Divizia renală, Departamentul de Medicină, Școala de Medicină a Universității Emory, Atlanta, Georgia și Serviciul de Cercetare, Departamentul Veteranilor Centrul Medical, Decatur, Georgia;

Adresa pentru solicitări de reimprimare și alte corespondențe: J. Park, Renal Div., Emory Univ. Școala de Medicină, 1639 Pierce Drive, WMB 338, Atlanta, GA 30322 (e-mail: [e-mail protejat]).

Divizia de Cardiologie, Departamentul de Medicină, Școala de Medicină a Universității Emory, Atlanta, Georgia;

Divizia de Cardiologie, Departamentul de Medicină, Școala de Medicină David Geffen de la UCLA, Los Angeles, California

Abstract

insuficiența renală cronică, incluzând boala renală cronică ușoară până la moderată (stadiile CKD 2 și 3) se caracterizează prin capacitate fizică slabă și intoleranță la efort. Mecanismele patogene care stau la baza disfuncției exercițiului la pacienții cu insuficiență renală cronică sunt multifactoriale și nu sunt pe deplin înțelese. Contribuția răspunsurilor anormale hemodinamice și neurocirculatorii în timpul exercițiului nu a fost încă explorată. Răspunsurile fiziologice normale în timpul exercițiului acut includ o creștere a tensiunii arteriale (TA) și a ritmului cardiac (HR) care servesc pentru a satisface cererea metabolică crescută a exercitării mușchilor scheletici (12, 36). În mod convingător, creșteri exagerate ale TA ar putea contribui la disfuncția exercițiului și crește probabilitatea unor evenimente cardiovasculare adverse în timpul activității fizice.

Munca noastră anterioară demonstrează că pacienții cu boală renală în stadiul final (ESRD) au un răspuns exagerat al exercițiului de presare în timpul exercițiilor de manevrare atât statice, cât și ritmice, comparativ cu controalele nehipertensive (30). Am constatat că activarea receptorilor de metaborecepție musculară a activării SNS a fost estompată, iar răspunsul global SNS în timpul exercițiilor statice și ritmice nu a fost mărit în ESRD, implicând faptul că răspunsul presor exagerat în timpul exercițiului nu a fost mediat de un răspuns SNS exagerat. Cu toate acestea, deoarece pacienții cu ESRD au funcție baroreflexă arterială intactă (4, 13, 16), un răspuns SNS exagerat în timpul exercițiului poate fi fost mascat de răspunsul BP crescut prin amortizarea mediată de baroreflex a fluxului de SNS. Scopul acestui studiu a fost de a determina: 1) dacă pacienții cu CKD ușoară până la moderată au creșteri exagerate ale TA în timpul exercițiilor ritmice și statice; 2) dacă acest răspuns presor exagerat este însoțit și, prin urmare, potențial mediat de creșteri exagerate ale activității nervului simpatic muscular (MSNA); și 3) ce mecanisme reflexe (de exemplu, metaboreceptor muscular, mecanoreceptor, comandă centrală) pot media acest răspuns presor crescut, răspuns MSNA sau ambele.

Populația de studiu

Tabelul 1. Demografia de bază, hemodinamica și activitatea simpatică

Controale Pacienți cu CKDP valoareN1313 Vârstă, ani52,5 ± 2,154,5 ± 2,30,52Indicele de masă corporală, kg/m 2 25,6 ± 1,225,1 ± 1,00,72TA sistolică, mmHg134,9 ± 2,9132,5 ± 4,40,65TA diastolică, mmHg77,5 ± 2,083,6 ± 2,40,06Presiunea arterială medie, mmHg96,6 ± 2,099,9 ± 2,80,36Ritmul cardiac, bătăi/min63,6 ± 2,963,6 ± 3,41.0Ser de creatinină, mg/dl1,0 ± 0,031,7 ± 0,10 2 92,2 ± 3,753,6 ± 5,0 * Semnificativ la P

