Blodtrycksreaktion på hjärtfrekvens under träningstest och risk för framtida hypertoni

Hypertoni är erkänd som en viktig riskfaktor för dödlighet och sjuklighet i samband med kardiovaskulära sjukdomar.1 Nya bevis för att icke-dödliga och dödliga kardiovaskulära sjukdomar ökar progressivt med högre blodtrycksnivåer2,3 gör att tidig identifiering av personer som löper en ökad risk att utveckla hypertoni är en prioritet. Det har föreslagits att utvecklingen av hypertoni föregås av ett prehypertensivt tillstånd som kan manifesteras genom onormal kardiovaskulär reaktivitet vid miljö- och beteendemässiga utmaningar, t.ex. mentala aritmetiska uppgifter4 , kallt vattenfördjupning5 och både isometriska och dynamiska fysiska stresstester.6-14 En av de mest användbara kan vara ansträngningsstress-testet, eftersom det numera används i stor utsträckning på sjukhus för att upptäcka kranskärlssjukdom och inom idrotts- och arbetsmedicin för att utvärdera den kardiorespiratoriska förmågan. Dess tillförlitlighet när det gäller att identifiera personer som är benägna att utveckla hypertoni och som test för att förutsäga uppkomsten av hypertoni diskuteras dock fortfarande. I tidigare studier som behandlat denna fråga har man använt olika definitioner av ett överdrivet blodtryckssvar vid ansträngning, inklusive några som enbart baseras på systoliskt blodtryck (SBP)7,11-14 och andra som baseras på SBP och diastoliskt blodtryck (DBP) tillsammans.6,8-10 Dessutom har det angetts att gränsen mellan normalt och onormalt blodtryckssvar bör bestämmas i enlighet med kön, ålder och fysisk kondition15 , som alla har visats påverka blodtryckssvaret oberoende av varandra och på ett betydande sätt13 . Utan att ta hänsyn till dessa faktorers inverkan har de flesta studier dock valt att definiera överdriven blodtryckssvar endast i termer av en viss utsedd blodtrycksnivå vid maximal ansträngning och givet submaximala arbetsbelastningar.7-9,11,14 Dessa metodologiska osäkerheter kan göra att det är oklart om den information som samlas in från blodtrycksmätning vid ansträngning är värdefull för att utvärdera en individs hypertensiva riskprofil. Således behöver validiteten av ett ansträngningstest för att förutsäga framtida hypertoni ytterligare metodologisk utveckling och bekräftelse.

I den här studien undersökte vi ansträngningstestdata från ett befolkningsbaserat urval av medelålders normotensiva män för att fastställa onormala intervall för BP-svaret under ansträngning i förhållande till ökning av hjärtfrekvensen (HR) och vi utvärderade den kliniska nyttan av ansträngnings-BP-mätning som ett medel för att identifiera en eventuell ökad risk för att utveckla hypertoni efter justering för traditionella viktiga riskfaktorer.

Metoder

Studiepopulation

Totalt 2483 män deltog i halvårsvisa läkarundersökningar som genomfördes vid vårt laboratorium från 1992 till 1995. Av dessa genomgick 1514 deltagare ett cykelergometriskt test. Deltagarna uteslöts om de (1) hade en historia av kardiovaskulära eller njursjukdomar eller diabetes, (2) hade elektrokardiografiska tecken på kranskärlssjukdom eller hjärtarytmi, (3) var hypertensiva, enligt definitionen av att de för närvarande använde något blodtryckssänkande läkemedel eller hade ett genomsnittligt viloblodtryck på ≥140/90 mm Hg som togs vid tre separata besök, (4) var <20 år eller >59 år gamla eller (5) hade ofullständiga uppgifter om mätning av ansträngnings-BP. Följaktligen var 1033 personer utan kardiovaskulär sjukdom och med normala EKG-resultat berättigade till denna studie. Baserat på deras resultat från ansträngningsmätningar utvärderades blodtryck och hjärtfrekvenssvar vid ansträngning. De kliniska egenskaperna hos studiens urval visas i tabell 1.

