Ορμονικές μεταβολές αιμοκαθαιρόμενων ασθενών που υποβάλλονται σε άσκηση κατά τη διάρκεια της συνεδρίας της αιμοκάθαρσης

Abstract

Our study has closely examined firstly the hormonal alterations which are observed in patients with chronic renal failure who are submitted to exercise training during hemodialysis session and impact their cardiovascular, musculature and the autonomous neural system. We also noticed that exercise training during a dialysis session was a feasible, effective and safe therapeutic method as well as it can provide a better quality of life to the patient. The evaluation of incretory alterations of dialysis patients who were submitted to therapeutic exercise training, during the dialysis session, is a prototypic procedure. This program of systematic exercising is applied in our renal unit for the first time in Greece. Participation in rehabilitation programs is considered a simultaneous therapeutic method for end stage renal disease patients, because there are benefits for the cardiovascular function, improvement of the muscular atrophy and ventilation parameter as well as work capacity amelioration. Sixty four maintained dialysis patients who were submitted to a four hour session three times per week were observed in our research. The patients were divided in two the following groups: a. Group A (32 patients, mean age: 51, 61 years) consisted of patients who participated in a six month supervised rehabilitation program during hemodialysis session. The supervision was carried out by a nephrologist with the support of two physical education teachers in charge, specialized in this physical field and b. Group B (32 patients, mean age: 54,37years) consisted of exercise training patients used as controls, who underwent periodical four hour hemodialysis session three times a week, and were of proportional somatometric parameters. Patients underwent laboratory tests for the determination of hematological and biochemical parameters. Their cardiovascular and respiratory system was examined thoroughly, and patients with severe cardiac arrhythmias and unsteady coronary disease were excluded from the study. The study patients were subjected to full hematological and biochemical tests. The duration of hemodialysis was 62,12 months for group A and 60,15 for group B. The training sessions were performed in a frequency of 3 times weekly, for 60 minutes each time, during the first two hours of their hemodialysis session with a bed ergometer Motomed Letto type 713/W/498. The bed bicycle ergometers offer passive and active exercise, with increasing watt charge and by changing the velocity from 10 to 70 rpm. The first blood collection for the hormonal measurements was carried out at the end of the pre-exercise period (warm-up period, which lasted two months), the second at the end of the program, six months later and the third collection four months after the ending of the program, in order to estimate the impact of therapeutic exercise on hormonal levels. The results of the measurements for each hormone showed: Plasma rennin activity of patients in both groups did not exhibit any statistical significant difference among the three phases of the program. The correlation study between the two groups and the multiple linear regression has demonstrated no significant statistical difference. Aldosterone measurements of exercise training patients in group A have shown a significant statistical augmentation during the six month period, but it did not last during the third period. The control group B tests showed no remarkable alterations in the hormone. Triiodothyronine plasma levels were elevated at the end of the