مقدمه
آنفارکتوس میوکارد یا سکته قلبی یک مشکل رو به رشد بهداشتی و علت اصلی ناتوانی، بیماری و مرگومیر در سراسر جهان است که ارتباط نزدیکی با تغییرات سبک زندگی، افزایش شهرنشینی و شرایط اقتصادی اجتماعی دارد [
1]. مرگومیر جهانی ناشی از سکته قلبی تقریباً 1500000 نفر در سال است [
2]. از نظر پاتولوژیکی، انفارکتوس میوکارد منجر به آسیب بافتی به واسطه ایسکمی میوکارد میشود که به دنبال آن تغییرات بیوشیمیایی ناشی از رپرفیوژن و تغییرات پاتولوژیک به نارسایی قلبی بطن چپ و مرگ سلولهای قلبی منجر میشود [
3]. مرگ میوسیتها آبشاری از سیگنالهای درونسلولی مانند التهاب، استرس اکسیداتیو، جذب بافت نکروتیک و هایپرتروفی را تحریک میکنند. این تغییرات سلولی و مولکولی میتواند به صورت بالینی بهعنوان تغییراتی در اندازه، حجم و عملکرد قلب ظاهر شوند [
4]. شواهد نشان میدهد برنامههای توانبخشی مبتنی بر تمرینات بدنی بعد از رخداد حوادث قلبیعروقی تأثیر مهمی بر کاهش میزان مرگومیر و بهبود شرایط زندگی در این بیماران دارد [
2]. توانبخشی قلبی یک جزء اساسی و مهم در برنامه مراقبتی بیماران دچار انفارکتوس قلبی است [
5]. مفهوم توانبخشی قلب بهعنوان تلاش برای کاهش فاکتورهای قلبیعروقی تعریف شده است که بهمنظور کاهش احتمال یک رویداد بعدی قلبی و برای کند کردن و یا متوقف کردن پیشرفت روند بیماری طراحی شده است [
6]. توانبخشی قلبی مبتنی بر ورزش یک روش سیستماتیک شامل تمرینات ورزشی و درمان عوامل خطرساز بههمراه ارزیابی و کنترل منظم بیماران است [
7]. دیدگاه کلی و مرسوم در برنامه توانبخشی بیماران قلبیعروقی، استفاده از فعالیتهای تداومی با شدت کم تا متوسط است. اخیراً مطالعات انسانی نشان داده است در میان استراتژیهای مختلف توانبخشی، تمرین تناوبی با شدت بالا بهعنوان یک روش مؤثرتر و ایمن بهطور چشمگیری مورد توجه دنیای علمی قرار گرفته است و محبوبیت آن بهعنوان یک روش تمرینی با زمان کارآمد در جمعیت عمومی افزایش یافته است [
8]. تمرینات تناوبی با شدت بالا ترکیبی از دورههای پر شدت هوازی به همراه دورههای ریکاوری غیر فعال یا فعال با شدت پایین و یا متوسط است [
9]. به عبارت دیگر، این نوع ورزش کوتاه مدت و پر شدت نهتنها هیچ اثر منفی ندارد، بلکه در بیشتر موارد از جمله در شرایط پاتولوژیک، یک فنوتیپ محافظتکنندهتر را القا میکند و نشان داده شده است این تمرینات اثر بیشتری بر بهبود قلبی-عروقی و شاخصهای التهابی دارند. دلیل مهم افراد برای شرکت نکردن در فعالیت بدنی، کمبود وقت است که تمرینات تناوبی با صرف حداقل زمان باعث حل این مشکل شدهاند [
10]. پروتکلهای تمرین تناوبی با شدت بالا محرک تمرینی بیشتری را نسبت به تمرین تداومی با شدت متوسط در بهبود حداکثر ظرفیت هوازی ایجاد میکنند. علاوه بر این، به نظر میرسد تمرین تناوبی با شدت بالا باعث کاهش عوامل محدودکننده حداکثر اکسیژن مصرفی میشود [
11]. اخیراً، یک متاآنالیز بهبودهای بالاتر در حداکثر ظرفیت هوازی را بعد از برنامههای تمرین با شدت زیاد در مقایسه با برنامههای با شدت متوسط گزارش کرده است [
12]. حفاظت قلبی ناشی از تمرینات تناوبی با شدت بالا توسط چندین مطالعه تأیید شده است. راموس و همکاران نشان دادند تمرین تناوبی با شدت بالا عملکرد قلب را پس از انفارکتوس میوکارد بهبود میبخشد [
13]. تراچسل و همکاران نشان دادند تمرینات تناوبی با شدت بالا باعث بهبود فشار و پیشرفت چشمگیر در پارامترهای پیشآگهی تست ورزشی قلبی و ریوی در مقایسه با مراقبتهای معمول میشود [
14]. جایو و همکاران بیان کردند تمرینات تناوبی با شدت بالا با حجم کم ممکن است یک استراتژی تمرینی قدرتمند و کارآمد برای بهبود ظرفیت عملکردی باشد [
15]. اگرچه گزارش شده است تمرینات تناوبی با شدت بالا باعث محافظت از قلب در برابر آنفارکتوس میوکارد میشود، اما دانش دقیق اهداف مولکولی آن برای درمان آنفارکتوس میوکارد هنوز در دسترس نیست. بنابراین این مطالعه با هدف ارائه یک نمای کلی از استراتژیهای توانبخشی فعلی با تمرکز ویژه بر مکانیسمها و اثرات بالینی تمرینات تناوبی با شدت بالا در بیماران مبتلا به انفارکتوس میوکارد انجام شد.
