Studie: Ein Jahr HIIT-Training verbessert die Herzmuskulatur bei übergewichtigen Menschen

Referenz

Hearon CM Jr., Dias KA, MacNamara JP, et al. 1 Jahr HIIT und Omega-3-Fettsäuren zur Verbesserung des kardiometabolischen Risikos bei Herzinsuffizienz im Stadium A. JACC Herzinsuffizienz. 2022;10(4):238-249.

Studienziel

Es sollte festgestellt werden, ob ein Jahr hochintensives Intervalltraining (HIIT) und eine Nahrungsergänzung mit Omega-3-Fettsäuren die Fitness, Herz-Kreislauf-Funktion und/oder -Struktur sowie die Körperzusammensetzung bei adipösen Erwachsenen mittleren Alters mit einem hohen Risiko für Herzinsuffizienz verbessern würden (Stufe A)

Schlüssel zum Mitnehmen

Ein Jahr HIIT-Training kann bei einer Population fettleibiger Personen mittleren Alters mit Biomarkern für eine frühe Herzschädigung günstige Veränderungen bei den Biomarkern der Herzgesundheit hervorrufen.

Design

Prospektive, randomisierte, aufmerksamkeitskontrollierte und placebokontrollierte klinische Parallelgruppenstudie

Teilnehmer

Die Forscher teilten 80 Probanden (im Alter von 40–55 Jahren) als Kontrolle entweder einer HIIT-Trainingsgruppe oder keinem Trainingsprogramm zu. Von den ursprünglich 80 Teilnehmern haben 56 den Versuch abgeschlossen.

In der Kontrollgruppe mit 34 Probanden brachen 7 aufgrund von Zeitaufwand oder fehlender Nachuntersuchung die Teilnahme ab. In der HIIT-Gruppe brachen 17 Personen die Teilnahme aufgrund von Zeitaufwand, mangelnder Nachsorge oder Abneigung gegen körperliche Betätigung ab.

Die Aufmerksamkeitskontrollgruppe durfte Yoga, Stretching und Krafttraining machen. Keine der Gruppen erhielt diätetische Interventionen oder Richtlinien.

Einschlusskriterien: Alle Probanden waren zwischen 40 und 55 Jahre alt. Gemäß der Definition der American College of Cardiology Foundation (ACCF) und der American Heart Association (AHA) bestand bei ihnen das Risiko einer Herzinsuffizienz (HF) im Stadium A. Dies sind Menschen mit einem hohen Risiko für Herzversagen aufgrund von Fettleibigkeit (definiert durch einen Body-Mass-Index (BMI) von 30 oder mehr), viszeraler Fettleibigkeit (viszeraler Fettgehalt >2 kg) und der Erhöhung bestimmter kardialer Biomarker: N-terminal Natriuretisches Peptid vom Pro-B-Typ (NT-proBNP >40 pg/ml) oder hochempfindliches kardiales Troponin (cTnT, >0,6 pg/ml).

Es gab umfangreiche Ausschlusskriterien, von denen einige offenbar die Fähigkeit der Teilnehmer zur Teilnahme an einem HIIT-Programm einschränkten, während andere auf ein Stadium der Herzinsuffizienz jenseits des ACCF/AHA-Stadiums „A“ hindeuteten oder die Möglichkeit eines solchen ankündigten ein Herzereignis während des Programms. Dazu gehörten: Bluthochdruck, Herzinsuffizienz (nicht angegeben, bedeutet aber höchstwahrscheinlich über Stadium A hinaus), mittelschwere bis schwere chronisch obstruktive Lungenerkrankung, restriktive Lungenerkrankung – Asthma wie im Abschnitt „Patientenpopulation“ aufgeführt, äußere Angina pectoris oder früherer Myokardinfarkt, Herzklappeninfarkt Herzerkrankungen, Vorhofflimmern in der Vorgeschichte, früherer vorübergehender ischämischer Anfall/Schlaganfall und Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe. Die Teilnehmer konnten Medikamente gegen Bluthochdruck wie Angiotensin-Converting-Enzym (ACE)-Hemmer oder Diuretika einnehmen, konnten jedoch während des Maximalbelastungstests keine Betablocker verwenden.

Interventionen

In der Interventionsgruppe wurde jedem Probanden ein körperliches Training auf der Grundlage der Herzfrequenz (HR) verordnet. Das Ziel bestand darin, die Dauer und Intensität des Trainings im Laufe des Jahres zu erhöhen. Die Trainingseinheiten, die auf einem Fahrradergometer durchgeführt wurden, variierten in der Dauer (30 bis 60 Minuten) und in der Intensität (kontinuierliches Tempo, Aerobic-Intervalle, Erholungseinheiten). Die Häufigkeit betrug 3 bis 4 Mal pro Woche. HR wurde aufgezeichnet.

Als Kontrollgruppe wurden diejenigen definiert, die nicht an der HIIT-Aktivität teilnahmen, im Vergleich zu denen, die dies ein Jahr lang taten. Andere Formen der körperlichen Betätigung waren erlaubt.

Innerhalb beide In der Kontrollgruppe (kein HIIT) und der Aktivitäts-/Interventionsgruppe (HIIT) gab es eine Untergruppe, die 1,6 g/Tag Omega-3-Fettsäuren erhielt, und eine Placebogruppe, die 1,6 g/Tag Olivenöl (Einkapselung) erhielt. Somit gab es 4 verschiedene Gruppen.

Bewertete Studienparameter

Die Forscher untersuchten kardiometabolische Faktoren und Trainingsergebnisse sowie Veränderungen der linksventrikulären Struktur. Konkret untersuchten sie die Größe des linken Ventrikels, um festzustellen, ob es zu kardiodilatatorischen Kompensationen kam, die zu einer Steigerung der Herzleistung führen können kurzfristig.

Darüber hinaus verwendeten die Forscher Folgendes als Ergebnisvariablen beim Training: Herzfrequenz, mittlerer arterieller Blutdruck während des Trainings, Herzzeitvolumen, Schlagvolumen, Atemaustauschverhältnis, Sauerstoffaufnahme (VO).₂). Spitzen-VO₂ wurde definiert als die höchste Sauerstoffaufnahme, die bei einer mindestens 30-sekündigen Sammlung im Douglas-Beutel (hält die ausgeatmete Luft) gemessen wurde.

Strukturell haben sie Folgendes gemessen: Masse des linken Ventrikels (LV), LV-Volumen (Magnetresonanztomographie (MRT), transthorakaler Echokardiograph); myokardialer Triglyceridgehalt (Magnetresonanzspektroskopie); arterielle Steifheit/Funktion (zentrale gepulste Wellengeschwindigkeit; Augmentationsindex) und Körperzusammensetzung (dualer Röntgen-Absorptiometrie-Scan). Dieser Test nutzte Tonometrie, um die Reflexion der Wellenenergie zu sehen – eine indirekte Messung der Arteriensteifheit. Auch die Halsschlagadern wurden mittels Doppler-Ultraschall auf Steifheit untersucht.

Primäre Ergebnisse

• Körperzusammensetzung
• Myokardtriglyceridkonzentration
• Maximale Trainingskapazität
• Herzumbau sowie Gefäßsteifheit und -funktion

Wichtigste Erkenntnisse

In keiner der Gruppen gab es einen unabhängigen oder Wechselwirkungseffekt der Omega-3-Fettsäure-Supplementierung auf irgendeine primäre Ergebnisvariable.

Beim Vergleich von HIIT-Gruppen mit Nicht-HIIT-Gruppen hinsichtlich Körperzusammensetzung und myokardialer Triglyceridkonzentration: Es gab einen moderaten Rückgang der Fettmasse in der Übungsgruppe (ein Verlust von 2,63 kg; P=0,018). Der Verlust an viszeraler Adipositas variierte und war mit einem Verlust von 0,13 kg (95 %-KI, P=0,149).

Was eine Verringerung des myokardialen Triglycerids (TG) anbelangt, gab es keine. Die Forscher weisen darauf hin, dass es diesem Ergebnis an statistischer Aussagekraft mangelt, da nur 39 Patienten interpretierbare prä- und post-MRT-Spektroskopiemessungen für Myokard-TG hatten. Diese 39 Patienten wurden in 4 Untergruppen aufgeteilt (HIIT plus Omega-3; HIIT mit Placebo; Kontrolle plus Omega-3; Kontrolle mit Placebo). Weitere Studien sind erforderlich, um diesen Parameter bestimmen zu können.

Ergebnisse zur maximalen Trainingskapazität: HIIT für 1 Jahr erhöhte den absoluten Spitzen-VO₂ (höchste Sauerstoffaufnahme). Dies war signifikant (95 % KI, P<0,001). Die Forscher führten dies auf einen Anstieg des maximalen Herzzeitvolumens und des Schlagvolumens zurück. Erkenntnisse zum Umbau des Herzens sowie zur Gefäßsteifheit und -funktion: Die Intervention führte ein Jahr lang zu einem HIIT-induzierten Umbau des Herzens (physiologisch), der eine Zunahme der Masse des linken Ventrikels um durchschnittlich 9,40 g (95 %-KI, P<0,001); und erhöhtes linksventrikuläres enddiastolisches Volumen (bessere Füllung des Ventrikels) um durchschnittlich 12,33 ml (95 % KI, P<0,001). Es gab weder eine Auswirkung auf die arterielle Steifheit noch auf die Karotissteifheit. Es gab eine Verringerung des Pulswellen-Augmentationsindex (4,81 % Verringerung; 95 %-KI, P=0,009).

Transparenz

Das Strategically Focused Research Network der American Heart Association unterstützte die Studie. Die Autoren geben an, dass keine für den Inhalt der Arbeit relevanten Beziehungen bestehen, die offengelegt werden müssten.

Auswirkungen und Einschränkungen für die Praxis

Diese Studie zeigt sehr präzise die Vorteile von Bewegung bei Personen mit einem sehr hohen Risiko für Herzinsuffizienz/frühe Herzinsuffizienz. Es ist wichtig, die tatsächliche Studienpopulation zu berücksichtigen. Dabei handelte es sich um Personen im Alter von 40 bis 55 Jahren, die fettleibig waren. Sie wurden in diese Studie einbezogen, weil sie NT-proBNP-Erhöhungen und/oder hochempfindliches kardiales Troponin aufwiesen. NT-proBNP gilt als gültiger Marker für Herzerkrankungen, und bei Personen mit normalen Werten kann davon ausgegangen werden, dass sie nicht an einer Herzinsuffizienz leiden.¹

Brain Natriuretic Peptid (BNP) ist eine herzschützende Substanz, die den neural-hormonellen Wirkungen von Renin entgegenwirkt (zu denen eine Überaktivierung des Sympathikus, ein erhöhter Gefäßtonus und ein erhöhtes Risiko destabilisierender elektrischer Herzereignisse gehören).² Troponin (TnT) ist ein Biomarker für frühe Herzschäden.³ Frühe Schäden können bei verschiedenen degenerativen Prozessen auftreten und langsam fortschreiten, was zu deutlich niedrigeren TnT-Werten als bei einem Myokardinfarkt führt. Abkoppelnde, schädliche Formen von oxidativem Stress, Mitochondrienspaltung und Mitochondrienabrieb sind allesamt sichere Anzeichen für ein schnell alterndes Herz und Beispiele für einen langsamen, degenerativen Prozess.⁵

Diese Studie macht einen wichtigen Punkt deutlich: Selbst bei Patienten mit Anzeichen einer frühen Herzschädigung bleibt die Fähigkeit bestehen, das Herz zu rekonditionieren, die Sauerstoffverwertung zu verbessern, das Herz physiologisch umzugestalten, um es stärker zu machen, und sogar etwas Fettgewebe insgesamt zu verlieren.