first hour of the exercise at the beginning and at the end of the six-month therapeutic exercise training. The hormonal levels in group B did not demonstrate any significant change. The correlation study and the multiple linear regression between the two groups did not show a significant statistical difference. Thyroxine levels alterations were similar to the triiodothyronine ones. The significance of elevation of the hormone, during the first period, was more intense than those of T₃. During the rehabilitation period a relevant increase of thyroxine levels was noticed in patient group A which was stabilized four months later during the recovery period. In group B the hormone measurements remained at lower levels, with mild alterations during the study period. Thyroid stimulating hormone (TSH) elevations were observed at the end of exercise and an hour later. When we analyzed the results by t-student study or linear regression, we did not find any significant statistical difference between the exercise training A and control group B. Cortisol was elevated from the beginning of the exercise program and remained at high levels for an hour after the end of the program, and when the results of both groups were analyzed by t-student study or linear regression, no significant statistical difference was observed. In the recovery period, four months later, cortisol plasma levels were lower than at the beginning of the exercise and were identical to those in group B. The linear regression analysis showed significant statistical difference between the two groups. Atrial Natriuretic Peptide (ANP) plasma levels changed proportionally, in both groups during the hemodialysis session. It is known that during the dialysis session fluid removal and pursuing euvolaemia, provoke gradual reduction of the initially high levels of ANP. The hormone was decreased by the end of the first hour of exercise and during the three periods of study and this decrease was statistically significant. But the discrepancy was not statistically significant between the two groups. Epinephrine was increased at the beginning of the program and was maintained at increased levels to the end of the therapeutic exercise program. The average levels of the hormone were lower during the recovery period. In control group B we did not notice any alteration in hormone levels. In both patient groups, the analysis by t-student study of the hormone measurements showed a statistically significant difference at the beginning and at the end of the six month program. Multiple linear regression analysis revealed significant statistical difference between the two patient groups. Norepinephrine showed similar to epinephrine alterations. The observed elevated rates of the hormone after the first hour of the exercise compared to the epinephrine levels of hemodialysis patients control group, were found statistically significant different. Four months later during the recovery period, the hormone returned to its initially observed levels and did not indicate any statistical difference in both of the patient groups. We are aware of the difference in production of endothelin-1 in exercising and non-exercising muscles and that after the first hour of isovolaemic hemodialysis the plasma endothelin levels remain stable. What was observed is a statistically significant endothelin reduction only in the exercising group at the beginning of the program. The dialysis patients in the control group did not demonstrate any remarkable change in hormone levels. The results analysed by t-student study showed significant statistical difference between the groups. The multiple linear regression