مواد و روشها
مطالعه حاضر یک تحقیق مروری است که با استفاده از منابع الکترونیک در بانکهای اطلاعاتی معتبر مانند پابمد، ساینس دایرکت، گوگلاسکالر، اسکوپوس، اسپرینگر و بدون محدودیت سال با استفاده از اصطلاحات «میکروRNAها و انفارکتوس میوکارد»، «توانبخشی قلب و انفارکتوس میوکارد»، «توانبخشی قلبی و تمرین تناوبی با شدت بالا»، تمرین تناوبی با شدت بالا و انفارکتوس میوکارد» انجام شد. مطالعاتی که روش و پروتکل برنامههای تمرینی مورد استفاده را با جزئیات توصیف نکردند، کنار گذاشته شد.
معیارهای ورود: مقالات پژوهشی کاملی که در مجلات معتبر به زبان انگلیسی منتشر شدهاند و محدودیتی در جنسیت نداشتند. مطالعات شامل مشارکتکنندگانی بود که مبتلا به آنفارکتوس میوکارد تشخیص داده شده بودند.و شامل جزئیات کامل پروتکل تمرینی از جمله تکرار، شدت و مدت زمان هر جلسه، نحوه تمرین و کل مدت مداخله بود.
معیارهای خروج: مقالات کوتاه، سخنرانیها یا پوسترهای کنفرانس، مقالات منتشر نشده و مطالعات گذشته نگر حذف شدند. علاوه بر این، مطالعاتی که شرکتکنندگان آنها نارسایی قلبی(کسر جهشی <40)) یا آریتمی یا یک بیماری خاص (مانند دیابت، بیماری انسدادی مزمن ریوی یا سکته مغزی) داشتند.
یافتهها
میکرو RNAها (miRNA) و انفارکتوس میوکارد
شواهد نشان دادهاند برخی از میکروRNAها در پیشرفت بیماریهای قلبی از جمله ایسکمی میوکارد و برخی دیگر در بهبود عملکرد نقش مهمی ایفا میکنند [
16]. مطالعات اخیر نشان داد میکرو RNAها نقش مهمی در مکانیسمهای آنفارکتوس میوکارد مانند پارگی پلاک آترواسکلروتیک، تجمع پلاکت خون و نکروز سلولهای قلب پس از انسداد شریان کرونر دارند [
17]. بسیاری از فرایندهای پاتولوژیکی از جمله بیماریهای قلبیعروقی با بیان غیر نرمال این مولکولها در ارتباط هستند [
18]. میکروRNAها تنظیمکنندگان کلیدی برنامههای ژنتیکی مانند عملکرد اندوتلیال، متابولیسم چربی، تکامل قلبی، هایپرتروفی بطنی و اختلال ضربان قلب پس از آنفارکتوس میوکارد هستند (
تصویر شماره 1).
[
19]. حضور میکرو RNAها در مایعات بدن به اثبات رسیده و امکان استفاده از آنها بهعنوان بیومارکرهای تشخیصی برای انواع مختلفی از بیماریها در حال مطالعه است [
20]. شناسایی میکروRNAها و مولکولهای هدف آنها، افق روشنی را برای شناخت مسیرهایی که منجر به بیماریها میشوند، فراهم کرده است. ازاینرو، میتوان از این ترکیبات بهعنوان نشانگرهای زیستی بالقوه در تشخیص، پیشبینی و درمان بیماریها بهویژه بیماریهای قلبی استفاده کرد [
21]. تعدادی از miRNAهای اختصاصی قلبی شناسایی شدهاند که نقش مهمی در بیماریهای قلبی، عملکرد قلب و آسیبشناسی دارند. miR-1 ،miR-133a miR-208a/b و miR-499 بهوفور در میوکارد و به میزان کمتری در عضلات اسکلتی بیان میشوند. در عین حال، miR-208b فقط در کاردیومیوسیتها بیان میشود و جزء miRNAهای با شدت بالا در تحقیقات آسیبشناسی قلبی هستند که میتوانند ژنهای کلیدی آپوپتوز را تنظیم کنند [
18]. اخیراً نشان داده شده است این miRNAها با تروپونین همبستگی مثبت و با کسر تخلیه بطن چپ ارتباط منفی داشتند [
22]. همچنین به دنبال MI ،miR-133 ،miR-208b و miR-499 میتوانند با پیشبینی نارسایی قلبی و مرگ و میر ناشی از مرگ در طی 6 ماه اهمیت پیشآگهی را فراهم کنند [
22]. امروزه، فعالیت ورزشی بخش مؤثری در برنامه توانبخشی پس از آنفارکتوس میوکارد به شمار میرود. از این رو، در سالهای اخیر به بررسی تأثیر فعالیت ورزشی بر عوامل دخیل در آنفارکتوس میوکارد مانند miRs توجه شده است [
18]. در همین زمینه نتایج پژوهشها نشان میدهد فعالیت ورزشی بهعنوان یک عامل تنشزا میتواند بیان miRs را در عضلات قلبی و اسکلتی تغییر دهد. تمرین ورزشی منجر به بهبود ظرفیت عملکردی، عملکرد سلولهای اندوتلیال و کاهش التهاب میشود. در این میان، نتایج مطالعات گذشته بیانگر تأثیر تمرین تناوبی با شدت بالا بر افزایش مقادیر عوامل بالادستی مؤثر در تنظیم بیان ژنهای 1miR و 133 miR از قبیل بهبود رهایش کلسیم و افزایش مقادیر کلسیم کالمودولین و میتوژن فعالشده با پروتئین کینازهای از قبیل PGC-1 است [
23]. درحقیقت، افزایش کلسیم باعث افزایش سطوح طبیعی کلسیم شبکه اندوپلاسمی سارکوپلاسمی در عضله قلبی می شود و باعث فعال شدن کلسیم کالمودولین و هیستون داستیلاز و درنهایت، افزایش بیان ژنهای 1miR و 133 miR میشود. افزون بر این، افزایش PGC-1α بهعنوان عضوی از خانواده میتوژن فعال شده با پروتئین کینازها از مسیری متفاوت با کلسیم باعث افزایش تنظیم بیان ژنهای 133miR و 1 miR خواهد شد [
