Přímé versus nepřímé metody stanovení intenzity zatížení v kardiovaskulární rehabilitaci

Souhrn

Cíl:
Na základě spiroergometrického vyšetření stanovit oba ventilační anaerobní prahy (VT1 a VT2) u kardiologicky nemocných před zahájením kardiovaskulární rehabilitace a posoudit použitelnost nepřímých metod stanovení tréninkových parametrů u těchto pacientů.

Metody:
Ze 107 rampových spiroergometrických testů provedených u kardiologicky nemocných pa­cientů před zahájením ambulantní kardiovaskulární rehabilitace bylo vybráno 57 testů (43 mužů –  věk 61,3 ± 10,3 let a 14 žen –  věk 63,4 ± 10,9 let) se spolehlivě detekovatelným VT1 i VT2 a ukončených při dostatečném metabolickém vytížení (RER_peak ≥ 1,10). Pro posouzení použitelnosti nepřímých metod byla z výsledků spiroergometrického testu též vypočtena rezerva příjmu kyslíku (VO₂R) a rezerva srdeční frekvence (HRR – heart rate reserve).

Výsledky:
Absolutní hodnoty VO_2VT1 byly u žen nižší ve srovnání s muži, ale vzhledem k VO_2peak je VT1 u žen lokalizovaný výše (59 % VO_2peak) než u mužů (53 % VO_2peak). VT1 vyjádřený jako % z VO₂R a % z HRR byl u mužů na úrovni 43 % VO₂R a 44 % HRR –  rozdíl mezi těmito hodnotami není statisticky významný. U žen byl VT1 na úrovni 45 % VO₂R a 47 % HRR –  rozdíl také není statisticky významný. Korelace mezi % VO₂R a % HRR byla statisticky významná u mužů (p < 0,001) i u žen (p < 0,01), ale nízký koeficient determinace (u mužů R² = 0,32; u žen R² = 0,44) svědčí pro nízkou sílu lineární závislosti. Při zřetelném rozptylu hodnot mohou stejné hodnotě % HRR odpovídat významně odlišné hodnoty % VO₂R. U 39 % pa­cientů se vyskytovala chronotropní inkompetence (CTI) a maximální dosažená srdeční frekvence (SF_peak) byla nižší než 80 % SF_max odpovídající věku. Z toho vyplývá, že nepřímými metodami vypočtená tréninková SF se velmi často značně liší od správných hodnot stanovených spiroergometrickým vyšetřením.

Závěr:
Za jedině správnou a přesnou metodu ke stanovení tréninkové intenzity zatížení je třeba považovat spiroergometrické vyšetření. Nepřímé metody mají jistě svůj význam pro zdravou populaci, ale z pohledu kardiovaskulární rehabilitace jsou nespolehlivé, a proto nelze jejich použití doporučit.

Klíčová slova:
trénink –  spiroergometrie –  ventilační prahy –  kardiovaskulární rehabilitace –  příjem kyslíku –  srdeční frekvence

Pro komplexní posouzení funkčního stavu kardiopulmonálního systému a pro správné stanovení intenzity tréninkového zatížení pro kardiologicky nemocné pa­cienty je nezbytné spiroergometrické vyšetření [1– 7]. Na Klinice tělovýchovného lékařství a rehabilitace FN u sv. Anny v Brně používáme při spiroergometrii rampový protokol charakterizovaný plynulým zvyšováním zátěže. Při kontinuálně narůstající zátěži během rampového testu je po překročení prvního ventilačního anaerobního prahu aerobní získávání energie doplňováno anaerobním (anaerobní glykolýzou) se zvyšující se tvorbou laktátu. Narůstající laktátová acidóza je korigována nárazníkovou reakcí s uvolněním CO₂, který se přidává k metabolicky vytvořenému CO₂. Zvýšené množství CO₂ je odstraňováno hyperventilací. Křivka ventilačního ekvivalentu pro kyslík (VE/ VO₂) se po překročení prvního ventilačního anaerobního prahu zvyšuje, protože ventilace (VE) je vyšší než odpovídá příjmu kyslíku (VO₂). Ventilační ekvivalent pro oxid uhličitý (VE/ VCO₂) se však v tomto okamžiku zatím nezvyšuje, jelikož ventilace je proporcionální výdeji oxidu uhličitého (VCO₂) vznikajícímu jako produkt metabolizmu a nárazníkovou reakcí. Pokračující zvyšování zátěže vede k narůstajícímu podílu anaerobního metabolizmu v pracujících svalech se stupňující se tvorbou laktátu a zvýrazňující se laktátovou acidózou. Po vyčerpání kapacity nárazníkového systému se zhoršující metabolická acidóza musí kompenzovat respirační alkalózou docílenou dalším stupňováním hyperventilace. Okamžik dosažení druhého ventilačního prahu (označovaného také jako bod nebo práh respirační kompenzace) se projeví dalším vzestupem křivky VE/ VCO₂. Od tohoto okamžiku je hrazení energie pro svalovou práci již dominantně anaerobní a signalizuje blížící se konec zátěžového testu.

