View online

Academiejaar 2013 - 2014
Isometrische inspanning
Effecten op het cardiovasculaire systeem in vergelijking
met isotone inspanning en wat er al van geweten is bij
kinderen
Manon VAN CANNEYT
Promotor: Prof. Dr. De Wolf
Co-promotor: Dr. Panzer
Scriptie voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding
MASTER IN DE GENEESKUNDE
Voorwoord
Deze masterproef kon slechts tot stand komen dankzij de steun en hulp van vele mensen.
Bijzondere dank gaat uit naar mijn promotor, Prof. Dr. De Wolf, en co-promotor, Dr. Panzer,
voor het aanreiken van het onderwerp, de hulp bij het bepalen van de structuur en het kritisch
evalueren van de tekst. Hun suggesties en commentaar waren een onontbeerlijke bijdrage tot het
uiteindelijke resultaat.
Daarnaast wil ik ook mijn familie en vrienden bedanken, mijn ouders in het bijzonder. Zij hebben
mij niet alleen tijdens het verwezenlijken van deze scriptie onvoorwaardelijk gesteund, ook
tijdens de voorbije opleidingsjaren stonden ze steeds klaar met bemoedigende woorden en
eindeloos geduld.
Speciale dank gaat ook uit naar Simon Hooft en Wim Van Canneyt, voor het gedetailleerd
nalezen en verbeteren van mijn masterproef. Tot slot verdienen ook Bastiaan Van den Bussche en
Aaron Van Canneyt een bedankje, voor de technische ondersteuning bij de lay-out van deze
scriptie.
Inhoudstafel
Abstract ......................................................................................................................................................... 1
Inleiding ........................................................................................................................................................ 3
Methodologie................................................................................................................................................. 5
Resultaten ...................................................................................................................................................... 7
1. Het effect van een isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem bij volwassenen............ 7
1.1. Het effect van een isometrische inspanning op de bloeddruk ........................................................ 7
1.2. Het effect van een isometrische inspanning op de hartfrequentie ................................................ 11
1.3. Het effect van een isometrische inspanning op de cardiac output............................................... 12
1.4. Het effect van een isometrische inspanning op de totale perifere weerstand ............................... 13
1.5. Het effect van een isometrische inspanning op de linkerventrikelfunctie.................................... 14
1.5.1. Slagvolume ............................................................................................................................ 14
1.5.2. Ejectiefractie.......................................................................................................................... 15
1.5.3. Einddiastolisch volume en eindsystolisch volume ................................................................ 17
1.5.4. Velocity of circumferential fiber shortening ......................................................................... 18
1.5.5. Linkerventrikel diastolische functie ...................................................................................... 19
2. Het effect van een isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem bij kinderen ................ 20
2.1. Het effect van een isometrische inspanning op de bloeddruk ...................................................... 20
2.2. Het effect van een isometrische inspanning op de hartslag.......................................................... 21
2.3. Het effect van een isometrische inspanning op de cardiac output................................................ 23
2.4. Het effect van een isometrische inspanning op de totale perifere weerstand ............................... 24
2.5. Het effect van een isometrische inspanning op de linkerventrikelfunctie.................................... 24
2.5.1. Slagvolume ............................................................................................................................ 24
2.5.2. Linkerventrikelcontractiliteit................................................................................................. 25
2.5.3. Linkerventrikel diastolische functie ...................................................................................... 25
3. Het effect van een dynamische inspanning op het cardiovasculair systeem bij volwassenen en
vergelijking met isometrische inspanning ............................................................................................... 27
3.1. Het effect van een dynamische inspanning op de bloeddruk ....................................................... 27
3.2. Het effect van een dynamische inspanning op de hartslag........................................................... 28
3.3. Het effect van een dynamische inspanning op de cardiac output................................................. 29
3.4. Het effect van een dynamische inspanning op de totale perifere weerstand ................................ 29
3.5. Het effect van een dynamische inspanning op de linkerventrikelfunctie ..................................... 29
3.5.1. Slagvolume ............................................................................................................................ 29
3.5.2. Ejectiefractie.......................................................................................................................... 29
3.5.3. Einddiastolisch volume en eindsystolisch volume ................................................................ 30
4. Het effect van een dobutamine stress test op het cardiovasculaire systeem........................................ 31
4.1. Effect van een dobutamine stress test op de bloeddruk................................................................ 31
4.2. Effect van een dobutamine stress test op de hartfrequentie.......................................................... 31
4.3. Effect van een dobutamine stress test op de cardiac output ......................................................... 31
4.4. Effect van een dobutamine stress test op de totale perifere weerstand......................................... 31
4.5. Effect van een dobutamine stress test op de linkerventrikelfunctie ............................................. 31
4.5.1. Ejectie fractie......................................................................................................................... 31
4.5.2. Eindsystolisch volume........................................................................................................... 32
5. Isometrische inspanning bij patiënten met aortaregurgitatie............................................................... 33
5.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen ........................................... 33
5.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 34
5.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 34
5.4. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen ......................... 34
5.4.1. Effect op het einddiastolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen............... 34
5.4.2. Effect op eindsystolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen...................... 34
5.4.3. Effect op de linker ventrikel fractional shortening en ejectiefractie en vergelijking met
normale proefpersonen .................................................................................................................... 35
5.5. Effect op het hartgeruis ................................................................................................................ 35
6. Isometrische inspanning bij patiënten met aortastenose...................................................................... 36
6.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen ........................................... 36
6.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 36
6.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 36
6.4. Effect op de totale perifere weerstand en vergelijking met normale proefpersonen .................... 36
6.5. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen ......................... 36
6.5.1. Effect op de ejectiefractie en vergelijking met normale proefpersonen ................................ 36
6.5.2. Effect op het einddiastolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen............... 37
6.5.3. Effect op het eindsystolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen................ 37
6.5.4. Effect op de linkerventrikel einddiastolische druk en isovolumetrische relaxatiesnelheid .. 37
6.6. Effect op het hartgeruis ................................................................................................................ 37
7. Isometrische inspanning bij patiënten met mitralisklepinsufficiëntie ................................................. 38
7.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen ........................................... 38
7.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 38
7.3. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen ......................... 38
7.3.1. Effect op de ejectiefractie en vergelijking met normale proefpersonen ................................ 38
7.3.2. Effect op het linker ventrikel eindsystolisch en einddiastolisch volume en vergelijking met
normale proefpersonen .................................................................................................................... 38
7.3.3. Effect op de linker ventrikel einddiastolische druk en vergelijking met normale
proefpersonen .................................................................................................................................. 38
7.4. Effect op de regurgitatie oppervlakte ........................................................................................... 39
7.5. Effect op het hartgeruis ................................................................................................................ 39
8. Isometrische inspanning bij patiënten met hypertensie....................................................................... 40
8.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen ........................................... 40
8.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 42
8.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen ..................................... 42
8.4. Effect op de totale perifere weerstand en vergelijking met normale proefpersonen .................... 42
8.5. Effect op het slagvolume en vergelijking met normale proefpersonen ........................................ 42
8.6. Variabelen die linkerventrikelhypertrofie door hypertensie voorspellen bij het uitvoeren van een
isometrische inspanning ...................................................................................................................... 42
Conclusie..................................................................................................................................................... 44
Referenties................................................................................................................................................... 47
Abstract
Doelstelling: Het doel van dit literatuuronderzoek is na te gaan wat de effecten zijn van een
isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem en het verschil daarin met isotone
inspanning. Er werd ook onderzocht wat er al van geweten is bij kinderen. Mogelijks kunnen
bepaalde aandoeningen sneller of eenvoudiger worden vastgesteld door gebruik te maken van een
isometrische inspanningstest. Daarom werd het effect van een isometrische inspanning ook
bekeken bij patiënten met bepaalde structurele hartafwijkingen en bij patiënten met hypertensie.
Methodologie: Deze literatuurstudie kwam voornamelijk tot stand door gebruik te maken van de
online databank ‘Pubmed’.
Resultaten: Bij het uitvoeren van een isometrische inspanning stijgt zowel de systolische als de
diastolische bloeddruk significant, alsook de hartslag. De mate van deze bloeddruk- en
hartslagstijging is afhankelijk van verschillende factoren. De cardiac output stijgt beperkt maar
significant volgens de meeste studies, de totale perifere weerstand blijft onveranderd. Over de
verandering van het slagvolume, ejectiefractie, einddiastolisch en eindsystolisch volume is er in
de literatuur geen eenduidigheid: volgens de meeste studies blijven deze onveranderd, maar er
werden ook studies gevonden die een daling of een stijging konden aantonen, hoewel deze
telkens vrij beperkt blijft. De grote verscheidenheid in methodologie in de verschillende studies
kan mogelijks een verklaring vormen voor deze discrepante resultaten. De lichte stijging in
cardiac output zou dus vooral te wijten zijn aan de stijging in hartslag, maar gezien de
hartslagstijging beperkt blijft en het slagvolume hierbij niet daalt, kan ook een verhoogde
linkerventrikelinotropie vermoed worden.
Bij kinderen kunnen grotendeels dezelfde cardiovasculaire veranderingen worden waargenomen.
Volgens sommige studies is de mate van bloeddrukstijging geringer. Bij kinderen kon ook een
gestegen lusitroop effect worden waargenomen.
Er zijn duidelijke verschillen tussen een isotone en een isometrische inspanning. Bij een isotone
inspanning stijgt de systolische bloeddruk meer, maar blijft de diastolische bloeddruk
onveranderd. Er is een grotere hartslagstijging en de cardiac output stijgt duidelijk meer. De
totale perifere weerstand daalt en is dus kleiner. Het eindsystolisch volume daalt en is bijgevolg
kleiner, het einddiastolisch volume stijgt en is dus groter in vergelijking met deze bij isometrische
1
inspanning.
Bovenstaand beschreven cardiovasculaire respons bij gezonde proefpersonen werd vergeleken
met de respons bij patiënten die lijden aan een structurele hartafwijking. Voor sommige
parameters werden afwijkende resultaten gevonden. Zo stijgt het eindsystolisch volume bij
patiënten met ernstige aortaklepinsufficiëntie. Dit gaat gepaard met een gedaalde ejectiefractie.
Ook de cardiac output blijft onveranderd, ondanks een vergelijkbare hartslagstijging. Eenzelfde
afwijkende respons werd gevonden bij patiënten met mitralisinsufficiëntie. Bij patiënten met
aortastenose werd een verminderde diastolische functie gevonden bij het uitvoeren van een
isometrische inspanning.
De cardiovaschulaire respons bij patiënten met hypertensie verschilt weinig van deze bij
normotensieven. De total arterial compliance bij het uitvoeren van een isometrische inspanning
blijkt de voornaamste voorspellende factor voor de aanwezigheid van linkerventrikelhypertrofie
bij hypertensieven.
Conclusie: Een isometrische inspanningstest biedt een aantal voordelen, zoals eenvoud in gebruik
en mogelijkheid tot vlotte combinatie met echocardiografie. Patiënten met structurele
hartafwijkingen waarbij een verhoogde afterload een belangrijke rol speelt, vertonen voor
bepaalde parameters een verschillende cardiovasculaire respons in vergelijking met gezonde
proefpersonen. Dit zou kunnen gebruikt worden om een verminderde hartfunctie te kunnen
aantonen. Lange termijn klinische outcome bij patiënten met een afwijkende respons moet echter
nog onderzocht worden.
2
Inleiding
Het doel van dit literatuuronderzoek is na te gaan wat de effecten zijn van een isometrische
inspanning op het cardiovasculaire systeem en het verschil daarin met isotone inspanning.
Het cardiovasculaire systeem, bestaande uit hart en bloedvaten, is een complex gegeven dat
beïnvloed wordt door een groot aantal factoren. Aandoeningen van het hart zijn vaak lange tijd
asymptomatisch. In vele gevallen treden symptomen pas op als de ziekte al vergevorderd is. In
rust kunnen ECG en echocardiogram normaal zijn, maar dit verandert mogelijks wanneer
dergelijk ziek hart extra belast wordt, bijvoorbeeld bij een fysieke inspanning. Dan kan een
abnormale respons worden uitgelokt, zoals een afwijkend ECG of echocardiogram, dat
kenmerkend is voor een bepaalde aandoening (1-3). Door gebruik te maken van
inspanningstesten zou men sommige hartaandoeningen sneller kunnen vaststellen. Dit zou een
vroegtijdiger behandeling mogelijk kunnen maken en zo de prognose verbeteren.
Er bestaan verschillende soorten fysieke inspanningen. Zo zijn er enerzijds statische of
isometrische inspanningen, waarbij de lengte van de spier gelijk blijft. Een handgreep oefening
en een knie extensie oefening zijn enkele voorbeelden van isometrische inspanning. De betrokken
spieren contraheren en behouden deze lengte tot het beëindigen van de oefening. Anderzijds zijn
er dynamische of isotonische inspanningen, waar de lengte van de spier wel verandert (4). Fietsen
of lopen zijn enkele voorbeelden van dynamische inspanning. Deze beide vormen van inspanning
hebben een verschillend effect op cardiovasculaire systeem. In dit literatuuronderzoek wordt een
beschrijving van de cardiovasculaire effecten van deze twee soorten inspanningstesten gegeven.
Algemeen kunnen we stellen dat een dynamische inspanning voornamelijk een volumebelasting
is voor het hart, en een statische inspanning voornamelijk een drukbelasting (5).
Naargelang de aandoening zal het hart eerder afwijkingen vertonen bij een isometrische
inspanning dan wel bij een dynamische inspanning. We onderzoeken verder in deze thesis welke
aandoeningen sneller zouden kunnen vastgesteld worden door middel van een isometrische
inspanning. Het grote voordeel van een isometrische inspanning is dat we tijdens de inspanning
3
makkelijk een aantal onderzoeken, zoals een echocardiografie, kunnen doen.
Bewegingsartefacten kunnen zo vermeden worden.
Het nemen van een echocardiografie tijdens een isometrische inspanning zou vooral nuttig zijn
om afwijkingen van het linker hart, zoals pre- of postoperatieve aortastenose, en het effect van
bijvoorbeeld systemische hypertensie op de linkerventrikelfunctie te evalueren (6).
In het eerste hoofdstuk van de resultaten van dit literatuur onderzoek wordt het effect van een
isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem bij een gezonde volwassene besproken.
Achtereenvolgens komen bloeddruk, hartslag, cardiac output, totale perifere weerstand en de
linkerventrikelfunctie aan bod. In het tweede hoofdstuk wordt dit alles toegepast op gezonde
kinderen, en waar mogelijk wordt de vergelijking gemaakt met volwassenen. Vervolgens wordt
in het derde hoofdstuk het effect van een isometrische en een dynamische inspanning naast elkaar
gelegd. In het vierde hoofdstuk wordt het effect van een dobutamine stress test behandeld, daar
dit ook een belangrijke test is om cardiovasculaire pathologie op te sporen bij patiënten die niet in
staat zijn een dynamische inspanning te leveren (7). Vervolgens gaan we dieper in op het effect
van een isometrische inspanning bij patiënten met een cardiale pathologie. We doen dit
achtereenvolgens bij patiënten met aortaregurgitatie (hoofdstuk 5), aortastenose (hoofdstuk 6),
mitralisklepinsufficiëntie (hoofdstuk 7) en bij patiënten met hypertensie (hoofdstuk 8).