24]. قربانی و همکاران با ارزیابی اثر شش هفته تمرین تناوبی شدید با شدت 90-85 درصد VO2max بر بیان ژنهای miR-133a و miR-1 در رتهای ویستار نر مبتلا به آنفارکتوس میوکارد احتمال دادند که تمرین تناوبی شدید با تأثیر بر عوامل مؤثر در miRNAs ازقبیل RNA پلیمراز III و جابهجایی کلسیم و کاسپاز 9 و غیره، باعث افزایش بیان ژن 1miR و 133 miR شده است و با متعهد شدن سلولهای بنیادی جنینی به رده مزودرمی پیش ساز قلبی، در ترمیم بافت قلب پس از آنفارکتوس میوکارد مؤثر بوده است [
25]. به طورکلی، نتایج PCR-RT ژنهای 1miR و 133miR در این پژوهش نشان داد شش هفته تمرین تناوبی شدید با افزایش بیان a 133miR و افزایش بیان 1miR در عضله قلبی موشهای مبتلا به آنفارکتوس میوکارد در کاهش آپوپتوزیس در جهت ترمیم بافت آسیب دیده عمل کرده است [
25]. پژوهشها اثبات کرده اند سازگار شدن با تمرینات تناوبی شدید باعث اتساع عروق و افزایش جریان خون در عضلات و بهویژه عضله قلب میشود و افزایش در انتقال کلسیم و مقادیر ATP آز و همچنین، PGC-1α و SERCA و پیشساز BNP باعث بهبود عملکرد بیماران قلبی میشوند. این تمرینات عملکرد اندوتلیال را بهبود میبخشند و با افزایش در حجم پایان دیاستول بر عملکرد بهتر قلب مؤثر هستند [
24]. بعد از انفارکتوس میوکارد، miR-208 به گردش خون محیطی از قلب آسیبدیده رها میشود و باعث بیان NLK که یک مولکول هدف مؤثر برای آپوپتوز قلبی است میشود. NLK نهتنها میتواند باعث کاهش آپوپتوز قلبی میوسیتهای ناشی از AngII شود، بلکه باعث افزایش تکثیر و گسترش مغز فیبروبلاستهای قلبی نیز میشود. یک مطالعه پیشنهاد کرد افزایش miR-208 میتواند باعث افزایش آپوپتوز قلبی که عمدتاً گونههای اکسیژن فعال را در کاردیومیوسیتها ایجاد میکند شود. این ارتباط را میتوان به طور عمده با مهار بیان پروتئین ژن p21 به دست آورد [
26]. فاکتور purβ سرکوبکننده بیان αMHC است. ناحیه غیر ترجمه mRNA3 purβ دارای یک جایگاه اتصالی برای miRNA-208a و 499miR است، به این معنی که این ژن توسط 499 miR و iRNA-208a مهار میشود. مقادیر ایزوفرم αMHC در زمان انفارکتوس میوکارد، نارسایی قلبی و هیپرتروفی پاتولوژیکی کاهش مییابد، به طوری که تقریباً غیر قابل ردیابی هستند. به نظر میرسد فعالیت بدنی از طریق کاهش بیان 499 miR وmiRNA-208a موجب افزایش بیان αMHC میشود. به این صورت که 499 miR و miRNA-208a ژن هدف خود یعنی purβ را سرکوب میکنند [
27].
استراتژیهای توانبخشی مبتنی بر ورزش پس از انفارکتوس میوکارد
بهطور کلی پذیرفته شده است که فعالیت ورزشی پس از انفارکتوس میوکارد باعث بهبود عملکرد میوکارد میشود [
28]. تغییرات و سازگاریهای ساختاری و عملکردی قلب در پاسخ به فعالیت ورزشی منظم، برخلاف شرایط پاتولوژیک، یک پدیده فیزیولوژیک به شمار میرود. این تغییرات عمدتاً بهصورت افزایش حجم، ابعاد، توده، ضخامت دیوارههای بطنی، حجم پایان دیاستولی، EF ،FS، حجم ضربهای و کاهش تواتر قلبی استراحتی رخ میدهد [
29]. از طرف دیگر، اثبات شده است فعالیت ورزشی بهعنوان یک مداخله مثبت میتواند اختلالهای قلبیعروقی را بهبود بخشد [
30]. فعالیت ورزشی آثار مفید خود را از راه کنترل عوامل خطر قلبیعروقی و تغییر شکل ساختاری عضله قلبی بهویژه بطن چپ اعمال میکند [
31]. همچنین مطالعههای انسانی و حیوانی متعددی گزارش کردهاند پس از ابتلا به آنفارکتوس میوکارد، اجرای منظم فعالیت ورزشی به بهتر شدن عملکرد قلبی-عروقی کمک میکند و موجب کاهش اختلالهای بطن چپ می شود [
32]. فعالیت ورزشی، قدرت بدنی بیماران مبتلا به انفارکتوس میوکارد را تا 20-15 درصد بهبود میبخشد. ورزش استقامتی با کاهش تعداد ضربان قلب و اکسیژن مصرفی عضله قلب فعالیت روزانه را تسهیل میکند و خطر سکته مجدد را کاهش میدهد. ورزش نسبتاً شدید قدرت بدنی و عملکرد قلبی بیماران مبتلا به انفارکتوس میوکارد را افزایش میدهد. در این بیماران حتی در صورت وجود عوارض، انجام فعالیت ورزشی مفید است [
33]. این بیماران باید به آهستگی ورزش ایزومتریک زیر بیشینه را انجام دهند. آنانی که در زمان فعالیت ورزشی دپرسیون قطعه ST و یا درد قفسه سینه دارند ممکن است به ورزش ایزومتریک و یا ترکیب ورزش ایزومتریک و دینامیک پاسخ ایسکمیک نشان دهند [