presorului

FIG. 1.Modificări hemodinamice în timpul exercițiilor statice cu mâner. Modificarea procentuală (%) și modificarea absolută (Δ) față de nivelurile inițiale (BL) ale tensiunii arteriale sistolice (PAS), ale tensiunii arteriale diastolice (DBP), ale presiunii arteriale medii (MAP) și ale ritmului cardiac (HR) în fiecare minut) exercițiu static cu mâner (SHG 30%) la controale în timpul perfuziei D5W (CON + D5W, cercuri deschise), pacienților cu boli renale cronice (CKD) în timpul perfuziei D5W (CKD + D5W, cercuri umplute) și pacienților cu BCR în timpul perfuziei cu nitroprusid CKD + NTP, cercuri umplute cu linii punctate). Valorile sunt exprimate ca medii ± SE. † Indică ANOVA globală F-testul a fost semnificativ pentru o diferență între CON + D5W vs. Grupuri CKD + D5W (vezi REZULTATE). * Indică P

În timpul perfuziei D5W, nu a existat nicio diferență semnificativă în procente sau Δ modificări față de valoarea inițială în MSNA cuantificată ca explozii/minut și activitate totală în timpul SHG 30% între martori și pacienți cu BCR (ANOVA F-Test, P = NS) (Fig. 2, ANUNȚ). Cu toate acestea, atunci când răspunsul TA a fost egalizat la pacienții cu BCR cu perfuzie NTP la cel al controalelor, pacienții cu BCR au avut o modificare semnificativ crescută a MSNA în timpul SHG 30% atunci când au fost cuantificate ca o schimbare procentuală a activității totale (ANOVA) F-Test, P = 0,004) (Fig. 2A) și o modificare Δ a activității totale (ANOVA F-Test, P = 0,007) (Fig. 2B). Rezultatele au fost similare atunci când MSNA a fost cuantificată ca o schimbare procentuală în rafale/minut (ANOVA F-Test, P = 0,005) (Fig. 2C) și, de asemenea, o schimbare in în MSNA în rafale/minut F-Test, P

FIG. 2.Modificarea MSNA în timpul SHG 30%, RHG 20% și PHGCA. Modificarea față de valoarea inițială (BL) a activității nervoase simpatice musculare (MSNA) în timpul fiecărui minut (M) de exercițiu ritmic (RHG 20%), exercițiu static (SHG 30%), și stop circulator post-grip (PHGCA) la controale în timpul D5W perfuzie (CON + D5W, cercuri deschise), pacienți cu boală renală cronică (CKD) în timpul perfuziei D5W (CKD + D5W, cercuri umplute) și pacienți cu BCR în timpul perfuziei cu nitroprusidă (CKD + NTP, cercuri umplute cu linii punctate). MSNA a fost cuantificat ca rafale/minut și activitate totală (unități/min). Modificarea relativă (%) a MSNA și schimbarea absolută (Δ) a MSNA au fost cuantificate atât pentru activitatea totală, cât și pentru frecvența exploziei în rafale/minut. Valorile sunt exprimate ca medii ± SE. † Indică ANOVA F-testul a fost semnificativ pentru o diferență între CON + D5W vs. Grupuri CKD + D5W (vezi REZULTATE). * Indică P


FIG. 3.Niveluri absolute de MSNA în timpul exercițiilor cu mâner static și ritmic. Nivelurile absolute ale activității nervoase simpatice ale mușchilor (MSNA) cuantificate ca explozii/minut la momentul inițial (BL) și în timpul fiecărui minut (M) al exercițiilor statice (SHG 30%) și ritmice (RHG 20%). ANOVA generală F-testul a fost semnificativ pentru o diferență între controale în timpul perfuziei D5W (CON + D5W) comparativ cu pacienții cu boală renală cronică (CKD) în timpul perfuziei cu nitroprusidă (CKD + NTP) (vezi REZULTATE). *P

