PLoS ONE: Indflydelse af adjuverende behandling i kræft overlevende på endotelfunktion og skeletmuskulatur Deoxygenation

Abstrakt

kardiotoksiske virkninger af adjuverende kræftbehandling (dvs., kemoterapi og strålebehandling) er blevet godt dokumenteret, men effekterne på perifere kardiovaskulær funktion er stadig uklart. Vi antager, at kræft overlevende i) ville være faldet hvilende endotel funktion; og ii) ændret muskel iltsvind respons under moderat intensitet cykling motion i forhold til kræft-fri kontrol. I alt 8 kræft overlevende (~ 70 måneder efter behandling) og 9 raske kontroller gennemført en brachialarterien MKS test, et indeks for endothelial-afhængig dilatation, efterfulgt af en trinvis øvelse test op til ventilatorisk tærskel (VT) på en cyklus ergometer hvorunder pulmonal og ændringer i nær-infrarød spektroskopi (NIRS) -afledt mikrovaskulære vævsoxygenering (TOI), total hæmoglobinkoncentration ([Hb]

alt), og muskel deoxygenering ([HHb] ≈ fraktioneret O

2 ekstraktion) blev målt. Der var ingen signifikante forskelle i alder, højde, vægt og hvile blodtryk mellem kræft overlevende og deltagere kontrol. Pulsåren FMD var ens mellem grupperne (P = 0,98). Under træning på VT, TOI var ens mellem grupperne, men [Hb]

alt og [HHb] var faldet betydeligt i kræft overlevende i forhold til kontrolgruppen (P 0,01) Satsen for forandring for TOI og [HHb] relative til blev nedsat i kræft overlevende i forhold til kontrolgruppen (P = 0,02 og P = 0,03 henholdsvis). I kræft overlevende, blev en nedsat skeletmuskulatur mikrovaskulære funktion observeret under moderat intensitet cykling motion. Disse data tyder på, at adjuverende behandlinger mod kræft har en effekt på den integrerede forhold mellem O

2 udvinding, og O

2 leverance under træning

Henvisning:. Ederer AK, Didier KD, Reiter LK, Brun M, Hardy R, Caldwell J, et al. (2016) Indflydelse af adjuverende behandling i Cancer Survivors på endotelfunktion og skeletmuskulatur Deoxygenering. PLoS ONE 11 (1): e0147691. doi: 10,1371 /journal.pone.0147691

Redaktør: Ferenc Gallyas Jr., University of Pecs Medical School, UNGARN

Modtaget: August 28, 2015; Accepteret: 7 januar 2016; Udgivet: 25 januar 2016

Copyright: © 2016 Ederer et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed:. Alle relevante data er inden for papir og dens støtte Information filer

finansiering:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

konkurrerende interesser:. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Mange kræftformer behandles ofte med kemoterapi eller en kombination af kemoterapi og strålebehandling. Mens disse behandlingsregimer har bidraget dels til øget kræft overlevelsesrater [1], er deres brug i forbindelse med både akutte og langsigtede kardiotoksicitet, der over tid kan resultere i slutningen forekommende kardiale komplikationer (for oversigt se Khouri et al. [ ,,,0],2]). Tilsvarende Mulroney et al. (2012) bedømte potentiel vaskulær læsion associeret med adjuverende behandling og kræft overlevende, men de direkte virkninger på det perifere vaskulære system er endnu ikke forstået fuldt [3]. På trods af tegn på endotel funktion som en underliggende kardiovaskulær sygdomsrisiko faktor, har kun få studier undersøgt effekten af ​​adjuverende behandling på denne parameter af hjerte-kar-sundhed [4-6]. I overlevere af børnekræft, Chow et al. (2006) og Dengle et al. (2008) observerede en nedsat brachialarterie flow-medieret dilatation (FMD), en måling af endotel-afhængige dilatation, sammenlignet med raske kontroller. Men disse fund er ikke universelle, som andre har rapporteret nogen forskel i mund- og klovsyge i brystkræftpatienter ≈20 mo efterbehandling i forhold til sund adjuverende terapi naive kontroller [7].