34]. عموماً توصیه میشود بیماران مبتلا به سکته از تمرین با شدت کم (90-40 درصد) ضربان قلب ذخیره و یا درک فشار 13-11 بورگ شروع کنند. فعالیت ورزشی شامل 40-20 دقیقه تمرین همراه با 10-5 دقیقه گرم کردن و 10-5 دقیقه سرد کردن را سه روز متناوب در هفته انجام دهند [
35]. هر چه فاصله زمانی بین وقوع سکته قلبی و بازتوانی ورزشی کمتر و طول تمرین بیشتر باشد، افزایش کسر تخلیه بیشتر است. هر هفته تأخیر در شروع بازتوانی به یک ماه فعالیت ورزشی برای به دست آوردن همان سطح آمادگی جسمانی نیاز دارد. در شرایطی مانند آسیب وسیع قلبی شروع بازتوانی ورزشی بایستی بعد از تثبیت وضعیت بیمار و با توجه به علایم بالینی انجام شود [
36]. بیماران مبتلا به انفارکتوس بدون عارضه میتوانند ورزش مقاومتی را 5-3 هفته پس از سکته قلبی شروع کنند [
35]. بعد از سکته قلبی به علت شرایط ناتوانکننده بستری و کاهش فعالیت بدنی، برون ده قلبی هنگام ورزش کاهش مییابد. فعالیت ورزشی میتواند ماکزیمم قابلیت ورزشی را 25-15 درصد افزایش دهد [
37]. بیماران دارای ایسکمی میوکارد کم خطر، شدت ورزش بر مبنای ماکزیمم ضربان قلب 10 ضربه در دقیقه کمتر از تعدادی است که در آن ایسکمی اتفاق میافتد. نظارت دقیق و الکتروکاردیوگرافی در بیماران مبتلا به سکته قلبی و آریتمی توصیه میشود [
38]. تمرین مقاومتی شامل 10-8 حرکت 3-2 بار در هفته است که با 15-10 تکرار شروع میشود. شدت برابر درک فشار 14-11 بورگ و یا 1RM 50-70 درصد است [
33]. 2 تا 3 هفته بعد از سکته قلبی ورزش با مقاومت کم (برای مثال استفاده از نوارهای الاستیک و یا وزنههای دستی سبک) شروع میشود [
35]. بیماران مبتلا به سکته قلبی بدون عارضه میتوانند ورزش ایزومتریک زیر بیشینه مانند حمل بار در محدوده 50-30 پوند را بهخوبی انجام دهند [
34]. هم تمرینات مقاومتی با شدت 1RM 70-40 درصد و هم تمرین استقامتی با شدت MHR 85-60 درصد در بهبود ظرفیت عملکردی بیماران مبتلا به سکته قلبی مؤثر هستند، اما ورزش مقاومتی نسبت به تمرین استقامتی مؤثرتر است [
39]. خطر حوادث کرونری خطرناک یا مرگ در حین فعالیت ورزشی خیلی کم است. شواهد نشان میدهد ورزش شدید ممکن است سبب انفارکتوس حاد شود. خطر نسبی انفارکتوس یک ساعت بعد از ورزش مقاومتی 4-2 برابر بیمارانی است که فعالیت کمتری داشتند. این خطر نسبت مستقیم با مدتی دارد که بیمار دارای فعالیت بدنی کمی بود. بنابراین، هر چه فرد فعالتر باشد خطر سکته در زمان ورزش شدید برایش کمتر خواهد بود [
36]. فعالیت ورزشی خیلی طولانی در فرد سالم سبب خستگی عضله قلب و دپرسیون موقتی عمل قلب میشود. در صورت ریکاوری کامل، آسیب دائمی دیده نمیشود. ورزش با شدت متوسط تا شدید در بیماران مبتلا به سکته قلبی بر عملکرد بطن چپ در زمان سیستول و یا اندازه حفره بطن چپ اثر بدی ندارد. از آنجایی که ورزش با حجم زیاد ممکن است منجر به آسیب عضلانی و مرگ ناگهانی در افراد کم تحرک که بیماری قلبی دارند، شود، حجم فعالیت باید کم باشد [
37]. گرنس و همکاران نشان دادند، اگر چه اندازه ناحیه انفارکتوس و اختلالات سیستولیک بطن چپ موشهای انفارکتوس شده در پاسخ به 3 ماه تمرینات مقاومتی کاهش نمییابد، اما سطح عملکرد دیاستولیک (نسبت موج E بر موج A) شاخص عملکرد میوکارد و فشار خون سیستولیک را بهبود میبخشد [
40]. همچنین، خو و همکاران آشکار کردند که انجام 8 هفته ورزش هوازی متعاقب انفارکتوس قلبی، کسر تخلیه و درصد کوتاه شدن فیبر عضلانی را به ترتیب 30 درصد و 24 درصد افزایش داده است[
41]. خالد و همکاران به اثربخشی تمرین تناوبی مقاومتی(شامل تمرینات اندام فوقانی و تحتانی)در مقابل تمرین تناوبی هوازی(شامل دوچرخه سواری ثابت و پیاده روی بر روی تردمیل بود) به مدت 6 هفته بر حداکثر اکسیژن مصرفی در بیماران مبتلا به انفارکتوس میوکارد پرداختند. نتایج این مطالعه نشان می دهد تمرین تناوبی مقاومتی نسبت به تمرین تناوبی هوازی در بهبود حداکثر اکسیژن مصرفی در بیماران قلبی مؤثرتر است، اما ترکیبی از تمرین تناوبی مقاومتی و AIT برتر است، زیرا باعث افزایش چشمگیر حداکثر اکسیژن مصرفی و ظرفیت هوازی در بیماران مبتلا به آنفارکتوس میوکارد می شود [
42]. بنابراین، تمرینات بدنی پس از آنفارکتوس میوکارد منجر به تأثیر مثبت در ترمیم میوکارد میشود.