Efter motionstestet vid baslinjen följdes försökspersonerna för hypertoniutfall fram till 1999. Av dessa saknade 47 personer uppgifter om kovariater vid baslinjen, 84 personer deltog inte i de halvårsvisa uppföljningsundersökningarna och 139 personer hade ofullständig information om blodtrycket. Dessutom uteslöts 37 försökspersoner från vidare analys eftersom de började ägna sig åt regelbunden idrottsaktivitet efter utbildningsprogram om livsstilsförändring. Det är väl känt att en persons risk för att utveckla hypertoni kan minskas genom ett program med aerob träning.2 Uppföljningsstudien baserades därför på 726 försökspersoner som hade fullständiga uppgifter om träningsprov samt kovariater vid baslinjen och hypertonistatus vid uppföljningen. Den genomsnittliga uppföljningstiden var 4,7 år (intervall 3,6-6,9 år). Försökspersonerna fick standardiserade medicinska undersökningar bestående av antropometriska, fysiologiska och blodbiokemiska mätningar. De fyllde också i ett frågeformulär om personlig och föräldrarnas sjukdomshistoria, mediciner som används och dagliga levnadsvanor, inklusive rökning, alkoholkonsumtion och fysisk aktivitet. Skriftligt informerat samtycke, inklusive godkännande för användning av undersökningsdata, inhämtades efter en förklaring av studiens syfte och förfaranden.

Mätning av blodtryck i vila

Blodtrycket i vila mättes tre gånger i sittande ställning av välutbildade läkare med hjälp av en kvicksilversphygmomanometer. Genomsnittet av de tre avläsningarna användes som representativt undersökningsvärde. Mätningen utfördes under kontrollerade förhållanden i ett tyst rum och med samma protokoll vid både baslinje- och uppföljningsundersökningen.

Ergometerträningstest

Ett graderat symtombegränsat maximalt träningstest utfördes på en elektroniskt bromsad cykelergometer (Fukuda Denshi, ML-1400). Arbetsbelastningen ökades progressivt med hjälp av en metod med linjär lutning med en hastighet av 12,5 W/min tills försökspersonerna klagade över utmattning. Under hela testet övervakades EKG-avledning V3 och HR kontinuerligt, och blodtrycket registrerades varje minut noninvasivt med en automatiserad blodtrycksmätare (Nippon Colin, STBP-780B). Apparaten var en auskultationsenhet som använde R-vågs gating vid identifiering av Korotkoff-ljud.16

Hypertensiv status vid uppföljning

Under uppföljningsperioden fastställdes försökspersonernas hypertensiva utfall baserat på svaren på frågeformuläret om sjukdomshistoria och blodtrycksmätningar som utfördes vid den halvårsvisa läkarundersökningen. En försöksperson betraktades som hypertensiv om (1) hans viloblodtryck var ≥140/90 mm Hg och inte sjönk igen till det normotensiva intervallet eller (2) han började få antihypertensiva läkemedel under uppföljningsperioden.

Dataanalyser

Vi utvärderade de individuella sambanden mellan SBP- och DBP-svaret med HR-höjningar från data som erhållits under submaximal träning vid arbetsbelastningar på 50, 75 och 100 W. I denna analys uttrycktes HR relativt som en procentandel av maximal HR-reserv (HRR) för att möjliggöra utvärdering vid samma metabola arbetsbelastning hos individer med varierande nivåer av vilande och maximal HR, som var relaterade till kön, ålder och fysisk kondition. HRR beräknades enligt följande formel: HRR=. Därefter beräknades de 10:e, 25:e, 50:e, 75:e och 90:e percentilvärdena för SBP och DBP för HRR i varje steg på 5 % med en icke-parametrisk metod. Percentilkurvorna för SBP- och DBP-svaret med HRR konstruerades genom att en tredje ordningens polynommodell anpassades till regressionsekvationerna för SBP och DBP med en procentuell ökning av HRR med hjälp av multipel regressionsanalys. Ett överdrivet blodtryckssvar vid ansträngning fastställdes genom att plotta en enskild persons uppmätta SBP och DBP vid en arbetsbelastning på 100 W på de percentila kurvorna för blodtryckssvaret efter HRR. En försöksperson ansågs ha ett överdrivet blodtryckssvar om hans SBP eller DBP låg på eller över trycket på var och en av de 90:e percentilkurvorna.