Under dynamisk øvelse muskel stofskifte er afhængig af integration af konvektive og diffusive komponenter i O

2 transportvej [8]. En vigtig komponent til denne bevægelse af O

2 fra atmosfærisk luft til muskel mitokondrier er den perifere mikrokar, som danner et kompleks tredimensional netværk, der understøtter reguleringen af ​​vævsperfusion og O

2 diffusive transport. De negative virkninger af adjuverende kræftbehandling på mikrocirkulationen har tidligere været rapporteret i myocardium som Ammar et al. (2011) demonstrerede et signifikant fald i kapillær nummer i rotter udsat for doxorubicin kemoterapi [9]. På samme måde har andre rapporteret fald i søm fold kapillær densitet hos patienter behandlet med sunitinib-behandling [10]. Hvis der opstår lignende ændringer i skeletmuskulaturen kapillærer effekterne kan forårsage en svækket blod-myocyt O

2 og substrat udveksling fører til fald i muskel O

2 udvinding og arbejdskapacitet [11, 12].

Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er en ikke-invasiv måde at evaluere redoxtilstanden af ​​vævsoxygenering på niveauet i de små blodkar, kapillærer, og intracellulære lokaliteter af O

2 transport og anvendelse [13]. Specielt ændringer i NIRS-afledte deoxygeneret hæmoglobin og myoglobin (Δ [HHb]) giver et pålideligt skøn over fraktioneret væv O

2 udtræk i mikrocirkulationen på forhør [14-19]. Under tiltagende øgning af motion arbejdsbyrde og iltoptagelse (), evaluering af fraktioneret O

2 udtræk i den ordregivende musklen via NIRS kan give værdifuld indsigt i skeletmuskulatur mikrovaskulære funktion. Da kemoterapi og strålebehandling har en kendt effekt på centrale kardiovaskulær funktion, de primære mål for denne undersøgelse var dels at evaluere hvile vaskulær funktion, vurderet via pulsåren flow-medieret dilatation, og vurdere ændringer i muskel iltsvind via NIRS under moderat intensitet rampe øvelse i kræft overlevende tidligere er behandlet med adjuverende behandling. Vi antager, at i) kræft overlevende ville have en nedsat pulsåren flow-medieret dilatation (FMD) reaktion; og ii) har en ændret muskel iltsvind respons under moderat intensitet rampe motion sammenlignet med raske kræft-fri kontrol.

Materialer og metoder

Emner

Otte personer blev rekrutteret til en kræft overlevende gruppe (7 kvinder) og 9 personer til en kontrolgruppe (7 kvinder). Alle kræft overlevende deltagere blev rekrutteret fra reklamer i lokalsamfundet og kræft støttegrupper. Bekræftelse af kræftdiagnose, kræft type, og behandling blev opnået fra hver deltagers aktuelle onkolog eller familie praktiserende læge. Kræft overlevende deltagere var ≥ 2 år fra diagnose med en behandling historie bestående af kemoterapi og /eller strålebehandling (tabel 1). Deltagere i kontrolgruppen blev rekrutteret via lokale reklamer. Personer, der viser interesse med tilsvarende alder og historie for hjertekarsygdomme som kræft overlevende gruppe blev inkluderet i undersøgelsen. Alle deltagerne var fri for alle kendte kardiopulmonær sygdom, mikrovaskulær /perifer arteriesygdom, KOL, astma, lungesygdom, cystisk fibrose og diabetes. Desuden deltagerne var fri for væsentlige tegn eller symptomer på hjerte-kar, pulmonal eller metabolisk sygdom. Rygere og personer med dårligt kontrolleret hypertension (systolisk 160 mmHg), eller igangværende statiner blev udelukket fra undersøgelsen. Også personer, der rapporterede anæmi eller symptomer på anæmi (fx lys ledes, svimmelhed og besvimelse), blev udelukket fra at deltage. Antallet af deltagere blev bestemt baseret på tidligere studier, der evaluerer mikrovaskulære reaktioner under træning [17, 19], og under forudsætning af en fysiologisk relevant 10-15% forskel mellem grupperne for NIRS respons på 80% effekt og en α på 0,05.