توانبخشی قلبی و تمرین تناوبی با شدت بالا
تمرینات تناوبی شدید ترکیبی از دورههای پر شدت هوازی به همراه دورههای ریکاوری غیر فعال یا فعال با شدت پایین و یا متوسط است. وجود دورههای تناوبی در این نوع تمرینات باعث میشود افراد تمایل و انگیزه بیشتری برای انجام این نوع تمرین در مقایسه با تمرینات تداومی داشته باشند و خستگی و تجمع اسیدلاکتیک به مراتب کمتر از تمرینات مستمر و مداوم است [
43]. امروزه از تمرین تناوبی با شدت بالا با توجه به جذابیت، تنوع، سازگاری متابولیکی بیشتر، به جای تمرینات استقامتی سنتی استفاده میشود [
44]، بهطوری که مطالعات نشان دادهاند تمرینات تمرین تناوبی با شدت بالا در بهبود حداکثر اکسیژن مصرفی، اندازه و عملکرد بطن چپ، عملکرد انقباضی، قطر دیاستولیک بطن چپ، حجم دیاستولیک، ضخامت دیواره خلفی، کسر کوتاهشدگی، آمادگی قلبی ریوی، کسر تخلیه، چاقی شکمی، تنظیم قند خون، حساسیت به انسولین، کلسترول HDL، فشار خون و عملکرد اندوتلیال به طور قابلتوجهی نسبت به تمرینات مداوم با شدت متوسط مؤثرتر است که همه آنها برای مبتلایان به بیماری ماردزادی قلبی مهم هستند [
45]. این نوع تمرینات نهتنها نسبت به تمرینات تداومی سنتی در بازتوانی قلبی بیماران مؤثرتر بوده است، بلکه از طرف بیماران قلبیعروقی پذیرش بیشتری شده و ایمنتر و قابلتحملتر از تمرینات تداومی سنتی در بیماران قلبیعروقی گزارش شده است. چنانکه پایبندی به تمرین در تمرینات تناوبی با شدت بالا بیشتر است [
43]. براساس مطالعات قبلی، پروتکلهای تمرین تناوبی شدید براساس شدت، طول دوره، مدت زمان هر تناوب، تعداد تکرارها و دورههای تمرینی میتواند به انواع مختلف تقسیم شود:
1. اینتروال طولانی: 2-4 دقیقه کار در شدت زیر بیشنه ، 2. اینتروال کوتاه: کمتر از 45 ثانیه کار با شدت زیر بیشینه، 3. sprint-interval (SIT). بیشتر از 20 تا 30 ثانیه کار در شدت نزدیک به بیشینه، 4. (repeated-sprint (RST. کمتر مساوی 10 ثانیه کار در شدت نزدیک به بیشینه. وقتی تعداد تکرارها اضافه میشود، پروتکلهای تمرین تناوبی با شدت بالا میتوانند با حجم بالا (16 دقیقه کار) یا کم (4 دقیقه کار) (اینتروال طولانی یا اینتروال کوتاه) اجرا شوند. علاوه بر این، در نظر گرفتن اثر دوره تمرینی، طول مداخله تمرین تناوبی با شدت بالا بهعنوان بلند مدت (≥12 هفته) و یا کوتاه مدت (≤4 هفته) (اینتروال طولانی یا اینتروال کوتاه) است [
46]. برای افزایش کارایی در زمان و پایبندی به ورزش، به ویژه برای افراد غیرورزشکار، برنامههای تمرینیتناوبی با شدت بالا با تناوب تمرینی کوتاهتر، حجم جلسه کمتر یا دورههای تمرینی کوتاه تر بهینه سازی شدند [
47]. از این بین تمرینات اینتروال کوتاه با ریکاوری غیر فعال( با تناوبهای 15 تا 30 ثانیهای ) از طرف بیماران قلبیعروقی پذیرش بیشتری داشته و ایمنتر و قابلتحملتر از نوع دیگر( تمرینات تناوبی کوتاه مدت با ریکاوری فعال، اینتروال متوسط، اینتروال طولانی، تمرین تداومی سنتی)در بیماران قلبیعروقی گزارش شده است، به طوری که بیماران قلبیعروقی در این نوع پروتکل (اینتروال کوتاه با ریکاوری غیر فعال) مسافت بیشتری را با شدت بالا و درد و مشکلات جسمی کمتری طی کردند. بنابراین، اخیراً توصیه میشود برای بازتوانی ورزشی بیماران قلبی با ریسک بالا، آمادگی پایین و بیمارانی که ورزشکار نیستند و در فاز دوم بازتوانی قلبی هستند، از این نوع پروتکل استفاده شود. در حالی که انواع دیگر برای فاز نگهداری(فاز سوم) و بیماران با ریسک پایین و آمادگی بدنی بالا توصیه میشود [
47 ،
46].
