Cardiorespiratory Fitness, Exercise, and Blood Pressure

Wyniki dobrze zaprojektowanych, dużych badań epidemiologicznych i zróżnicowanych populacji potwierdzają silny, odwrotny i niezależny związek między aktywnością fizyczną, cardiorespiratory fitness, a ryzykiem śmiertelności sercowo-naczyniowej i ogólnej. Związek ten jest niezależny od wieku, rasy, płci, udokumentowanej choroby układu sercowo-naczyniowego lub chorób współistniejących, w tym nadciśnienia tętniczego.1,2 W stanach przednadciśnieniowych i nadciśnieniu tętniczym wydolność sercowo-oddechowa wykazuje właściwości prewencyjne, prognostyczne i terapeutyczne.1-Zapobiegania, Wykrywania, Oceny i Leczenia Nadciśnienia Tętniczego (JNC 8) oraz najnowsze wytyczne Europejskiego Towarzystwa Nadciśnienia Tętniczego/Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego jako wstępną terapię zapobiegającą, leczącą i kontrolującą nadciśnienie tętnicze.5,6 W niniejszym przeglądzie przedstawiono dowody dotyczące prewencyjnych, prognostycznych i terapeutycznych aspektów wpływu wysiłku fizycznego i sprawności fizycznej na ciśnienie tętnicze krwi (BP).

Prewencyjne aspekty sprawności fizycznej na ciśnienie tętnicze krwi

Postępującemu z wiekiem wzrostowi ciśnienia tętniczego towarzyszy narastający wzrost ryzyka sercowo-naczyniowego widoczny po przekroczeniu wartości ciśnienia tętniczego 115/75 mm Hg.7 Dowody wskazują, że ten wzrost ciśnienia tętniczego jest poprzedzony sztywnością tętnic, która jest ważnym i niezależnym czynnikiem przyczyniającym się do rozwoju nadciśnienia tętniczego.8-12 Do pewnego stopnia związany z wiekiem wzrost sztywności tętnic i ciśnienia tętniczego jest nieunikniony (biologiczne starzenie się). Jednak znaczna część wyraźnego wzrostu obserwowanego w społeczeństwach uprzemysłowionych ma charakter patologiczny i jest bardziej prawdopodobną konsekwencją stylu życia charakteryzującego się dietą wysokotłuszczową i bogatą w sól oraz brakiem aktywności fizycznej niż nieuniknionym skutkiem starzenia się.13-Rdzenne populacje, prowadzące względnie tradycyjny, łowiecko-zbieracki tryb życia, wykazują jedynie niewielki i znacznie mniejszy wzrost sztywności tętnic i ciśnienia tętniczego w porównaniu z osobami żyjącymi w środowiskach zachodnich.14,15 Dodatkowo, zdrowie naczyń poprawia się dzięki zwyczajowej aktywności fizycznej i interwencyjnym programom ćwiczeń wdrożonym w populacjach zachodnich16-19 , a zmniejsza się w wyniku braku aktywności i odpoczynku w łóżku.18,19 Wywołany ćwiczeniami wzrost naprężenia ścinającego wydaje się być fizjologicznym bodźcem dla adaptacji funkcji śródbłonka i przebudowy naczyń krwionośnych obserwowanych po treningu wysiłkowym u osób zdrowych.20

