Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/113573
Author(s): Cristine Schmidt
Title: HEART FAILURE WITH PRESERVED EJECTION FRACTION: FROM PROGNOSIS TO CARDIAC EFFECTS. THE ROLE OF FITNESS, PHYSICAL ACTIVITY AND EXERCISE TRAINING.
Issue Date: 2018-07-20
Abstract: Rational: Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) continues to be refractory to available therapies, with current treatment guidelines highlighting the importance of focusing on the improvement of patient's well-being or other healthrelated outcomes. There is also an increasing awareness of the need for novel approaches not only for the treatment of HFpEF but also for its prevention through the early identification and management of potential modifiable contributing risk factors. Physical fitness or physical activity (PA) are becoming recognized as key modifiable factors for the prevention of HFpEF and management of cardinal symptoms such as exercise intolerance and quality of life (QoL). From a clinical perspective, physical fitness and PA may be considered important targets if we aim to maximize the health care of these patients. However, there are some gaps in this field that may challenge the effectiveness of physical fitness and PA basedinterventions. First, because physical fitness is a multicomponent construct, it is important to understand how this syndrome affects the different components, and which of them is better representative of health-related outcomes. Second, in order to provide tailored counselling and prescription to HFpEF patients, it is crucial that the instruments that we use to measure PA levels are accurate and reliable. While the use of questionnaires may be easy to apply in the clinical practice, it remains to be confirmed if self-reported and objectively measured PA is correlated in HFpEF. Third, while there is some evidence that exercise training can improve diastolic function in HFpEF patients, the mechanisms underlying these changes remain poorly comprehend. Purpose: In the current work, we propose to: i) study the association between different components of physical fitness and the dimensions of QoL in HFpEF patients; ii) examine which of the physical fitness components are independently related to different dimensions of QoL; iii) to determine the validity of the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) against objective measures from accelerometry in HFpEF patients; iv) to describe the patterns of daily PA and sedentary time and assess which is better associated with prognostic indicators; v) evaluate the effects of exercise training on LV function and structure, and underlying molecular changes, using the ZFF1 obese animal model of HFpEF. Methods: In order to accomplish the proposed aims, we evaluated 24 HFpEF patients (Study I and II). Patients were assessed for physical fitness [dynamic balance and mobility (8-feet-up-and go test), upper body strength (handgrip strength), cardiorespiratory fitness (CRF) (6-minute-walking test), body composition (body mass index)] and for QoL (Minnesota Living With Heart Failure Questionnaire). Physical activity was assessed through the IPAQ short version and triaxial accelerometry (ActiGraph GTX3). In order to evaluate the effects of exercise training on LV function and structure, and underlying molecular changes (Study III), we used the ZSF1 obese animal model. Animals were randomly divided in a training or sedentary group. At the end of the protocol, all animals were submitted to exercise tolerance test, and invasive hemodynamic evaluation. After sacrifice, blood and left ventricular samples were collected for analysis. XXIV Results: In Study I, our data suggests that dynamic balance and mobility is the only physical fitness component that better capture QoL in HFpEF patients. In Study II, our data suggests that the IPAQ short version underestimates sedentary time and over-estimates MVPA. In addition, patients spent only a minority of their time involved in moderate-to-vigorous PA, which was the only PA pattern positively associated with prognostic indicators. Finally, in Study III, we show that chronic exercise training improved exercise capacity, attenuated LV stiffness and reduced circulating levels of inflammatory cytokines and markers of endothelial dysfunction and oxidative stress in rats with HFpEF. Conclusions: Our data suggests that physical fitness, particularly dynamic balance and mobility, should be evaluated in HFpEF patients, once that it is associated with QoL. Also, physical activity data gathered solely by self-reported instruments may lead biased counselling and prescription. Regarding to PA patterns, our data points for the importance of recommending HFpEF to more engaged in MVPA. Finally, exercise training seems to positively impact left ventricular stiffness by modulating both cardiomyocyte's intrinsic proprieties and extracellular matrix remodelling.