RHG 20%

Scopul acestui studiu al mânerului ritmic de nivel scăzut, în care sunt generați metaboliți ischemici minimi, a fost în principal angajarea mecanoreceptorilor musculari. Pe parcursul a 3 minute de RHG 20% MVC, nu a existat nicio diferență semnificativă statistic în procente sau Δ modificări în SBP, DBP sau HR în timpul perfuziei D5W între pacienții cu BCR (CKD + D5W) și martorii (CON + D5W)., ANUNȚ, G, și H). A existat o creștere procentuală semnificativ mai mare (ANOVA F-Test, P = 0,031) (Fig. 4E) și Δ creștere (ANOVA F-Test, P = 0,031) (Fig. 4F) în MAP în timpul perfuziei D5W în grupul CKD + D5W comparativ cu grupul CON + D5W. Infuzarea NTP la aceiași pacienți cu BCR (CKD + NTP) în timpul RHG 20% a eliminat diferența de răspuns MAP între grupuri și a redus TA la pacienții cu BCR la cea a controalelor în timpul exercițiului; nu a existat nicio diferență semnificativă în răspunsul MAP în timpul RHG 20% între grupurile CON + D5W și CKD + NTP. În mod similar, nu a existat nicio diferență semnificativă în răspunsul SBP, DBP sau HR între grupurile CON + D5W și CKD + NTP.

FIG. 4.Modificări hemodinamice în timpul exercițiilor ritmice cu mânerul. Modificarea procentuală (%) și modificarea absolută (Δ) față de nivelurile inițiale (BL) ale tensiunii arteriale sistolice (PAS), ale tensiunii arteriale diastolice (DBP), ale presiunii arteriale medii (MAP) și ale ritmului cardiac (HR) în fiecare minut) exercițiu de manevrare ritmică (RHG 20%) în controale în timpul perfuziei D5W (CON + D5W, cercuri deschise), pacienții cu boală renală cronică (CKD) în timpul perfuziei D5W (CKD + D5W, cercuri umplute) și pacienții cu CKD în timpul perfuziei cu nitroprussidă ( CKD + NTP, cercuri umplute cu linii punctate). Valorile sunt exprimate ca medii ± SE. * Indică P

În timpul perfuziei D5W, nu a existat nicio diferență semnificativă în procente sau Δ modificări față de valoarea inițială în MSNA cuantificată ca explozii/minut și activitate totală în timpul SHG 30% între martori și pacienți cu BCR (ANOVA F-Test, P = NS) (Fig. 2, E - H). Cu toate acestea, atunci când răspunsul TA la pacienții cu BCR a fost egalizat cu perfuzia de NTP cu cel al controalelor, pacienții cu BCR au avut o modificare semnificativ crescută a MSNA în timpul RHG 20% atunci când au fost cuantificate ca o schimbare procentuală a activității totale (ANOVA) F-Test, P = 0,006) (Fig. 2E) și o modificare Δ a activității totale (ANOVA F-Test, P

FIG. 5.Modificări hemodinamice în timpul stopului circulator post-grip. Modificarea procentuală (%) și modificarea absolută (Δ) față de nivelurile inițiale (BL) ale tensiunii arteriale sistolice (PAS), ale tensiunii arteriale diastolice (DBP), ale presiunii arteriale medii (MAP) și ale ritmului cardiac (HR) în fiecare minut) stop circulator posthandgrip (PHGCA) la controale în timpul perfuziei D5W (CON + D5W, cercuri deschise), pacienților cu boală renală cronică (CKD) în timpul perfuziei D5W (CKD + D5W, cercuri umplute) și pacienților cu BCR în timpul perfuziei cu nitroprussidă (CKD +) NTP, cercuri umplute cu linii punctate). Valorile sunt exprimate ca medii ± SE. * Indică P

În mod similar, în timpul perfuziei D5W, nu a existat nicio diferență semnificativă în modificarea procentuală a MSNA cuantificată ca explozii/minut în timpul PHGCA între controale și pacienții cu BCR (Fig. 2K); cu toate acestea, a existat o tendință către un răspuns MSNA tocit în grupul CKD + D5W comparativ cu grupul CON + D5W (ANOVA F-Test, P = 0.110), care a fost eliminat în timpul perfuziei NTP (CON + D5W vs. CKD + NTP, P = 0,899). Când MSNA a fost cuantificată ca o schimbare absolută a rafalelor/minut, nu a existat nicio diferență semnificativă în Δ schimbarea MSNA între grupul CON + D5W vs. grupul CKD + D5W (ANOVA F-Test, P = 0,866) (Fig. 2L). În timpul perfuziei cu NTP, a existat o tendință către o schimbare mai mare in a MSNA în grupul CKD + NTP vs. grupul CON + D5W, care nu a atins semnificația statistică (ANOVA F-Test, P = 0,085).