analysis showed elevated difference of statistical significance between the two patient groups. These results are representative of a possible positive effect of exercise on the endothelial function. The hormone β-endorphin was increased in the group who participated in a six month physical exercise program. The benefits of the exercise were confirmed by elevated endorphin’s rates throughout the program and during the recovery period as well. The hormone measurements in group B did not show any significant alteration. Both t-Test and multiple linear regressions established the statistically significant elevation of the hormone in the exercise treatment patient group. Parathormone (PTH) was decreased in both groups. The statistical analysis by multiple linear regressions in repeated measurements did not display any significant difference between the groups. The study demonstrated that the physical training rehabilitation program was beneficial to our patients, as: it was safe for them, it augmented their physical capacity and it appeared to improve their quality of life. The outcome of our study established that long term exercise improves the function of their autonomous nervous system. The stress related hormones were found elevated in the blood during the exercise, but four months after the end of the program they were decreased, which is a factor of favorable influence on the patients’ cardiovascular system. The observed variation in thyroid hormones seems to be related to the increased muscular demands of the patients. Exercising patients, felt more confident, healthier and the quality of their life was improved probably because of the high levels of β-endorphin. More long-termed studies in the future aim at better life quality for patients with chronic nephropathy as well as chronic hemodialysis patients.

Η παρούσα μελέτη πραγματεύεται τις ορμονικές μεταβολές, που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της φυσικής άσκησης των αιμοκαθαιρομένων ασθενών και επηρεάζουν το καρδιαγγειακό, μυϊκό και το αυτόνομο νευρικό σύστημα των ασθενών. Διαπιστώθηκε ότι η συστηματική θεραπευτική άσκηση είναι μία ασφαλής μέθοδος που μπορεί να εφαρμοσθεί κατά τη διάρκεια της συνεδρίας της αιμοκάθαρσης και συμβάλλει στη βελτίωση της ποιότητας ζωής των αιμοκαθαιρομένων ασθενών. Το πρωτότυπο της εργασίας μας έγκειται στο ότι για πρώτη φορά ελέγχονται οι ενδοκρινικές μεταβολές σε αιμοκαθαιρόμενους ασθενείς, που υποβάλλονται σε άσκηση και μάλιστα κατά τη διάρκεια της συνεδρίας της αιμοκάθαρσης. Το πρόγραμμα της συστηματικής εκγύμνασης εφαρμόζεται για πρώτη φορά στην Ελλάδα και τα πρώτα αποτελέσματα που αφορούν τις μορφολογικές και τις λειτουργικές προσαρμογές, έχουν ήδη καταγραφεί. Η μελέτη μας περιέλαβε 64 ασθενείς με τελικού σταδίου χρόνια νεφρική ανεπάρκεια (ΧΝΑ), που υποβάλλονταν σε περιοδική αιμοκάθαρση, διάρκειας τεσσάρων ωρών, τρεις φορές την εβδομάδα. Οι ασθενείς χωρίσθηκαν σε δύο ομάδες: Ομάδα A που αποτελείτο από 32 ασθενείς, με μέσο όρο ηλικίας 51,61 έτη. Τα άτομα της ομάδας A συμμετείχαν σε εξαμηνιαίο εποπτευόμενο πρόγραμμα φυσικής αποκατάστασης, κατά τη διάρκεια της αιμοκάθαρσης, το οποίο διεξαγόταν υπό την επίβλεψη ιατρού νεφρολόγου και με την ευθύνη ειδικών γυμναστριών. Ομάδα Β που ορίσθηκε ως ομάδα ελέγχου και περιελάμβανε 32 ασθενείς, που υποβάλλονταν σε περιοδική αιμοκάθαρση, διάρκειας τεσσάρων ωρών, τρεις φορές την εβδομάδα, με μέσο όρο ηλικίας 54,37 έτη και ανάλογα σωματομετρικά χαρακτηριστικά. Το χρονικό διάστημα που υποβάλλονταν σε αιμοκάθαρση ήταν 62,12 μήνες για την ομάδα A και 60,15 μήνες για την ομάδα Β. Πριν την έναρξη του προγράμματος ελέγχθηκε πλήρως το καρδιαγγειακό και αναπνευστικό σύστημα