اثرات تمرین تناوبی با شدت بالا در انفارکتوس میوکارد
با بهبود درک فیزیولوژی انفاکتورس میوکارد، استفاده از تمرین تناوبی با شدت بالا در انفاکتورس میوکارد بهطور فزایندهای مورد مطالعه قرار گرفته است. تمرین تناوبی با شدت بالا را میتوان با دوچرخه یا تردمیل انجام داد و پروتکلها می توانند بسیار متفاوت باشند. تا حدودی نتایج حاصل از تمرین تناوبی با شدت بالا با تغییرات فیزیولوژیکی تعیین شده توسط شدت، مدت زمان و تعداد تناوبها انجام شده و طول و شدت دوره ریکاوری مرتبط است. پروتکلهای تمرین تناوبی با شدت بالا ایجاب میکند که بیمار تمرین را با شدت 95-85 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی یا 95-90 درصد حداکثر ضربان قلب ذخیره انجام دهد. این تناوبهای با شدت بالا با مدت زمان کوتاه (بهعنوان مثال 10 ثانیه تا 5 دقیقه) انجام میشود [
47]. افوسی و همکاران اثرات تمرین تناوبی با شدت بالا 8 هفته ای را در روند نکروپتوز در یک مدل موش انفاکتورس میوکارد بررسی کردند. یکی از اهداف این مطالعه تعیین تأثیرات طولانی مدت تمرین تناوبی با شدت بالا بر بازسازی قلبی ناشی از انفاکتورس میوکارد بود. برای این منظور، فیبروز بینابینی میوکارد را بهعنوان علامت مشخصه بازسازی قلب بررسی کردند. در این مطالعه، نشان داده شد تمرین تناوبی با شدت بالا باعث کاهش پراکسیداسیون لیپید، اندازه انفارکتوس و بهبود سیستم آنتیاکسیدانی درونزا و عملکرد قلب شد و سطح mRNA مارکرهای ژنی فیبروز پس از تمرین تناوبی با شدت بالا طولانی مدت بهطور قابل توجهی کاهش یافت. همچنین، کاهش قابل توجهی در سطح mRNA پروکلوژن α1 (I)، α1 (III) و فیبرونکتین 1 به دنبال تمرین تناوبی با شدت بالا مشاهده شد. علاوه بر این، تمرین تناوبی با شدت بالا بهطور قابل توجهی بیان واسطههای اصلی نکروپتوز ناشی از انفاکتورس میوکارد را کاهش داد. تفاوت معناداری در سطح mRNA β-MHC در گروههای مختلف مشاهده نشد. یافتههای مطالعه نشان میدهد تمرین تناوبی با شدت بالا ممکن است از طریق هدف قرار دادن فرآیند نکروپتوز، اثرات محافظتی قلبی در برابر بازسازی نامطلوب پس از ایسکمیک اعمال کند و باعث کاهش رسوب کلاژن و تشکیل اسکار در میوکارد شود [
48, 49]. جایو و همکاران به بررسی تأثیر تمرین تناوبی هوازی شدید با حجم بالا (40 دقیقه) در مقابل حجم کم (20 دقیقه) به مدت 16هفته و 2 جلسه در هفته بر بهبود آمادگی قلبی بعد از انفارکتوس میوکارد پرداختند. ترکیب بدنی و نارسائی مزمن کلیه و اورمی CRF پس از مداخله 16 هفته ای در 70 شرکتکننده (4/5±58/8 سال) با انفاکتورس میوکارد تشخیص داده شده ارزیابی شد. نتایج نشان داد یک مداخله 16 هفته ای با حجمهای مختلف تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند نارسائی مزمن کلیه و اورم CRF و دور کمر را پس از انفاکتورس میوکارد بهبود دهد [
15]. ذوکایی و همکاران به مقایسه تأثیر شدت تمرینات ورزشی بر سطوح پلاسمایی کراتینین کیناز موشهای صحرایی نر نژاد ویستار پس از انفارکتوس میوکارد پرداختند. 30 موش صحرایی نر نژاد ویستار در 10 هفتگی به چهار گروه تقسیم شدند: تمرین تناوبی با شدت کم، متوسط و بالا و یک گروه کنترل (بدون تمرین) شش هفته بعد، موشها از طریق جراحی به بیماران انفاکتورس میوکارد تبدیل شدند. سطح پلاسما CPK-MB قبل از تمرین، بلافاصله پس از تمرین به مدت شش هفته و همچنین 12 ساعت پس از انفاکتورس میوکارد بررسی شد. یافتهها نشان داد هر سه تمرین از نظر شدت میتواند بهطور قابل توجهی سطح پلاسمایی CKMB سرم را در مقایسه با گروه کنترل کاهش دهد. در این بین، تمرین تناوبی با شدت کم مؤثرتر بود [
50]. احتمالاً شش هفته تمرین با هر سطح شدت میتواند با ایجاد سازگاری در کاهش آسیب پس از انفارکتوس میوکارد و همچنین نشت سیتوزولی کمتر پس از آسیب مؤثرتر باشد و با جلوگیری از پارگی غشای سلول میوکارد از افزایش بیش از حد کراتینین کیناز جلوگیری کند [
50]. چوی و همکاران به بررسی اثرات تمرین تناوبی با شدت بالا در مقایسه با تمرین تداومی با شدت متوسط بر جنبههای قلبیعروقی و روانشناختی در بیماران مبتلا به انفارکتوس میوکارد پرداختند. این مطالعه آینده نگر بهطور تصادفی 44 بیمار مبتلا به انفارکتوس میوکارد، 18 جلسه تمرین تناوبی با شدت بالا یا متوسط را انجام دادند. حالات قلبی عروقی و عملکرد تمرینی، VO2max، معادلهای متابولیکی یا شاخص سوختوساز در گروه تمرین تناوبی با شدت بالا بهطور قابل توجهی در مقایسه با تمرین تناوبی با شدت متوسط بهبود یافت. این مطالعه نشان میدهد در مقایسه با تمرین تناوبی با شدت متوسط معمولی، تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند عملکردهای قلبیعروقی، وضعیت فعالیت، افسردگی و خستگی را بهطور مؤثرتری بهبود بخشد [
51].