Description: Racional: A insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEP) continua refratária às terapias disponíveis, sendo que as diretrizes atuais de tratamento destacando a importância de se concentrar na melhoria do bem-estar do paciente ou de outras componentes relacionadas à saúde. Há também uma crescente consciencialização sobre a necessidade de novas abordagens, não só para o tratamento da ICFEP, mas também para sua prevenção, através da identificação precoce e da gestão de fatores de risco modificáveis. A aptidão física ou atividade física (AF) vem sendo reconhecidas como importantes fatores de risco modificáveis para a prevenção da ICFEP e para a gestão dos sintomas cardinais, como a intolerância ao exercício e a qualidade de vida (QV). Do ponto de vista clínico, a aptidão física e a AF podem ser consideradas importantes alvos para otimizar os cuidados de saúde desses pacientes. No entanto, existem algumas lacunas neste campo que tornam desafiante o desenvolvimento de intervenções focadas na aptidão física e na AF. Primeiro, sendo a aptidão física um constructo multidimensional, é importante entender como a ICFEP afeta das diferentes componentes da aptidão física e qual delas é mais representativa das componentes relacionados à saúde. Segundo, para um melhor aconselhamento e prescrição de AF para estes doentes, é essencial que os instrumentos utilizados para medir os níveis de AF sejam precisos e confiáveis. Embora o uso de questionários possa ser de fácil aplicação na prática clínica, ainda não se sabe se a AF auto reportada se correlaciona com a AF objetivamente medida em pacientes com ICFEP. Terceiro, embora haja alguma evidência de que o exercício físico possa melhorar a função diastólica em pacientes com ICFEP, os mecanismos subjacentes a essas mudanças permanecem mal compreendidos. Objetivo: No presente trabalho propomos: i) estudar a associação entre os diferentes componentes da aptidão física e as dimensões da QV em pacientes com ICFEP; ii) examinar quais das componentes da aptidão física estão independentemente relacionados a diferentes dimensões da QV; iii) determinar a validade do Questionário Internacional de AF (IPAQ) comparado com medidas objetivas derivadas da acelerometria em pacientes com ICFEP; iv) descrever os padrões diários de AF e tempo sedentário, e avaliar quais padrões estão melhor associados aos indicadores prognósticos; v) avaliar os efeitos do exercício físico na função e estrutura do ventrículo esquerdo (VE), e alterações moleculares subjacentes, utilizando um modelo animal de ICFEP com ratos obesos ZSF1. Métodos: Para atingir os objetivos propostos, avaliamos 24 pacientes com ICFEP (Estudo I e II). Foi avaliada a aptidão física [equilíbrio dinâmico e mobilidade (8-foot up and go), força dos membros superiores (força de preensão manual), aptidão cardiorrespiratória (6 minutos de marcha), composição corporal (índice de massa corporal)] e a QV (Minnesota Living With Heart Failure Questionnaire). A atividade física foi avaliada pela versão curta do IPAQ e por acelerómetros (ActiGraph GTX3). No Estudo III, utilizamos o modelo animal de ratos obeso ZSF1. Os animais foram divididos aleatoriamente em um grupo de XXII exercício ou sedentário. No final do protocolo, todos os animais foram submetidos ao teste de tolerância ao esforço e à avaliação hemodinâmica invasiva. Após o sacrifício, amostras de sangue e do VE foram coletadas para análise. Resultados: No Estudo I, nossos dados sugerem que o equilíbrio dinâmico e mobilidade é a componente da aptidão física que melhor se associa à QV em pacientes com ICFEP. No Estudo II, nossos dados sugerem que a versão curta do IPAQ subestima o tempo sedentário e sobrestima a AF de intensidade moderada-vigorosa (AFMV). Além disso, diariamente os pacientes passam reduzido tempo em AFMV, que foi a única categoria de intensidade de AF associada positivamente a indicadores prognósticos. Finalmente, no Estudo III, mostramos que exercício físico crônico melhorou a capacidade de exercício, atenuou a rigidez do VE e reduziu os níveis circulantes de citocinas inflamatórias e marcadores de disfunção endotelial e estresse oxidativo, em ratos com ICFEP. Conclusões: Os resultados sugerem que a aptidão física, particularmente o equilíbrio dinâmico e a mobilidade, deve ser um alvo da avaliação de pacientes com ICFEP por se relacionar com a QV. Além disso, os dados da AF auto reportados podem ser inapropriados para o aconselhamento e prescrição adequada de alterações do estilo de vida. Em relação aos hábitos de AF, nossos dados revelam a importância de incentivar os doentes com ICEFP a aumentarem os níveis de AFMV. Finalmente, o exercício físico parece ter um impacto positivo na rigidez do VE através da modulação das propriedades intrínsecas dos cardiomiócitos e da remodelagem da matriz extracelular.
Subject: Ciências da saúde
Health sciences
Scientific areas: Ciências médicas e da saúde::Ciências da saúde
Medical and Health sciences::Health sciences
TID identifier: 101480253
URI: https://hdl.handle.net/10216/113573
Document Type: Tese
Rights: openAccess
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