των ασθενών και αποκλείσθηκαν της μελέτης άτομα με σοβαρού βαθμού καρδιακή αρρυθμία και ασταθή στηθάγχη. Στη συνέχεια ακολούθησε πλήρης αιματολογικός και βιοχημικός έλεγχος των υπό μελέτη ασθενών. Η εκγύμναση έγινε με ειδικά εργοποδήλατα τύπου Motomed Letto 713/W/498 που προσαρμόσθηκαν στην κλίνη του ασθενούς. Τα συγκεκριμένα εργοποδήλατα έχουν τη δυνατότητα παθητικής αλλά και ενεργητικής εκγύμνασης, με αύξηση της επιβάρυνσης σε Watt καθώς και μεταβολής της ταχύτητας από 10 σε 70rpm. Η πρώτη συλλογή των δειγμάτων αίματος για τις μετρήσεις των υπό μελέτη ορμονών, έγινε στην αρχή του προγράμματος, αφού είχε προηγηθεί διμηνιαίο στάδιο προσαρμογής. Η δεύτερη έγινε στο τέλος του προγράμματος, δηλαδή μετά παρέλευση εξαμήνου, ενώ η τρίτη συλλογή στην περίοδο της αποθεραπείας, προκειμένου να αξιολογηθεί η επίδραση της άσκησης στα επίπεδα των ορμονών, τέσσερις μήνες μετά το τέλος της θεραπευτικής άσκησης. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων ανά ορμόνη έδειξαν ότι: Η δραστικότητα ρενίνης πλάσματος των υπό άσκηση ασθενών και της ομάδας ελέγχου στην έναρξη, στο τέλος του προγράμματος και στην περίοδο αποκατάστασης δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντική μεταβολή. Η συσχέτιση των τιμών μεταξύ των ομάδων και η δοκιμασία ανάλυσης διακύμανσης δεν έδειξαν επίσης στατιστικά σημαντική μεταβολή. Η αλδοστερόνη στην ομάδα των ασθενών που συμμετείχαν στο πρόγραμμα άσκησης, αν και παρουσίασε στατιστικά σημαντική αύξηση κατά την διάρκεια του εξαμήνου, αυτή η αύξηση δεν διατηρήθηκε και στην περίοδο αποθεραπείας. Οι τιμές της ορμόνης των ασθενών της ομάδος ελέγχου δεν παρουσίασαν ιδιαίτερες μεταβολές. Η τριϊωδοθυρονίνη παρουσίασε αύξηση μετά την πρώτη ούρα της άσκησης στην αρχή και στο τέλος του εξαμηνιαίου προγράμματος. Τα επίπεδα της ορμόνης των ασθενών της ομάδος Β δεν παρουσίασαν ιδιαίτερη μεταβολή. Η συσχέτιση και η ανάλυση διακύμανσης μεταξύ των δύο ομάδων δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική διαφορά. Η θυροξίνη εμφάνισε παρόμοια αύξηση με την τριϊωδοθυρονίνη. Παρατηρήθηκε σχετική αύξηση των τιμών της στην ομάδα των ασθενών που υποβάλλονταν σε θεραπευτική άσκηση, στη διάρκεια του εξαμηνιαίου προγράμματος, ενώ στην περίοδο αποθεραπείας τα επίπεδά της διατηρήθηκαν σταθερά. Οι τιμές της ορμόνης στους ασθενείς της ομάδας ελέγχου παρέμειναν σε χαμηλότερα επίπεδα, με μικρές μεταβολές στην διάρκεια της μελέτης. Η θυρεοειδοτρόπος ορμόνη βρέθηκε αυξημένη την πρώτη και δεύτερη ώρα της άσκησης. Δεν σημειώθηκε όμως στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις υπό μελέτη ομάδες ασθενών, τόσο με την μελέτη t- student όσο και με την ανάλυση της διακύμανσης. Η κορτιζόλη αυξήθηκε από την αρχή του προγράμματος και παρέμεινε αυξημένη και μια ώρα μετά το τέλος της άσκησης. Η διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων ασθενών, εφαρμόζοντας την μέθοδο t-student, δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Στην περίοδο αποκατάστασης οι τιμές της κορτιζόλης ήταν σε χαμηλότερα επίπεδα και συνέπιπταν με τα αντίστοιχα της ομάδος Β. Η μελέτη με την ανάλυση διακύμανσης ανέδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις δύο ομάδες. Το κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο μεταβλήθηκε με παρόμοιο τρόπο και στις δύο ομάδες ασθενών. Είναι γνωστό ότι η αφαίρεση υγρών και η επιδιωκόμενη ευβολαιμία, κατά την συνεδρία της αιμοκάθαρσης, προκαλεί την προοδευτική μείωση των αρχικά αυξημένων επιπέδων ΑΝΡ. Παρατηρήθηκε λοιπόν ελάττωση των επιπέδων του ΑΝΡ την πρώτη ώρα της άσκησης και στις τρεις περιόδους της μελέτης, η οποία ήταν στατιστικώς σημαντική. Η στατιστική ανάλυση των τιμών ανάμεσα στις δύο ομάδες ασθενών δεν κατέδειξε διαφορά. Η αδρεναλίνη