Διάλεξη 12η. Άσκηση με Αντιστάσεις για Πρόληψη και Θεραπεία Ασθενών με Καρδιαγγειακές Παθήσεις

Transcript

1 Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών: Άσκηση και Υγεία ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ - Τ.Ε.Φ.Α.Α., ΚΑΡΥΕΣ 42100, ΤΡΙΚΑΛΑ Μάθημα: MB05 Άσκηση, Πρόληψη και Αποκατάσταση Καρδιοπαθειών Διάλεξη 12η Άσκηση με Αντιστάσεις για Πρόληψη και Θεραπεία Ασθενών με Καρδιαγγειακές Παθήσεις Καθηγητής Σάββας Π. Τοκμακίδης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης - Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού

2 Resistance Training in the Prevention and Treatment of Patients with Cardiovascular Disease Savvas P. Tokmakidis Democritus University of Thrace Department of Physical Education and Sport Science

3 Historical background Until 1950 exercise focused on cardiovascular health After 1950 resistance protocols were introduced in the rehabilitation programs of veterans in order to improve muscle mass and strength resistance training was widely used in the prevention and rehabilitation of many chronic diseases including cardiovascular disease >2000 first guidelines published from ACSM, AHA, ADA

4 Safety Aspects of Resistance Exercise in Patients with Cardiovascular Disease

5 Resistance Exercise, Oxygen Cost and Left Ventricular Function 30-40% της VO2peak De Groot et al. (1998). J Cardiopulm Rehabil; 18: Sagiv et al. (1985). Am J Cardiol; 58:

6 Changes in Left Ventricular Ejection Fraction during Resistance Exercise in Cardiac Patients Bicycle 90% VT Shoulder Press Leg Press Leg Curl Κarlsdottir et al. (2002). J Cardiopulm Rehabil; 22:

7 Systolic and Diastolic Pressure Alterations during Resistance Exercise of Different Intensities Ηaslam et al. (1988). J Cardiopulm Rehabil; 8:

8 Rate Pressure Product during Resistance Exercise in Patients with CAD Volaklis & Tokmakidis (2005), Sports Med 35(12):

9 140 Heart rate responses during resistance training HR b/min WarmWarm-up Circuit weight training :00 10:00 20:00 CoolCool-down :00 40:00 Time (min:ss) 40 50:00 60:00 70:00

10 Anti-inflammatory Responses after Resistance Protocols in Patients with CAD

11 Inflammatory Responses after Resistance Exercise TNFTNF-α, INFINF-γ, ILIL-6 : NS alterations 9 8 IL-10 (pg/ ml ) 7 75% 50% 6 ILIL-10 : Significant alterations * p<0.05 vs rest * * * 5 4 (unpublished data 2008, Clinical Exercise Laboratory, Department of Physical Education & Sport Science, DU THRACE) Rest Immediatelyafter 60min after

12 Long-term Blood Pressure Adaptations after Resistance and Aerobic Training Wallace et al. (2003), Sports Med 33:

13 24-h Ambulatory Systolic Pressure Records after a Single Resistance & Aerobic Exercise Session in Patients with Stage I Hypertension (unpublished data 2009, Clinical Exercise Laboratory, Department of Physical Education & Sport Science, DU THRACE)

14 Μεταβολή του διπλού γινόμενου με την προπόνηση με βάρη Τρέξιμο: Τρέξιμο: min στο 85% HRmax, HRmax, 3 φορές την εβδομάδα, εβδομάδα, 16 εβδομάδες Βάρη: 8 ασκήσεις, Βάρη: ασκήσεις, 3 x 33-8 επαναλήψεις, επαναλήψεις, 2 min διάλειμμα, διάλειμμα, 3 φορές την εβδομάδα, εβδομάδα, 16 εβδομάδες Υγιείς άνδρες ηλικίας 37 ± 4 χρόνων Goldberg et al. J. Strength and Cond. Res. 8(4): 8(4): , 1994.

15 Συχνότητα Εμφράγματος σε Υπερτασικά και Νορμοτασικά Άτομα ανάλογα με τη Φυσική Δραστηριότητα Ηypertensive 12 Normotensive Heart attackrate/1000/year Inactive Occasional Light Moderate ModerateVigorous Vigorous Shaper et al. (1994). J Hum Hypertens; 8: 3-10

16 Isometric versus Dynamic Resistance Exercise Protocols

17 Resistance exercise or weight lifting (combination of dynamic and static contraction) Start lifting: static (isometric) contraction Raise the weight: dynamic, concentric (shortening) Lower the weight: dynamic, eccentric (lengthening) Relaxation phase: varies between successive lifts

18 Types of Muscle Activation during Resistance Exercise Concentric Eccentric Dynamic Exercise Ιsometric Static Exercise

19 Intra-thoracic and Intraarterial Pressure during Leg Press Resistance Exercise MacDougall et al RM rps

20 Muscular Strength as a Predictor of Mortality Epidemiological Data

21 Several studies during the last decade demonstrated that muscular strength is inversely and independently associated with death from cardiovascular disease, even after adjusting for cardiorespiratory fitness Ruiz et al. (2008). Br Med J; 337: Sasaki et al. (2007). Am J Med; 120: Gale et al. (2007). Int J Epidemiol; 36: Metter et al. (2002). Med Sci Sports Exerc; 36: B359B Τanasescu et al. (2002). JAMA; 288:

22 Relative Risk of Coronary Heart Disease Associated with Resistance Training RE L A T I VE RI SK n=8205, yrs, Tanasescu et al. (2002); JAMA 288: AGE COVARIATES -40 < >0.5 hours/week

23 Association between Muscular Strength and Survival in Patients with Heart Failure Huelschman et al. Eur J Heart Fail 2004; 6:

24 Άσκηση με Βάρη σε Ασθενείς με Καρδιακή Ανεπάρκεια

25 Μείωση θανάτων μετά από άσκηση σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια Εxercise Control Βelardinelli et al. (1999), Circulation 342:

26 Μείωση καρδιαγγειακών επεισοδίων μετά από άσκηση σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια Εxercise Control Βelardinelli et al. (1999), Circulation 342:

27 Improvement of muscular strength in patients with heart failure Repetitions/30sec 30 Baseline 4 weeks Modified pushups Biceps-curl Curl-ups Semi-squats Stepping-40cm

28 Heart rate responses in patients with heart failure Έναρξη 4 εβδομάδες Χρόνος (min) Καρδιακή συχνότητα Καρδιακή συχνότητα 105 Έναρξη 4 εβδομάδες Χρόνος (min) 8

29 Muscular Strength Improvements after 14 weeks of a Combined Program in patients with HF 50 Baseline 4 weeks 14 weeks 45 Kg Right hand Left hand (unpublished data 2004, Clinical Exercise Laboratory, Department of Physical Education & Sport Science, DU THRACE)

30 Έναρξη 70 4 εβδομάδες Βελτίωση μυϊκής αντοχής Χρόνος (sec) 60 8 εβδομάδες εβδομάδες Κάμψεις δικεφάλων Ημικαθίσματα 35 Επαναλήψεις Κοιλιακοί Kάμψεις Ανέβασμα βαθμίδας

31 Comparison of the Effects of Aerobic to Resistance Training on Health and Fitness Variables Βraith et al. (2006), Circulation 113:

32 Resistance Exercise in the Treatment of Cardiovascular Disease Guidelines for Training

33

34 Absolute and Relative Contraindications to Resistance Training in Cardiac Patients Williams et al. (2007), Circulation 116:

35 Requirements for Participation in Resistance Exercise Programs Ejection fraction > 45% Functional capacity > 7 ΜΕΤs Appropriate HR and BP responses during cardiopulmonary stress testing No angina during exercise Absence of arrhythmias Participation in aerobic training for 8 weeks ACSM 1998

36 Termination Criteria for Resistance Exercise in Patients with CAD Moderate to severe angina Drop of heart rate > (> 10 b/min) Drop of blood pressure >10 mmhg from baseline BP Hypertensive response (SP >220 >220,, DP >110 mmhg) Increasing nervous system symptoms Signs of poor perfusion ACSM 1998

37 Cardiac Rehabilitation Resistance Training Guidelines by Diagnosis ΑCSM 2000, AACPR 2004

38 Forces Required to Perform 32 Activities of Daily Living in CAD patients Adams et al. (2006), Am J Cardiology 97:

39 Summary of Exercise Programming Recommendations for Stroke Survivors Gordon et al. Circulation 2004; 109:

40 Circulation. 2013;128: ; originally published online July 22, 2013;

41 Circulation. 2013;128: ;

42 Resistance Training in the Treatment of Cardiovascular Disease Chronic Adaptations

43 Cross Sectional Area after 40 Sessions of Resistance Training in a Patient with Heart Failure Feiereisen et al. (2004). Eur J Cardiovasc Prev Rehabil 11: 35-39

44 Βελτίωση της ανοχής στη γλυκόζη μετά Strength από συνδυασμό Association between Muscular and δύναμης και αερόβιας άσκησης σε γυναίκεςwith ασθενείς με RMR after Exercise in patients CAD διαβήτη τύπου 2 AdesΤοkmakidis et al. J Appl 2005; 98:2004; et al. Physiol Eur J Appl Physiol 92:

45 Physiological Adaptations after Three Different Training Modalities in Patients with HF Feiereisen et al. (2007 (2007). Med Sci Sports Exerc; 11:

46 Change in Type I Muscle Fiber Area after Resistance Training in Patients with Heart Failure Pu et al. (2001), J Appl Physiol 342:

47 Change in Muscle Oxidative Capacity after Resistance Training in Patients with Heart Failure Pu et al. (2001), J Appl Physiol 342:

48 Forearm Blood Flow Response after 8 Weeks of Circuit Weight Training in Patients with HF Maiorana et al. (2000), Am J Physiol Heart Circ Physiol 279: H19999-H2005