Undersøgelse procedurer

Alle eksperimentelle procedurer blev udført på en enkelt formiddag efter en 4 timers hurtig og efter at afstå fra motion, alkohol og koffein i mindst 12 timer. Samtlige forsøg blev udført i en termoneutrale miljø (21-23 ° C). Forud for eksperimentel afprøvning mundtlig og skriftlig samtykke blev opnået fra hver deltager. Alle procedurer blev godkendt af Institutional Review Board for forskning med mennesker ved University of Oklahoma Health Sciences Center, som var i overensstemmelse med Helsinki-deklarationen.

Målinger

Generelle karakteristika.

Body mass index blev beregnet ud fra højden og kropsmasse. Resting arterielle blodtryk blev målt i liggende stilling fra gennemsnittet af tre pulsåren tryk optagelser efter en 5 minutters hvileperiode [20] (Omron BP785N, Hoofddorp, Holland). Nuværende niveau af fysisk aktivitet blev vurderet med Den Internationale fysisk aktivitet Spørgeskema som tidligere beskrevet af Craig et al. [21].

pulsåren Flow Mediated Dilation.

Arteriel endotel-afhængige vasodilator funktion blev evalueret via pulsåren flow-medieret dilatation (FMD) ved hjælp af de retningslinjer, som Harris et al. [22]. Efter en 10 min liggende hvileperiode en automatiseret hurtig manchet inflation blev placeret på den højre arm lige proksimalt til albuen (Hokanson, Bellevue, WA). Anvendelse af ikke-invasiv 2D og Doppler ultralyd udstyret med et lineært array transducer opererer i duplex ved en frekvens på 10M Hz og 4,0 MHz henholdsvis (Logiq S8, GE Medical Systems, Milwaukee, WI), målinger af brachialarterie diameter og betyde blod hastighed blev samtidigt udført. Dopplerhastighedslogudstyr målinger blev udført og korrigeret for en vinkel på insonation mindre end 60 °. Baseline målinger blev udført i 1 minut, på hvilket tidspunkt den pneumatiske manchet blev derefter pustet op til mindst 20 mmHg over hvilende systoliske blodtryk i 5 minutter. Okklusion blev bekræftet ved fraværet af en radial puls. Efter fem minutter okklusion periode manchetten blev udgivet ( 1 s) og kontinuerlige målinger af pulsåren diameter og blod hastighed blev udført i 2 minutter

Baseline og post-okklusion pulsåren diameter blev beregnet ved 15. frames per sekund og gennemsnit i 3 s siloer ved hjælp af en kommercielt tilgængelig kant-detektion og væg-tracking software-pakke, der minimerer investigator skævhed [Vascular Research Tools 6, (medicinsk billedbehandling, Coraville, Iowa, USA)]. MKS blev beregnet som den højeste absolutte (mmΔ) og relative (% Δ) betyder i gennemsnit 3-s diameter efter manchet udgivelse i peak brachialarterie diameter fra den foregående baseline diameter. De baseline og post-okklusion tidsgennemsnitlig gennemsnitlig hastighed (i centimeter per sekund) værdier end hver 3 s sammentrækning cyklus blev beregnet på ultralydssystemet ved hjælp af producentens software på skærmen. data De sammenflettede diameter og hastighed blev tidsjusteret og anvendes til beregning forskydningshastighed [Forskydningshastighed (s

-1) = (4 × betyde blodets hastighed (cm /s) /diameter (cm)]. Stimulus fremkalde brachialarterie dilatation følgende manchet deflation blev beregnet som arealet under forskydningshastigheden (AUC

SR) bestemt under anvendelse af trapezreglen [22]. for at normalisere pulsåren dilation til forskydning stimulus blev MKS respons divideret med den kumulative forskydningshastighed (% Δmm ∙ s

-2) [23].