Sambanden mellan blodtryckssvaret vid träning och framtida utveckling av hypertoni utvärderades genom uppskattning med Kaplan-Meier överlevnadskurvor. I denna analys delades SBP- och DBP-svaren på träning godtyckligt in i underkategorier baserat på vart och ett av de kvartilvärden som härleddes från BP-svarspercentilkurvorna enligt HRR. En Cox proportional hazardöverlevnadsmodell användes för att uppskatta styrkan och oberoendet av BP-svaret på träning när det gäller att bestämma risken för framtida hypertoni. Den relativa risken med motsvarande 95 % konfidensintervall uppskattades i modellen och användes för att kvantifiera riskerna för hypertoni. SBP- och DBP-svar vid träning bedömdes separat med hjälp av ojusterade, åldersjusterade och kliniskt kovariatjusterade analyser. De kliniska kovariaterna var ingångsålder, kroppsmasseindex, fysisk arbetskapacitet (som kardiorespiratorisk prestationsförmåga), SBP och DBP i vila, fasteblodsocker, totalkolesterol, HDL-kolesterol, triglycerider, alkoholkonsumtion, fysisk aktivitet och föräldrarnas historia av hypertoni. Dessutom utfördes en sekundär multivariat Cox-analys för att identifiera oberoende faktorer som var signifikant förknippade med hypertensivt utfall från ett normotensivt tillstånd. Följande erkända större riskfaktorer för hypertoni togs in i den stegvisa Cox-modellen som oberoende variabler: överdrivet blodtryckssvar vid träning, högt normalt viloblodtryck, ingångsålder, kroppsmasseindex, fysisk arbetsförmåga, fasteblodsglukos, aterogent index, alkoholkonsumtion och föräldrarnas historia av hypertoni. Referensnivåerna för högt normalt blodtryck i vila var tryck på <130/85 mm Hg. Nollhypotesen förkastades med P<0,05 som signifikansnivå. Dataanalysen utfördes med hjälp av statistikpaketet SPSS 10.0 för Windows (SPSS Software).

Resultat

Blodtrycksrespons under träning

Värdena för medelvärde±SD för SBP, DBP och HR för studieprovet uppmätt i sittande vila och under submaximal träning vid ergometrisk arbetsbelastning på 25, 50, 75, 100 och 125 W efter 10-årsåldersgrupper visas i tabell 2. En jämförelse av försökspersoner i olika åldersgrupper visade att äldre försökspersoner hade större SBP- och DBP-ökningar under träning trots att det inte fanns några uppenbara signifikanta skillnader när försökspersonerna var i vila. Sambanden mellan SBP och DBP under träning och andra fysiologiska och blodbiokemiska variabler efter justering för effekten av SBP och DBP i vila visas i tabell 3. Alla variabler, utom kroppsmasseindex och HDL-kolesterol, var signifikant korrelerade med SBP och DBP under träning. Den högsta korrelationskoefficienten hittades i den procentuella ökningen av HRR för ansträngnings-SBP (r=0,53, P<0,01) och DBP (r=0,50, P<0,01). Percentilkurvor (10:e, 25:e, 50:e, 75:e och 90:e) för SBP- och DBP-svar med HRR illustreras i figur 1.

Följnadsanalys

Under de 3427 personåren av uppföljning utvecklades 114 försökspersoner (15,7 %) till hypertoni. Överlevnadskurvorna visade dos-responssamband för utveckling av hypertoni med SBP- och DBP-svar vid träning i kvartiler på BP-svarskurvorna enligt HRR, med en signifikant högre benägenhet att utveckla hypertoni som observerades hos dem med den högsta kvartilen av SBP- och DBP-svar vid träning (figur 2). Ojusterade Cox-modeller visade att överdrivna SBP- och DBP-svar på träning var signifikant förknippade med framtida hypertoni. Efter justering för ålder ökade risken för att utveckla hypertoni för båda trycken. Ytterligare justering för potentiella förväxlingsfaktorer ändrade inte effektivt sambandet, med de försökspersoner som uppvisade överdriven BP-svar med en nästan 3- till 4-faldigt större risk för att utveckla hypertoni jämfört med dem med normalt BP-svar (tabell 4).

En sekundär stegvis Cox-analys visade att följande oberoende variabler var signifikant förknippade med förekomsten av högt blodtryck; överdriven BP-svar (P<0.001), högt normalt blodtryck i vila (P<0,001), ålder vid inträde (P=0,008) och kroppsmasseindex (P=0,023). Ett överdrivet blodtryckssvar hade ett starkare samband med hypertensivt utfall jämfört med ett högt normalt blodtryck i vila och andra utvalda variabler (R=0,21) (tabell 5).