4
Methodologie
Deze masterproef kwam tot stand door uitgebreid literatuuronderzoek. Als algemene inleiding op
het onderwerp werden eerst enkele naslagwerken geraadpleegd: ‘Manual of exercise testing’ (8)
en ‘Pediatric exercise medicine’ (5).
Bij het zoeken naar geschikte artikels over het effect van een isometrische inspanning op het
cardiovasculair systeem werd gebruik gemaakt van de online databank ‘Pubmed’. Hierbij werden
in eerste instantie combinaties van de volgende zoektermen ingevoerd: “Isometric
Contraction”[Mesh]), “Hemodynamics”[Mesh], “Exercise Test”[Mesh], “Isometric Exercise”,
“Handgrip” en “Hemodynamics/physiology”[Mesh]. Er werd een selectie gemaakt op basis van
taal (Engelstalig), relevantie en het tijdschrift waarin de gevonden artikels verschenen
(impactfactor). Ook referenties uit de geselecteerde publicaties werden toegevoegd aan een eerste
lijst artikelen. Op basis daarvan werd in samenspraak met de begeleider een ruwe structuur van
de masterproef gemaakt.
Vervolgens werd meer specifiek per onderdeel gezocht, dit door toevoeging van zoektermen als
“Blood Pressure”, “Heart Rate”, “Stroke Volume”, “Ejection Fraction” en “Child”. Er werd ook
steeds gebruik gemaakt van de referentielijst van de reeds geselecteerde artikelen. Voor het
vinden van geschikte informatie in verband met dynamische inspanning werd ook gebruik
gemaakt van de database AccessMedicine. Het boek ‘Hurst's The Heart’ (9) werd via deze
database gevonden. Verdere informatie in verband met het onderdeel ‘Dynamische inspanning’
werd ook bekomen door in Pubmed de zoekterm “Dynamic Exercise” toe te voegen, al dan niet
in combinatie met een specifieke cardiovasculaire parameter, zoals “Blood Pressure”, “Heart
Rate”, “Cardiac Output” en zo meer. Voor specifieke informatie omtrent de dobutamine stress
test werden bovenstaande zoektermen gecombineerd met: “Dobutamine”[Mesh] of
“Echocardiography, Stress”[Mesh].
Er werden ook publicaties gezocht waarin de cardiovasculaire respons van een isometrische
inspanning bij patiënten met cardiale pathologie beschreven staat. Hiervoor werd gebruik
gemaakt van de combinatie “Isometric exercise” met achtereenvolgens “Aortic Stenosis”, “Aortic
Valve Insufficiency”[Mesh] en “Mitral Valve Insufficiency”[Mesh]. Ook publicaties in verband
met isometrische inspanning bij hypertensieven werden gezocht door middel van de combinatie
5
“Isometric Exercise” en “Hypertension”. Er werd opnieuw gebruik gemaakt van de referentielijst
van de op die manier bekomen publicaties.
Geselecteerde publicaties gevonden in de online databank Pubmed werden geëxporteerd naar het
bibliografische softwarepakket Reference Manager. Andere referenties werden manueel
toegevoegd aan de op bovenstaande wijze gecreëerde persoonlijke databank. Bij het bundelen en
verwerken van de gevonden informatie werd telkens verwezen naar het overeenkomstige artikel
met behulp van de functie ‘Reference Manager Cite While You Write’. Referenties werden
vervolgens automatisch genoteerd volgens de Vancouver-richtlijnen.
6
Resultaten
1. Het effect van een isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem bij
volwassenen
1.1. Het effect van een isometrische inspanning op de bloeddruk
Uit een groot aantal studies blijkt dat het uitvoeren van een isometrische inspanning een stijging
in de bloeddruk veroorzaakt (4;6;10-17). Een overzicht is te vinden in tabel 1 en 2. Het gaat hier
zowel om een stijging in de systolische als in de diastolische bloeddruk. Slechts één studie (15)
kon een stijging van de diastolisch bloeddruk niet bevestigen, maar hier werd de bloeddruk
slechts gemeten na het volledig beëindigen van de inspanning, terwijl deze bij de andere studies
gemeten werd tijdens het uitvoeren van de isometrische inspanning. De mate waarin de
bloeddruk stijgt, is echter sterk verschillend naargelang het onderzoek. Dit wordt deels verklaard
door het feit dat de onderzoeken in vele gevallen een ander protocol hanteren. De graad van
inspanning varieert bijvoorbeeld sterk in de voornoemde studies. De proefpersonen moeten
voorafgaand aan de eigenlijke test een maximale handgreep of knie-extensie uitvoeren, die wordt
gemeten met een drukmeter. Dit wordt dan de ‘Maximal Voluntary Contraction (MVC)’
genoemd. Tijdens de inspanningstest moet een bepaald percentage van deze persoonlijke MVC
worden aangehouden. De mate van de bloeddrukstijging is proportioneel aan het percentage van
deze MVC die moet worden aangehouden tijdens de oefening (18). Dit wordt bevestigd in de
studie van Smolander et al., waarin de proefpersonen achtereenvolgens een isometrische
handgreepoefening moeten uitvoeren aan een verschillende graad van inspanning. Uit zijn
onderzoek blijkt dat vooral op het einde van de oefening de gemiddelde arteriële bloeddruk
significant hoger is bij 40 % MVC in vergelijking met 20 % MVC (17). Gezien dit percentage
van de MVC naargelang de studie loopt van 15 % tot 50 % MVC, is het logisch dat de mate van
bloeddrukstijging sterk verschillend is tussen de studies. Indien dit percentage van de MVC te
gering is, kan geen significante stijging in bloeddruk tijdens de inspanning worden waargenomen
(12). Vanaf 20 % MVC kan men bij volwassenen een respons waarnemen (6).
Naast de inspanningsgraad speelt ook de duur van de contractie een rol. De bloeddruk kent een
stijgend verloop wanneer deze op meerdere tijdstippen tijdens het uitvoeren van de oefening
wordt gemeten (12;17). Bij sommige proefpersonen kan pas een significante stijging worden
7
waargenomen na 2 minuten inspanning (6;12). De bloeddrukstijging is dus groter wanneer de
contractie langer moet worden aangehouden. De grootste bloeddrukstijgingen worden
waargenomen wanneer de testpersonen de oefening moeten uitvoeren tot ze uitgeput zijn(17).
De bloeddrukstijging is ook groter naarmate een grotere spiermassa wordt gebruikt. Bij
vergelijking van een handgreep en een knie extensie aan hetzelfde percentage van de MVC ,
stijgt de bloeddruk significant meer bij de knie extensie oefening (17;18).
Daarnaast is de graad van bloeddrukstijging ook afhankelijk van de leeftijd. Uit het onderzoek
van Goulopoulou et al. blijkt dat de bloeddruk significant meer stijgt bij jongvolwassenen
(gemiddelde leeftijd 22 jaar) dan bij kinderen (gemiddelde leeftijd 8 jaar) (13). De studie van
Smolander et al. toont aan dat de bloeddrukstijging bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning significant hoger is bij ouderen (gemiddelde leeftijd 57 jaar) dan bij jongeren
(gemiddelde leeftijd 26 jaar) (17). Dit is echter niet in overeenstemming met de studie van Sagiv
et al. (19) die geen verschil in bloeddrukstijging tussen jongeren en ouderen heeft waargenomen.
Bij deze laatste studie werd de inspanning wel slechts 3 minuten aangehouden, terwijl dit bij
Smolander et al. zo lang mogelijk moest worden aangehouden. De oudere mannen hielden de
oefening langer vol, wat het verschil in bloeddrukstijging kan verklaren. Een andere mogelijke
verklaring is dat de vagale reflex in antwoord op bloeddrukstijging bij oudere mensen verminderd
is, of dat de sympatische activiteit bij ouderen groter is. Dit moet echter nog verder worden
onderzocht (17).
De mechanismen die zorgen voor de bloeddrukstijging bij isometrische inspanning zijn nog niet
volledig gekend. Vermoedelijk zijn deze vooral autonoom: stijging van de sympatische activiteit
en daling van de vagale tonus. De stijging in bloeddruk bij het begin van de oefening is vooral te
danken aan de stijging in hartslag door de vagale tonusdaling, terwijl de bloeddrukstijging bij het
aanhouden van de isometrische inspanning kan worden verklaard door een stijging in de
sympatische activiteit (13). Toch zijn ook centrale commando’s zeer belangrijk. Noch een
geïsoleerde metaboreflex (dit is het signaal getriggerd door de metabolieten die tijdens de
inspanning in de spier geproduceerd worden), noch een geïsoleerde centrale commando kan
dezelfde respons uitlokken als bij het volledig uitvoeren van de isometrische inspanning (20).
8
Tabel 1: Systolische bloeddruk
Art.
Alg. effect
Precieze cijfers
Opmerkingen
Duur en
intensiteit
Meetmethode
Aant.
ptn.
(4)
SBP stijgt
sign.
SBP stijgt
sign.
Niet aangegeven
Review art.
SBP stijgt gem.
14 mmHg
Lft. 14-16 jaar
4 min.
25 % MVC
32
SBP stijgt gem.
met 31 mmHg
Gem. lft.: 40 +- 15 j.
3 min., 50 %
MVC
Gem. lft. 19-27 j.
2 min. bij 20 %
MVC en 40 %
MVC, 45 sec bij
60 % MVC
MAP stijgt
als
intensiteit
hoog
genoeg is.
SBP stijgt gem.
met resp. 16
mmHg/ 24
mmHg/44 mmHg
bij 20/40/60 %
MVC
Resp. geen sign.
stijging /26
mmHg /41 mmHg
bij 15/25/30 %
MVC
Mercury
sphygmomanometer
van rustende hand
Rechter brachiale
arterie automatische
oscillometry meting
Mercury
sphygmomanometer
van rustende hand
(10)
SBP stijgt
sign.
(11)
SBP stijgt
sign.
(12)
3 min.
resp. 15 %
MVC, 25 %
MVC, 30 %
MVC
Photoplethysmography,
middelvinger rustende
hand.
15
(13)
SBP stijgt
sign.
SBP stijgt gem.
30 mmHg
Stijging bij 25 %
MVC slechts sign.
vanaf 2e en 3e min
oef.
Gem.lft. 24.6 j.
(range 19 – 31 j.)
Gem. lft.: 20 – 25 j.
3 min. op 30 %
MVC
23
(14)
SBP stijgt
sign.
SBP stijgt gem.
met 37 mmHg
Bloodpressure finger
cuff op de
middelvinger van de
rustende hand
Photoplethysmography,
middelvinger rustende
hand.
Rechter arteria
brachialis met
automatische
oscillometrie
(6)
Knie extensie
oefening; gem. lft.
22-42 jaar
Bloeddruk wordt pas
gemeten net na het
beëindigen van
laatste contractie.
Gem. lft.: 70 j. +-5
1 min.; 40 %
MVC
30 % MVC
Prot. 1:
2 min. + 1 min.
rust (4 maal)
Prot. 2: 1 min. +
30 s rust (8
maal)
Prot. 3: 30 s +,
15 s rust (16
maal)
20 % (40 %)
Photoplethysmography,
(17)
MAP stijgt MAP stijgt resp.
Bij knie-extensie
middelvinger rustende
sign..
gem. 40 (60)
verschil in bloeddruk MVC, zo lang
mogelijk; resp.
hand.
mmHg bij
nog groter.
Gem. lft. ouderen: 57 8 (2) min bij
ouderen,
25 (40) mmHg bij j.; jongeren: 26 j.
jongeren en bij
jongeren bij resp
oudere 10 (3)
min
20 (40) % MVC
SBP= systolic blood pressure; MAP= mean arterial pressure; MVC: Maximal Voluntary Contraction; Gem.=
gemiddeld; Lft.= leeftijd; j. = jaar; sign. = significant; prot= protocol; resp.=respectievelijk; Ptn.=patiënten;
Art.= artikel; Alg.= Algemeen
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
(15)
SBP stijgt
bij het
eerste
protocol,
bij de
andere 2
niet.
SBP stijgt gem.
met 8 mmHg
tijdens protocol 1,
gn. sign. stijging
in andere twee
protocols.
9
17
14
10
12
17
Tabel 2: diastolische bloeddruk
Art.
Alg. effect
Precieze cijfers
Opmerkingen
Duur en intensiteit
Meetmethode
Aant.
ptn.
(4)
DBP stijgt
sign.
DBP stijgt
sign.
Niet aangegeven
Review art.
DBP stijgt met 15
mmHg
Lft. 14-16 jaar
4 min.
25 % MVC
32
DBP stijgt gem. 27
mmHg.
Gem. lft.: 40 +- 15
j.
3 minuten 50 %
MVC
DBP stijgt resp.
gem.15 mmHg/24
mmHg/39 mmHg
bij 20/40/60 %
MVC
Resp. geen sign.
stijging /26 mmHg
/41 mmHg bij
15/25/30 % MVC
Gem. lft. 19-27 j.
2 min. bij 20 %
MVC en 40 %
MVC, 45 sec bij
60 % MVC
Mercury
sphygmomanometer
van rustende hand
Rechter brachiale
arterie automatische
oscillometry meting
Mercury
sphygmomanometer
van rustende hand
(10)
DBP stijgt
sign.
(11)
DBP stijgt
sign.
(12)
MAP stijgt
als
intensiteit
hoog
genoeg is
Stijging bij 25 %
MVC slechts
significant tijdens
2e en 3e min v oef.
Gem.lft. 24.6 j.
(range 19 – 31 j.)
Gem. lft.: 20 – 25 j.
3 min. resp. 15 %
MVC, 25 % MVC,
30 % MVC
Photoplethysmograph
y, middelvinger
rustende hand.
15
(13)
DBP stijgt
sign.
DBP stijgt gem. 20
mmHg
3 min. 30 % MVC
23
Knie extensie
oefening; gem. lft.
22-42 jaar
Bloeddruk wordt
pas gemeten net na
het beëindigen van
laatste contractie.
Gem. lft.: 70 j. +-5
1 min. 40 % MVC
BP finger cuff op de
middelvinger van de
rustende hand
Photoplethysmograph
y, middelvinger
rustende hand.
Rechter arteria
brachialis met
automatische
oscillometrie
(14)
DBP stijgt
sign.
DBP stijgt gem. 23
mmHg.
(15)
DBP niet
gewijzigd
DBP blijft gelijk in
alle 3 de protocols
Photoplethysmograph
Bij knie-extensie
MAP stijgt resp.
y, middelvinger
verschil in
gem. 40 (60)
rustende hand.
mmHg bij ouderen, bloeddruk nog
25 (40) mmHg bij
groter.
jongeren bij resp 20 Gem. lft ouderen:
57 j.; jongeren 26 j.
(40) % MVC
DBP= diastolic blood pressure; MAP= mean arterial pressure; MVC: Maximal Voluntary Contraction; Gem.=
gemiddeld; Llft.= leeftijd; j. = jaar; sign. = significant; prot= protocol; resp.=respectievelijk; Aant.= aantal;
Ptn.=patiënten; Art.= artikel; Alg. = algemeen
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
17
(6)
(17)
MAP stijgt
sign.
