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
© Copyright 2024 ExpyDoc