Prehypertension, defined as systolic BP levels of 120 to 139 mm Hg or diastolic BP of 80 to 89 mm Hg,21 is often a precursor of hypertension.22 The above findings suggest that cardiorespiratory fitness may attenuate the rate of progression from prehypertension to hypertension. Koncepcję tę zbadano u 2303 mężczyzn weteranów w średnim wieku, u których przez 9,2 roku obserwowano stan przednadciśnieniowy. Wyższa wydolność sercowo-oddechowa, odzwierciedlona w szczytowym ekwiwalencie metabolicznym (METs; 1 MET=3,5 ml zużycia tlenu na kg masy ciała na minutę), osiągnięta podczas standaryzowanego testu wysiłkowego, była odwrotnie związana z tempem progresji do nadciśnienia tętniczego. W porównaniu z osobami o najwyższej wydolności wysiłkowej (>10 METs) skorygowane wieloczynnikowo ryzyko rozwoju nadciśnienia było o 36% wyższe u osób o wydolności wysiłkowej od 8,6 do 10 METs; o 66% u osób o wydolności od 6,6 do 8,5 METs i o 72% u osób, które osiągnęły ≤6,5 METs.23 Podobne wyniki uzyskali inni,24 a niedawna metaanaliza 13 prospektywnych badań kohortowych potwierdziła odwrotny, zależny od dawki związek między poziomem rekreacyjnej aktywności fizycznej a ryzykiem rozwoju nadciśnienia tętniczego.3

Wyniki tych badań13-19 potwierdzają, że związany z wiekiem, podstępny wzrost sztywności tętnic, skurczowego ciśnienia tętniczego i nadciśnienia tętniczego nie jest całkowicie nieunikniony i że zwiększona aktywność fizyczna lub aktywny fizycznie styl życia prowadzący do zwiększenia wydolności sercowo-oddechowej mogą osłabić, a nawet odwrócić ten proces.18,20

Prognostyczne aspekty wysiłkowego ciśnienia krwi

Fizjologiczny wzrost ciśnienia tętniczego występuje podczas ostrego wysiłku.1 Jednak u niektórych osób skurczowe ciśnienie tętnicze wzrasta nieproporcjonalnie do obciążenia pracą. Ten nieproporcjonalny wzrost BP jest niekorzystnie związany z uszkodzeniem narządów końcowych.25 Na przykład w naszym badaniu z udziałem 790 osób w średnim wieku, ze stanem przednadciśnieniowym, skurczowe BP podczas wysiłku przy obciążeniu ≈5 METs było najsilniejszym predyktorem przerostu lewej komory (LVH).25 Skurczowe BP ≥150 mm Hg było progiem dla LVH. Osoby, które osiągnęły skurczowe ciśnienie tętnicze ≥150 mm Hg, miały istotnie większą grubość ścian serca, wskaźnik masy lewej komory (LVM) (ryc. 1) i mniejszą wydolność wysiłkową w porównaniu z osobami ze skurczowym ciśnieniem tętniczym <150 mm Hg. Ponadto ryzyko wystąpienia LVH wzrastało 4-krotnie na każde 10 mm Hg wzrostu skurczowego ciśnienia tętniczego >150 mm Hg. Spoczynkowe ciśnienie tętnicze w 2 grupach (ciśnienie skurczowe ≥150 mm Hg i <150 mm Hg) było podobne. Wyniki te sugerują, że odpowiedź BP na wysiłek fizyczny może być wykorzystana do identyfikacji osób zagrożonych LVH.

Exercise Blood Pressure, Fitness Status, and Clinical Significance

Wygórny wzrost ciśnienia tętniczego podczas wysiłku może być modulowany przez stan sprawności fizycznej danej osoby. Skurczowe ciśnienie tętnicze u osób sprawnych przy ≈5 METs25 i ambulatoryjne ciśnienie tętnicze26 były znacząco niższe w porównaniu z ciśnieniem tętniczym u osób o niskiej sprawności fizycznej. Również w randomizowanym, kontrolowanym badaniu osób z nadciśnieniem tętniczym, które ukończyły 16-tygodniowy trening aerobowy, skurczowe BP wynosiło <27 i <32 mm Hg w stosunku do wartości sprzed treningu przy bezwzględnym obciążeniu pracą odpowiednio 3 i 5 MET.27