10
30 % MVC
Prot. 1:
2 min. + 1 min. rust
(4 maal)
Prot. 2: 1 min. + 30
s rust (8 maal)
Prot. 3: 30 s +, 15 s
rust (16 maal)
20 % (40 %) MVC,
zo lang mogelijk:. 8
(2) min bij jongeren
en bij oudere 10 (3)
min.
17
14
10
12
1.2. Het effect van een isometrische inspanning op de hartfrequentie
De hartslag stijgt bij het uitoefenen van een isometrische inspanning (2;4;6;10-13;15-17;21). De
mate waarin deze stijgt, is verschillend naargelang het onderzoek. Ook hier kan dit deels
verklaard worden door de verscheidene protocollen die in deze studies worden gehanteerd.
De hartslagstijging begint 0.4 tot 0.6 seconden na de initiatie van de inspanning. De hartslag blijft
nadien stijgen gedurende de inspanning, dus hoe langer de oefening wordt aangehouden, hoe
hoger de piekhartfrequentie zal zijn (12;14;15;17). Wanneer een oefening slechts 15 of 30
seconden wordt aangehouden, blijkt de stijging in hartslag niet significant (15).
De mate van hartslagstijging is ook afhankelijk van de intensiteit van de inspanning. Studies
waarin de testpersonen de isometrische inspanning achtereenvolgens aan een verschillende
intensiteit moesten uitvoeren, vertoonden een hogere hartslag bij een intensievere inspanning
(11;12;17;21). Bij een inspanning aan 15 % MVC, was de hartslagstijging niet significant (12).
Bovendien stijgt de hartslag meer naarmate een grotere spiermassa moet worden aangewend om
de isometrische inspanning uit te voeren (17;21). Tabel 3 geeft een overzicht van deze
bevindingen weer.
11
Tabel 3: Hartfrequentie
Artikel
Alg. effect
Precieze cijfers
Opmerkingen
(4)
De hartslag
stijgt sign.
De harstlag
stijgt sign.
De hartslag
stijgt sign.
De hartslag
stijgt sign.
Niet vermeld
Review
Stijging gem. 18 bpm
Stijging gem. 11 bpm
(12)
De hartslag
stijgt
(13)
De hartslag
stijgt sign.
De hartslag
stijgt sign.
Gem. stijging: niet
sign./43 bpm/.56 bpm bij
resp. 15/25/30 % MVC
Stijging gem.
14 bpm bij volwassenen
Stijging gem. 26 bpm
(6)
(10)
(11)
6 bpm/11 bpm/25 bpm
bij resp. 20/40/60 %
MVC
Duur en intensiteit
Aant.
ptn.
Lft. 14-16 jaar
4 min. op 25 % MVC
32
Gem. lft.: 40 +15 j.
Gem. lft. 19-27 j.
3 min. op 50 % MVC
17
2 minuten op resp. 20 en 40 %
MVC, 45 s op 60 % MVC
14
3 min. bij resp. 15/25/30 %
MVC
15
Gem.lft. 24.6 j.
(range 19 – 31 j.)
Gem. lft.: 20 – 25 3 min. 30 % MVC
23
j.
(14)
Knie-extensie
1 min. op 40 % MVC
10
oefening; gem. lft.
22-42 jaar
12
30 % MVC
Als de oefening
(15)
De hartslag
Stijging gem. 8 bpm bij
slecht 30 s of 15 s Prot. 1:2 min. + 1 min. rust (4
stijgt sign.
prot. 1, niet significant
maal)
moet worden
bij prot. 2 en 3
Prot. 2: 1 min. + 30 s rust (8
aangehouden,
maal)
blijkt de stijging
Prot. 3: 30 s +, 15 s rust (16
in hartslag niet
maal)
sign. Gem. lft. 70
j. +-5
17
(17)
De hartslag
Stijging gem. 20 bpm/30 Gem. lft ouderen: 20 % (40 %) MVC, zo lang
57 j.; jongeren 26 mogelijk: 8 (2) min bij jongeren
stijgt sign.
bpm/40 bpm bij resp
en bij oudere 10 (3) min.
j.
20/40/60 % MVC
MVC = Maximal Voluntary Contraction; gem.= gemiddeld; lft.= leeftijd; j.= jaar; bpm = beats per minute; resp=
respectievelijk; prot. = protocol; alg.= algemeen; Aant.= aantal; Ptn.= patiënten; sign.= significant;
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
1.3. Het effect van een isometrische inspanning op de cardiac output
Volgens de meeste studies stijgt de cardiac output of cardiac index (cardiac output/body surface
area) bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door gezonde testpersonen
(4;6;10;13;22;23). Deze stijging is beperkt maar significant. De studie van Savin et al. kon dit
niet bevestigen, maar de proefpersonen ondergingen hier alle eerder een operatie aan de coronaire
arteriën, waardoor zij mogelijks niet in staat waren de cardiac output te laten stijgen (16). Ook in
de studies van Chirinos et al. (24) en Bezucha et al. (25) vond men een stijging in de cardiac
output, maar deze bleek bij beide statistisch niet significant. Bij Bezucha et al. is een mogelijke
verklaring hiervoor het geringe aantal proefpersonen. De absolute waarde van de stijging is hier
12
namelijk groter dan de studies waarbij de stijging wel significant is (zie tabel 4). De cardiac index
stijgt in de eerste drie studies in dezelfde mate, ondanks een verschillende inspanningsintensiteit
en - duur (6;10;13).
Tabel 4: Cardiac index
Art
Algemeen effect
Precieze cijfers
Opmerkingen
(6)
De cardiac index stijgt
sign.
De cardiac index stijgt
sign.
De cardiac index stijgt
sign.
De cardiac output stijgt
niet sign.
De cardiac output stijgt
sign.
Van gem. 3.1 l/min/m²
naar 3.8 l/min/m²
Van gem. 3.1 l/min/m²
naar 3.8 l/min/m²
Van gem. 3.1 l/min/m²
naar 3.9 l/min/m²
Van gem. 5.00 l/min.
naar 5.36 l/min.
Relatieve stijging van
gem. 14 %
De cardiac output stijgt
sign.
De cardiac output stijgt
niet sign.
Van gem. 5.9 l/min. naar
7.4 l/min.
Van gem. 5.25 l/min.
naar 5.71 l/min.
De cardiac output stijgt
niet sign.
Van gem. 5.7 l/min. naar
6.8 l/min.
(10)
(13)
(16)
(22)
(23)
(24)
(25)
Gem. lft. 14 – 16 j.
Duur en
intensiteit
4 min. 25 % MVC
Aantal
ptn.
32
Gem. lft. 40 +- 15 j.
3 min. 50 % MVC
17
Gem. lft. 20 – 25 j.
3 min. 30 % MVC
23
Gem. lft. 59 j.; ptn.
na cardiale operatie
Gem. lft. 37 +- 14 j.
Slechts minderheid
van ptn. hield oef. 5
min. vol
Gem. lft. 26 +- 2 j.
1 min. 50 % MVC
7
5 min. 75 % MVC
11
4 min. 30 % MVC
10
Zo lang mogelijk
(= gem. 4.2 min.)
op 40 % MVC
3 min. op 30 %
MVC
19
Gem. lft. 41 j.
Gem. lft. 25 – 34 j.
8
Knie extensie
oefening
MVC = Maximal Voluntary Contraction; Art.= Artikel; Gem.= gemiddeld; Lft. = leeftijd; j.= jaar; ptn.=patiënten;
sign.= significant
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
1.4. Het effect van een isometrische inspanning op de totale perifere weerstand
De totale perifere weerstand blijft volgens de meeste studies onveranderd tijdens het uitvoeren
van een isometrische inspanning door gezonde vrijwilligers (4;6;10;13;22). Wanneer de cardiac
output niet kan stijgen, omwille van een cardiale aandoening of na toediening vDQHHQȕ-blokker,
stijgt de totale perifere weerstand toch (4;16). De studie van Chirinos et al. toonde echter een
significante stijging van de totale perifere weerstand aan bij gezonde vrijwilligers (24). Deze
studie kon, in tegenstelling tot de studies waarbij de totale perifere weerstand onveranderd bleef,
geen significante stijging van de cardiac ouput aantonen. De stijging van de perifere weerstand
was evenwel beperkt: van gemiddeld 1410 dyn*s/cm5 naar gemiddeld 1532 dyn*s/cm5 (+ 8,7 %).
Een mogelijke verklaring zou kunnen zijn dat de totale perifere weerstand slechts stijgt vanaf een
13
bepaalde inspanningsgraad (16), hoewel de studie waarbij de patiënten een zeer hoog percentage
van de maximale vrijwillige contractie (75 % MVC) moesten aanhouden, geen stijging in totale
perifere weerstand kon aantonen (22).
1.5. Het effect van een isometrische inspanning op de linkerventrikelfunctie
1.5.1. Slagvolume
Het slagvolume blijft onveranderd tijdens het uitvoeren van een isometrische inspanning bij
gezonde testpersonen volgens de meeste studies (4;6;10;16;23). De studie van Goulopoulou et al.
kon dit echter niet bevestigen: zij vonden een lichte stijging in de slagvolume index
(slagvolume/BSA) bij jongvolwassenen (45,5 mL/beat/m² naar 49,0 mL/beat/m²) (13). Ook de
studie van Ciampi et al. vond een relatieve significante stijging van 7% (22). De studies van
Bezucha et al. (25) en Jones et al. (26) vonden daarentegen een significante daling in het
slagvolume. Bij Bezucha et al. was dit van 85 mL naar 62 mL, bij Jones et al. wordt enkel de
relatieve daling vermeld (17 %) (25;26). Vermoedelijk spelen methodologische verschillen
(methode om het slagvolume te bepalen, duur en intensiteit inspanning) tussen de studies een rol
in de verklaring voor deze discrepante resultaten. Tabel 5 geeft een overzicht van deze
bevindingen weer.
14
Tabel 5: Slagvolume
Art.
(4)
(6)
Algemeen
effect
SV onveranderd
SV onveranderd
Precieze cijfers
Opmerkingen
Niet vermeld
Niet vermeld
Review
Gem. lft. 14 – 16 j.
Van gem. 40
mL/m² naar 43
mL/m²
Van gem. 45,5
mL/m² naar 49
mL/m²
Gem. lft. 40 +- 15
j.
(10)
SVI
onveranderd
(13)
SVI stijgt
(16)
SV onveranderd
(22)
SV stijgt
(23)
SV onveranderd
Niet vermeld
(24)
SV onveranderd
Van gem. 88
mL naar 87 mL
Van gem. 76,8
mL naar 71,4
mL
Rel. stijging van
gem. 7 %
Duur en
intensiteit
/
4 min. 25 %
MVC
3 min. 50 %
MVC
Meetmethode
/
Echocardiografie
Aant.
ptn.
/
32
Radionuclide
cardiografie
17
Berekend uit
arteriële druk sign.
Met ‘arterial pulse
wave contour
‘methode
Fluoroscopie
23
Gem. lft. 20 -25 j.
3 min. 30 %
MVC
Gem. lft. 59 j.; ptn.
na cardiale operatie
1 min. 50 %
MVC
Gem. lft. 37 +- 14
j.
Slechts minderheid
van ptn. hield oef.
5 min. vol
Gem. lft. 26 +- 2 j.
5 min. 75 %
MVC
Echocardiografie
11
4 min. 30 %
MVC
Zo lang mogelijk
(= gem. 4,2
min.) 40 %
MVC
3 min. 30 %
MVC
Radionuclide
cardiografie
Echocardiografie
10
Gem. lft. 41 j.
7
19
8
Berekend uit CO
(berekend ui CO2rebreathing
techniek) en HR
(26) SV daalt
Rel. daling van
Gem. lft. 32 j. (25
2 min. 50 %
Radionuclide
24
gem. 17 %
– 43 j.)
MVC
cardiografie
SV= slagvolume; SVI= Slagvolumeindex; HR= heart rate; CO= Cardiac ouput; gem.= gemiddeld; lft.= leeftijd;j.=
jaar; rel.=relatief; aant.= aantal; ptn.= patiënten; oef.= oefening; MVC= Maximal voluntary contraction; art.=
artikel;
Alle inspanningen zijn isometrisch handgreep oefeningen tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
(25)
SV daalt
Van gem. 85
mL naar 62 mL
Lft. 25 – 34 j.;
Knie extensie oef.
1.5.2. Ejectiefractie
Volgens de meeste studies blijft de ejectiefractie onveranderd tijdens het uitvoeren van een
isometrische inspanning bij gezonde vrijwilligers (10;16;23). De studie van Ciampi et al. vond
echter een beperkte maar significante stijging van de ejectiefractie van 55 % naar 61 % (22). Een
mogelijke verklaring hiervoor is de grote intensiteit (75 % MVC) waarop de inspanning moest
worden uitgevoerd. De studie van Jones et al. daarentegen vond een significante daling van 61 %
naar 52 % (26). Hier wordt opgemerkt dat de piekdaling plaatsvindt na 90 seconden, en de
15
ejectiefractie daarna opnieuw licht stijgt. Waarschijnlijk spelen dus het tijdstip waarop de
ejectiefractie gemeten werd tijdens de inspanning een rol in de verklaring voor deze discrepante
resultaten. In de studie van Jones et al. voerden vijf patiënten voerden ook een isometrisch
inspanning uit aan 33 % MVC waarbij de daling van de ejectiefractie kleiner was. Dus ook de
intensiteit van de inspanning is van belang. Ook Peter et al. vond een significante daling bij 4
proefpersonen, hoewel de ejectiefractie over de groep bekeken onveranderd bleef (23). Andere
studies onderzochten de fractional shortening (=FS=EDD - ESD/EDD, met EDD=
einddiastolische dimensie; ESD= eindsystolische dimensie). Deze blijft onveranderd bij het
uitvoeren van een isometrische inspanning (6;11). Tabel 6 geeft een overzicht van deze
bevindingen weer.
Tabel 6: Ejectiefractie
Art.
(10)
Algemeen
effect
EF onveranderd
Precieze cijfers
Opmerkingen
Van gem. 0,64
naar 0,64
Van gem. 46,2 %
naar 41,1 %
Gem. lft. 40 +- 15
j.
Gem. lft. 59 j.; ptn.
na cardiale
operatie
Gem. lft. 26 +- 2 j.
(16)
EF onveranderd
(23)
EF onveranderd
Niet vermeld
(22)
EF stijgt sign.
Stijging van
gem. 55 % naar
61 %
(26)
EF daalt sign.
Gem. lft. 37 +- 14
j.
Slechts minderheid
van ptn. hield oef.
5 min. vol
Gem. lft. 32 j. (25
– 43 j.)
Gem. lft.
14 – 16 j.
Gem. lft.
19 – 27 j.
Duur en
intensiteit
3 min. 50 %
MVC
1 min. 50 %
MVC
Meetmethode
4 min. 30 %
MVC
5 min. 75 %
MVC
Radionuclide
cardiografie
Echocardiografie
Radionuclide
cardiografie
Fluoroscopie
Aant.
ptn.