Incremental Exercise.

ved afslutningen af ​​FMD test, emner hvilede ~ 15 minutter, efterfulgt af en rampe trinvis øvelse protokol om en cyklus ergometer (Lode BV, Groningen, Holland). Efter 1 minuts hvile baseline, fag pedaled ved 60-80 rpm med progressive stigninger i effekt med en hastighed på 15W min

-1 indtil emnet udtrykt fuldt deres ventilatorisk tærskel (VT). opnåelse af VT blev visuelt bestemt i realtid som det tidspunkt, hvor øget ude af proportion i forhold til, og der var en stigning i med nogen stigning i [24]. Efter den trinvise test efter de samme kriterier de og arbejdstempo (der tegner sig for en 30 s betyder responstid) for VT blev bestemt via to uafhængige efterforskere. VT blev valgt som en fysiologisk endepunkt i denne undersøgelse, da det afgrænser grænsen mellem moderate og svære øvelse intensitet domæner [25]. Derudover VT er indsatsen uafhængig og er almindeligt anvendt som en submaksimal indeks af arbejdskapacitet i kliniske og forskningsmæssige anvendelser og er derfor en passende øvelse endepunkt [26]. På grund af fraværet af en læge, alder, og potentiel risiko for negative reaktioner kunne ikke udføres trinvise test til maksimal indsats. I hele den trinvise test metaboliske og ventilatoriske data blev registreret kontinuerligt via en gasudveksling målesystem (Sande 2400, Parvo Medics, Sandy, UT), som blev kalibreret før hver testsession ifølge producentens anvisninger. Under off-line analyse af de 30 s gennemsnitlige middelværdi af pulmonal blev beregnet til 50 W og 30 s forud for VT

Near-infrarød spektroskopi (NIRS) (OxiplexTS;. ISS Champaign, IL). Blev anvendt til måle total muskel mikrovaskulære hæmoglobin + myoglobin koncentration ([Hb]

alt), og iltet ([

2 HBO]) koncentrationer individuelle og deoxygeneret ([HHb]). Den NIRS probe blev anbragt i længderetningen på maven af ​​højre

m

.

vastus lateralis

og sikret ved hjælp af en sammenhængende bandage. Placering af

m

.

vastus lateralis

blev bekræftet manuelt med palpation under aktiv knæ udvidelse og visuelt via 2D ultralyd. Dybden af ​​musklen blev målt fra 2D ultrasound image og anvendt til at korrigere for fedtvæv tykkelse [27]. Der blev ikke observeret bevægelse af sonden under øvelsen test. Under testen blev opbevaret NIRS data ved 25 Hz og gennemsnittet i 1 s placeringer i off-line-analyse.

NIRS system, der anvendes i den foreliggende undersøgelse anvendte lysemitterende dioder, der opererer ved to bølgelængder (690 og 830 nm ) med en optisk-fiber baserede lys og detektor kilde med en adskillelse af 2,5-4,0 cm, som udgør de primære elementer i sensoren. Dette system også dynamisk bestemt og indarbejdet væv spredning og absorptionskoefficienter i NIRS variable beregninger, som er tilladt for absolutte koncentrationer af [Hb]

alt og [HHb] skal beregnes (uM) i modsætning til relative værdier. De forudsætninger og begrænsninger er relevante for denne måleteknik har tidligere været drøftet i detaljer [28]. Kort fortalt, de NIRS-afledte [HHB] er reflekterende af ændringer i muskel deoxygenering inden for de små arterioler, venuler, og kapillærer, og af intracellulær myoglobin [13]. På grund af lignende absorptionsegenskaber af NIRS lysbølgelængder, kan ikke rutinemæssigt der skelnes mellem hæmoglobin og myoglobin [29]. Desuden kan indflydelsen af ​​blodgennemstrømningen i huden og volumen på NIRS signalet ikke ignoreres [30], men har vist sig at bidrage minimalt til NIRS signal [31].

NIRS under inkremental cykling motion har tidligere blevet anvendt til at evaluere redoxtilstanden af ​​mikrovaskulær hæmoglobin og intracellulær myoglobin [16-18]. Ændringer i [Hb]

alt (Δ [Hb]

alt) i hele trinvise test blev taget som et indeks over ændringer i alt mikrovaskulære hæmoglobinkoncentration, som kan opstå som følge af ændringer i den regionale blodvolumen og /eller kapillært hæmatokrit . Det er vigtigt at bemærke, at Δ [Hb]

alt giver ikke en måling af systemisk hæmoglobinkoncentration. Ændringer i [HHb] (Δ [HHb]) blev taget som et estimat for skeletmuskler fraktioneret O

2 udvinding [16-19]. Under off-line analyse blev muskelvæv iltning indeks (TOI) beregnet som TOI = [HbO