Dowody wskazują również, że odpowiedź BP na ćwiczenia lub wysiłek fizyczny może modulować strukturę lewej komory. We wspomnianym wcześniej badaniu z udziałem osób ze stanem przednadciśnieniowym,25 związek między wydolnością wysiłkową a wskaźnikiem LVM był silny i odwrotny. Ryzyko wystąpienia LVH było o 42% mniejsze na każdy 1-MET wzrostu wydolności wysiłkowej. Gdy kohortę stratyfikowano na podstawie wydolności krążeniowo-oddechowej, osoby najmniej sprawne fizycznie wykazywały wyższe wysiłkowe skurczowe ciśnienie tętnicze i wskaźnik LVM niż osoby o umiarkowanej i dużej sprawności fizycznej (ryc. 2). Co więcej, wysiłkowe BP przy obciążeniu ≈5 METs było najsilniejszym predyktorem LVM, podczas gdy BP spoczynkowe było znacznie słabszym predyktorem. W badaniach interwencji wysiłkowej odnotowano również istotne zmniejszenie wskaźnika LVM u starszych osób z nadciśnieniem tętniczym 1 i 2 stopnia.27-30

Wyniki te sugerują łącznie, że (1) wysiłkowe BP przy obciążeniu pracą od ≈3 do 5 METs odzwierciedla BP podczas codziennej aktywności; (2) nieprawidłowa odpowiedź BP przy tych stosunkowo niewielkich obciążeniach pracą (3-5 METs) stanowi bodziec do wzrostu LVM i progresji do LVH; (3) przesadna odpowiedź BP jest osłabiana przez regularnie wykonywane ćwiczenia o umiarkowanej intensywności lub zwiększoną aktywność fizyczną; oraz (4) niższe dzienne BP prowadzi do regresji LVM. Założenia te opierają się jednak na prospektywnych danych epidemiologicznych,25,26 a do potwierdzenia tych wniosków potrzebne są interwencyjne badania wysiłkowe.

Znaczenie kliniczne i wpływ na zdrowie publiczne zależności między wysiłkowym skurczowym BP a LVM są dwojakie. Po pierwsze, wysiłkowe BP może być markerem obecnego i przyszłego LVH i nadciśnienia tętniczego. Po drugie, niższe wysiłkowe BP i wskaźnik LVM związane z wyższą sprawnością fizyczną sugerują, że progresja do nadciśnienia i LVH może być osłabiona przez zwiększony status sprawności fizycznej. Tak więc programy ćwiczeń zaprojektowane w celu poprawy sprawności fizycznej mogą być wykorzystane do osłabienia postępującego wzrostu sztywności tętnic, ciśnienia tętniczego i LVH.

Terapeutyczne aspekty wydolności sercowo-oddechowej

Zgodnie z wynikami metaanaliz i kilku przeglądów wynika, że zorganizowane programy treningu aerobowego lub zwiększona aktywność fizyczna o umiarkowanej intensywności i odpowiedniej objętości powodują niezależne obniżenie skurczowego BP o ≈4 do 10 mm Hg i rozkurczowego o 3 do 8 mm Hg u osób z nadciśnieniem tętniczym w stadium 1, niezależnie od wieku i płci.1,3,31-33 Stosunkowo niewiele wiadomo na temat wpływu ćwiczeń fizycznych u osób z nadciśnieniem tętniczym 2 stopnia lub z nadciśnieniem opornym na leczenie. Odnotowaliśmy znaczące obniżenie BP u weteranów płci męskiej z nadciśnieniem tętniczym stopnia 2 i LVH po 16 tygodniach treningu aerobowego o umiarkowanej intensywności. Po 32 tygodniach redukcja BP była bardziej wyraźna nawet po 33% zmniejszeniu dawki leków przeciwnadciśnieniowych w grupie ćwiczącej, podczas gdy BP w grupie niećwiczącej znacznie wzrosło.28 Odnotowaliśmy również znaczące zmniejszenie grubości ścian serca i LVM, podobne do obserwowanego w przypadku stosowania większości leków przeciwnadciśnieniowych.34 To odkrycie było bezprecedensowe i istotne klinicznie, ponieważ LVH jest uważany za niezależny czynnik ryzyka śmiertelności.35