17
7
10
11
Daling van gem.
2 min. 50 %
Radionuclide
24
61 % naar 52 %
MVC
cardiografie
(6)
FS onveranderd Van gem. 35 %
4 min. op 25 %
Echocardiografie
32
naar 34 %
MVC
2 min. op resp.
Echocardiografie
14
(11) FS onveranderd Van gem. 32,4 %
20/40/60 %
naar resp.
MVC
32,6/32,1/34,5 %
bij 20/40/60 %
MVC
EF = ejectiefractie; FS = fractional shortening; sign.= significant; gem.= gemiddeld; lft.= leeftijd; j.= jaar;
MVC=Maximal voluntary contraction; sign.= significant; aant.= aantal; ptn.=patiënten; resp.= respectievelijk;
art.= artikel
Alle inspanningen zijn isometrisch handgreep oefeningen tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
16
1.5.3. Einddiastolisch volume en eindsystolisch volume
Zowel het einddiastolisch volume als het eindsystolisch volume blijven onveranderd tijdens het
uitvoeren van een isometrische inspanning bij gezonde vrijwilligers volgens enkele studies
(10;23). In andere studies werd de eindsystolische en einddiastolische dimensie gemeten. Ook
voor deze parameters kon geen significante verandering worden aangetoond (6;11). Jones et al.
kon dit echter niet bevestigen: zij vonden een relatieve stijging van het eindsystolisch volume met
29 % en een stijging van het einddiastolisch volume met 14 % (26). Flessas et al. daarentegen
vond een significante daling van zowel het eindsystolisch als het einddiastolisch volume (27). In
de studie van Ciampi et al. werd enkel een significante daling van het eindsystolisch volume
gevonden. Hier worden geen absolute waarden weergegeven, de beginwaarde wordt gesteld op
100%, na 2 minuten isometrische inspanning is het eindsystolisch volume nog 90 % hiervan (22).
Tabel 7 geeft een overzicht van deze bevindingen weer.
Men verwacht dat het einddiastolisch volume daalt bij een gestegen hartslag door de kortere
vullingstijd. Dit is dus niet het geval bij het uitvoeren van een isometrische inspanning. Mogelijks
heeft dit te maken met de plotse bloeddrukstijging (11).
Het eindsystolisch volume stijgt normaliter bij een gestegen bloeddruk (verhoogde afterload).
Vermoedelijk kan het constant blijven van het eindsystolisch volume verklaard worden door een
verhoogde inotrope stimulatie (11).
17
Tabel 7: Eindsystolisch en einddiastolisch volume
Art.
Precieze cijfers
Opm.
Duur en intensiteit
Meetmethode
EDD van gem. 4,72 cm
naar 4,74 cm
ESD van gem. 3,06
naar 3,10 cm
EDVI van gem. 62
mL/m² naar 67 mL/m²
ESVI van gem. 22
mL/m² naar 24 mL/m²
EDD van gem. 50,3
mm naar resp.
51,9/53,0/54,0 mm bij
20/40/60 % MVC
ESD: precieze waarden
niet vermeld
Precieze cijfers niet
weergegeven
Gem. lft.
14 – 16 j.
4 min. op 25 %
MVC
Echocardiografie
Gem. lft.
40 +- 15 j.
3 min. op 50 %
MVC
Radionuclide
angiocardiografie
17
Gem. lft.
19 – 27 j.
2 min. op resp.
20/40/60 % MVC
Echocardiografie
14
Gem. lft.
26 +- 2 j.
3,5 min. op 33 %
MVC
Radionuclide
angiocardiografie
10
EDV van gem. 140,2
mL naar 122,3 mL
ESV van gem. 47,3 mL
naar 39,2 mL
EDV relatief gestegen
met gem. 14 %, ESV
relatief gestegen met
29 %
EDV rel. + 0,2 %, ESV
90 % van beginwaarde
Gem. lft. niet
vermeld, ptn.
met pijn op
borst
Gem. lft. 32 j.
(25 – 43j.)
5 min. op 30 %
MVC
Radionuclide
angiocardiografie
6
2 min. op 50 %
MVC
Radionuclide
angiocardiografie
24
5 min. 75 % MVC
Radionuclide
Gem. lft.
angiocardiografie
37 +- 14 j.
Slechts
minderheid
van ptn. hield
oef. 5 min. vol
EDD= einddiastolische dimensie; ESD= eindsystolische dimensie; EDV= einddiastolisch volume; ESV=
eindsystolisch volume; MVC= maximal voluntary contraction; resp.= respectievelijk; rel.= relatief; gem.=
gemiddeld; lft.= leeftijd; j.= jaar; art.= artikel; Aant.= aantal; Ptn.=patiënten;
Alle inspanningen zijn isometrische handgreepoefeningen tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen.
11
(6)
Algemeen
effect
EDD en
ESD
onveranderd
(10)
EDVI en
ESVI
onveranderd
(11)
EDD en
ESD
onveranderd
(23)
EDV en
ESV
onveranderd
Daling EDV
en ESV
(27)
(26)
(22)
Stijging
EDV en
ESV
EDV
onveranderd,
daling ESV
Aant.
ptn.
32
1.5.4. Velocity of circumferential fiber shortening
De velocity of circumferential fiber shortening (VcF) is een maat om de ejectiefase, de
contractiliteit van het linker ventrikel te beschrijven, vergelijkbaar met de ejectiefractie. De VcF
is echter minder afhankelijk van de preload in vergelijking met de ejectiefractie, de afterload
speelt nog steeds een belangrijke rol (28). De VcF wordt berekend als de fractional shortening
vermenigvuldigd met de ejectietijd.
18
De VcF blijft onveranderd bij het uitvoeren van een lichte isometrische inspanning (6;11;16). Bij
een meer intensieve isometrische inspanning (60 % MVC) is er echter wel een matige doch
significante stijging (11).
1.5.5. Linkerventrikel diastolische functie
Weinig studies deden onderzoek naar de einddiastolische functie bij gezonde proefpersonen.
Studies die met een pulsed waved doppler de pieksnelheid van de ‘early filling’ golf van de
transmitrale flow (= E velocity) bepaalden bij gezonde proefpersonen, vertonen discrepante
resultaten. Salmasi et al. (3) vond geen significante verandering, Chamoun et al. (29) en
Mizushige et al. (30) vonden een significante daling van de E velocity. Ook voor de verandering
van de pieksnelheid van de ‘atriale filling’ golf van de transmitrale flow (= A velocity), werden
verschillende resultaten gevonden. Salmasi et al. (3) en Chamoun et al. (29) vonden geen
significante verandering, Mizushige (30) vond een significante stijging van de A velocity. Studies
die gebruik maakten van tissue doppler (zie 2.5.3) om de linker ventrikel diastolische functie te
bepalen werden niet gevonden.
19
2. Het effect van een isometrische inspanning op het cardiovasculaire systeem bij
kinderen
2.1. Het effect van een isometrische inspanning op de bloeddruk
De bloeddruk stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning bij kinderen
(13;31-34). Bij vergelijking met volwassenen in eenzelfde studie, vond men dat de mate van
bloeddrukstijging bij volwassenen significant groter was dan deze bij kinderen (13;31;33). De
studie van Rowland et al. kon dit echter niet bevestigen, maar hier werd vergeleken met een
andere studie bij volwassenen die hetzelfde protocol hanteerde.
De mate van bloeddrukstijging verschilt ook hier tussen de verschillende studies. Deze is
afhankelijk van de duur (33;34) en de intensiteit (33). Ook de gebruikte spiermassa speelt hier
waarschijnlijk een rol, gezien de grootste bloeddrukstijgingen werden gevonden bij een knie
extensie oefening (32). Tabel 8 geeft een overzicht van deze bevindingen weer.
20
Tabel 8: Vergelijking bloeddrukstijging tussen volwassenen en kinderen
Art
Conclusie
(13)
Significant
hogere BDstijging bij
volwassenen
(31)
Significant
grotere
stijgingen bij
volwassen in
SBP, geen
verschil in
effect op DBP
(32)
Geen verschil
met
volwassenen
(33)
Significant
hogere BDstijging bij
volwassenen
Waarden
kinderen
SBP: Van gem.
107,9 mmHg
naar 122,1
mmHg:
+ 14,2 mmHg
DBP: Van gem.
64,6 mmHg naar
78,1 mmHg:
+ 13,5 mmHg
SBP: Gem. +
18,8/15,5 mmHg
bij resp.
jongens/meisjes
DBP: Gem. +
16,9/15,2 mmHg
resp.
jongens/meisjes
MAP: Van gem.
86 mmHg naar
109 mmHg:
+ 23 mmHg
Waarden
volwassenen
SBP: Van gem.
117,5 mmHg naar
148,6 mmHg:
+ 31,1 mmHg
DBP: Van gem.
71,3 mmHg naar
91,9 mmHg: +
20,6 mmHg
Opmerkingen
Duur en
intensiteit
3 min.
30 % MVC
Aantal
testpers.
23 kind.
23 volw.
SBP: Gem. +
25,6/19,6 mmHg
bij resp.
mannen/vrouwen
DBP: Gem. +
14,9/12,7 mmHg
bij resp.
mannen/vrouwen
Vergeleken met
studie die zelfde
protocol hanteert:
bij volwassenen:
MAP: Gem. + 24
mmHg
Gem. lft.
kinderen: 7-18 j.
Gem. lft.
volwassenen: 3162 j.
2.5 min.
30 % MVC
96 jongens,
121 meisjes,
93 mannen,
125 vrouwen
Knie extensie
oef.
Gem. lft.
kinderen: 10,2 j.
Gem. lft.
volwassenen: 25
-34 j.
Gem. lft.
kinderen: 7-9 j.,
Gem. lft.
volwassenen: 18
– 26 j.
3 min.
30 % MVC
14 kind.
8 volw.
MAP: Gem.
+ 19,2 mmHg
DBP: Gem.
+ 20,2 mmHg
SBP: gem.
+ 17,4 mmHg
MAP: Gem.
+ 31,6 mmHg
DBP: Gem.
+ 29,3 mmHg
SBP: gem.
+ 36,2 mmHg
3 min.
30 % MVC
27 kind.
27 volw.
Gem. lft.
kinderen: 7 – 9 j.,
Gem. lft.
volwassenen:
20 - 25 j.
/
Gem. lft. 11 j.
2 min.
46 jongens
SBP: jongens:
33 % MVC 36 meisjes
Van gem. 108,6
mmHg naar
120,8 mmHg:
+ 12,2 mmHg
Meisjes: Van
gem. 112,1
mmHg naar
125,9 mmHg:
+ 13,8 mmHg
BD=bloeddruk; SBP= systolic blood pressure; DBP= diastolic blood pressure; MAP= mean arterial pressure;
MVC= Maximal Voluntary Contraction; Gem.= gemiddeld; Lft.=leeftijd; j.=jaar; kind.=kinderen;
volw.=volwassenen; resp.=respectievelijk; Art.= artikel
Alle inspanningen zijn isometrische handgreepoefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
(34)
Niet
vergeleken met
volwassenen,
wel
significante
stijging in SBP
2.2. Het effect van een isometrische inspanning op de hartslag
Ook bij kinderen stijgt de hartslag bij het uitvoeren van een isometrische inspanning (13;31-35).
21
De grootte van deze hartslagstijging is eveneens afhankelijk van de intensiteit, de duur en de
grootte van de gebruikte spiermassa. Verschillende onderzoeken konden aantonen dat de mate
van hartslagstijging bij kinderen niet verschilt van deze bij volwassenen (13;32;33). Matthews et
al. (31). vond echter een grotere hartslagstijging bij kinderen in vergelijking met volwassenen.
Ook vonden ze bij oudere kinderen een kleinere hartslagstijging dan bij jongere kinderen. Het
absoluut verschil is echter bijzonder klein. Tabel 9 geeft een overzicht van deze bevindingen
weer.
Tabel 9: Vergelijking hartslagstijging tussen volwassenen en kinderen
Art
Conclusie
(32)
Geen sign.
verschil in
hartslagstijging
met
volwassenen
(33)
Geen sign.
verschil in
hartslagstijging
met
volwassenen
Volwassenen
sign. kleinere
stijgingen in
hartslag
Gem. + 12,8
bpm
Gem.+ 14.7
bpm/+ 13.7 bpm
bij resp.
jongens/meisjes
Stijging hartslag
met gem. 8.5/8.6
bpm bij resp.
mannen/vrouwen
Niet vergeleken
met
volwassenen,
wel sign.
hartslagstijging
Jongens: Van
gem. 78,8 bpm
naar 89 bpm:
+ 10,2 bpm
Meisjes: Van
gem. 85,9 bpm
naar 97,2 bpm:
+ 11,3 bpm
Van gem. 84
bpm naar 93.5
bpm: + 9.5 bpm
/
(31)
(34)
Waarden
kinderen
Van gem. 77
bpm naar 106
bpm :
+ 29 bpm
Waarden
volwassenen
Vergeleken met
studie die zelfde
protocol hanteert
bij volwassenen:
Van gem. 70 bpm
naar 110 bpm: +
40 bpm
Stijging hartslag
met gem. 14.6
bpm
Opmerkingen
Knie extensie
oef.
Gem. lft.
kinderen: 10,2 j.
Gem. lft.
volwassenen: 25
-34 j.
Gem. lft.
kinderen: 7-9 j.,
Gem. lft.
volwassenen: 18
– 26 j.
Gem. lft.
kinderen: 7-18 j.
Gem. lft.
volwassenen:
31-62 j.
Gem. lft. 11 j.
Duur en
intensiteit
3 min. 30 %
MVC
Aantal
testpers.
14 kind.
8 volw.
3 min. 30 %
MVC
27 kind.
27 volw.
2.5 min.
30 % MVC
96 jongens,
121 meisjes,
93 mannen,
125 vrouwen
2 min. 33 %
MVC
46 jongens
36 meisjes
3 min. 30 %
23 kind.
Gem. lft.
MVC
23 volw.
kinderen: 7 – 9
j.,
Gem. lft.
volwassenen:
20 - 25 j.
MVC= Maximal Voluntary Contraction; bpm= beats per minute; Gem.= gemiddeld; lft.= leeftijd; j.= jaar; kind.=
kinderen; volw.= volwassenen; sign.= significant; resp.=respectievelijk; Art.= artikel
Alle inspanningen zijn isometrische handgreepoefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
(13)
Geen sign.
verschil in
hartslagstijging
met
volwassenen
Van gem.68.8
bpm naar 82.6
bpm: + 13.8 bpm
22
2.3. Het effect van een isometrische inspanning op de cardiac output
Over het effect van een isometrische inspanning op de cardiac output bij kinderen is er geen
eenduidigheid. Er werden slechts twee studies gevonden waarin het effect op de cardiac output
bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door kinderen werd bepaald. Rowland et al.
vond een significante stijging van de cardiac output bij kinderen (32). De cardiac output van de
volwassenen uit een studie met hetzelfde protocol waarmee werd vergeleken, toonde eveneens
een stijging, maar deze werd niet significant bevonden (25). Het aantal volwassen proefpersonen
was dan ook klein (zie tabel 10). Daarentegen vond Goulopoulou et al. geen significante stijging
van de cardiac index bij kinderen, maar wel bij volwassenen (13).
Een verklaring voor de discrepantie tussen deze resultaten kan worden gezocht in het
verschillende protocol van beide studies: Rowland et al. gebruikte een knie extensie oefening en
bepaalde de cardiac output door middel van het product van de hartfrequentie en het slagvolume,
dat werd gemeten door middel van een Doppler-echocardiografie. De testpersonen in de studie
van Goulopoulou et al. daarentegen moesten een handgreepoefening uitvoeren. De cardiac output
werd ook hier bepaald door het product van de hartfrequentie en het slagvolume, doch het
slagvolume werd berekenend van uit het arteriële druk signaal. Het gebruik van een grotere
spiermassa in de studie van Rowland et al. zorgt bovendien voor een grotere bloeddrukstijging,
waardoor de cardiac output mogelijks ook meer stijgt, en hierdoor wel significant wordt.
Tabel 10: Vergelijking cardiac output respons tussen volwassenen en kinderen
Art
Conclusie
Waarden
kinderen
Van gem. 4.58
l/min.naar 5.62
l/min.
Waarden
volwassenen
Vergeleken met
studie die zelfde
protocol hanteert bij
volw.: Van gem. 5.7
l/min. naar 6.8 l/min.
Opmerkingen
Duur en
intensiteit
3 min.
30 %
MVC
Aantal
testpersonen
14 kind.
8 volw.
Knie extensie
oef.
Gem. lft.
kinderen: 10,2 j.
Gem. lft.
volwassenen: 25
-34 j.
3 min.
23 kind.
(13) Bij volw. wel
Cardiac index:
Cardiac index: 3.1 -> Handgreep oef.
30 %
23 volw.
sign. stijging,
Van gem.1.5
3.9 l/min./m²
Gem. lft.
MVC
bij kind. geen
naar 1.7
kinderen: 7 – 9
sign. stijging
l/min./m²
j.,
Gem. lft.
volwassenen:
20 - 25 j.
MVC= Maximal Voluntary Contraction; kind.= kinderen; volw.=volwassenen; gem.= gemiddeld; lft.= leeftijd; j.=
jaar; Art.= artikel; sign.=significant
(32)
Zelfde mate
van stijging als
bij volw.,
echter stijging
bij kind. sign.,
bij volw. niet
23
2.4. Het effect van een isometrische inspanning op de totale perifere weerstand
Het effect van een isometrische inspanning bij kinderen op de totale weerstand is nog niet
helemaal opgeklaard. De totale perifere weerstand blijft bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning onveranderd volgens de studie van Rowland et al. Dit is in overeenstemming met wat
bij volwassenen werd gevonden in de studie waarmee werd vergeleken (32). Ook de studie van
Verhaaren et al. toonde geen significant verschil aan in totale perifere weerstand bij het uitvoeren
van een isometrische inspanning, noch bij jongens, noch bij meisjes (34). Goulopoulou et al.
vond echter wel een significante stijging in totale perifere weerstand, hoewel de mate van deze
stijging gering is (13). Bij volwassenen vond men in deze studie geen stijging van de totale
perifere weerstand. De discrepante resultaten zijn mogelijks te wijten aan de verschillende
methodologie gebruikt om de totale perifere weerstand te bepalen. Deze werd berekend door de
MAP te delen door de cardiac output. Bij Rowland et al. (32) en Verhaaren et al. (34) werd de
cardiac ouput bepaald door middel van continuous wave doppler, bij Goulopoulou et al. (13)
werd de cardiac output berekend door gebruik te maken van het arteriële druk signaal.
2.5. Het effect van een isometrische inspanning op de linkerventrikelfunctie
2.5.1. Slagvolume
Het effect van een isometrische inspanning op het slagvolume bij kinderen is nog niet duidelijk.
Twee studies tonen een lichte daling in het slagvolume (32;34). De absolute waarden voor
slagvolume verschillen wel sterk tussen deze twee onderzoeken (zie tabel 11). De studie van
Goulopoulou et al. toonde geen significante verandering in de slagvolume index, terwijl zij een
lichte stijging vonden bij volwassenen (13). De veranderingen zijn evenwel telkens zeer gering,
waardoor deze mogelijks niet altijd significant zijn.
24
Tabel 11: Vergelijking slagvolume respons tussen volwassenen en kinderen
Art
Conclusie
(32)
Zowel bij
volwassenen
als kinderen
significante
daling
(34)
Niet vergeleken
met
volwassenen,
bij kinderen
lichte daling
Waarden
kinderen
Van gem. 59 mL
naar 52 mL: - 7
mL
Waarden
volwassenen
Vergeleken met
studie die zelfde
protocol hanteert bij
volwassenen: Van
gem. 85 mL naar 62
mL: - 23 mL
Jongens: Van
gem. 77,3 mL
naar 74,4 mL:
- 2,9 mL
Meisjes: Van
gem. 66,5 mL
naar 65,2 mL:
- 1,3 mL
Van gem. 17.6
mL/beat/m² naar
17.9 mL/beat/m²
/
Opmerkingen
Knie extensie
oef.
Gem. lft.
kinderen: 10,2 j.
Gem. lft.
volwassenen: 25
-34 j.
Gem. lft. 11 j.
Duur en
intensiteit
3 min.
30 %
MVC
Aantal
testpers.
14 kind.
8 volw.
2 min.
33 %
MVC
46 jongens
36 meisjes
23 kind.
3 min.
Gem. lft.
Van gem. 45.5
Volwassenen
23 volw.
30 %
kinderen: 7 – 9
mL/beat/m² naar 49
sign. stijging in
MVC
j.,
mL/beat/m²
SVI, kinderen
Gem. lft.
geen
volwassenen:
verandering in
20 - 25 j.
SVI
SVI= slagvolume index; MVC= Maximal Voluntary Contraction; Gem.= gemiddeld; lft.=leeftijd; kind.= kinderen;
volw.=volwassenen; Art.= artikel; j.= jaar
Alle inspanningen zijn isometrische handgreepoefeningen, tenzij anders vermeld bij “Opmerkingen”.
(13)
2.5.2. Linkerventrikelcontractiliteit
Er werd slechts één studie gevonden die ook andere waarden dan het slagvolume als maat voor
de linkerventrikelfunctie onderzocht. Met tissue doppler imaging bepaalde Rowland et al. de Sgolf, een maat voor de contractiliteit van het ventrikel tijdens de systole. Zij vonden dat deze
significant steeg (32).
2.5.3. Linkerventrikel diastolische functie
Een goede manier om de linker ventrikel diastolische functie te bepalen is door gebruik te maken
van tissue doppler imaging (TDI) (36). Hierbij wordt de snelheid van verplaatsing van de anulaire
myocardiale wand gemeten. Deze snelheid wordt in de vroege diastolische relaxatie aangeduid
als de E’-golf, de snelheid in de late diastolische fase wordt aangeduid als de A’-golf. Bij een
verminderde diastolische functie zal de E’ piek kleiner worden en de A’ piek groter: het ventrikel
relaxeert minder snel waardoor de bijdrage van de atriale systole groter wordt. Met een pulsed
wave echo doppler kan men ook de E velocity bepalen (zie 1.5.5). De ratio E/E’ kan gebruikt
25
worden als een maat voor de linker ventrikel einddiastolische druk (36). Een grotere bloedstroom
(E) met een kleinere uitzetting van het ventrikel (E’) betekent een grotere einddiastolische druk.
In de studie van Rowland et al. bepaalde men deze parameters tijdens het uitvoeren van een
isometrische inspanning door jongens tussen 7 en 12 jaar. De E’-golf steeg significant, wat wijst
op een snellere relaxatie van het linkerventrikel. De E-golf steeg eveneens significant, wat
overeenkomt met een kleinere stijging in de drukgradiënt (berekend met de vergelijking van
Bernouilli). De ratio E/E’ bleef daarentegen onveranderd, wat een stabiele linker ventrikel
einddiastolische druk suggereert (32). Bij volwassenen werden geen studies gevonden waarbij
gebruik gemaakt werd van tissue doppler imaging.
26
3. Het effect van een dynamische inspanning op het cardiovasculair systeem bij
volwassenen en vergelijking met isometrische inspanning
Een contractie van de spieren zorgt voor een opstapeling van metabolieten en productie van
warmte, waardoor de chemo- en mechanoreceptoren worden geprikkeld. Vasodilatatie van de
bloedvaten in de spieren vindt plaats, met daaropvolgend cardiovasculaire aanpassingen om de
bloedtoevoer in de gebruikte skeletspieren te vrijwaren, de geproduceerde warmte af te voeren,
en de bloedtoevoer naar hersenen en hart te behouden (9;37).
3.1. Het effect van een dynamische inspanning op de bloeddruk
De systolische bloeddruk stijgt bij het uitvoeren van een dynamische inspanning, de diastolische
bloeddruk blijft ongeveer gelijk of stijgt licht (9;38). De stijging van de systolische bloeddruk
varieert tussen de verschillende individuen (9).
Studies die de bloeddruk bij beide inspanningen vergeleken, vonden een grotere stijging in
systolische bloeddruk bij een submaximale isotonische inspanning in vergelijking met een
submaximale isometrische inspanning (14;25).
De diastolische bloeddruk stijgt licht of blijft gelijk bij een dynamische inspanning, terwijl deze
bij een statische inspanning volgens de meeste onderzoeken stijgt (zie 1.1). Men zou dus
verwachten dat de diastolische bloeddruk hoger is bij een statische inspanning dan bij een
dynamische. Studies die de diastolische bloeddruk bij beide types inspanning vergeleken,
toonden echter verschillende resultaten. Bezucha et al. vond geen significante stijging in
diastolische bloeddruk bij het uitvoeren van een isotone inspanning. De proefpersonen voerden
ook een isometrische inspanning uit waarbij de diastolische bloeddruk wel significant steeg (25).
Ook Clements et al. (10) en Mizushige et al. (30) vonden een grotere stijging van de diastolische
bloeddruk bij een isometrische inspanning in vergelijking met een dynamische inspanning.
Iellamo et al. vond daarentegen een significant hogere stijging in diastolische bloeddruk bij het
uitvoeren van een dynamische inspanning in vergelijking met een isometrische inspanning (14).
Mogelijks is dit te wijten aan de kortere duur van de isometrische inspanning (1 minuut) in
vergelijking met de andere studies.
27
3.2. Het effect van een dynamische inspanning op de hartslag
De hartslag stijgt bij het uitvoeren van een dynamische inspanning. Hoe langer men de
inspanning aanhoudt, hoe hoger de hartfrequentie wordt. Bij een maximale inspanning op de
loopband stijgt de hartslag meer dan bij een maximale fietsproef. De mate van stijging varieert bij
een zelfde inspanning tussen de verschillende proefpersonen en is afhankelijk van verschillende
factoren. Leeftijd is de meest beïnvloedende factor: 75 % van de variabiliteit kan worden
toegeschreven aan de leeftijd. De maximale hartslag daalt naarmate men ouder wordt. Andere
factoren zijn algemene conditie, gebruik van medicatie, motivatie, comorbiditeit, enz. Er is een
grote individuele variabiliteit aanwezig (9).
Bij een maximale inspanning op de loopband varieert de hartfrequentie van 175-200 bpm bij
mannen tussen 25 en 34 jaar en van 155 tot 185 bpm bij mannen tussen 45 en 54 jaar oud.
Onderzoeken die een isotonische en isometrische oefening vergeleken hebben, vonden dat de
hartslag op alle tijdstippen significant hoger was bij een isotone inspanning dan bij een
isometrische (10;14;25;38).
Figuur 1: Hartslag en bloeddruk bij een dynamische inspanning (9)
28
3.3. Het effect van een dynamische inspanning op de cardiac output
De cardiac output stijgt bij het uitvoeren van een dynamische inspanning (9;25;37;38). Deze kan
3 tot 6 keer de rustwaarde bereiken. Bij het begin van de inspanning stijgt de cardiac output
voornamelijk door een stijging van het slagvolume, daarna blijft ze stijgen door de toename in
hartfrequentie (38).
De cardiac output stijgt meer bij het uitvoeren van een dynamische inspanning dan bij het
uitvoeren van een isometrische inspanning (10;25), zelfs bij een lichte dynamische inspanning
(25).
3.4. Het effect van een dynamische inspanning op de totale perifere weerstand
Bij een dynamische inspanning daalt de totale perifere weerstand (9;37;38). Dit is te wijten aan
de vasodilatatie van de bloedvaten in de gebruikte skeletspieren (37).
De totale perifere weerstand is dus hoger bij een isometrische inspanning dan bij een isotone,
gezien deze daalt bij een isotone en stijgt of gelijk blijft bij een isometrische inspanning. Ook
studies die de totale perifere weerstand vergeleken hebben vonden een hogere totale perifere
weerstand bij een isometrische inspanning dan bij een dynamische inspanning (10;25).
3.5. Het effect van een dynamische inspanning op de linkerventrikelfunctie
3.5.1. Slagvolume
Het slagvolume stijgt bij het uitvoeren van een dynamische inspanning (9;25;38). Gezien het
slagvolume bij een isometrische inspanning volgens de meeste studies gelijk blijft of eerder daalt
(zie 1.5.1), zal het slagvolume bij een dynamische inspanning dus hoger zijn dan bij een
isometrische inspanning. Dit bleek ook uit de studies die het slagvolume bij het uitvoeren van
zowel een isometrische als een dynamische inspanning vergeleken (10;23;25).
3.5.2. Ejectiefractie
De ejectiefractie stijgt bij het uitvoeren van een dynamische inspanning (37). Gezien de
ejectiefractie bij een isometrische inspanning gelijk blijft, licht stijgt of zelfs daalt (zie 1.5.2), zal
deze dus groter zijn bij een dynamische inspanning dan bij een isometrische. Dit bleek ook uit de
29
studies die de invloed van deze twee soorten inspanningen op de ejectiefractie bestudeerden
(10;23).
3.5.3. Einddiastolisch volume en eindsystolisch volume
Het eindsystolisch volume daalt bij een dynamische inspanning (37). Het einddiastolisch volume
zou tegelijkertijd gedeeltelijk stijgen (39;40), maar de mate waarin varieert sterk en is onder meer
afhankelijk van de fysieke conditie van de patiënt en van het staand of zittend uitoefenen van de
inspanning (10).
Bij een isometrische inspanning veranderen de linkerventrikelvolumes volgens de meeste studies
niet (zie 1.5.3). Een dynamische inspanning heeft dus een grotere impact op het linkerventrikel,
met een stijging van het einddiastolisch volume en een daling van het eindsystolisch volume. Dit
bleek ook uit de studies die de linkerventrikelvolumes bestudeerden bij zowel een dynamische als
een isometrische inspanning (10;23)
30
4. Het effect van een dobutamine stress test op het cardiovasculaire systeem
4.1. Effect van een dobutamine stress test op de bloeddruk
Toediening van dobutamine gaat slechts gepaard met een lichte bloeddrukverandering bij de
meerderheid van de gezonde proefpersonen (7;41). Bij een lage infusie snelheid van dobutamine
(10 μg/kg/min) verandert de systolische bloeddruk niet significant (41;42). Bij een hogere
infusiesnelheid (40 μg/kg/min) stijgt de bloeddruk wel significant volgens Carstensen et al. (gem.
stijging 9 mmHg) (41), maar deze stijging blijkt niet significant volgens Krahwinkel et al. (42).