Podmínkou správné interpretace vrcholových hodnot dosažených při spiroergometrii –  příjem kyslíku (VO_2peak), srdeční frekvence (SF_peak), výkon (W_peak) apod. –  je znalost maximální dosažené hodnoty poměru respirační výměny (RER_peak – respiratory exchange ratio). Hodnota RER_peak je mírou metabolického vytížení. Při RER_peak ≥ 1,10 jsou maximální dosažené hodnoty validní a jedině tehdy mají plnou výpovědní hodnotu pro posouzení maximální aerobní kapacity [1,2,4,8– 11]. Při hodnotě RER_peak ≥ 1,15 lze maximální dosaženou hodnotu příjmu kyslíku použít k odhadu prognózy pa­cientů s chronickým srdečním sel­háním [8]. Zátěžový test ukončený předčasně (zejména při RER_peak < 1,05) se považuje za submaximální; dosažené hodnoty VO_2peak nebo W_peak neodpovídají skutečné maximální aerobní kapacitě a výkonnosti pa­cienta [12]. Platí to hlavně v případech, kdy zátěžový test není ukončen pro dušnost, vyčerpání pa­cienta nebo projevy ischemie myokardu či závažné arytmie, ale z jiných důvodů (např. pro hypertonickou reakci krevního tlaku), kdy by pa­cient subjektivně ještě mohl v testu pokračovat.

Maximální dosažené hodnoty VO_2peak a W_peak, včetně hodnot vztažených na kilogram hmotnosti (VO₂. kg^– 1_peak,W. kg^– 1_peak), se často objevují v různých klasifikacích pro posouzení funkční zdatnosti (Weber, klasifikace ACSM, ACC/ AHA apod.). Nevýhodou těchto klasifikací je, že nezohledňují věk, pohlaví a konstituci. Je proto výhodnější porovnat maximální dosažené hodnoty s referenčními hodnotami podle Wassermana [2] pro zátěžový test na bicyklovém ergometru, které zohledňují věk, pohlaví a tělesnou konstituci včetně korekce u obézních osob (referenční hodnoty podle Wassermana jsou součástí programu řídícího spiroergometrické vyšetření). Tento postup poskytuje mnohem přesnější posouzení funkční zdatnosti a dokonce interindividuální porovnání pa­cientů odlišného věku, pohlaví a konstituce. Například hodnota VO_2peak 1 930 ml/ min, 26,1 ml/ min/ kg dosažená při spiroergometrickém testu 27letým mužem o hmotnosti 74 kg a výšce 170 cm po kardiochirurgické operaci by ho zařadila do třídy A dle Webera (tj. nulové omezení maximální aerobní kapacity). Ve skutečnosti však u tohoto muže s přihlédnutím k nízkému věku hodnota VO_2peak představovala jen 64 % referenční hodnoty VO_2max dle Wassermana odpovídající středně těžkému omezení maximální aerobní kapacity. Pro staršího muže ve věku 66 let stejné hmotnosti a výšky by výše uvedená hodnota VO_2peak odpovídala 100 % referenční hodnoty VO_2max a pro ženu ve věku 66 let stejné hmotnosti i výšky by stejná hodnota VO_2peak odpovídala 146 % referenční hodnoty, takže vzhledem k věku a pohlaví by se jednalo o nadprůměrnou hodnotu. Vliv přibývajícího věku na snižování VO_2peak je všeobecně známý a uváděný řadou autorů, v českém písemnictví s ním pracuje např. Chaloupka [13].

