University of Oulu

Cardiovascular autonomic function in coronary artery disease patients with and without type 2 diabetes : significance of physical activity and exercise capacity

Saved in:
Author: Karjalainen, Jaana
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Department of Internal Medicine
Oulu University Hospital
Verve Research, Department of Exercise and Medical Physiology
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.9 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526202723
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2013
Publish Date: 2013-12-03
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 8 of Oulu University Hospital, on 13 December 2013, at 12 noon
Tutor: Professor Heikki Huikuri
Docent Mikko Tulppo
Docent Arto Hautala
Reviewer: Docent Kari Kalliokoski
Docent David Laaksonen
Description:

Abstract

Coronary artery disease (CAD) and type 2 diabetes (T2D) are associated with cardiovascular autonomic dysfunction, which is widely used as a predictor of mortality in cardiovascular diseases. The determinants of autonomic dysfunction in CAD patients with or without T2D are not well known. The aim of this thesis was to examine the determinants of cardiovascular autonomic function in healthy subjects and CAD patients with and without T2D. A second aim was to study the prognostic value of autonomic function in the patient population. A third aim was to study the effects of exercise prescriptions on physical activity and exercise capacity in the patient groups.

The association between heart rate (HR) variability and physical activity was examined by means of 24-hour recordings in 45 healthy adults. The determinants and prognostic value of autonomic function, measured by HR recovery, HR variability, and HR turbulence, were assessed in 1060 CAD patients (50% were patients with T2D). Physical activity was measured before and after a six-month exercise prescription in 44 CAD patients without T2D and 39 CAD patients with T2D.

In healthy patients, short-term HR variability indexes and the complexity properties of HR were influenced by physical activity, whereas long-term HR variability indexes remained relatively stable at various activity levels, making them robust indexes for assessment of autonomic function during ambulatory conditions. In CAD patients, exercise capacity was the most important determinant of autonomic function in addition to physical activity, age, presence of T2D, and left ventricular systolic function. During a 2-year follow-up, autonomic dysfunction predicted cardiovascular events only in CAD patients with T2D, but did not provide independent prognostic information after multivariate adjustment when high-sensitivity C-reactive protein, a marker of inflammation, remained as an independent predictor. CAD patients with T2D were physically less active than patients without T2D. Exercise prescription promoted a more active lifestyle and improved exercise capacity in both patient groups.

In conclusion, cardiovascular autonomic dysfunction in CAD patients with and without T2D is closely related to low exercise capacity and physical activity, which both can be increased by exercise prescriptions. Autonomic dysfunction predicts short-term cardiovascular events only in CAD patients with T2D, but is not as strong an independent predictor as low-grade inflammation.


Tiivistelmä

Autonomisen hermoston toiminnan häiriö on yleinen komplikaatio sepelvaltimotaudissa ja tyypin 2 diabeteksessa (T2D), ja sen tiedetään olevan itsenäinen kuolleisuutta ennustava tekijä. Autonomista säätelyä selittäviä tekijöitä ei kuitenkaan tunneta hyvin. Tässä tutkimuksessa selvitettiin autonomisen hermoston toimintaa selittäviä tekijöitä kolmessa ryhmässä: osa tutkittavista oli terveitä, osalla oli sepelvaltimotauti ja T2D, ja osalla pelkästään sepelvaltimotauti. Lisäksi tutkittiin, miten autonominen säätely vaikuttaa sepelvaltimotautipotilaiden ennusteeseen sekä miten liikuntaohjelma vaikuttaa heidän fyysiseen aktiivisuuteensa ja suorituskykyynsä.

Sykevaihtelun ja fyysisen aktiivisuuden välistä yhteyttä selvittävään tutkimukseen osallistui 45 tervettä henkilöä. Autonomisen hermoston toimintaa selittäviä tekijöitä ja sen ennustearvoa tutkittiin 1060 sepelvaltimotautipotilaalta, joista puolet sairasti T2D:ta. Näistä potilaista valittiin satunnaisotannalla kuuden kuukauden liikuntaohjelmaan ja fyysisen aktiivisuuden mittauksiin 44 sepelvaltimotautipotilasta, joilla ei ollut T2D:ta, ja 39 potilasta, jotka sairastivat T2D:ta.

Terveillä henkilöillä lyhyen aikavälin sykevaihtelumuuttujat olivat yhteydessä fyysiseen aktiivisuuteen, mutta pitkän aikavälin sykevaihtelumuuttujissa tätä yhteyttä ei havaittu. Sepelvaltimotautipotilailla vahvimmiksi autonomista säätelyä selittäviksi tekijöiksi osoittautuivat maksimaalinen suorituskyky, fyysinen aktiivisuus, ikä, T2D ja vasemman kammion ejektiofraktio. Poikkeava autonominen säätely ennusti sydän- ja verisuonitautitapahtumia kahden vuoden seurannan aikana vain T2D:ta sairastavilla sepelvaltimotautipotilailla, mutta sillä ei ollut itsenäistä ennustearvoa, kun vakioitiin muilla riskitekijöillä. Lopulta ainoa huonon ennusteen merkki oli tulehdustilaa kuvaava herkkä CRP. T2D:ta sairastavat sepelvaltimotautipotilaat olivat fyysisesti passiivisempia kuin pelkästään sepelvaltimotautia sairastavat. Yksilöllinen liikuntaohjelma lisäsi korkean intensiteetin fyysistä aktiivisuutta ja paransi suorituskykyä molemmissa potilasryhmissä.

Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että sepelvaltimotautipotilailla autonomisen hermoston toiminnan häiriö on yhteydessä vähäiseen fyysiseen aktiivisuuteen ja heikkoon fyysiseen kuntoon. Molempiin tekijöihin voidaan vaikuttaa positiivisesti liikuntaohjelmalla. Poikkeava autonominen säätely ennustaa lyhyen aikavälin sydän- ja verisuonitautitapahtumia vain T2D:ta sairastavilla sepelvaltimotautipotilailla. Se ei kuitenkaan ole yhtä vahva itsenäinen ennustaja kuin tulehdusta kuvaava herkkä CRP.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-0272-3
ISBN Print: 978-952-62-0271-6
Issue: 1217
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.