De diastolische bloeddruk blijft onveranderd (42). Bij 5 – 20 % van de proefpersonen daalt de
bloeddruk licht (42). Een lichte, asymptomatische hypotensie is geen reden tot het beëindigen van
de test (42).
4.2. Effect van een dobutamine stress test op de hartfrequentie
De hartfrequentie stijgt bij het toedienen van een voldoende dosis dobutamine (7;41;42). Bij het
bereiken van een hartfrequentie die 85 % van de volgens de leeftijd berekende maximale
hartfrequentie bedraagt, wordt de dobutamine stress test gestopt. Indien deze hartfrequentie niet
met dobutamine wordt bereikt, voegt men vaak atropine toe. Dit om de gevoeligheid van de test
te verhogen (7).
4.3. Effect van een dobutamine stress test op de cardiac output
De cardiac output stijgt bij een dobutamine stress test door zowel het positief inotrope als het
positief chronotrope effect (43;44).
4.4. Effect van een dobutamine stress test op de totale perifere weerstand
De totale perifere weerstand daalt bij een dobutamine stress test (43;44).
4.5. Effect van een dobutamine stress test op de linkerventrikelfunctie
4.5.1. Ejectie fractie
De ejectiefractie stijgt bij een dobutamine stress test uitgevoerd bij normale proefpersonen (7).
Een onveranderde of gedaalde ejectiefractie bij een dobutamine stress test geeft een verhoogd
risico op cardiovasculair event (7).
31
4.5.2. Eindsystolisch volume
Het eindsystolisch volume daalt bij een dobutamine stress test uitgevoerd bij normale
proefpersonen (7). Een onveranderd eindsystolisch volume of een stijging in het eindsystolisch
volume bij een dobutamine stress test geeft een verhoogd risico voor cardiovasculair event (7).
32
5. Isometrische inspanning bij patiënten met aortaregurgitatie
5.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen
In de studie van Gumbiner et al. kon men een grotere stijging van de systolische bloeddruk
waarnemen bij patiënten met een aorta-insufficiëntie in vergelijking met normale proefpersonen
tijdens het uitvoeren van een isometrische inspanning (1). In de studie van Shen et al. was dit
echter niet het geval (45). Opvallend is dat in de studie van Gumbiner et al. er ook twee patiënten
zijn die geen bloeddrukstijging vertoonden bij het uitvoeren van een isometrische inspanning.
Mogelijke verklaring voor deze discrepante resultaten is onder meer de verschillende leeftijd van
de patiënten (zie tabel 12). Beide studies vonden wel een grotere stijging van de diastolische
bloeddruk bij de patiënten met aortaregurgitatie (zie tabel 13). De isometrische inspanning werd
in beide studies uitgevoerd gedurende drie minuten op 33 % MVC.
Tabel 12: Systolische bloeddruk bij patiënten met aortaregurgitatie
Art.
(1)
Normale
patiënten
Van gem. 115
mmHg naar
128 mmHg
(+ 13 mmHg)
Patiënten met
aortaregurgitatie
Van gem. 117
mmHg naar
150 mmHg
(+ 33 mmHg)
(45)
Opmerkingen
Gem. lft.:
Contr.: 12,8 j.
(9 - 18 j.)
Ptn.: 13,9 j.
(6 – 26 j.)
Gem. lft.:
Contr.:43 j.
Ptn.:39 j.
Duur en
intensiteit
3 min. op
33 % MVC
Methode
Elektronische
sphygmomanometer
Aantal
ptn.
28 ptn.
18 contr.
Van gem. 118 Van gem. 133
3 min. op
Auscultatoir
25 ptn.
mmHg naar
mmHg naar
33 % MVC
10 contr.
145 mmHg
159 mmHg
(+ 27 mmHg)
(+ 26 mmHg)
MVC= maximal voluntary contraction; Art.= artikel; Gem.= gemiddeld; Lft.= leeftijd; j.= jaar; ptn.= patiënten;
contr. = controles;
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen
Tabel 13: Diastolische bloeddruk bij patiënten met aortaregurgitatie
Art.
Normale
patiënten
64 mmHg ->
76 mmHg
(+ 12 mmHg)
Patiënten met
aortaregurgitatie
53 mmHg ->
72 mmHg
(+ 19 mmHg)
Opmerkingen
Duur en
intensiteit
3 min. op
33 % MVC
Methode
Aantal
ptn.
28 ptn.
18 contr.
Elektronische
Gem. lft.:
sphygmomanometer
Contr.: 12,8 j.
(9 - 18 j.)
Ptn.: 13,9 j.
(6 – 26 j.)
(45) 74 mmHg ->
57 mmHg ->
Gem. lft.:
3 min. op
Auscultatoir
25 ptn.
88 mmHg
78 mmHg
Contr.:43 j.
33 % MVC
10 contr.
(+ 14 mmHg)
(+ 21 mmHg)
Ptn.:39 j.
MVC= maximal voluntary contraction; Art.= artikel; Gem.= gemiddeld; Lft.= leeftijd; j.= jaar; ptn.= patiënten;
contr. = controles;
Alle inspanningen zijn isometrische handgreep oefeningen.
(1)
33
5.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen
Er kon geen verschil worden waargenomen in grootte van de hartslagstijging tussen patiënten met
aortaregurgitatie en normale proefpersonen. Er is bij beide groepen een even grote stijging (1;45).
5.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen
De cardiac index stijgt niet significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door
patiënten met aortaregurgitatie (2;45). Shen et al. (45) vergeleek dit rechtstreeks met normale
proefpersonen, waar bij de cardiac index wel significant stijgt. Ook uit andere studies blijkt dat
bij normale proefpersonen de cardiac index stijgt bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning (zie 1.3).
5.4. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen
5.4.1. Effect op het einddiastolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen
Het regurgiterend volume stijgt bij het uitvoeren van een isometrische inspanning (46). Men zou
dus een stijging van het einddiastolisch volume verwachten. Enkel de studie van Shen et al. (45)
kon dit echter bevestigen. Hier werd een matige doch significante stijging (9ml/m²) van de
einddiastolische volume index gevonden bij de patiënten met aortaregurgitatie. Volgens Huikuri
et al. (2) daarentegen verandert de einddiastolische volume index niet bij patiënten met
aortaregurgitatie. In deze studie werd niet vergeleken met gezonde proefpersonen getest.
Gumbiner et al. (1). vond geen significante verandering van de einddiastolische dimensie bij het
uitvoeren van een isometrische inspanning, noch bij patiënten met aortaregurgitatie, noch bij
normale proefpersonen . Het effect van het grotere regurgiterend volume verdwijnt mogelijks
door een verhoogde hartslag (2). In rust is het einddiastolisch volume bij de patiënten in de
studies van Gumbiner et al. en Shen et al. significant hoger in vergelijking met normale
proefpersonen (1;45).
5.4.2. Effect op eindsystolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen
We zien een significante stijging in het eindsystolisch volume en de eindsystolische dimensie bij
patiënten met een aortaregurgitatie bij het uitvoeren van een isometrische inspanning(1;2;45),
terwijl dit bij normale proefpersonen niet verandert (zie 1.5.3).
34
5.4.3. Effect op de linker ventrikel fractional shortening en ejectiefractie en vergelijking met
normale proefpersonen
Er is een significante daling van de fractional shortening en de ejectiefractie bij patiënten met een
aortaregurgitatie tijdens het uitvoeren van een isometrische inspanning, terwijl dit niet het geval
is bij normale proefpersonen (1;2;45;47).
In de studie van Gumbiner et al. is er een significante daling in de linker ventrikel shortening
fraction bij patiënten met een aortaregurgitatie bij het uitvoeren van een isometrische inspanning,
terwijl dit bij normale proefpersonen niet verandert. Dit zijn echter groepswaarden. De
invdividuele veranderingen blijken niet zo eenduidig. Zowel bij de patiënten met een
aortaregurgitatie als bij de normale proefpersonen, zien we zowel stijgingen, dalingen als
onveranderde linker ventrikel shortening fractions. De dalingen zijn bij normale proefpersonen
echter nooit meer dan 4 %, terwijl de daling bij 10 van de 28 patiënten met aortaregurgitatie meer
dan 5 % bedraagt. Bij patiënten met een ernstige aortainsufficiëntie was er bovendien bij alle
patiënten een daling. Van de 21 patiënten met een milde of matige aortainsufficiëntie waren er
echter 7 die geen verandering of zelfs een lichte stijging in shortening fraction vertoonden. Een
verklaring kon hiervoor niet worden gegeven (1).
Ook in de studie van Shen et al. zien we een daling van de ejectiefractie bij patiënten met
aortaregurgitatie tijdens het uitvoeren van een isometrische inspanning, terwijl dit niet het geval
is bij normale proefpersonen. Alle patiënten hadden een normale ejectiefractie in rust. Het betreft
hier ook groepswaarden: een daling van de ejectiefractie werd in feite slechts waargenomen bij
15 van de 25 patiënten. Patiënten met een ernstige aortaregurgitatie vertoonden wel allen een
daling van de ejectiefractie bij isometrische inspanning, ondanks een normale ejectiefractie in
rust (45).
5.5. Effect op het hartgeruis
Het hartgeruis neemt toe bij het uitvoeren van een maximale handgreep oefening door patiënten
met aortaregurgitatie (48). Een kwart van de patiënten vertoonde echter geen verandering in
hartgeruis.
35
6. Isometrische inspanning bij patiënten met aortastenose
6.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen
Er is een significante stijging van de bloeddruk bij het uitvoeren van een isometrische inspanning
door patiënten met een aortastenose. De mate van deze bloeddrukstijging verschilt niet van deze
bij normale proefpersonen (22;49).
6.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen
Er is een significante stijging van de hartfrequentie bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning door patiënten met aortastenose. De mate van deze stijging verschilt niet van deze bij
normale proefpersonen (22;49).
6.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen
De cardiac output stijgt significant zowel bij patiënten met een aortastenose als bij normale
proefpersonen (2;22). De mate van deze stijging verschilt niet tussen beide groepen (22).
6.4. Effect op de totale perifere weerstand en vergelijking met normale proefpersonen
De totale perifere weerstand vertoont een relatieve stijging van 15 % bij patiënten met een
aortastenose, terwijl deze onveranderd blijft bij normale proefpersonen (22).
6.5. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen
Er zijn verschillende studies die onderzoek deden naar het effect van een isometrische inspanning
op het cardiovasculaire systeem bij patiënten met een linkerventrikel outflow obstructie. Er
werden echter meestal verschillende parameters om de linkerventrikelfunctie te bepalen gemeten.
6.5.1. Effect op de ejectiefractie en vergelijking met normale proefpersonen
De ejectiefractie blijft onveranderd bij het uitvoeren van een isometrische inspanning bij
patiënten met een linkerventrikel outflow obstructie (2;22). In de studie van Ciampi et al. werd
bij normale proefpersonen echter wel een significante stijging van de ejectiefractie gevonden,
waardoor de respons bij patiënten hier afwijkend is ten opzichte van de controles. In meerdere
36
andere studies bleef de ejectiefractie echter ook bij normale proefpersonen onveranderd (zie
3.1.5).
6.5.2. Effect op het einddiastolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen
Er is geen significante verandering in het einddiastolisch volume bij het uitvoeren van een
isometrische inspanning bij patiënten met een linkerventrikel outflow obstructie (2;22), noch bij
normale proefpersonen (22).
6.5.3. Effect op het eindsystolisch volume en vergelijking met normale proefpersonen
Het eindsystolisch volume blijft onveranderd bij het uitvoeren van een isometrische inspanning
bij patiënten met een linkerventrikel outflow obstructie (2;22). In de studie van Ciampi et al.
werd hierbij rechtstreeks vergeleken met normale proefpersonen, die in deze studie een
significante daling van het eindsystolisch volume vertonen. Zo vertonen de patiënten toch een
abnormale respons in vergelijking met normale proefpersonen (22). In meerdere andere studies
bleef het eindsystolisch volume echter ook bij normale proefpersonen onveranderd (zie 1.5.3).
6.5.4. Effect op de linkerventrikel einddiastolische druk en isovolumetrische relaxatiesnelheid
De linkerventrikel einddiastolische druk stijgt zowel bij patiënten met een linker ventrikel
outflow obstructie als bij de controlepatiënten (50). Ook de isovolumetrische relaxatie index
stijgt significant bij patiënten met aortastenose, maar niet bij de controlegroep (50). Hierbij moet
worden opgemerkt dat de controlepatiënten afwijkende waarden vertonen in vergelijking met
resultaten uit andere studies. In de studie van Mizushige et al. vertoonden normale proefpersonen
wel een stijging van de isovolumetrische relaxatiesnelheid bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning (30). In de studie van Huikuri et al. blijft de linkerventrikel einddiastolische druk
onveranderd bij normale proefpersonen (51). Een mogelijke verklaring voor deze afwijkende
waarden in de studie van Gabay et al. is dat de controlegroep bestond uit patiënten met eveneens
een aortastenose, echter nog niet geëvolueerd naar linkerventrikelhypertrofie (50).
6.6. Effect op het hartgeruis
Het hartgeruis vermindert bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door patiënten met
aortastenose (48;52).
37
7. Isometrische inspanning bij patiënten met mitralisklepinsufficiëntie
7.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen
De bloeddruk stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door patiënten
met een mitralisklepinsufficiëntie (46).
7.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen
De hartfrequentie stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door
patiënten met mitralisklepinsufficiëntie (46;51). De mate van deze stijging verschilt niet
significant van deze bij normale proefpersonen (51).
7.3. Effect op de linkerventrikelfunctie en vergelijking met normale proefpersonen
7.3.1. Effect op de ejectiefractie en vergelijking met normale proefpersonen
De ejectiefractie daalt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door
patiënten met mitralisklep insufficiëntie (51). Dit is niet het geval bij normale proefpersonen,
waar de ejectiefractie onveranderd blijft (51).
7.3.2. Effect op het linker ventrikel eindsystolisch en einddiastolisch volume en vergelijking met
normale proefpersonen
Het linkerventrikel einddiastolisch volume blijft onveranderd bij het uitvoeren van een
isometrische inspanning, zowel bij patiënten met mitralisklepinsufficëntie (51) als bij normale
proefpersonen (51). Het linker ventrikel eindsystolisch volume daarentegen stijgt bij patiënten
met mitralisklepinsufficiëntie (51), terwijl dit onveranderd blijft bij normale proefpersonen (51).
7.3.3. Effect op de linker ventrikel einddiastolische druk en vergelijking met normale
proefpersonen
De linker ventrikel einddiastolische druk blijft onveranderd bij het uitvoeren van een
isometrische inspanning, zowel bij patiënten als bij de controlegroep (51).
38
7.4. Effect op de regurgitatie oppervlakte
De regurgitatie oppervlakte stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning.
Het is niet zo dat patiënten met een ernstigere mitralisklepinsufficiëntie grotere veranderingen in
regurgitatie oppervlakte vertoonden (46).