αυξήθηκε στην έναρξη του προγράμματος και διατηρήθηκε αυξημένη σε στατιστικά σημαντικά επίπεδα μέχρι το τέλος του εξαμήνου, ενώ ο μέσος όρος των τιμών της ήταν μειωμένος την περίοδο αποκατάστασης. Στην ομάδα ελέγχου των ασθενών δεν παρατηρήθηκε ιδιαίτερη μεταβολή των τιμών. Η ανάλυση με Τ-test έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά στην αρχή και το τέλος του εξαμηνιαίου προγράμματος, των τιμών της ορμόνης στις δύο ομάδες των ασθενών. Η δε ανάλυση της διακύμανσης με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των υπό μελέτη ομάδων. Η νοραδρεναλίνη εμφάνισε ανάλογη εικόνα στην έναρξη και το τέλος του προγράμματος άσκησης. Τα αυξημένα επίπεδα που καταγράφηκαν μετά την πρώτη ώρα της θεραπευτικής άσκησης παρουσίασαν στατιστικά σημαντική διαφορά συγκρινόμενα με τα αντίστοιχα των ασθενών της ομάδας ελέγχου. Τα επίπεδα της ορμόνης κατά τη διάρκεια της αποθεραπείας, επανήλθαν, σε ένα ποσοστό, στα αρχικά επίπεδα και δεν εμφάνισαν στατιστικά σημαντική διαφορά, σε αμφότερες τις ομάδες. Είναι γνωστό ότι η παραγωγή της ενδοθηλίνης είναι διαφορετική στους ασκούμενους μύες απ’ ότι σε αυτούς που δεν ασκούνται και έχει διαπιστωθεί ότι τα επίπεδα της ορμόνης στο πλάσμα παραμένουν σταθερά για μία ώρα μετά από ισοογκαιμική αιμοκάθαρση. Στους ασθενείς που υποβάλλονταν σε άσκηση, στην έναρξη του προγράμματος, παρατηρήθηκε μείωση των επιπέδων. Οι αιμοκαθαιρόμενοι ασθενείς που αποτελούσαν την ομάδα ελέγχου δεν εμφάνισαν αξιοσημείωτη μεταβολή των επιπέδων της ορμόνης. Αναλύοντας με T-test τα αποτελέσματα των μετρήσεων φάνηκε ότι η διαφορά αυτή μεταξύ των δύο ομάδων ήταν στατιστικά σημαντική. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε επίσης στατιστικά σημαντική διαφορά στην ομάδα που ασκούνταν. Τα προαναφερθέντα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν πιθανά ευεργετικά αποτελέσματα της άσκησης στην λειτουργία του ενδοθηλίου. Παρατηρήθηκε αύξηση των τιμών της ενδορφίνης στους ασθενείς που συμμετείχαν στο εξαμηνιαίο πρόγραμμα εκγύμνασης. Τα ευεργετικά αποτελέσματα της άσκησης διαπιστώθηκαν με την αύξηση της ενδορφίνης ακόμη και στην περίοδο αποκατάστασης. Τα επίπεδα της ορμόνης στους μη ασκούμενους ασθενείς δεν εμφάνισαν ιδιαίτερες μεταβολές. Η δοκιμασία T-test καθώς και η ανάλυση διακύμανσης έδειξε αύξηση της ορμόνης στατιστικά σημαντική στους ασθενείς που υποβάλλονταν σε άσκηση. Η παραθορμόνη ήταν μειωμένη στις μετρήσεις και των δύο ομάδων. Η στατιστική ανάλυση με διακύμανση των τιμών με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις δεν κατέδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά. Διαπιστώθηκε ότι η χρόνια άσκηση μπορεί να έχει ευνοϊκή επίδραση στη λειτουργία του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Οι ορμόνες που σχετίζονται με το stress εμφάνισαν υψηλότερες τιμές στο αίμα στη διάρκεια της άσκησης, αλλά τέσσερις μήνες μετά τη λήξη του προγράμματος, παρουσίασαν χαμηλότερα επίπεδα τιμών, γεγονός που έχει ευνοϊκά αποτελέσματα στον καρδιαγγειακό κίνδυνο των ασθενών. Η παρατηρούμενη διακύμανση των θυρεοειδικών ορμονών φαίνεται να σχετίζεται με την αύξηση των μυϊκών αναγκών των ασθενών. Οι ασθενείς μας πιθανόν χάρη στα υψηλά επίπεδα της β-ενδορφίνης που καταγράφηκε με τη θεραπευτική άσκηση, εμφάνισαν ενισχυμένη αυτοπεποίθηση, ένοιωθαν ευεξία και παρουσίασαν βελτίωση της ποιότητας ζωής τους. Εκ παραλλήλου, από τη μελέτη μας προέκυψε ότι η άσκηση ήταν ασφαλής για τους ασθενείς μας, αύξησε τη φυσική τους ικανότητα και βελτίωσε την ποιότητα της ζωής τους. Περισσότερο μακροχρόνιες μελέτες θα έχουν μελλοντικά στόχο την καλύτερη ποιότητα ζωής τόσο των ασθενών με χρόνια νεφρική νόσο όσο και εκείνων που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση.