Auswirkungen von HIIT auf die Gehirndurchblutung bei Schlaganfallüberlebenden
Studie zeigt, wie intensives Training die Blutflussregulation nach einem Schlaganfall beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
Dynamische zerebrale Autoregulation (dCA) bezieht sich auf die Fähigkeit des Gehirns, einen stabilen Blutfluss aufrechtzuerhalten, wenn es schnelle Veränderungen im Blutdruck gibt. Nach einem Schlaganfall kann diese Fähigkeit beeinträchtigt sein. Normalerweise können Forscher dCA messen, indem sie schauen, wie Änderungen im mittleren arteriellen Druck (MAP) mit der Geschwindigkeit des Blutflusses in den Hirnarterien zusammenhängen. Das geschieht mit speziellen Techniken, die diese Veränderungen über die Zeit verfolgen.
Wenn jemand vom Sitzen aufsteht, sorgt die Schwerkraft für einen vorübergehenden Blutdruckabfall. Bevor der Körper vollständig auf diese Veränderung reagiert, hilft dCA, den Blutfluss zum Gehirn anzupassen, um ihm die benötigte Sauerstoff- und Nährstoffversorgung zu geben. Es ist jedoch unklar, wie sich aerobes Training auf diese Reaktion bei Menschen auswirkt, die einen Schlaganfall erlitten haben.
Nach einem Schlaganfall könnte das Gehirn Schwierigkeiten haben, mit den Schwankungen im Blutdruck während des Trainings umzugehen. Das kann das Gehirn anfälliger machen. Zu verstehen, wie das Gehirn auf diese Veränderungen während aerobem Training reagiert, ist wichtig für die Entwicklung sicherer Trainingspläne und Wiederherstellungsstrategien für Schlaganfallüberlebende.
Hochintensives Intervalltraining (HIIT) ist in Rehabilitationsprogrammen für Schlaganfallüberlebende populär geworden. HIIT beinhaltet kurze intensive Übungseinheiten, gefolgt von Erholungsphasen. Das könnte zusätzlichen Stress auf die Fähigkeit des Gehirns ausüben, den Blutfluss zu regulieren, wegen der schnellen Änderungen im Blutdruck während des Trainings.
Einige frühere Bewertungen legen nahe, dass HIIT einen signifikant grösseren Einfluss auf die dCA bei Schlaganfallüberlebenden haben könnte als bei gesunden Personen. Obwohl HIIT in der Schlaganfallwiederherstellung eingesetzt wird, gibt es nicht genug Verständnis darüber, wie es die Gesundheit der Blutgefässe im Gehirn und deren Fähigkeit zur Anpassung nach dem Training beeinflusst.
Es gab bisher noch keine Studien, die speziell dCA bei Schlaganfallüberlebenden unmittelbar nach HIIT untersucht haben. Allerdings hat frühere Arbeit mit gesunden Menschen gezeigt, dass dCA nach Aktivitäten wie wiederholtem Aufstehen nach HIIT weniger effektiv wird. Während der Erholungsphase nach HIIT sinkt der Blutdruck normalerweise, was die dCA-Reaktion herausfordern könnte, da sie anscheinend weniger effektiv mit Blutdruckabfällen als mit Erhöhungen in Ruhe umgeht.
Bei gesunden Erwachsenen scheint dCA innerhalb von 30 Minuten nach mässigem bis intensivem Training wiederherzustellen. Bei Schlaganfallüberlebenden könnte die Erholungszeit länger sein aufgrund von Problemen wie niedrigem Blutdruck und langsamerer Wiederherstellung von MAP. Ausserdem können die Kohlendioxidwerte im Blut nach dem Training den Blutfluss im Gehirn beeinflussen, was bei Schlaganfallüberlebenden anders sein könnte als bei gesunden Menschen.
Um diese wichtigen Fragen zu klären, haben Forscher untersucht, wie dCA auf spontane Veränderungen im Blutdruck und Blutfluss im Gehirn während und nach HIIT bei chronischen Schlaganfallüberlebenden reagierte und die Antworten mit denen gesunder Erwachsener verglichen.
Studiendesign und Methoden
Die Studie folgte strengen ethischen Richtlinien und wurde von einem relevanten Gremium genehmigt. Personen, die einen Schlaganfall erlitten hatten, wurden einbezogen, wenn sie in bestimmten Altersgruppen waren, ihren Schlaganfall mindestens sechs Monate zuvor hatten, nicht sehr aktiv waren und grundlegende Anweisungen befolgen konnten. Gesunde Kontrollen, die im Alter und Geschlecht übereinstimmten, wurden ebenfalls in die Studie einbezogen, waren aber ebenfalls ähnlich inaktiv.
Bei der ersten Besuch gaben die Teilnehmer ihr Einverständnis und lieferten Informationen über ihre Gesundheitsgeschichte. Verschiedene Bewertungen wurden durchgeführt, um die Funktion der unteren Extremitäten zu bewerten und um angemessene Bedingungen für die Datenerfassung zum Blutfluss im Gehirn sicherzustellen.
Die Teilnehmer führten dann einen Fitnesstest durch, um ihre Kapazität für die HIIT-Session zu bestimmen. Sie wurden mit dem HIIT-Protokoll vertraut gemacht, das aus kurzen Intervallen mit intensiver Bewegung gefolgt von leichteren Erholungsphasen bestand.
Beim zweiten Besuch wurde eine kontrollierte Umgebung geschaffen, um äussere Einflüsse wie Temperatur oder Koffein zu minimieren. Die Teilnehmer wurden mit Geräten ausgestattet, um den Blutfluss im Gehirn, die Herzfrequenz und den Blutdruck zu überwachen, während sie das HIIT durchführten.