Při spiroergometrii se stanoví dva ventilační prahy ze změn ventilačně respiračních parametrů kombinací několika metod. První ventilační práh, který je z hlediska metabolického vlastně aerobním prahem, se ale často nazývá jako ventilační anaerobní práh (VAT, VT1). Druhý ventilační práh je z hlediska metabolického anaerobním prahem a nejčastěji bývá označován jako práh respirační kompenzace (RCT, VT2). V literatuře existuje mnoho názvoslovných ekvivalentů těchto ventilačních prahů (obr. 1). V této práci bude označován první ventilační práh jako VT1 a druhý ventilační práh jako VT2.

Stanovením VT1 a VT2 lze pak u každého pa­cienta určit rozmezí jednotlivých pásem –  aerobního, aerobně‑anaerobního a anae­robního pásma. Pro potřeby kardiovaskulární rehabilitace pak lze přesně a konkrétně pro každého pa­cienta určit individuální parametry pro fyzický trénink. Podle Doporučených postupů ČKS z roku 2006 [14] je v kardiovaskulární rehabilitaci používána intenzita zátěže na úrovni VT1. VT1 je vždy definován hodnotou příjmu kyslíku (VO_2VT1), ke které se pak určí časově odpovídající tréninkové parametry –  zátěž ve wattech (W) a srdeční frek­vence (SF). Pro aerobní vytrvalostní trénink existují dvě tréninkové modality –  konti­nuální trénink s konstantní zátěží a intervalový trénink. V současné době se ne na všech pracovištích respektuje fakt, že existují rozdíly ve způsobu odezvy organizmu na trénink s konstantní zátěží a trénink intervalový. V závislosti na tom je třeba stanovit jinou zátěž pro trénink s konstantní zátěží a jinou pro intervalový trénink [1,5,15].

V odborné literatuře se v poslední dekádě objevují zprávy o možnosti použití také vyšší intenzity tréninkové zátěže konstantního a též intervalového typu v kardiovaskulární rehabilitaci. Pro tzv. vysokointenzivní intervalový trénink je horní hranicí intenzita zátěže 85– 100 % VO_2peak (tj. pásmo kolem VO_2VT2 až po VO_2peak) [16– 18]. Výsledky dosavadních studií jsou povzbudivé, ale zatím se čeká na výsledky multicentrické randomizované studie SMARTEX‑ HF [16] posuzující nejen účinnost, ale též bezpečnost vysokointenzivního intervalového tréninku. Pro kontinuální trénink s konstantní zátěží je dolní hranicí oblast odpovídající VT1 a horní hranicí intenzita zátěže na úrovni tzv. kritického výkonu. Kritický výkon je nejvyšší dlouhodobě udržitelný výkon za podmínek rovnovážného stavu VO₂, SF a laktátu [19– 21].

Cíl studie

1. Na základě spiroergometrického testu stanovit a lokalizovat oba ventilační prahy u kardiologicky nemocných pa­cientů před zahájením kardiovaskulární rehabilitace, ze kterých lze určit parametry pro trénink odpovídající funkčnímu stavu pa­cienta.
2. Posoudit, zda u kardiaků existuje (podobně jako u zdravé populace) shoda mezi % rezervy srdeční frekvence (% HRR) a % rezervy příjmu kyslíku (% VO₂R) zejména v oblasti VT1, která by dostatečně opravňovala použití % HRR jako nepřímé metody k odhadu % VO₂R a ke stanovení relativní intenzity tréninkového zatížení.

Vyšetřovaný soubor

Celkem bylo vyhodnoceno 107 rampových spiroergometrických testů s dobře detekovatelným VT1 u pa­cientů vstupujících do ambulantního rehabilitačního programu kardiovaskulární rehabilitace na Klinice tělovýchovného lékařství a rehabilitace FN u sv. Anny v Brně (tab. 1). Do studie byly vybrány jen testy, které splňovaly následující kritéria:

1. Ukončení testu při hodnotě RER_peak ≥≥ 1,10 jako kritéria dostatečného metabolického vytížení a validity dosažených peak hodnot –  VO₂, SF, W.
2. Spolehlivá detekovatelnost nejen VT1, ale též VT2.