Podobne wyniki obserwowano u osób z opornym nadciśnieniem tętniczym, definiowanym jako ciśnienie tętnicze utrzymujące się powyżej wartości docelowej mimo jednoczesnego stosowania 3 leków przeciwnadciśnieniowych z różnych klas, z których jeden jest diuretykiem.36 W tym badaniu umiarkowane ćwiczenia fizyczne były skuteczne w istotnym obniżaniu 24-godzinnego ambulatoryjnego ciśnienia tętniczego.37 Zmniejszenie to było podobne do uzyskanego w poprzednich badaniach u osób z łagodnym lub umiarkowanym nadciśnieniem tętniczym.1,3,31-33

Prawie wszystkie informacje na temat ćwiczeń fizycznych i ciśnienia tętniczego pochodzą z badań dotyczących ćwiczeń aerobowych. Dostępne informacje na temat wpływu treningu oporowego lub siłowego na spoczynkowe BP są ograniczone, sprzeczne i sugerują, że trening oporowy jest mniej skuteczny niż ćwiczenia aerobowe1,3,31,32 w obniżaniu spoczynkowego BP.38,39 Przyczyny tego nie są znane. Jednak badania nad ćwiczeniami oporowymi nie potwierdzają konsekwentnie poprawy systemowego oporu naczyniowego, zależnego od śródbłonka rozszerzenia naczyń i podatności tętnic, czyli mechanizmów podejrzewanych o pośredniczenie w hipotensyjnym działaniu ćwiczeń aerobowych.33 Dlatego zaleca się, aby trening oporowy służył jako uzupełnienie programu ćwiczeń aerobowych w celu obniżenia ciśnienia tętniczego31,32 i mógł być wdrażany jako część pełnego programu ćwiczeń.40,41

Wydolność wysiłkowa a ryzyko śmiertelności u osób z nadciśnieniem i stanem przednadciśnieniowym

Wyniki dużych i dobrze kontrolowanych badań epidemiologicznych potwierdzają odwrotny, niezależny i stopniowany związek między wydolnością wysiłkową a ryzykiem śmiertelności u osób z nadciśnieniem i stanem przednadciśnieniowym.42-45 Na przykład w kohorcie 4631 weteranów z nadciśnieniem tętniczym, obciążonych wieloma czynnikami ryzyka sercowo-naczyniowego, którzy pomyślnie ukończyli stopniowane ćwiczenia fizyczne, ryzyko śmiertelności testowej było o 13% niższe na każdy wzrost wydolności wysiłkowej o 1 MET.43 W porównaniu z osobami o najmniejszej wydolności (wydolność wysiłkowa ≤5 METs) ryzyko śmiertelności było o 34% niższe u osób w następnej kategorii wydolności (5,1-7,0 METs) i stopniowo zmniejszało się do ponad 70% u osób o najwyższej wydolności wysiłkowej (>10 METs). Gdy uwzględniono obecność lub brak dodatkowych czynników ryzyka w obrębie kategorii sprawności fizycznej (od najmniej do najbardziej sprawnej), osoby najmniej sprawne fizycznie (≤5 METs) z dodatkowymi czynnikami ryzyka miały o 47% wyższe ryzyko śmiertelności niż osoby bez czynników ryzyka. To zwiększone ryzyko zostało wyeliminowane w kolejnej kategorii sprawności (5,1-7,0 METs) i zmniejszyło się do ≈≥50% u osób o zdolności wysiłkowej >7,0 METs, niezależnie od statusu czynników ryzyka sercowo-naczyniowego.