Diskussion

Det primära målet med den här studien var att utvärdera den kliniska betydelsen av onormal pressoreaktivitet vid fysisk ansträngning, som anses vara en tidig markör för framtida hypertoni. Vi har funnit att en överdriven BP-reaktion på HR-ökning under ergometrisk träning var förknippad med en 3- till 4-faldigt ökad risk för att utveckla hypertoni, efter kontroll för traditionella riskfaktorer. Därför ger detta tillvägagångssätt ytterligare stöd till konceptet att BP-mätning under träning är ett värdefullt medel för att identifiera en ökad risk för framtida hypertoni hos till synes friska normotensiva vuxna.

Det har ställts som hypotes att träningsinducerad stress skulle kunna avslöja en latent tendens till hypertoni.12 Följaktligen har ett överdrivet blodtryckssvar vid ansträngning hos normotensiva personer undersökts grundligt i förhållande till risken för framtida hypertoni.6-14 De flesta tidigare studier som behandlat denna fråga har fokuserat enbart på SBP7,11-14 snarare än på SBP och DBP tillsammans.6,8-10 Eftersom fysisk ansträngning leder till en ökning av hjärtminutvolymen är en höjning av SBP en naturlig följd av dynamisk ansträngning. Däremot förblir DBP oförändrat eller uppvisar endast en liten ökning som en följd av metabolisk vasodilatation i de perifera kärlen.17 Vissa forskare11,17,18 har dock observerat en betydande ökning av DBP även hos normotensiva försökspersoner, vilket tyder på ett ökat perifert kärlmotstånd i vila11,19 och en nedsatt förmåga till ansträngningsinducerad vasodilatation.20,21 Detta hemodynamiska mönster kan förklaras av en hyperreaktivitet hos de sympatiska nerverna och ett ökat vaskulärt svar på adrenergisk stimulering eller av en förtjockning av den arteriolära väggen som förändrar dess förmåga att svara på vasokonstriktoriska stimuli.18 Bland försökspersoner med sådana vaskulära egenskaper höjer en högre hjärtminutvolym inte bara SBP utan orsakar också markanta DBP-förhöjningar, såsom de som förekommer vid etablerad hypertoni. Därför verkar både DBP och SBP vara viktiga kriterier för att fastställa onormal kardiovaskulär reaktivitet vid fysisk stress. Dessutom kan definitionerna av överdriven blodtrycksreaktion vid maximal ansträngning8,9,11,13 vara problematiska. Under ergometrisk träning används vanligen manuell eller automatiserad sfygmomanometri för att mäta blodtrycket eftersom det är ett icke-invasivt, relativt billigt och enkelt förfarande. Det råder allmän enighet om att indirekta mätningar ger SBP-avläsningar som inte skiljer sig nämnvärt från direkta intravaskulära mätningar.22 Omvänt uppträder statistiskt signifikanta skillnader i indirekta DBP-avläsningar som uppmäts särskilt under maximal ansträngning16,22,23 eftersom maximalt ergometriskt arbete kräver isometriska muskelsammandragningar, som ger en markant ökning av det totala perifera motståndet.11,17,18 Det har dock visats att direkta och indirekta DBP-avläsningar korrelerar på ett tillfredsställande sätt under den belastning som uppstår vid lätt eller måttlig träning.17,18,22,23 Dessutom har flera studier visat att uthållighetstränade personer är mer benägna att uppvisa betydligt högre SBP-ökningar under maximal träning än otränade personer, trots deras minskade risk för att utveckla hypertoni.24,25 Dessa fynd leder till tanken att ett överdrivet blodtryckssvar vid träning bör bestämmas baserat på SBP och DBP tillsammans från data som erhållits under relativt låg submaximal träningsbelastning. Denna träningsnivå har den ytterligare fördelen att den kräver minsta möjliga samarbete från försökspersonerna, och den begränsar inflytandet av träningslängd och fysisk kondition.