2] /([HbO

2] + [HHb]) x 100. Δ [Hb]

alt, Δ [HHb], og ΔTOI blev beregnet som forskellen mellem værdien opnået under de første 30 sekunder af den trinvise test og den gennemsnitlige middelværdi på VT. Disse forskelle blev derefter anvendt til at beregne de individuelle satser koncentrationsændring i forhold til ændringen i. På grund af flere individs manglende evne til at forblive helt i ro (dvs. ingen bevægelse af benet) før starten af ​​motion en sand hvilende tilstand ikke kunne måles. Eftersom den trinvise aktivitetstest begyndte i en ubelastet arbejdsbyrde efterfulgt af en 15 W min

-1 rampe, den gennemsnitlige arbejdsrytme i dette tidsrum var 7,5 W, hvilket svarer til den ubelastede cykling anvendte udgangspunkt i tidligere undersøgelser [16].

Statistisk Analyse

Statistiske analyser blev udført ved hjælp af en kommercielt tilgængelig softwarepakke (SigmaPlot /SigmaStat12.5, Systat software, Point Richmond, CA). Gruppeforskelle blev bestemt ved uparret t-tests. Ventilatorisk, gas udveksling, og NIRS reaktioner på trinvis øvelse blev analyseret ved to-vejs gentagne målinger ANOVA (gruppe x tid), med tiden som den gentagne faktor. For at identificere væsentlige ændringer i den inden for og mellem grupperne en post hoc Holm-Sidak test blev udført. Alle gruppe data er udtrykt som middelværdi ± SE, medmindre andet er angivet. Statistisk signifikans blev erklæret da P 0,05. I betragtning af stikprøvestørrelsen og har brug for at opdage de mindste meningsfulde fysiologiske forskelle, blev effekt størrelse sammenligninger også gjort via Cohens

d

med tærskelværdier for små, moderate, og store effekter som 0,2, 0,5, 0,8 henholdsvis [ ,,,0],32].

Resultater

Generelle karakteristika

Individuelle kræft overlevende karakteristika alder, køn, måneder siden sidste dato for behandling, der anvendes kemoterapi narkotika, og bestråling er præsenteret i tabel 1. tabel 2 beskriver de grundlæggende karakteristika for hver gruppe. Der var ingen signifikante forskelle i alder, højde, vægt og BMI mellem kræft overlevende, og deltagerne kontrol. Resting systolisk, diastolisk og gennemsnitlige arterielle tryk også var ikke forskellige mellem grupperne. I kræft overlevende gruppe 4 (50%) individer blev klassificeret som inaktive, 2 (25%) som minimalt aktiv, og 2 (25%) som aktiv. Kontrolgruppen bestod af 1 (11%) inaktive, 3 (33%) minimalt aktiv, og 5 (56%) aktive individer. Den (CS, 1,10 ± 0,07 l min

-1

vs

Kontrol, 1,21 ± 0,11 l min

-1;.

P

= 0,43) og arbejdsbyrde på VT ( CS, 78,6 ± 5,0 W

vs

Kontrol, 95,4 ± 10,3 W;.

P

= 0,18) var ikke forskellig mellem grupperne, hvilket tyder på et tilsvarende niveau for submaksimal kondition (tabel 2).

pulsåren Flow Mediated Dilation

pulsåren diameter afveg ikke mellem grupperne før manchet inflationen (tabel 3;

P

= 0,24). Efter 5 min af arteriel okklusion, at mund- og klovsyge var ikke forskellig mellem grupperne, når det udtrykkes i absolut (Δmm, tabel 3;

P

= 0,29, ES = 0,53) eller procent-værdier (Δ%, tabel 3;

P

= 0,21, ES = 0,65). De gennemsnitlige gruppe værdier af FMD normaliseret til forskydningshastigheden stimulus er illustreret i fig 1. Svarende til den absolutte FMD (mm) reaktion, MKS normaliseret til forskydningshastigheden stimulus (FMD%) var ikke forskellig mellem grupperne (tabel 3;

P

= 0,98, ES = 0,01).

FMD værdier er vist normaliseret til størrelsen af ​​den hyperæmisk shear stimulus (dvs.% ændring i diameter divideret med AUC

SR ).