بحث
با توجه به یافتههای این مطالعه، تمرین تناوبی با شدت بالا یک استراتژی تمرین ورزشی ایمن و مؤثر برای بهبود عملکرد قلب در انفارکتوس میوکارد است و اثرات محافظتی قلبی تمرین تناوبی با شدت بالا در کنار آمدن با آسیب I/R میوکارد ممکن است با محور RIP1-RIP3-MLKL مرتبط باشد [
52]. RIP1 یک واسطه اصلی از دست دادن کاردیومیوسیتها است و اثر متقابل آن با RIP3 در تشکیل نکروزوم، فسفوریلاسیون MLKL و نکروپتوز ایجاد می شود. علاوه بر این، فعالسازی RIP1 میتواند یک زنجیره پاتوفیزیولوژیکی از جمله افزایش فسفوریلاسیون STAT3، تعامل STAT3 فسفریله شده با GRIM-19 (زیرواحد پیچیده میتوکندری I)، انتقال STAT3 به میتوکندری، تولید گونههای فعال اکسیژن و در نهایت نکروپتوز ناشی از TNF ایجاد کند [
53]. از طرف دیگر، نکروز وابسته به RIP1 به ایجاد بازسازی طولانی مدت قلب و عوارض جانبی پس از انفاکتورس میوکارد کمک میکند. مشخص شده است که Necrostatin-1، یک مهارکننده خاص نکروپتوز، میتواند تعامل بین RIP1 و RIP3 را برای کاهش این مرگ برنامهریزی شده سلولی، پاسخ التهابی، تولید گونههای فعال اکسیژن و بازسازی نامطلوب قلب پس از آن مختل کند [
54]. بنابراین، تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند با هدف قرار دادن نکروپتوز وابسته به RIP1 از بازسازی طولانی مدت قلب بعد از تمرین تناوبی با شدت بالا محافظت کند [
49]. بیان بیش از حد RIP3 منجر به تعامل آن با RIP1، تشکیل کمپلکس RIP1/RIP3، التهاب و متعاقب آن مرگ سلولی نکروپتوز سلولهای قلبی میشود. این یافتهها اثرات محافظتی تمرین تناوبی با شدت بالا طولانی مدت را در بازسازی قلب ناشی از انفاکتورس میوکارد را تأیید میکند و بنیادی اساسی برای کارایی بالاتر توان بخشی قلب مبتنی بر ورزش پس از انفاکتورس میوکارد و تحقیقات آینده ایجاد میکند[
49]. مطالعات نیز نشان دادند، تمرین تناوبی با شدت بالا با حجم کم ممکن است یک استراتژی تمرین ورزشی قوی و کارآمد برای بهبود ظرفیت عملکردی باشد [
55]. با در نظر داشتن ارتباط بین نارسایی مزمن کلیه و اورمی و زمان زنده ماندن پس از انفاکتورس میوکارد، یکی از چالشهای اصلی در پیشگیری ثانویه پس از انفاکتورس میوکارد حاد، بهبود نارسائی مزمن کلیه و اورمی است [
56]. بنابراین، یافتن موثرترین روش برای دستیابی به این هدف (یعنی دقیق بودن استراتژیهای مبتنی بر ورزش با توجه به تکرار، شدت، نوع، مدت زمان تمرین)یک نگرانی بالینی است [
57].
یک برنامه کم حجم تمرین تناوبی با شدت بالا (بهعنوان مثال، <10 دقیقه در هر جلسه تمرینی با شدت بالا) انجام 2 روز در هفته به نظر میرسد یک محرک مؤثر برای به دست آوردن یک بهبود نارسائی مزمن کلیه و اورمی از نظر بالینی در افراد پس از انفاکتورس میوکارد باشد [
15]. مکانیسمهای اساسی اثر سودمند تمرین تناوبی با شدت بالا با حجم کم میتواند چند عاملی باشد(یعنی عضله اسکلتی و سیستم قلبی عروقی) [
58]. از دیدگاه فیزیولوژیکی، اثربخشی LV-HIIT در بهبود آمادگی تنفسی و عوامل خطر قلبی و متابولیکی در چندین جمعیت نشان داده شده است. بهطور کلی، در تناوبهای کوتاه تر، جذب اکسیژن، HR و غلظت لاکتات خون کمتر میشود [
59]. تحقیقات نشان دادهاند LV-HIIT mRNA ژن PGC-1α را که بهعنوان سرور تنظیمکننده بیوژنز میتوکندری در عضله شناخته میشود، چندین برابر میکند [
60]. سیگنالهای بالادست که PGC-1α و زیستزایی میتوکندری را در پاسخ به LV-HIIT فعال میکنند به وضوح مشخص نشدهاند، اما احتمالاً مربوط به تغییرات قوی در ATP عضلانی است: نسبت ADP/AMP بعد از ورزش و فعال شدن همزمان 5 -آدنوزین مونوفسفات- پروتئین کیناز فعال شده با AMPK [
47]. فعالسازی پروتئین کیناز فعالشده با میتوژن MAPK، احتمالاً با افزایش تولید گونههای اکسیژن فعال ممکن است درگیر باشد. افزایش سطح پروتئین PGC-1 همچنین با افزایش نشانگرهای محتوای میتوکندری پس از یک دوره تمرین تناوبی با شدت بالا با حجم کم مرتبط است [
60]. در مجموع، این نتایج نشان میدهد PGC-1α احتمالاً در تنظیم برخی از سازگاریهای متابولیکی با LV-HIIT نقش دارد، زیرا افزایش PGC-1α تأثیرات مثبتی بر روی ظرفیت اکسیداتیو، دفاع آنتیاکسیدانی، جذب گلوکز، مقاومت در برابر سارکوپنی مربوط به سن و مسیرهای ضد التهابی دارد [
60]. در این بین، تمرین تناوبی با شدت کم با ایجاد سازگاری در افزایش عوامل بازدارنده و کاهش عوامل تحریککننده در روند نکروز و آپوپتوز در کاهش آسیب بافت قلبی و همچنین کراتینین کیناز موثرتر است [