Die Überwachung fand während einer fünfminütigen Pause vor und nach der Übung sowie während einer Sitz-zu-Stand-Bewegung statt, um zu bewerten, wie dCA auf Veränderungen in der Körperhaltung reagierte.
Ergebnisse
Die Daten zeigten, dass, während dCA in Ruhe zwischen Schlaganfallüberlebenden und gesunden Erwachsenen keinen signifikanten Unterschied aufwies, die Reaktion unmittelbar nach HIIT einige bemerkenswerte Unterschiede offenbarte.
Schlaganfallüberlebende zeigten eine weniger effektive dCA nach HIIT im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Konkret war die Regulierung des Blutflusses im Gehirn während der schnellen Änderungen des Blutdrucks nach dem Training beeinträchtigt.
Allerdings gab es während des Sitz-zu-Stand-Tests nach einer Erholungsphase keine signifikanten Unterschiede in den dCA-Reaktionen zwischen Schlaganfallüberlebenden und gesunden Kontrollen. Das deutet darauf hin, dass, obwohl dCA unmittelbar nach dem Training weniger effektiv war, Schlaganfallüberlebende immer noch angemessen auf eine Veränderung der Körperhaltung nach einer Ruhezeit reagieren konnten.
Das deutet darauf hin, dass die Fähigkeit des Gehirns, den Blutfluss zu regulieren, sich nach einer kurzen Ruhephase etwas erholen kann, trotz der anfänglichen Auswirkungen von HIIT.
Diskussion und klinische Implikationen
Die Studie beleuchtet die Komplexität, wie die Regulierung des Blutflusses bei Schlaganfallüberlebenden auf das Training reagiert. Während Schlaganfallüberlebende möglicherweise verringerte Reaktionen auf Blutdruckveränderungen unmittelbar nach hochintensivem Training zeigen, können sie dennoch eine effektive Regulierung während einer einfacheren Aufgabe wie dem Aufstehen aus einer sitzenden Position aufrechterhalten, vorausgesetzt, sie haben genug Zeit zum Ausruhen.
Diese Unterscheidung ist wichtig für Rehabilitationspraktiken. Kliniker sollten die dCA-Reaktion als einen wichtigen Teil der Nachsorge für Schlaganfallüberlebende betrachten. Es betont die Notwendigkeit, Trainingspläne zu erstellen, die die Bedürfnisse des Gehirns in Bezug auf den Blutfluss nach einem Schlaganfall berücksichtigen, insbesondere nach intensiven Aktivitäten.
Auch wenn die Ergebnisse wertvolle Einblicke bieten, können sie nicht auf alle Schlaganfallüberlebenden verallgemeinert werden, insbesondere nicht auf diejenigen mit schwereren Beeinträchtigungen. Zukünftige Forschungen sollten sich auf verschiedene Stadien der Schlaganfallwiederherstellung konzentrieren und darauf, wie verschiedene Arten von Übungen die Regulierung des Blutflusses im Gehirn beeinflussen.
Fazit
Zusammenfassend ist die dynamische zerebrale Autoregulation ein wichtiger Faktor für das Management des Blutflusses zum Gehirn, insbesondere bei Schlaganfallüberlebenden. Während hochintensives Training wie HIIT diese Fähigkeit zunächst beeinträchtigen kann, zeigen die Ergebnisse, dass sich das Gehirn nach Ruhephasen bis zu einem gewissen Grad erholen kann. Dieses Verständnis dieser Dynamik hilft, massgeschneiderte Rehabilitationsstrategien zu entwickeln und sicherzustellen, dass Schlaganfallüberlebende sicher an aerobem Training teilnehmen können, was letztlich ihre Genesung und Lebensqualität verbessert. Weiterführende Studien sind notwendig, um diese Erkenntnisse zu vertiefen und die Rehabilitationspraktiken für Schlaganfallüberlebende zu verbessern.
Titel: Lower Dynamic Cerebral Autoregulation following Acute Bout of Low-Volume High-Intensity Interval Exercise in Chronic Stroke Compared to Healthy Adults
Zusammenfassung: Fluctuating blood pressure during high-intensity interval exercise (HIIT) may challenge dynamic cerebral autoregulation (dCA), specifically post-stroke after an injury to the cerebrovasculature. We hypothesized dCA would be attenuated at rest and during a sit-to-stand, immediately following and 30 min after HIIT in individuals post-stroke compared to age- and sex-matched controls (CON). HIIT switched every minute between 70% and 10% estimated maximal watts for 10 min. Mean arterial pressure (MAP) and middle cerebral artery blood velocity (MCAv) were recorded. Resting dCA measured spontaneous fluctuations in MAP and MCAv via transfer function analysis. For sit-to-stand, time delay before an increase in cerebrovascular conductance index (CVCi = MCAv/MAP), rate of regulation, and %change in MCAv and MAP were measured. Twenty-two individuals post-stroke (age 60{+/-}12 yrs, 31{+/-}16 months) and twenty-four CON (age 60{+/-}13 yrs) completed the study. VLF gain (p=0.02, {eta}2=0.18) and normalized gain (p=0.01, {eta}2=0.43) had a group-by-time interaction, with CON improving immediately and 30 min after HIIT. Individuals post-stroke had impaired VLF phase (p=0.03, {eta}2=0.22) immediately following HIIT compared to CON. We found no differences in the sit-to-stand. Our study showed lower resting dCA up to 30 min after HIIT in individuals post-stroke compared to CON while the sit-to-stand response was maintained.
Autoren: Alicen A Whitaker, S. E. Aaron, M. Chertoff, P. Brassard, J. Buchanan, K. Nguyen, E. Vidoni, S. Waghmare, S. Eickmeyer, S. Billinger
Letzte Aktualisierung: 2023-06-20 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.13.23291289
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.13.23291289.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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