Am observat că pacienții cu stadiul 2 și stadiul 3 al BCR au avut răspunsuri exagerate ale presorului atât în ​​timpul exercițiului ritmic de nivel scăzut, cât și al exercițiilor statice moderate cu mâner, comparativ cu controalele hipertensive fără boală renală. Pacienții cu BCR au avut creșteri semnificativ mai mari ale MAP în timpul RHG 20% și creșteri semnificativ mai mari ale MAP și SBP în timpul SHG 30%. În mod convingător, creșteri crescute ale TA în timpul exercițiului ar putea contribui la intoleranța la efort în CKD prin creșterea volumului de muncă al inimii împotriva unei rezistențe crescute periferice și contribuie la fiziopatologia miopatiei uremice. În plus, creșterea crescută a TA poate contribui la creșterea riscului de boli cardiovasculare și de moarte subită care caracterizează pacienții cu funcție renală redusă (23). S-a demonstrat că răspunsurile exagerate ale presorului în timpul exercițiului se corelează cu un risc crescut de boli cardiovasculare (10, 35) și ar putea crește riscul de evenimente cardiovasculare adverse în timpul activității fizice.

După stabilirea faptului că aceeași intensitate a exercițiului static și ritmic a produs răspunsuri MSNA similare, dar răspunsuri presor mai mari la pacienții cu BCR, am urmărit în continuare să determinăm modul în care răspunsul MSNA s-ar putea schimba dacă răspunsurile BP au fost egalizate între grupuri. Deși supraactivarea SNS nu poate explica răspunsul exagerat al presorului la efort în CKD, având în vedere diferența dintre relația dintre MSNA și BP în timpul studiilor de bază, nu am putut exclude în totalitate supraactivarea SNS în timpul exercițiului în CKD ca factor care poate fi mascat de amortizarea mediată de baroreflex. a răspunsului SNS în cadrul unui răspuns BP mărit. Pacienții cu insuficiență renală cronică au sensibilitate baroreflexă arterială intactă (4, 13, 16), iar tamponarea baroreflexă arterială a MSNA rămâne intactă în timpul exercițiului (33). Prin urmare, am emis ipoteza că ameliorarea răspunsului augmentat al TA, descărcând astfel baroreflexurile arteriale la cel al controalelor, ar demonta un răspuns MSNA exagerat în timpul exercițiilor de manevrare statică ritmică și moderată. Am mai emis ipoteza că egalizarea restricției baroreflex ar normaliza răspunsul MSNA tocit în timpul izolării metaboreceptorului în CKD.

Investigațiile anterioare ale reflexului presor de efort la alte populații de pacienți cu risc cardiovascular crescut, cum ar fi cele cu hipertensiune arterială (31), obezitate (29) și insuficiență cardiacă cronică (37), au relevat că aceste grupuri au controlat metaboreflexul. Important, studiul actual, în care răspunsurile BP au fost normalizate, a arătat că pacienții cu BCR pot avea un răspuns SNS global crescut la exerciții statice și ritmice care a fost demascat atunci când baroreceptorii arteriali au fost descărcați în același grad ca și martorii, dar nu există dovezi ale unei răspuns SNS crescut în timpul izolării musculare metaboreflex. Mecanismele care stau la baza relației modificate dintre presor și răspunsul MSNA în timpul izolării metaboreceptorului în CKD sunt neclare, dar pot include o recuperare întârziată a răspunsului BP crescut în urma exercițiilor statice moderate cu mâner. Aceste și alte mecanisme care stau la baza răspunsului exagerat al presorului în timpul exercițiului în CKD ar trebui investigate în studiile viitoare.

Limitări

Această activitate a fost susținută parțial de Departamentul pentru Afaceri al Veteranilor, Administrația Sănătății Veteranilor, Biroul de Cercetare și Dezvoltare, Centrul de Studii Clinice, Decatur, GA; de către Fundația pentru Cercetare și Educație din Atlanta; si prin ncrr Grant pentru Serviciul de Sanatate Publica UL1-RR025008 prin programul Clinical and Translational Science Award. J. Park a fost susținut de Institutul Național de Sănătate Grant K23 HL098744 și Premiul Amgen Nefrologie pentru Facultatea Junioră.

Niciun conflict de interese, financiar sau de altă natură, nu este declarat de autor (i).