7.5. Effect op het hartgeruis
Het hartgeruis neemt toe bij het uitvoeren van een isometrische inspanning bij patiënten met
mitralisklepinsufficiëntie (48).
39
8. Isometrische inspanning bij patiënten met hypertensie
8.1. Effect op de bloeddruk en vergelijking met normale proefpersonen
De bloeddruk stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door patiënten
met hypertensie (24;53-57). Over de mate van de bloeddrukstijging in vergelijk met normale
proefpersonen is er in de literatuur geen eenduidigheid. Tabel 14 bevat een overzicht. Sommige
studies vinden geen verschil in de graad van bloeddrukstijging in vergelijking met normale
proefpersonen bij het uitvoeren van een isometrische inspanning (24;53;54;57). In andere studies
vond men wel een significant grotere bloeddrukstijging bij patiënten met hypertensie in
vergelijking met normotensieve proefpersonen (55;56;58). Verschillen in de methodologie van
deze studies is mogelijks een verklaring voor deze discrepante resultaten: verschillende leeftijd,
verschillende methodes om de bloeddruk te meten, verschillend aantal patiënten. We zien ook dat
de basiswaarden van de studies die een significant verschil konden aantonen opvallend hoger zijn
dan bij de studies die dit niet konden. In de studie van Murakami et al. vond men een grotere
bloeddrukstijging bij patiënten met een ernstigere vorm van hypertensie (56). Mogelijks is het
verschil in bloeddrukstijging enkel aanwezig bij patiënten met ernstige hypertensie.
Men vond in de studie van Murakami et al. ook een positieve correlatie tussen de
bloeddrukrespons en de linkerventrikelmassa (56). In de studie van Hamada et al. (58) heeft men
de hypertensiepatiënten opgesplitst in een groep met een gemiddelde wanddikte (Mean wall
thickness, MWT) kleiner dan 10 mm en een groep met MWT groter dan 10 mm. De groep met
een MWT > 10 mm vertoonde een significant grotere bloeddrukstijging in vergelijking met de
groep MWT < 10 mm (58).
40
Tabel 14: Bloeddruk bij patiënten met hypertensie en vergelijking met normale proefpersonen
Art.
Alg.
(24)
Geen
sign.
verschil
(53)
Geen
sign.
verschil
BD-stijging bij
normale
proefpersonen
SBP: Van gem. 114
mmHg naar 128
mmHg: + 14 mmHg
DBP: Van gem. 70
mmHg naar 83 mmHg:
+ 13 mmHg
SBP: Van gem. 108
mmHg naar 126
mmHg: + 18 mmHg
DBP: Van gem. 60
mmHg naar 78 mmHg:
+ 18 mmHg
SBP: Van gem. 109,9
mmHg naar 127,7
mmHg: + 17,8 mmHg
DBP: Van gem. 63,6
mmHg naar 76 mmHg:
+ 12,4 mmHg
SBP: Van gem. 133
mmHg naar 160
mmHg: + 27 mmHg
DBP: van gem. 68
mmHg naar 81 mmHg:
+ 13 mmHg
MBP: Van gem. 89
mmHg naar 103
mmHg: +14 mmHg
BD-stijging bij
patiënten met
hypertensie
SBP: Van gem. 134
mmHg naar 148
mmHg: + 14 mmHg
DBP: Van gem. 62
mmHg naar 76 mmHg:
+ 14 mmHg
SBP: Van gem. 134
mmHg naar 150
mmHg: + 16 mmHg
DBP: Van gem. 79
mmHg naar 91 mmHg:
+ 12 mmHg
SBP: Van gem. 127,5
mmHg naar 144,8
mmHg: + 17.,3 mmHg
DBP: van gem. 72,3
mmHg naar 81,8
mmHg: + 9,6 mmHg
SBP: van gem. 168
mmHg naar 209
mmHg: + 41 mmHg
DBP: van gem. 79
mmHg naar 99 mmHg:
+ 20 mmHg
MBP: stage I: van gem.
104 mmHg naar 127
mmHg: + 23 mmHg
Stage II: van gem. 112
mmHg naar 151
mmHg: + 39 mmHg
Opm.
Duur en
intensiteit
Meetmethode
Aant.
Ptn.
Gem.
lft.
ptn.:
54j.;
contr.:
41 j.
Gem.
lft. 14 –
17 j.
Zo lang
mogelijk
(= gem.
4,2 min.)
40 %
MVC
4 min.
25 %
MVC
Automatische
oscillometrie
40
ptn.;
19
contr.
Ausculatoire
meting
109
ptn.;
74
contr.
Automatische
58
Zo lang
Gem.
oscillometrie
ptn.;
mogelijk
lft.
90
(= gem.
ptn.:
contr.
4,8 min.)
57,7 j.
40 %
contr.:
MVC
44,6 j.
Photoplethysm 15
2 min.
Gem.
(55) Sign.
ptn.
ography
30 %
lft.
grotere
23
middelvinger
ptn.: 63 MVC
stijging
rustende hand contr.
j.;
bij ptn.
contr.
61 j.
(56) Sign.
Gem.
3 min.
Automatische
23
grotere
lft. ptn. 30 %
oscillometrie
ptn.
stijging
stage I: MVC
stage
bij ptn.,
48 j.;
I , 11
sign.
ptn.
ptn.
grotere
stage
Stage
stijging
II: 48
II, 10
bij
j.;
contr.
stage II
contr.:
47 j.
Sphygmoman
35
3 min.
Gem.
SBP van gem. 146,2
SBP van gem. 114,9
(57) Geen
ometer
ptn.
30 %
lft.
mmmHg naar167,7
mmHg naar 134,4
sign.
32
MVC
ptn.:
mmHg: + 21,9 mmHg
verschil mmHg: + 19,4 mmHg
contr.
43,9 j.
DBP van gem. 92,8
DBP van gem. 76,1
contr.:
mmHg naar 108,3
mmHg naar 91,5
40,3 j.
mmHg: + 14,7 mmHg
mmHg: + 15,6 mmHg
Catheter
46
(58) Sign.
SBP van gem. 123
SBP van gem. 149
Gem.
3 min.
brachiale art.
ptn.
grotere mmHg naar 152
mmHg naar 209
lft.
30 %
12
stijging mmHg: + 29 mmHg
mmHg: + 60 mmHg
ptn.: 48 MVC
contr.
ptn.
DBP van gem. 69
DBP van gem. 82
j.
mmHg naar 87 mmHg: mmHg naar 115
contr.:
+ 18 mmHg
mmHg: + 33 mmHg
49 J.
SBP= systolic blood pressure; DBP= diastolic blood pressure; MBP= mean blood pressure; MVC= Maximal
Voluntary contraction; sign.= significant; Gem.= gemiddeld; Lft= leeftijd; j.= jaar; art.= artikel; ptn.= patiënten;
contr.=controles;
Alle inspanningen zijn isometrische handgreepoefeningen.
(54)
Geen
sign.
verschil
41
8.2. Effect op de hartfrequentie en vergelijking met normale proefpersonen
De hartslag stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning door patiënten met
hypertensie. De mate van deze stijging verschilt niet van deze bij normale proefpersonen (24;5456;58). Bij patiënten met hypertensie blijkt een lagere hartslag wel een voorspellende factor te
zijn voor een hogere linker ventrikel mass index (24).
8.3. Effect op de cardiac output en vergelijking met normale proefpersonen
Uit de studie van Chirinos et al. blijkt dat de cardiac index bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning gelijkt blijft zowel bij patiënten met hypertensie als bij normale testpersonen (24). Dit
laatste in tegenstelling tot vele andere studies die een stijging van de cardiac index konden
aantonen bij het uitvoeren van een isometrische inspanning (zie 1.3).
8.4. Effect op de totale perifere weerstand en vergelijking met normale proefpersonen
Uit de studie van Chirinos et al. blijkt dat de totale perifere weerstand stijgt, zowel bij de
controles als bij de patiënten met hypertensie (24), hoewel vele studies hebben aangetoond dat de
totale perifere weerstand onveranderd blijft bij normale proefpersonen (zie 1.4).
8.5. Effect op het slagvolume en vergelijking met normale proefpersonen
Het slagvolume verandert niet significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning, noch
bij normale proefpersonen, noch bij patiënten met hypertensie (24;54).
8.6. Variabelen die linkerventrikelhypertrofie door hypertensie voorspellen bij het uitvoeren van
een isometrische inspanning
De total arterial compliance (TAC) is een maat voor de arteriële stijfheid: een lagere TAC gaat
gepaard met een grotere arteriële stijfheid. Gemeten tijdens het uitvoeren van een isometrische
inspanning, is het de belangrijkste voorspellende factor van de linker ventrikel mass index
(LVMI) bij patiënten met hypertensie (24). Deze TAC is echter niet significant verschillend
tussen patiënten met en zonder hypertensie. Hoe lager de TAC, hoe hoger de LVMI. Nochtans is
de TAC in rust geen voorspellende waarde van de linker ventrikel mass index. Andere variabelen
die een significant voorspellend verband hebben op een hogere linker ventrikel mass index bij
42
patiënten met hypertensie zijn een lagere hartslag bij het uitvoeren van een isometrische
inspanning en een vroegere golf reflectie (24). Volgens sommige studies is ook de grootte van de
bloeddrukrespons gecorreleerd met de linkerventikel massa (zie 8.1)
43
Conclusie
Bij het uitvoeren van een isometrische inspanning vinden een aantal cardiovasculaire
veranderingen plaats, die gericht zijn op het handhaven van de bloedflow doorheen de
contraherende spieren. De bloeddruk, zowel diastolisch als systolisch, stijgt beperkt maar
significant. De mate van bloeddrukstijging is onder meer afhankelijk van de intensiteit van de
inspanning, de duur van de contractie, de grootte van de contraherende spiermassa en de leeftijd.
Vermoedelijk is ook de wijze waarop de bloeddruk gemeten werd, een verklaring voor de
verschillende mate van bloeddrukstijging gevonden in de verschillende studies (13). Ook de
hartfrequentie stijgt significant bij het uitvoeren van een isometrische inspanning. De mate van
deze stijging is onder meer afhankelijk van de duur en intensiteit van de inspanning en de grootte
van de gebruikte spiermassa. De totale perifere weerstand blijft volgens de meeste studies
gelijk. De bloeddrukstijging kan dus vooral toegeschreven worden aan de stijging in cardiac
output, hoewel ook deze beperkt is in absolute waarde. In sommige studies kon geen significante
stijging worden aangetoond. Het slagvolume blijft volgens de meeste onderzoeken onveranderd,
hoewel er zowel studies zijn die een stijging als studies die een daling van het slagvolume konden
aantonen. Dit is ook het geval voor de ejectiefractie en het eindsystolisch en het
einddiastolisch volume. Verklaring van deze discrepante resultaten kan worden gezocht in
methodologische verschillen tussen deze studies. De stijging in cardiac output zou dus vooral
verklaard worden door de stijging in hartslag. De hartslagtoename is echter beperkt. Tussen 60 en
160 bpm heeft de hartslag slechts een gering effect op de caridac output (32;59). Bovendien
verwacht men bij een verhoogde afterload dat het slagvolume en de ventricular fiber shortening
zal dalen (59). Dit is hier niet het geval. Een verhoogde inotropie van het linkerventrikel kan dus
vermoed worden.
Bij kinderen worden grotendeels dezelfde cardiovascualire effecten gevonden bij het uitvoeren
van een isometrische inspanning. De mate van bloeddruktoename zou geringer zijn. De cardiac
output heeft tendens tot stijgen, en wordt significant bij een bepaald inspanningsniveau en
gebruikte spiermassa. De totale perifere weerstand blijft volgens de meeste studies gelijk. Het
slagvolume daalt licht of blijft gelijk. Een verhoogde inotropie van het linkerventrikel kan dus
ook hier vermoed worden. Een gestegen lusitroop effect is aanwezig.
44
In vergelijking met een dynamische inspanning, stijgt bij een isometrische inspanning de
systolische bloeddruk minder en de diastolische bloeddruk meer. De hartfrequentie stijgt minder,
net zoals de cardiac output, de ejectiefractie en het slagvolume. De totale perifere weerstand daalt
bij een dynamische inspanning, dus deze is kleiner dan bij een isometrische inspanning. Het
einddiastolisch volume stijgt bij een isotone inspanning, het eindsystolisch volume daalt. Dit is
dus respectievelijk groter en kleiner dan bij een isometrische inspanning.
Studies die een dobutamine stress test rechtstreeks vergelijken met een isometrische
inspanningstest bij normale proefpersonen, werden niet gevonden. Uit de resultaten van studies
voor een van beide testen kunnen we echter afleiden dat de bloeddruk, zowel systolisch als
diastolisch, meer stijgt bij een isometrische inspanning. De hartfrequentie stijgt meer bij een
dobutamine stress test, gezien de dosis wordt opgedreven tot een bepaalde hartfrequentie wordt
bereikt. Ook de cardiac output en de ejectiefractie stijgen duidelijk bij een dobutamine stress test.
De totale perifere weerstand daalt, daar waar deze gelijk blijft of stijgt bij een isometrische
inspanning. Het eindsystolisch volume daalt, terwijl dit bij een isometrische inspanning volgens
de meeste studies gelijk blijft.
Er werd ook onderzoek gedaan naar isometrische inspanning bij patiënten met een structurele
hartafwijking. We zien dat deze patiënten voor bepaalde parameters een afwijkende respons
vertonen in vergelijking met normale proefpersonen. Zo stijgt bij patiënten met een
aortaregurgitatie het eindsystolisch volume bij het uitvoeren van een isometrische inspanning,
terwijl dit bij controles meestal gelijk blijft. Dit gaat gepaard met een daling in ejectiefractie of
fractional shortening bij het uitvoeren van een isometrisch inspanning, ook als deze in rust nog
normale waarden vertoont. Bij gezonde proefpersonen blijft de ejectiefractie volgens de meeste
studies onveranderd. Deze afwijkende respons is echter enkel consistent aanwezig bij patiënten
met ernstige aortaregurgitatie. Bij de patiënten met milde pathologie zijn de resultaten niet
eenduidig. Patiënten met aortaregurgitatie kunnen ook de cardiac index niet meer laten stijgen.
Nochtans is de stijging in hartfrequentie gelijkmatig. Deze parameters kunnen wijzen op een
verminderde linker ventrikel functie. Dit is ook het geval bij patiënten met
mitralisklepinsufficiëntie: het eindsystolisch volume stijgt en de ejectiefractie daalt significant,
ook bij patiënten die in rust nog een normale ejectiefractie vertonen. Patiënten met aortastenose
vertonen grotendeels dezelfde cardiovasculaire respons als normale proefpersonen bij het
45
uitvoeren van een isometrische inspanning. Het grootste verschil zien we in de diastolisch
linkerventrikelfunctie, die verminderd is bij patiënten met aortastenose.