Trænings Responses

Middelværdier af NIRS-opnåede skeletmuskulatur mikrovaskulære TOI, [HHb], og [Hb]

alt under rampen cykling motion test er illustreret i figur 2. i de kræft overlevende, TOI forblev på baseline niveau gennem hele testen i forhold til det betydelige fald observeret i kontrol. Der var en signifikant gruppe-for-arbejde sats interaktion for [HHb] (P = 0,01). Musklen [HHb] respons, som blev brugt til at vurdere ændringer i fraktioneret O

2 udvinding, var signifikant lavere i kræft overlevende i forhold til kontrollen ved VT (40,6 ± 0,8 vs. 45,2 ± 2,2 pM;

P

= 0,009, ES = 0,98). I kontrolgruppen, [HHb] blev øget betydeligt over baseline på 50W 36,1 ± 0,4

vs

. 39,6 ± 0,8 pM;

P

0,001) og VT (45,2 ± 2,2 pM;

P

0,001). Imidlertid blev [HHb] steg kun væsentligt over baseline på VT i kræft overlevende (37,1 ± 0,6

vs

40,6 ± 0,9 uM;.

P

= 0,04), hvilket antyder en forsinket stigning i fraktioneret O

2 udtræk i kræft overlevende gruppe sammenlignet med kontroller. Muscle [Hb]

samlet steget betydeligt på 50W (125,5 ± 1,3

vs

129,9 ± 1,9 uM;.

P

= 0,04) og VT (138,9 ± 3,8 uM;

P

0,001) i forhold til baseline i kontrol, mens [Hb]

alt kun er steget på VT i kræft overlevende (121,3 ± 2,0

vs

129,5 ± 2,7;.

P

= 0,002). Den [Hb]

alt på VT blev signifikant reduceret i kræft overlevende i forhold til kontroller (129,5 ± 2,7

vs

138,9 ± 3,8 uM;.

P

= 0,02, ES = 0,96 ). Den hastighed, hvormed TOI (CS, -0,13 ± 0,3

vs

Kontrol, -1,21 ± 0,3 pM l

-1 min

-1;.

P

= 0,02, ES = 1,19) og [HHb] (CS, 2,76 ± 0,54

vs

Kontrol, 4,47 ± 0,99 uM l

-1 min

-1;.

P

= 0,03 , ES = 1,22) steg for en given stigning i hele rampen øvelse testen var signifikant mindre i kræft overlevende i forhold til kontrolgruppen (Fig 3)

Tissue iltning indeks (TOI;. Panel a) i kræft overlevende forblev ved baseline niveauer i hele testen i forhold til den gradvise nedgang observeret i kontrol. Deoxygeneret hæmoglobin ([HHb] Panel B) var signifikant lavere i kræft overlevende i forhold til kontrol ved VT. Total hæmoglobin ([Hb]

alt, Panel C) på VT blev signifikant reduceret i kræft overlevende sammenlignet med kontroller. Værdier er middel ± SE; † P 0,05 signifikant forskellig i forhold til baseline. * P 0,05 signifikant forskellig i forhold til kontroller

Bemærk at den absolutte ændring i TOI og [HHb] som funktion af stigningen under træning var betydeligt mindre i kræft overlevende i forhold til kontroller.. Værdier er gennemsnit ± SE.

Diskussion

Formålet med denne undersøgelse var at evaluere endotel funktion og skelet muskel iltsvind svar til moderat intensitet rampe øvelse i en gruppe af kræft overlevende og raske kontroller. Denne undersøgelse har tre store fund. Først brachialarterien MKS, en ikke-invasiv måling af endothelfunktion, var ikke forskellig mellem kræft overlevende og raske kontroller. Dette fund understøtter ikke den første hypotese. Den anden væsentlige resultater var, at skeletmuskulaturen mikrovaskulær [Hb]

alt og [HHb] blev faldt betydeligt under dynamisk cyklus ergometri i kræft overlevende sammenlignet med raske kontroller. Disse fald tyder på, at muskel mikrovaskulær hæmoglobinkoncentrationen og muskler O