24]. احتمالاً، استرس اکسیداتیو ناشی از ورزش ممکن است RNA پلی مراز III را افزایش دهد که نقشی اساسی در بیان ژن miR-1 و miR-133 و در نتیجه کاهش آپوپتوز سلولهای قلبی دارد [
60]. همچنین، احتمالاً فعالسازی PGC-1α (HIF-1 α) باعث سازگاریهایی چون بیان ژنی اریتروپوئیتین و بیان ژنی فاکتور رشد اندوتلیال شده است و بیان ژنی آنزیمهای گلیکولیتیک را آغاز کرده و اثرات منفی قرارگیری درمعرض هایپوکسی را کاهش داده است. فعالسازی HIF-1α همراه با اجرای تمرین تناوبی با شدت بالا منجر به کاهش میزان اکسیژنرسانی به عضلات اسکلتی شده و این محدودیت همانند بازخورد ناشی از تمرین باعث ایجاد سازگاریهایی در عروق خونی از جمله افزایش RNA پلیمراز III و افزایش میزان بیان ژنهای133miR و 1 miR میشود [
24 ،
23]. همچنین سازگاری با ورزش باعث افزایش سطح Ca2 -ATPase+ میشود که سطح Ca2 + را کاهش میدهد. کاهش Ca2 + همچنین میتواند باعث کاهش کلسینورین A و درنهایت کاهش مقدار CK شود [
24]. به نظر می رسد که کنترل و انتقال کلسیم به دلیل تأثیر سازگاری با تمرین بهبود یافته و این باعث افزایش سطح طبیعی میوکارد SERCA2 شده است. از طرف دیگر، حساسیت میوفیبرهای قلبی به کلسیم به دلیل تمرین که کینازهای وابسته به کلسیم کالمودولین را فعال کرده است افزایش یافته است. فعالسازی کلسیم کالمودولین همچنین HDAC را فعال میکند. مهار caspase9 و HSP 70/60 و کاهش آپوپتوز در نهایت از آسیب قلبی جلوگیری کرده و کراتینین کیناز همراه آن را افزایش میدهد [
24].
از آنجا که بسیاری از آنزیمها و هورمونها مانند لاکتات دهیدروژناز تحتتأثیر سکته قلبی قرار میگیرند، بنابراین توصیه میشود که اثرات آن ها در مطالعات آینده بررسی شود. مطالعات نشان میدهد که تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند باعث بهبود گردش خون عروق کرونر، افزایش عملکرد عضله میتوکندری، ترمیم سلولهای اندوتلیال عروقی، کاهش فیبروز، افزایش سطح مقطع عضلات و منجر به افزایش چشمگیر عملکرد بدنی شود [
61]. علاوه بر این، تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند باعث افزایش سطح پروتئین Kloto پلاسما و میوکارد از طریق کاهش بیان TRPC6 میوکارد، تقویت دفاع آنتیاکسیدانی، ارتقاء اثر محافظتی در میوکارد و کاهش فشار خون مجدد ایسکمی میوکارد شود [
61].
نتیجهگیری
شواهد موجود نشان میدهد پروتکلهای توانبخشی مبتنی بر ورزش نقشی اساسی در مدیریت و مراقبت از انفارکتوس میوکارد دارند. هنگام در نظر گرفتن میزان شواهد در مورد نقش تمرین تناوبی با شدت بالا پس از انفارکتوس میوکارد، میتوان چندین نتیجهگیری کرد. اولاً، تمرین تناوبی با شدت بالا یک استراتژی تمرین ورزشی ایمن و مؤثر برای بهبود عملکرد قلب در انفارکتوس میوکارد است. دوم اینکه، نشان داده شده است تمرین تناوبی با شدت بالا با هدف قرار دادن نکروپتوز میوکارد ناشی از استرس اکسیداتیو باعث محافظت از قلب در برابر بازسازی نامطلوب بطن چپ پس از انفارکتوس میوکارد و تغییرات محسوسی در عوامل استرس اکسیداتیو میشود و به تقویت سیستم آنتیاکسیدان درونزا و کاهش پراکسیداسیون لیپید کمک میکند. در واقع، تمرین تناوبی با شدت بالا برای جلوگیری از تغییرات غیر طبیعی در جرم، اندازه، هندسه قلب و عملکرد قلب پس از انفارکتوس میوکارد، تغییرات قابل توجهی در اهداف مولکولی و مسیر سلولی اعمال میکند. بنابراین، تمرین تناوبی با شدت بالا میتواند بخشی جداییناپذیر از برنامههای توانبخشی پس ازانفارکتوس میوکارد تلقی شود. سوم اینکه، تمرین تناوبی با شدت بالا کارآمدتر نشان داده شده است. به این معنی که در یک زمان کوتاهتر میتواند اثرات قابل توجهی را در پی داشته باشد که این ممکن است اثرات عملی مهمی در مدیریت برنامههای توانبخشی داشته باشد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
اصول اخلاقی در نگارش مقاله، طبق دستورالعمل کمیته ملی اخلاق و آیین نامه COPE رعایت شده است.
حامی مالی
این پژوهش هیچگونه کمک مالی از سازمانیهای دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
نویسندگان معیارهای کمیته بینالمللی سردبیران نشریات پزشکی را رعایت کردهاند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان این مقاله تضاد منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان مقاله تشکر و قدردانی خود را از معاونت پژوهشی و فناوری دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی ابراز می دارند.