Etwas rätselhaft ist, dass das HIIT-Programm keinen wirklichen Einfluss auf das viszerale Fettgewebe hatte. Damit bleibt ein wesentlicher Risikofaktor für den Herztod bestehen. Die Fettleibigkeit und die Ansammlung von viszeralem Fett würden bedeuten, dass das metabolische Syndrom und die Insulinresistenz für viele der Studienteilnehmer Probleme darstellen.

Auch das HIIT-Regime verringerte die Arteriensteifheit nicht. Im Gegensatz zu dem, was man erwarten könnte, bewirkte die Nahrungsergänzung mit Omega-3-Fettsäuren weder in der HIIT-Gruppe noch in der Kontrollgruppe einen Unterschied in der Arteriensteifheit. Die 1,6 g pro Tag sind niedriger als die Menge, die in einem aggressiveren Protokoll verwendet werden könnte, und die Qualität dieses Nahrungsergänzungsmittels ist schwer zu bestimmen, aber der Nulleffekt ist bemerkenswert.

Diese Studie macht einen wichtigen Punkt deutlich: Selbst bei Patienten mit Anzeichen einer frühen Herzschädigung bleibt die Fähigkeit bestehen, das Herz zu rekonditionieren, die Sauerstoffverwertung zu verbessern, das Herz physiologisch umzugestalten, um es stärker zu machen, und sogar etwas Fettgewebe insgesamt zu verlieren.

Diese Studie legt nahe, dass es für Patienten mittleren Alters noch nicht zu spät ist, die Kraft ihrer Herzpumpe durch richtiges Training zu steigern. Letztendlich zeigt es, dass sie die Plastizität und das Potenzial für eine adaptive Umgestaltung des Herzens nicht verloren haben.

Viszerales Fett trägt zum kardiovaskulären Risiko, einschließlich Herzinsuffizienz, bei. Die mangelnde Reduzierung des viszeralen Fetts bei HIIT bedeutet, dass wir nicht damit rechnen sollten, dass sich einige Prozesse wie Entzündungen, Lipidperoxidation und möglicherweise Dysglykämie durch HIIT ändern, zumindest nicht in dem Maße, in dem sie mit dem viszeralen Fett eines bestimmten Patienten zusammenhängen.

Bewegung kann jedoch auch andere Vorteile haben. Durch sportliche Betätigung werden schützende Moleküle, die Sestrine, freigesetzt, von Herzen. Die leichte körperliche Belastung hat eine präkonditionierende und adaptive Wirkung.^5,6 Es wäre interessant, die adaptiven Veränderungen aufgrund der Sestrinfreisetzung zu beobachten, die zusammen mit anderen, möglicherweise hermetischen Effekten bei einer HIIT-Therapie auftreten.⁷

Diese Studie sollte unser Vertrauen in die Nahrungsergänzung mit Omega-3-Fettsäuren als eigenständige Behandlung stärken. Zusätzlich zu Bewegung kann eine Diät dazu beitragen, die Blutparameter zu kontrollieren, die mit einem höheren Risiko für Herzinsuffizienz verbunden sind. Es ist klar, dass die Ernährung – sowohl der Verzicht auf lipidsteigernde, prooxidative und glykämisch regulierende Nahrungsmittel als auch die Zugabe von schützenden, antioxidantienhaltigen und entzündungshemmenden Nahrungsmitteln – ein wesentliches Element eines Behandlungsplans ist. Eine Ernährung in Kombination mit HIIT-Training könnte einen umfassenden Wandel weg von der Herzinsuffizienz hin zur Herzgesundheit bewirken.