Och även om tidigare studier har definierat överdrivet blodtryckssvar endast i termer av en utsedd blodtrycksnivå, har det angetts att brytpunkten som skiljer normal från onormal pressoreaktivitet bör bestämmas i enlighet med kön, ålder och fysisk kondition.15 Detta innebär att det krävs vissa justeringar för skillnaderna i försökspersonernas metabola stressnivå vid en arbetsbelastning som man bestämmer ett överdrivet blodtryckssvar för. I den här studien observerades den högsta korrelationen mellan SBP och DBP under submaximal träning i HR-ökningar till arbetsbelastning, vilket uttrycktes relativt som procent av HRR. Övervakning av HR-svaret under träning är allmänt accepterat att spela en viktig roll i bedömningen av träningsintensitet eftersom det reagerar linjärt på arbetsbelastning och är nära förknippat med syreupptag.26 Men trots användbarheten av bedömningen med hjälp av HR-svaret bör man ta hänsyn till individuella skillnader i vilo-RH och maximal HR.27 Tidigare studier har visat att den relativa HR, som definieras av procentandelen av HR-intervallet från vila till maximal, kan kompensera för de individuella skillnaderna och ge mer exakta uppskattningar av träningsintensiteten hos både idrottare och icke-idrottare.27,28 Därför har vi utvärderat SBP- och DBP-svaret vid träning baserat på den relativa HR-ökningen till arbetsbelastningen. Detta tillvägagångssätt kan möjliggöra en jämförelse av individer med varierande konditionsnivåer som är relaterade till kön, ålder och fysisk kondition och kan därmed bidra till en minskad felklassificering av onormal BP-reaktivitet och tydligare identifiera dess samband med risken för framtida hypertoni.

Resultaten av vår stegvisa multivariata modell visade på en signifikant och oberoende risk för att utveckla hypertoni i en specifik grupp med högnormalt viloblodtryck. Detta resultat bekräftar tydligt påståendena i tidigare studier om att det förhärskande viloblodet vid baslinjen i sig självt är starkt förknippat med framtida hypertoni. Modellen visade dock också att det fanns ett starkare samband mellan blodtryckssvar vid ansträngning och senare hypertoni än mellan blodtryck i vila och blodtryck i vila. Våra resultat stöds av vissa studier,6,8,9,11 medan flera andra har föreslagit att det prediktiva värdet av BP som mäts under träning för framtida hypertoni är lägre än det som mäts i vila.7,10,14 Därför återstår det fortfarande att klarlägga vilket tryck som är mer informativt och värdefullt som en tidig markör för hypertoni. Inkonsekvensen kan ha uppstått på grund av skillnader i metodik, egenskaper hos studiepopulationen och kliniska kovarianter som beaktats i analysen. Resultatet att den individuella relativa risken för att utveckla hypertoni hos normotensiva vuxna med lätt förhöjt viloblodtryck ökar kraftigt om de uppvisar ett överdrivet blodtryckssvar vid ansträngning tyder dock på att mätning av ansträngningsblodtrycket kan ge ytterligare viktig information om risken för att utveckla hypertoni som inte kan uppskattas enbart med hjälp av viloblodtrycket. Dessutom visar mätningar av viloblodtryck ofta falskt förhöjda värden på grund av ångest, vilket minskar resultatens reproducerbarhet och deras användbarhet för att förutsäga framtida hypertoni. Det har antytts att bättre test-retest-tillförlitlighet kan uppnås genom BP-bedömning under ett motionstest.29,30 Således kan information som tillhandahålls av denna relativt enkla bedömning vara mer användbar än den som erhålls genom upprepad, standardiserad och noggrann mätning av viloblodtrycket.

För att minska konsekvenserna av efterföljande kardiovaskulära komplikationer är en tidig identifiering av en undergrupp som har större sannolikhet för att utveckla hypertoni en kritisk angelägenhet. Våra resultat visade att den individuella relativa risken för hypertoni hos normotensiva personer ökade kraftigt om de uppvisade ett överdrivet BP-svar vid träning. Detta resultat bekräftar att blodtryckssvaret vid ansträngning bidrar ytterligare och mer än viloblodtryck till att förutsäga senare hypertoni. Även om rutinmässiga massmotionstester inte rekommenderas för att identifiera framtida hypertensiva individer är det möjligt att erhålla resultat av motionstester eftersom dessa tester nu används i stor utsträckning för att utvärdera den kardio-respiratoriska prestationskapaciteten inom idrotts- och arbetsmedicin samt för att upptäcka kranskärlssjukdomar på sjukhus eller kontor. Uppgifterna kan ge viktig information om en hypertensiv riskprofil i en population av till synes friska normotensiva vuxna.

Fotnoter