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Ungleichgewichte im Hydratationsstatus können sich kurzfristig auf direkte und indirekte Determinanten der Sauerstoffaufnahme und des Pulses sowie auf die prognostischen Faktoren Morbidität und Mortalität bei ischämischen Herzerkrankungen auswirken. Dieses Protokoll beschreibt die Technik zur Beurteilung des Hydratationsstatus durch bioelektrische Impedanzvektoranalyse und kardiopulmonale Reaktion während des Belastungstests.
Die ischämische Herzkrankheit (IHD) stellt eine Gruppe klinischer Syndrome dar, die durch eine myokardiale Ischämie gekennzeichnet sind, die zu einer Beeinträchtigung der myokardialen Blutversorgung und einer beeinträchtigten Durchblutung führt. Mehrere klinische Variablen, die durch einen Stresstest bewertet wurden, wie Sauerstoffaufnahme (VO2) und Herzfrequenz-Sauerstoffpuls (HR/O2), wurden als kardiopulmonale prognostische Faktoren bei Patienten mit IHD zugeordnet. Andere Faktoren wie der Hydratationsstatus (HS), die möglicherweise die kardiopulmonale Reaktion beeinflussen, wurden jedoch kaum berücksichtigt. Unausgeglichene HS hat eine kurzfristige Wirkung auf das Plasmavolumen und das sympathische Nervensystem, was sich auf das Blutvolumen auswirkt und VO2 und HR/O2 senkt. In jüngster Zeit wurde die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), eine Methode, die auf dem Widerstand von Körpergeweben (einschließlich Flüssigkeitsvolumen) gegen einen niedrigen elektrischen Strom basiert, häufig zur Beurteilung von HS verwendet, indem zwei Komponenten erhalten wurden: Widerstand (R) und Reaktanz (Xc) und Vorhersageformeln verwendet wurden. Mehrere Einschränkungen wie chronische Krankheiten oder abnormaler Flüssigkeitsstatus können jedoch die Ergebnisse beeinflussen. In diesem Sinne sind alternative BIA-Methoden, wie die bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA), relevant geworden. R und Xc (um die Höhe angepasst) ergeben einen Vektor, der auf dem R/Xc-Diagramm aufgetragen wird, was es ermöglicht, den HS entsprechend dem Abstand des Mittelwertvektors als normal oder abnormal zu interpretieren. Diese Studie zielt darauf ab, zu beschreiben, wie HS mittels BIVA mit einem Einfrequenzgerät bestimmt werden kann, und die Ergebnisse mit dem kardiopulmonalen Ansprechen bei Patienten mit IHD zu vergleichen.
Die ischämische Herzkrankheit (IHD) stellt eine Gruppe klinischer Syndrome dar, die durch eine myokardiale Ischämie gekennzeichnet sind, eine Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage im Myokardblut. Der zugrundeliegende pathophysiologische Defekt umfasst eine unzureichende Durchblutung, hauptsächlich aufgrund einer atherosklerotischen Erkrankung der epikardialen Koronararterien 1,2,3. Im Allgemeinen ist das Vorliegen von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) weit verbreitet und zeigt weltweit ein schlechtes Überleben4. Insbesondere im Jahr 2015 trug IHD zu etwa 9 Millionen Todesfällen und mehr als 160 Millionen behinderungsbereinigten Lebensjahren bei, und auch heute noch ist IHD eine der Haupttodesursachen und begünstigt die Belastung durch Herzerkrankungen auf der ganzen Welt5.
Um sowohl das Vorhandensein als auch die Prognose von IHD zu beurteilen, werden routinemäßig einige nicht-invasive Verfahren wie der Belastungstest (EST) eingesetzt. EST bietet eine Bewertung der Gesamtleistung des kardiovaskulären, muskulären, pulmonalen, hämatopoetischen, neurosensorischen und skelettalen Systems, wenn die maximal tolerierbare Belastung unter dem EST6 auftritt.
Unter normalen Bedingungen wären physiologische Anpassungen während des Trainings zu erwarten. Während des Trainings treten mehrere Veränderungen auf, wie eine dynamische Veränderung der Flüssigkeit im Blut innerhalb des Gefäßkompartiments, die Verringerung des Plasmas und des Blutvolumens sowie die Erhöhung der Hämatokrit- und Plasmametabolitenkonzentrationen. Das reduzierte Plasmavolumen normalisiert sich etwa 1 Stunde nach dem Training, was auch je nach individuellem Trainingsniveau und Wasserauffüllung variieren kann7.
