5周期∙会话−15会话∙一周−1),发现减少5.5% (∼9.0 mmHg)轻快SBP在高频运动(即。,循环加载相应的1 W /公斤体重)(Burtscher et al ., 2004)。此外,Lyamina等人报道,平均SBP和菲律宾(即。,obtained by 24-h monitoring) decreased by 15% (∼22.0 mmHg) and 17% (∼16.6 mmHg), respectively, after 20 consecutive days of intermittent hypoxic exposure (3 min of hypoxia [F我O2= 0.10)散布到normoxia 3分钟,4到10周期∙会话−1在高血压(初期)的年轻男性Lyamina et al ., 2011)。更大的降血压药效果观察到Lyamina等人相比,我们的研究结果可以解释为inter-session频率越高(即。、3和7会话∙一周−1)和/或病人的特征的差异(例如,我高血压老年患者与年轻男性阶段)。
虽然,推测,氧过多会增加取代normoxia间歇性低氧刺激的适应性反应移植活性氧和低氧诱导的基因(Sazontova et al ., 2012;锤et al ., 2020),目前还没有研究可用,直接检查的影响间歇接触hypoxia-normoxia和hypoxia-hyperoxia对血压和它的底层机制(例如,没有代)。在这方面,Serebrovska等人调查的影响3周(5会话∙一周−1IHHE(5分钟)缺氧(F我O2= 0.12)期间是3分钟氧过多(F我O2= 0.33),4周期∙会话−1)、间歇性低氧暴露(5分钟的缺氧(F我O2= 0.12)散布到normoxia 5分钟,4周期∙会话−1),虚假的缺氧在前驱糖尿病的患者(碳水化合物和脂质代谢Serebrovska et al ., 2019)。作者观察到缺氧的协议都是同样有效地降低空腹和2 h后口服葡萄糖耐量试验血糖水平以及降低总胆固醇和低密度脂蛋白血液浓度。作者推测,领先的优势IHHE间歇性低氧暴露可能更快的再氧化导致更短的会话持续时间(Serebrovska et al ., 2019)。然而,需要进一步的研究直接比较IHHE和间歇性低氧暴露的影响,例如,代谢疾病风险因素的变化,物理性能,认知能力以及在分子和细胞水平的变化(贝伦特et al ., 2022 b)。
5的局限性
目前的研究也有一些局限性,需要考虑。首先,实验设计不包括一个执行IHHE只分析其独立的急性和慢性影响血脂和脂蛋白浓度以及静息血压。其次,由于营养摄入可能会影响血脂和脂蛋白浓度,应该注意的是,患者的饮食没有监控。即使所有患者接受标准化的食物在他们的设施,一些饮食习惯可能会改变在干预期的持续时间。第三,分析血液样本没有关于潜在的等离子体体积的变化。急性运动给等离子体体积改变已知影响血清或血浆脂质和脂蛋白浓度(耐受,1993)。因此,建议纠正脂质和脂蛋白的水平显著改变等离子体体积影响结果(Kargotich et al ., 1998)。尽管如此,一项研究表明,等离子体体积没有变化1 h和2 h后低强度有氧运动(步行速度相当于个人的最大耗氧量的30%)在训练和未经训练的年轻人(支付et al ., 1992),不能自信地认为,目前的研究等离子体体积没有变化。第四,我们没有调查可能强调IHHE的抗高血压作用的机制,如没有合酶。
6结论
目前的研究提供了第一个暗示IHHE有氧骑车之前可以影响急性状况反应在老年患者低密度脂蛋白浓度。此外,目前的结果表明17训练IHHE有氧骑车或唯一的有氧循环之前并没有引起基底脂质和脂蛋白浓度的变化。进一步的调查是合理确定的长期影响IHHE脂质和脂蛋白浓度及其协同效应与运动或训练。旁边血脂和脂蛋白,目前的研究表明,一个额外的IHHE有氧骑车之前似乎更有效降低老年患者相比,SBP的有氧骑车经过6周的训练。根据获得的结果,量身定制IHHE有氧骑车之前由老年病人耐受良好,有效地诱发低血压的作用。因此,IHHE可能是一个有前途的后备干预策略以减少心血管疾病的风险因素在弱势群体。
数据可用性声明
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。
道德声明
综述了研究涉及人类参与者和奥拓-冯-格里克大学的伦理委员会批准的马格德堡(202/20号)。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。
作者的贡献
结核病、OG和LS导致概念和设计的研究。结核病、ca和LS的实施干预。结核病和MB进行数据分析。结核病导致了数据的采集和解释。结核病和ca的手稿起草。RB、MB、OG, LS起草文稿的评审。所有作者都阅读和批准提交的版本的手稿。
确认
作者要感谢AiMediqu s a公司为提供卢森堡ReOxy设备和软件实现间歇hypoxic-hyperoxic暴露程序。我们也想感谢Alexey Platonenko获得ReOxy设备的大力支持。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
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收到:2022年9月13日;接受:2022年10月11日;
发表:2022年10月28日。
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