2 ekstraktion var lavere i kræft overlevende gruppe. Endelig disse forskelle resulterede i nedsat ΔTOI og Δ [HHb] i forhold til i kræft overlevende gruppe. Tilsammen tyder disse resultater på, at muskel mikrovaskulære reaktioner på dynamisk øvelse er svækket i kræft overlevende sammenlignet med raske kontroller. I alt disse konklusioner er i overensstemmelse med den anden hypotese, at kræft overlevende har en ændret muskel iltsvind reaktion til moderat intensitet motion. Den faldt muskel deoxygenering antyder tilstedeværelsen af ​​en vis ændring i balancen mellem O

2 levering, O

2 udvinding, og O

2 udnyttelse under træning i kræft overlevende, som til vores viden, repræsenterer de første beviser af potentiel muskel mikrovaskulære toksicitet i kræft overlevende behandlet med adjuverende behandlinger.

endothelial funktion

Behandling med visse kemoterapi kan fremkalde endotel skader og vaskulær dysfunktion. Ito et al. [33] og Gibson et al. [34] udsat rotte aorta for antracyklin kemoterapi, især doxorubicin, og demonstrerede signifikante fald i acetylcholin-induceret endotel-afhængig afslapning inden for få timer efter injektion. Tilsvarende Duquaine et al. [5] viste en signifikant nedsat pulsåren FMD umiddelbart efter infusion af Adriamycin kemoterapi hos brystkræftpatienter. Ligesom kemoterapi, er stråling også blevet vist at akut falde endotel-afhængig vaskulær funktion [35, 36].

Svarende til resultaterne, at kemoterapi akut kan påvirke vaskulær funktion, Chow et al. [4] observeret en nedsat pulsåren mund- reaktioner flere måneder efter antracyklin kemoterapi hos pædiatriske kræftpatienter. Mens tyder på langsigtede negative vaskulære virkninger af kemoterapi, kan deres undersøgelse kun generaliseres til enkeltpersoner behandlet før 21 år gammel. I den foreliggende undersøgelse brachialarterie MKS var upåvirket af tidligere udsættelse for kemoterapi eller en kombination af kemoterapi og strålebehandling sammenlignet med kontroller. I en lignende undersøgelse design, Jones et al [7] viste ingen forskel i brachialarterien MKS i brystkræftpatienter ca. 20 mo efter kemoterapi sammenlignet med raske kontroller. De foreliggende fund i kombination med de Jones et al. [7] tyder på, at de langsigtede virkninger af kemoterapi og strålebehandling i de store conduit arterier kan være minimal, hvilket kan indikere, at vaskulaturen, i det mindste inden pulsåren, kan have evnen til at genoprette sine dilativ kvaliteter i årene efter behandling. En eksperimentel overvejelse at bemærke ved fortolkningen af ​​lignende pulsåren Mund- og klovesygen mellem kræft overlevende og kontroller er den vaskulære heterogenitet, der eksisterer mellem lemmer. Selv om regional brachialarterie FMD traditionelt er blevet anvendt som et indeks for global vaskulær sundhed, nylig dokumentation advarer kraftigt mod at ekstrapolere resultaterne fra et enkelt led til hele kroppen, da det nu anerkendes, at endotel og vaskulær udviser glat muskulatur heterogenitet tværs af perifere vaskulatur [37]. Specifikt Begynder et al. (2004) viste, at endotelet-afhængige vaskulære reaktioner i den femorale arterie er signifikant forskellige i forhold til brachialarterien [37]. Det er derfor afgørende, at resultaterne fra denne undersøgelse ikke anvendes som en omfattende indeks af den globale vaskulær sundhed, og at en mere trykstyrke vurdering af vaskulær funktion i flere vaskulære senge kræves i kræft overlevende befolkning.

mikrovaskulær svar til at udøve

VT udtrykt som både et arbejde sats og var ens mellem grupperne. VT tilvejebringer en ikke-invasiv måling af laktatgrænsepulsen, som tilsammen afgrænser grænsen mellem moderat og svær intensitet øvelse domæner og forekommer ved ~ 50% [24]. Derudover VT er indsatsen uafhængig og er almindeligt anvendt som en submaksimal indeks af arbejdskapacitet i kliniske og forskningsmæssige anvendelser [26]. Den tilsvarende VT mellem grupperne er i overensstemmelse med de tilsvarende niveauer af selvrapporteret fysisk aktivitet i hver gruppe.