IHD kann jedoch zu einer akuten Beeinträchtigung der Reaktion auf das Training führen, die die EST-Leistung in einigen Variablen beeinflusst, die aerobe Kapazität und Belastungstoleranz umfassen, wie z. B. Sauerstoffaufnahme (VO2) und Herzfrequenz/Sauerstoffpuls (HR/O2)8. Kürzlich wurde der Hydratationsstatus (HS), ein Maß für das im Körper enthaltene Wasser1, als ein Faktor vorgeschlagen, der mit dem Plasmavolumen verbunden ist und den Blutfluss und die Viskosität verändern kann. HS wurde auch mit dem systolischen Volumen, der Herzfrequenz und der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz in Verbindung gebracht, die Determinanten von VO2 sind. Darüber hinaus beschreiben einige Studien den Zusammenhang von HS mit einer geringeren kardiopulmonalen Reaktion (kardiale chronotrope und inotrope, VO2 und HR/O2)9.
Darüber hinaus wurden mehrere Faktoren wie Alter, Umweltbedingungen, das Maß an körperlicher Aktivität/Bewegung und Ernährungsfaktoren wie Flüssigkeitsaufnahme beschrieben, die an der HS-Bilanz10 beteiligt sind. Ebenso können pathophysiologische Bedingungen wie IHD und sein Fortschreiten HS11 beeinflussen.
Obwohl HS eng mit kardiopulmonalen, biologisch-umweltbedingten Reaktionen oder Lebensstilfaktoren zusammenhängt, wurde die besondere Assoziation von IHD in der Bevölkerung mit früheren Erkrankungen nur spärlich behandelt; und sie stellt eine erhebliche Herausforderung für die klinische Forschung dar, insbesondere aufgrund der Bewertung früher Stadien sowie der Anforderung an zuverlässige und standardisierte Methoden zur Bewertung der HS.
Um dies zu beheben, kann die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), eine praktische, nicht-invasive und kostengünstige Methode, zur Abschätzung der Körperzusammensetzung in einem klinischen Umfeld verwendet werden, wurde aber auch als alternative Methode zur Bewertung von HS vorgeschlagen, die Vorteile gegenüber anderen Methoden wie Biomarkertests (Urin- oder Plasmaosmolalität) aufgrund der hohen Variabilität der Ergebnisse und sogar gegenüber der Goldstandardmethode (Isotopenverdünnung) aufgrund der Komplexität der Technik aufweist. erfordert eine spezielle Ausbildung und eine teure Ausrüstung, die klinisch unpraktisch wird 12,13,14,15.
Die konventionelle BIA-Methode wendet eine alternierende, niedrige elektrische Stromstärke (unterhalb der Wahrnehmungsschwellen) an, die in den menschlichen Körper eindringt und inneres Gewebe durchquert. Basierend auf dem Prinzip, dass Körperorgane als elektrische Leiter oder Dielektrika fungieren können, können wir dann ein Register der elektrischen Impedanz (oder bioelektrischen Impedanz [Z]) erhalten, das den Widerstand der Organe gegen den frei angelegten elektrischen Fluss (EF) widerspiegelt, abhängig von ihrer Zusammensetzung (Fett oder Muskelmasse, Knochen, Wasser usw.). 12. Z-Quellen sind hier Widerstand (R) und Reaktanz (Xc). Ersteres hängt mit der Opposition der EF in zellulären ionischen Lösungen (intrazellulär und extrazellulär) zusammen, während letzteres eine kapazitive Komponente von Gewebegrenzflächen, Zellmembranen und Organellen ist12.
Darüber hinaus ist die bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA) ein alternativer BIA-Methodenansatz, der räumliche Beziehungen zwischen R und Xc (beide durch die Höhe angepasst) verwendet, um die Weichteilhydratation zu beurteilen. Die R- und Xc-Daten werden auf einem bivariaten Widerstands-Reaktanz-Diagramm dargestellt, das die Visualisierung der Körperzusammensetzung und HS12,16 ermöglicht.