49 Association between Muscular Strength and BMC after Exercise in Patients with Stroke Μarco et al. (2005). Bone 37:

50 Xαρακτηριστικά Άσκησης με Βάρη Cirquit weight training (κυκλική προπόνηση με αντιστάσεις)

51 Xαρακτηριστικά Άσκησης με Βάρη σε Ασθενείς με Χρόνιες Παθήσεις Προϋποθέσεις ασφαλούς συμμετοχής Κλάσμα εξώθησης > 45% Λειτουργική ικανότητα > 7 ΜΕΤs Απουσία υποτασικής ή υπερτασικής απάντησης στην κόπωση Έλλειψη στηθαγχικών συμπτωμάτων κατά την άσκηση Απουσία κοιλιακών αρρυθμιών Συμμετοχή σε αερόβια άσκηση για 8 εβδομάδες ACSM 1998, ΑΗΑ 2007

52 Άσκηση με Βάρη σε Ασθενείς με Στεφανιαία Νόσο Επίσημες συστάσεις από την Αμερικανική Καρδιολογική Εταιρεία για εφαρμογή της άσκησης με βάρη στα προγράμματα άσκησης καρδιοπαθών Fletcher et al. Circulation 1995; 91: Pollock et al. Circulation 2000; 101: Williams et al. Circulation 2007; 116:

53 Training program (Exercise prescription) AEROBIC EXERCISE (2 days per week) RESISTANCE EXERCISE (2 days per week) 60-80% of HRmax 5 min warm-up 45 min treadmill or aerobic activities 5 min cool-down 40-60% of 1 RM 8 exercises 12 repetitions, 3 sets Circuit weight training 5 min cool-down (stretching exercises) (stretching exercises)

54 Exercise training programs in patients with coronary artery disease Results after a combined strength and aerobic exercise training program (Duration: 8 months) 2 days per week 2 days per week

55 85 kg Σωματικό βάρος 82,5 Άθροισμα πτυχών mm 56, Έναρξη Λήξη Έναρξη Λήξη

56 Χρόνος Άσκησης 15 min * * 12 # 9 6 Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 8 μήνες ΟΜΑΔΑ ΑΣΚΗΣΗΣ ΟΜΑΔΑ ΕΛΕΓΧΟΥ

57 Αιματολογικές παράμετροι 15 % βελτίωσης 10 5 p>0.05 p<0.05 p< p< TC TG HDL-C LDL-C

58 Δύναμη άνω άκρων 90 kg * * Δύναμη κάτω άκρων * * Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες

59 Ολική χοληστερόλη (σε mg%) * Συνδυασμός άσκησης με βάρη και αερόβιας άσκησης σε ασθενείς με ΣΝ Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 8 μήνες 300 Άσκηση με βάρη σε ασθενείς με ΣΝ 250 * Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 8 μήνες

60 HDL-χοληστερόλη (σε mg%) 46 * Συνδυασμός άσκησης με βάρη και αερόβιας άσκησης σε ασθενείς με ΣΝ Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 8 μήνες Άσκηση με βάρη σε ασθενείς με ΣΝ * Έναρξη 4 μήνες 8 μήνες Έναρξη 8 μήνες

61 Βελτίωση της μυϊκής δύναμης 300 kg Έναρξη 260 Λήξη ,2 77,5 20 Δύναμη κάτω άκρων Δύναμη άνω άκρων

62 Resistance Exercise Protocols Different intensity Similar volume Acute inflammatory responses Submaximal Intensity Muscular Hypertrophy 3 sets x 8 repetitions x 75% 1 RM, 90 sec rest Moderate Intensity Muscular Endurance 2 sets x 18 repetitions x 50% 1 RM, 90 sec rest Exercises Seated chest press, Shoulder press, Leg press, Lateral pulldown, Leg extension, Leg flexion

63 Heart rate % 1-RM Heart Rate (b/min) *^ 75% 1-RM * 100 * * *# * *@ Rest Seated chest press Shoulder Leg press Lat Leg press pulldow n extension Leg curling * p<0.05 from p<0.05 from the first exercise, ^ p<0.05 from 1st and 2nd exercise, # p<0.05 from the first four exercises

64 Systolic Blood Pressure Systolic Blood Pressure (mmhg) % 1-RM 170 *#^ 75% 1-RM 160 *# 150 * * *# * Rest Sested chest press Shoulder Leg press Lat Leg press pulldow n extension Leg curling * p<0.05 from rest, # p<0.05 from the 1st exercise, ^ p<0.05 from the 2nd exercise

65 Blood Lactate 12 Lactate (mmol/l) 10 50% 1-RM 75% 1-RM *# 8 6 * 4 *# 2 Immediately after 0 Before Immediatelly after 60 min after p<0.05 from before exercise value # p<0.05 from corresponding value with 75% 1-RM

66 Inflammatory responses after resistance exercise TNFTNF-α : NS alterations INFINF-γ : NS alterations ILIL-6 : NS alterations ILIL-10 : Significant alterations Thus, no inflammation occurs during resistance training at different different intensities. 9 8 * p<0.05 vs rest 75% 50% 7 * * IL-10 (pg/ml) 6 * Rest Immediately after 60 min after

67 Muscle as an Endocrine Organ Pedersen et al. 2008; Physiol Rev 88:

68 Thank you