NIRS.

Under trinvis øvelse muskel [HHb] gradvist stiger lineært som funktion af træningsintensiteten op til ~ 75-90% og afspejler skeletmuskulatur mikrovaskulære O

2 udvinding [16, 17]. Svarende til tidligere arbejde, nærværende undersøgelse observerede betydelige stigninger i [HHb] hele trinvis motion test op til VT. Men på VT muskel [HHb] var signifikant lavere i kræft overlevende sammenlignet med raske kontroller, hvilket tyder på en signifikant nedsat skeletmuskulatur mikrovaskulære O

2 udsugning ved den højere træningsintensitet (figur 2). Denne konklusion understøttes af den nedsatte Δ [HHb] for en given stigning i de kræft overlevende i forhold til kontrol, hvilket tyder på, at den hastighed, hvormed mikrovaskulære O

2 udvinding steget i forhold til var signifikant svækket i kræft overlevende. Disse resultater viser, at evnen til at øge fraktioneret O

2 ekstraktion som de metaboliske krav motion øget kan være nedsat hos denne patientgruppe.

Forskellene i skeletmuskulatur mikrovaskulære [HHb] under træning observeret i aktuelle undersøgelse svarer til dem rapporteret i andre patientgrupper [38], og som følge af langvarigt sengeleje [39, 40]. I post-myokardieinfarktpatienter stigningen i musklen [HHb], evalueret ved brug NIRS, var signifikant lavere sammenlignet med raske kontrolpersoner under overgangen fra hvile til toppe cykle motion, som også var signifikant korreleret med peak aerobe kapacitet [38]. Tilsvarende i raske personer udsat for sengeleje, ændringen i skeletmuskulatur mikrovaskulære [HHb] reaktioner i

m

.

vastus lateralis

, også vurderet ved hjælp af NIRS, under dynamisk øvelse var signifikant faldet i forhold til før sengeleje værdier. Tilsammen fremhæve disse tidligere undersøgelser de negative mikrovaskulære ændringer i forbindelse med akut hjerte-kar-fornærmelse og fysisk inaktivitet, som begge kan forekomme efter adjuverende behandling af kræft [41]. Resultaterne af denne undersøgelse, der observerede en væsentligt reduceret Δ [HHb] som en funktion af i en gruppe af kræft overlevende i forhold til ubehandlede kræftbehandling naive kontroller dokumenterer, at faktorer associeret kræft overlevelse og tidligere behandling med adjuverende behandling negativ indvirkning de faktorer forbundet med O

2 ekstraktion. I betragtning af at profilen af ​​mikrovaskulære O

2 ekstraktion under trinvis øvelse er bibringe afhængig muskler og muskel blodgennemstrømning; disse resultater tyder på, at faldet O

2 udtræk i kræft overlevende under moderat intensitet motion kan være blevet opvejet af en øget muskel blodgennemstrømning. Mens muskel blodgennemstrømning ikke blev målt i denne undersøgelse, de tilsvarende FMD reaktioner mellem kræft overlevende og kontroller tyder på, at endotel-afhængig vasodilation under træning kan også have været ens. Også under moderat intensitet motion eksisterer en betydelig minutvolumen reserve, som kan have tilladt for en kompenserende øget muskel blodgennemstrømningen i følge af den nedsatte O

2 udtræk til en given stofskifte i kræft overlevende, således at der på passende stige med stiger i arbejdsbyrden. Fremtidige undersøgelser skal afgøre, om kontrollen af ​​blodgennemstrømningen ændres under dynamisk motion og hvordan det påvirker den muskel [HHb] respons i kræft overlevende.

Determinanter for O

2 ekstraktion.

Under dynamisk øvelse O

2 ekstraktion er afhængig af integrationen af ​​centrale “og” perifere “faktorer, som omfatter: muskel DO

2, kapillær muskel O

2 konduktans, muskel blodgennemstrømning, blodgennemstrømning heterogenitet, arteriel O

2 indhold, og muskel kapacitet oxidativ og kan matematisk udtrykkes som: 1 -e-

DO2 /(β ∙ Q) (DO

2, O

2 diffunderer kapacitet