Er werd ook onderzoek gedaan naar het cardiovasculaire effect van een isometrische inspanning
bij patiënten met hypertensie. Weinig verschillen kunnen worden waargenomen in vergelijking
met gezonde normotensieven. Volgens sommige studies is er een grotere bloeddrukstijging bij
patiënten met hypertensie, andere studies kunnen dit verschil niet aantonen. Er werd ook
onderzoek gedaan naar manieren om de linkerventrikelhypertrofie te voorspellen, gezien dit de
sterkste predictor van morbiditeit en mortaliteit bij patiënten met hypertensie is (24). De total
arterial compliance gemeten bij het uitvoeren van een isometrische inspanning is hierbij de
belangrijkste voorspellende factor. Dit is geen voorspellende factor in rust.
Opsommend zijn de voordelen van een isometrische inspanning de eenvoud in gebruik en de
mogelijkheid tot vlotte combinatie met een echocardiografie, zonder aanwezigheid van veel
bewegingsartefacten zoals bij dynamische inspanning soms het geval is (60). Isometrische
inspanning lijkt interessant om op een niet-invasieve manier een eventueel verminderde functie
van het linkerventrikel te bepalen, vooral bij aandoeningen waar een verhoogde afterload een rol
speelt. Een verminderde linkerventrikel systolische functie, zoals bij aanwezigheid van mitralisof aortaklepinsufficiëntie, kan op die manier aan het licht worden gebracht. Bij andere
aandoeningen, zoals aortastenose, zien we eerder een verminderde diastolische functie bij een
isometrische inspanningstest. Dit is mogelijks ook het geval bij hypertensie, maar hier zijn alsnog
geen studies rond gedaan. De lange termijn klinische outcome bij patiënten met structurele
hartafwijking die een afwijkende respons vertonen is bovendien nog niet duidelijk. Ook hier is
nog plaats voor verder onderzoek.
46
Referenties
(1) Gumbiner CH, Gutgesell H. Response to isometric exercise in children and young adults with aortic
regurgitation. Am Heart J 1983;106(3):540-7.
(2) Huikuri HV, Ikaheimo MJ, Linnaluoto MK, Takkunen JT. Left ventricular response to isometric exercise
in aortic valve diseases and its value in the optimal timing of aortic valve replacement. Acta Med Scand
1983;213(5):399-404.
(3) Salmasi AM, Frost P, Dancy M. Impaired left ventricular diastolic function during isometric exercise in
asymptomatic patients with hyperlipidaemia. Int J Cardiol 2004;95(2-3):275-80.
(4) Sakakibara Y, Honda Y. Cardiopulmonary responses to static exercise. Ann Physiol Anthropol
1990;9(2):153-61.
(5) Bar-Or O, Rowland TW. Pediatric exercise medicine :from physiologic principles to health care
application . Human kinetics, Illinois, 2004.
(6) Laird WP, Fixler DE, Huffines FD. Cardiovascular response to isometric exercise in normal adolescents.
Circulation 1979;59(4):651-4.
(7) Pellikka PA, Nagueh SF, Elhendy AA, Kuehl CA, Sawada SG. American Society of Echocardiography
recommendations for performance, interpretation, and application of stress echocardiography. J Am Soc
Echocardiogr 2007;20(9);1021-41.
(8) Froelicher VF, Myers J. Manual of exercise testing. Mosby Elsevier, Philadelphia, 2007.
(9) Lipinski MJ, Froelicher VF. Chapter 16: ECG Exercise Testing. In: Hurst's The Heart, Fuster V, Walsh
RA, Harrington RA.13 ed. McGraw-Hill, New York, 2011 .
(10) Clements IP, Offord KP, Baron DW, Brown ML, Bardsley WT, Harrison CE, Jr. Cardiovascular
hemodynamics of bicycle and handgrip exercise in normal subjects before and after administration of
propranolol. Mayo Clin Proc 1984;59(9):604-11.
(11) Ehsani AA, Heath GW, Hagberg JM, Schechtman K. Noninvasive assessment of changes in left
ventricular function induced by graded isometric exercise in healthy subjects. Chest 1981;80(1):51-5.
(12) Fontana GA, Pantaleo T, Bongianni F, Cresci F, Manconi R, Panuccio P. Respiratory and cardiovascular
responses to static handgrip exercise in humans. J Appl Physiol 1993;75(6):2789-96.
(13) Goulopoulou S, Fernhall B, Kanaley JA. Developmental Changes in Hemodynamic Responses and
Cardiovagal Modulation during Isometric Handgrip Exercise. Int J Pediatr 2010;2010(Epub).
(14) Iellamo F, Legramante JM, Raimondi G, Castrucci F, Damiani C, Foti C, et al. Effects of isokinetic,
isotonic and isometric submaximal exercise on heart rate and blood pressure. Eur J Appl Physiol Occup
Physiol 1997;75(2):89-96.
(15) Millar PJ, MacDonald MJ, McCartney N. Effects of isometric handgrip protocol on blood pressure and
neurocardiac modulation. Int J Sports Med 2011;32(3):174-80.
(16) Savin WM, Alderman EL, Haskell WL, Schroeder JS, Ingels NBJ, Daughters GT, et al. Left ventricular
response to isometric exercise in patients with denervated and innervated hearts. Circulation
1980;61(5):897-901.
(17) Smolander J, Aminoff T, Korhonen I, Tervo M, Shen N, Korhonen O, et al. Heart rate and blood pressure
responses to isometric exercise in young and older men. Eur J Appl Physiol Occup Physiol
1998;77(5):439-44.
(18) Mitchell JH, Payne FC, Saltin B, Schibye B. The role of muscle mass in the cardiovascular response to
static contractions. J Physiol 1980;309:45-54.
(19) Sagiv M, Hanson PF, Goldhammer E, Ben-Sira DF, Rudoy J. Left ventricular and hemodynamic
responses during upright isometric exercise in normal young and elderly men. Gerontology
1988;34(4);165-70.
(20) Gandevia SC, Hobbs SF. Cardiovascular responses to static exercise in man: central and reflex
contributions. J Physiol 1990;430:105-17.
(21) Galvez JM, Alonso JP, Sangrador LA, Navarro G. Effect of muscle mass and intensity of isometric
contraction on heart rate. J Appl Physiol 2000;88(2):487-92.
(22) Ciampi Q, Betocchi S, Violante A, Lombardi R, Losi MA, Storto G, et al. Hemodynamic effects of
isometric exercise in hypertrophic cardiomyopathy: comparison with normal subjects. J Nucl Cardiol
2003;10(2):154-60.
47
(23) Peter CA, Jones RH. Effects of isometric handgrip and dynamic exercise on left-ventricular function. J
Nucl Med 1980;21(12);1131-8.
(24) Chirinos JA, Segers P, Raina A, Saif H, Swillens A, Gupta AK, et al. Arterial pulsatile hemodynamic
load induced by isometric exercise strongly predicts left ventricular mass in hypertension. Am J Physiol
Heart Circ Physiol 2010;298(2):H320-H330.
(25) Bezucha GR, Lenser MC, Hanson PG, Nagle FJ. Comparison of hemodynamic responses to static and
dynamic exercise. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1982;53(6):1589-93.
(26) Jones RI, Lahiri A, Cashman PM, Dore C, Raftery EB. Left ventricular function during isometric hand
grip and cold stress in normal subjects. Br Heart J 1986;55(3):246-52.
(27) Flessas AP, Connelly GP, Handa S, Tilney CR, Kloster CK, Rimmer RHJ, et al. Effects of isometric
exercise on the end-diastolic pressure, volumes, and function of the left ventricle in man. Circulation
1976;53(5):839-47.
(28) Carabello BA. Abnormalities in cardiac contraction: systolic dysfunction. In: Congestive Heart Failure
Pathophysiology, Diagnosis and Comprehensive Approach to Management. Hosenpud JD, Greenberg BH.
Springer-Verlag, New York, 1994;p. 54-67.
(29) Chamoun AJ, Xie TF, McCullough MF, Birnbaum YF, Ahmad M. Color M-mode flow propagation
velocity and conventional doppler indices in the assessment of diastolic left ventricular function during
isometric exercise. Echocardiography 2005;22(5):380-8.
(30) Mizushige K, Matsuo H, Nozaki S, Kwan OL, DeMaria AN. Differential responses in left ventricular
diastolic filling dynamics with isometric handgrip versus isotonic treadmill exertion. Am Heart J
1996;131(1):131-7.
(31) Matthews KA, Stoney CM. Influences of sex and age on cardiovascular responses during stress.
Psychosom Med 1988;50(1):46-56.
(32) Rowland T, Heffernan K, Jae SY, Echols G, Krull G, Fernhall B. Cardiovascular responses to static
exercise in boys: insights from tissue Doppler imaging. Eur J Appl Physiol 2006;97(5):637-42.
(33) Turley KP, Martin DE, Marvin ED, Cowley KS. Heart rate and blood pressure responses to static
handgrip exercise of different intensities: Reliability and adult versus child differences. Pediatric Exercise
Science 2002;14(1):45-55.
(34) Verhaaren HA, Schieken RM, Schwartz P, Mosteller M, Matthys D, Maes H, et al. Cardiovascular
reactivity in isometric exercise and mental arithmetic in children. J Appl Physiol 1994;76(1):146-50.
(35) Palmer GJ, Ziegler MG, ake CR. Response of norepinephrine and blood pressure to stress increases with
age. J Gerontol 1978;33(4):482-7.
(36) Nagueh S, Appleton CP, Gillebert TC, Marino PN, Oh JK, Smiseth OA, et al. Recommendations for the
evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography. Eur J Echocardiogr 2009;10(2):16593.
(37) Mohrman DE, Heller LJ. Chapter 10. Cardiovascular Responses to Physiological Stresses. In:
Cardiovascular Physiology. Mohrman DE, Heller LJ. 7th ed. McGraw-Hill, New York, 2010.
(38) Fletcher GF , Balady GJ, Amsterdam EA, Chaitman B, Eckel R, Fleg J, et al. Exercise standards for
testing and training: a statement for healthcare professionals from the American Heart Association.
Circulation 2001;104(14):1694-740.
(39) Aksut SV, Pancholy S, Johnson J, Walter JD, DiMarzio D, Cave V, et al. Comparison of left ventricular
performance in healthy young women and men during exercise. J Nucl Cardiol 1996;3(5):415-21.
(40) Huonker MF, Konig D, Keul J. Assessment of left ventricular dimensions and functions in athletes and
sedentary subjects at rest and during exercise using echocardiography, Doppler sonography and
radionuclide ventriculography. Int J Sports Med 1996;17(Suppl 3):S173-S179.
(41) Carstensen S, Ali SM, Stensgaard-Hansen FV, Toft J, Haunso S, Kelbaek H, et al. Dobutamine-atropine
stress echocardiography in asymptomatic healthy individuals. The relativity of stress-induced
hyperkinesia. Circulation 1995;92(12):3453-63.
(42) Krahwinkel W, Ketteler T, Godke J, Wolfertz J, Ulbricht LJ, Krakau I, et al. Dobutamine stress
echocardiography. Eur Heart J 1997;18(Suppl D):D9-D15.
(43) Pierard LA, Berthe C, Albert A, Carlier J, Kulbertus HE. Haemodynamic alterations during ischaemia
induced by dobutamine stress testing. Eur Heart J 1989;10(9):783-90.
(44) Elhendy A, Bax JJ FAU - Poldermans D, Poldermans D. Dobutamine stress myocardial perfusion
imaging in coronary artery disease. J Nucl Med 2002;43(12):1634-46.
48
(45) Shen WF, Fletcher PJ, Roubin GS, Choong CY, Hutton BF, Harris PJ, et al. Comparison of effects of
isometric and supine bicycle exercise on left ventricular performance in patients with aortic regurgitation
and normal ejection fraction at rest. Am Heart J 1985;109(6):1300-5.
(46) Spain MG, Smith MD, Kwan OL, DeMaria AN. Effect of isometric exercise on mitral and aortic
regurgitation as assessed by color Doppler flow imaging. Am J Cardiol 1990;65(1):78-83.
(47) Huikuri HV, Ikaheimo MJ, Linnaluoto MK, Takkunen JT. Value of isometric exercise testing in the
optimal timing of aortic valve replacement in aortic regurgitation. Eur Heart J 1983;4(9):632-8.
(48) McCraw DB, Siegel W, Stonecipher HK, Nutter DO, Schlant RC, Hurst JW. Response of heart murmur
intensity to isometric (handgrip) exercise. Br Heart J 1972;34(6):605-10.
(49) Hume LF, Irving JB, Kitchin AH, Reuben SR. Effects of sustained isometric handgrip on praecordial
accelerocardiogram in normal subjects and in patients with heart disease. Br Heart J 1975;37(8):873-81.
(50) Gabay J, Donato M, Pascua A, Gelpi RJ, Grinfeld L. Effects of isometric exercise on the diastolic
function in patients with severe aortic stenosis with or without coronary lesion. Int J Cardiol
2005;104(1):52-8.
(51) Huikuri HV, Ikaheimo MJ, Linnaluoto MM, Takkunen JT. Left ventricular response to isometric exercise
and its value in predicting the change in ventricular function after mitral valve replacement for mitral
regurgitation. Am J Cardiol 1983;51(7):1110-5.
(52) Cassidy JF, Aronow WS, Prakash R. The effect of isometric exercise on the systolic murmur of patients
with idiopathic hypertrophic subaortic stenosis. Chest 1975;67(4):395-7.
(53) Fixler DE, Laird WP, Browne R, Fitzgerald V, Wilson S, Vance R. Response of hypertensive adolescents
to dynamic and isometric exercise stress. Pediatrics 1979;64(5):579-83.
(54) Kuznetsova T, D'hooge J, Kloch-Badelek M, Sakiewicz W, Thijs L, Staessen JA. Impact of hypertension
on ventricular-arterial coupling and regional myocardial work at rest and during isometric exercise. J Am
Soc Echocardiogr 2012;25(8):882-90.
(55) Delaney EP, Greaney JL, Edwards DG, Rose WC, Fadel PJ, Farquhar WB. Exaggerated sympathetic and
pressor responses to handgrip exercise in older hypertensive humans: role of the muscle metaboreflex.
Am J Physiol Heart Circ Physiol 2010;299(5):H1318-H1327.
(56) Murakami E, Matsuzaki K, Sumimoto T, Mukai M, Kazatani Y, Kodama K. Clinical significance of
pressor responses to laboratory stressor testing in hypertension. Hypertens Res 1996;19(2):133-7.
(57) McAllister RG, Jr. Effect of adrenergic receptor blockade on the responses to isometric handgrip: studies
in normal and hypertensive subjects. J Cardiovasc Pharmacol 1979;1(2):253-63.
(58) Hamada MF, Kazatani Y, Shigematsu Y, Ito T, Kokubu T, Ishise S. Enhanced blood pressure response to
isometric handgrip exercise in patients with essential hypertension: effects of propranolol and prazosin. J
Hypertens 1987;5(3):305-9.
(59) Hoit BD, Walsh RA. Chapter 5. Normal physiology of the cardiovascular system. In: Hurst's The Heart,
Fuster V, Walsh RA, Harrington RA.13 ed. McGraw-Hill, New York, 2011.
(60) Bryhn MF, Castenfors J. Left ventricular diastolic and systolic function during isometric exercise: an
echocardiographic study. Clin Cardiol 1987;10(2):71-7.
49