Wśród weteranów z nadciśnieniem tętniczym oceniano również interakcję między zdolnością wysiłkową, wskaźnikiem masy ciała a ryzykiem śmiertelności. W obrębie każdej kategorii wskaźnika masy ciała obserwowano progresywnie niższe wskaźniki śmiertelności wraz ze wzrostem wydolności wysiłkowej. Zmniejszenie ryzyka śmiertelności wahało się od ≈40% u osób z wydolnością wysiłkową od 5,1 do 7,5 METs do 70% u osób z >7,5 METs.44

Aby dokładniej zbadać zależność między wydolnością fizyczną i tłuszczem a ryzykiem śmiertelności, porównano osoby o prawidłowej masie ciała i niskiej sprawności fizycznej z osobami z nadwagą lub otyłością, ale sprawnymi fizycznie. Ryzyko śmiertelności było o 47% i 60% niższe odpowiednio u osób z nadwagą-umiarkowaną sprawnością fizyczną i nadwagą-wysoką sprawnością fizyczną. Podobnie, ryzyko było o 55% niższe u osób otyłych-moderate-fit i o 78% niższe u osób otyłych-high-fit. Wyniki te sugerują, że korzystniejsze jest bycie sprawnym z nadwagą lub otyłością niż z prawidłową masą ciała i brakiem sprawności fizycznej. Ponadto wydaje się, że osoby otyłe z nadciśnieniem tętniczym mogą odnieść co najmniej takie same korzyści (jeśli nie większe) z fitnessu, jak ich koledzy z nadwagą lub prawidłową masą ciała.44

Wreszcie, podobne tendencje w powiązaniu fitnessu z ryzykiem śmiertelności odnotowano u 4478 osób ze stanem przednadciśnieniowym i osób z wysokim prawidłowym ciśnieniem tętniczym (130-139/85-89 mm Hg), niezależnie od czynników ryzyka.45,46 Najbardziej wyraźne zmniejszenie ryzyka (40%) zaobserwowano u osób o niskiej sprawności fizycznej (szczytowy poziom MET 6,1-8,0) w porównaniu z osobami o najmniejszej sprawności fizycznej (szczytowy poziom MET ≤6,0), co sugeruje, że stosunkowo niski poziom sprawności sercowo-oddechowej jest niezbędny do uzyskania korzyści zdrowotnych związanych z wysiłkiem fizycznym. Redukcja ryzyka była stopniowo większa u osób o umiarkowanej sprawności fizycznej (58%) i wysokiej (73%). Tendencje były podobne, ale bardziej wyraźne u osób młodszych niż starszych. Na każdy 1-MET wzrostu wydolności fizycznej skorygowane ryzyko było o 18% niższe u osób w wieku ≤60 lat i o 12% u osób w wieku >60 lat.

Podsumowując, istnieją mocne dowody na to, że regularnie wykonywane ćwiczenia lub przewlekły wzrost aktywności fizycznej prowadzący do zwiększenia wydolności sercowo-oddechowej łagodzi związany z wiekiem postępujący wzrost ciśnienia tętniczego i zapobiega nadciśnieniu. U osób z nadciśnieniem tętniczym, nawykowa aktywność fizyczna obniża BP i ryzyko śmiertelności, niezależnie od innych czynników ryzyka. Wreszcie, niektóre dowody sugerują, że zwiększona wydolność sercowo-oddechowa zmniejsza 24-godzinne BP i odpowiedź BP na ćwiczenia lub wysiłek fizyczny, zmniejszając w ten sposób ryzyko wystąpienia LVH. Związek między zwiększeniem wydolności sercowo-oddechowej, BP i zmniejszeniem ryzyka śmiertelności na zasadzie dawka-odpowiedź przemawia za istnieniem mechanizmu(-ów) przyczynowego(-ych). Jednak mechanizm lub mechanizmy nie są dobrze poznane. Jest prawdopodobne, że korzystny wpływ sprawności sercowo-oddechowej, ćwiczeń i aktywności fizycznej na kilka układów biologicznych i tradycyjne czynniki ryzyka1 prawdopodobnie dzielą się zasługą.

Footnotes

.