In Anbetracht des weniger erforschten Gebiets des HS-Gleichgewichts im Zusammenhang mit kardiopulmonalen Erkrankungen sowie des wachsenden Interesses, neue Anwendungen von Methoden wie BIVA bei der Bewertung von HS zu charakterisieren, zielt diese Studie darauf ab, HS nach der BIVA-Methode zu bestimmen und die HS-Beziehung zu VO2 und HR/O2 bei ambulanten Patienten mit IHD zu analysieren.
Die Ethikkommission für institutionelle Forschung des Centro Médico Nacional "20 de Noviembre", ISSSTE, hat dieses Protokoll genehmigt (ID 383.2019). Alle eingeschriebenen Patienten unterschrieben eine schriftliche Einverständniserklärung.
1. Vor der Messung der bioelektrischen Impedanzanalyse (BIA)
HINWEIS: Das BIA-Protokollverfahren wird mit einem bioelektrischen Einfrequenzimpedanzgerät gemessen (Materialtabelle). Dieses Gerät liefert zwei Werte (Widerstand und Reaktanz) bei 50 kHz. Außerdem ist das hier beschriebene BIA-Protokoll spezifisch für das verwendete bioelektrische Einfrequenz-Impedanzgerät.
2. BIA-Messungen
3. Analyse und Bewertung des Hydratationsstatus durch BIVA
HINWEIS: Bevor Sie mit der BIA-Analyse beginnen, müssen Sie die BIVA-Software (Table of Materials) herunterladen. Beachten Sie, dass die BIVA-Software eine Tabelle mit Daten aus verschiedenen Populationen und Referenzwerten von Resistenz und Reaktanz ist, die nach Geschlecht geordnet sind18.
4. Vor Beginn des Belastungstestprotokolls (EST)
HINWEIS: Das Belastungstestprotokoll (EST)20,21 wird mit einem speziellen medizinischen Laufband gemessen (Materialtabelle). Die EST wird nach dem modifizierten Bruce-Rampenprotokoll20,21 durchgeführt und von einem erfahrenen Kardiologen überwacht.
5. Durchführung des EST
Zunächst wurden R- und Xc-Daten (beide angepasst an die Körpergröße des Patienten), die vom Einfrequenzgerät (SF-BIA) registriert wurden, verwendet, um das BIVA-R/Xc-Diagramm zu erhalten. Zweitens klassifizierten wir den Hydratationsstatus als Euhydratation, Hyperhydratation und Hypohydratation. Repräsentative Hydratationsdaten von männlichen Patienten, die mit Kreis und Dreieck dargestellt sind, im Alter von 66 Jahren und 67 Jahren, mit einem Gewicht von 72,2 kg und 72,3 kg, einer Größe von 169 cm und 163 cm, s...
Obwohl BIA als sichere, praktische und nicht-invasive Methode angesehen wird, die die Einschränkungen anderer Methoden zur Messung der Körperzusammensetzung und des Körperwassers überwindet19,23, ist es relevant, die potenzielle Verzerrung in Bezug auf die Art der bioelektrischen Impedanz (die hier beschriebene Methode ist spezifisch für ein bioelektrisches Einfrequenz-Impedanzgerät) oder die Variation in den Schritten und technischen Verifizierungsmethoden...
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
An den Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), der das CVU-Stipendium 1004551 für Dulce María Navarrete de la O während ihres MSc-Studiums gesponsert hat.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BIVA Tolerance | BIVA SOFTWARE 2002 | Piccoli A, Pastori G: BIVA software. Department of Medical and Surgical Sciences, University of Padova, Padova, Italy, 2002 (available at E-mail:apiccoli@unipd.it). | |
Cardiopoint ECG C600 | BTL | 407-80MANEN03100 | ELECTROCARDIOGRAPH |
Cardiopoint Trolley | BTL | 40700B000240 | TROLLEY |
Portable Digital Flat Scale | SECA | 813 | DIGITAL FLAT SCALE |
Portable Stadiometer | SECA | 213 | STADIOMETER |
Quantum IV | RJL SYSTEMS | Q4B-2405 | BIOELECTRIC IMPEDANCE ANALYZER |
Treadmill Clinical | BTL | 216A18 | TREADMILL |
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