Z celkového počtu 107 testů byla uvedená kritéria splněna pouze u 57 pa­cientů –  43 mužů (věk 61,3 ± 10,3 let, BMI 28,2 ± 3,6) a 14 žen (věk 63,4 ± 10,9 let, BMI 28,5 ± 5,7). Muži a ženy se statisticky významně nelišili věkem ani body mass indexem (BMI). Zbývajících 50 testů (47 %) bylo ukončeno před dosažením hodnoty RER_peak 1,10 a/ nebo nebylo možné stanovit VT2. Zátěžové testy ukončené při RER_peak < 1,10, tj. před dosažením plného metabolického vytížení, nezaručují validitu dosažených vrcholových hodnot, a proto do této práce nebyly zahrnuty (u pa­cientů s RER_peak < 1,10 je však možné VT1 využít jako relevantní ukazatel preskripce tréninkové intenzity).

Metody vyšetření

Spiroergometrické vyšetření bylo provedeno rampovým protokolem do symp­tomy limitovaného maxima pomocí ergometrické jednotky (Ergoselect, Ergoline^®, Bitz, D) s analyzátorem krevních plynů (Power Cube, Ganshorn^® Medizin Electronic, Niederlauer, D) a se záznamem 12svodového EKG (AT‑ 104 PC, Schil­­ler^®, Baar, CH). Na začátku vyšetření byl proveden záznam klidového EKG v lehu a v sedu. Poté následovala tříminutová adaptace vyšetřované osoby vsedě na ergometru. Strmost vzestupu zátěže byla volena podle předpokládané fyzické zdatnosti tak, aby zátěžový test trval celkem 8– 12 min. Během zátěžového testu bylo kontinuálně monitorováno EKG, SF byla zaznamenávána každých 10 s dle křivky EKG, manuální měření TK a určení stupně subjektivního vnímání zátěže (RPE –ratio of perceived exertion) dle Borgovy škály bylo prováděno každé 2 min. Příjem O₂, výdej CO₂ a ventilace byly měřeny při každém dechu a zprůměrované hodnoty byly zaznamenány každých 10 s.

VT1 byl stanoven kombinací metody V‑ slope, analýzou křivek ventilačních ekvivalentů pro kyslík a oxid uhličitý, křivky excess CO₂ a posouzením průběhu křivky parciálního tlaku O₂ na konci výdechu (PETO₂). VT2 byl stanovený pomocí křivky ventilačního ekvivalentu pro oxid uhličitý, křivky parciálního tlaku CO₂ na konci výdechu (PETCO₂) a metodou VE/ VCO₂ slope. Na úrovni VT1 definovaném hodnotou VO₂ byly stanoveny tréninkové parametry pro kardiovaskulární rehabilitaci: 1. tréninková srdeční frekvence a 2. tréninková zátěž jiná pro kontinuální trénink s konstantní zátěží a jiná pro intervalový trénink.

Predikované (referenční) hodnoty VO_2max byly vypočítány pomocí programu řídícího spiroergometrické vyšetření na základě metodiky dle Wassermana [2]. Referenční hodnoty VO_2VT1 byly vypočítány podle Davise [7]. Referenční hodnotu SF_max program vypočítává dle vzorce (220 –  věk) × 0,90, ale pro posouzení chronotropní inkompetence se používá referenční hodnota SF_max určená podle vzorce 220 –  věk. Za chronotropní inkompetenci se považuje nemožnost dosáhnout 80 % referenční hodnoty SF_max dle vzorce 220 –  – věk [22,23].

Pro posouzení nepřímých metod pro stanovení tréninkového zatížení byla z výsledků spiroergometrického testu vypočtena rezerva příjmu kyslíku (VO₂R = VO_2peak –  VO_2rest) a rezerva srdeční frekvence (HRR = SF_peak –  SF_rest) jako rozdíl maximální dosažené hodnoty a klidové hodnoty a určeno % VO₂R a % HRR odpovídající VT1 a VT2.

Statistické zpracování

Statistické zpracování bylo provedeno v programu Microsoft Excel pro Windows a v programu Statistica, verze 12.0. K testování normality rozložení byla použita Lillieforsova modifikace Kolmogorov‑ Smirnovova testu, Shapiro Wilkův W test v programu Statistica a Anderson‑ Darlingův test. V programu Microsoft Excel 2007 byly provedeny parametrické testy a v programu Statistica neparametrické testy. Rozdíl mužů a žen ve věku a BMI byl hodnocen Wilcoxonovým testem. Rozdíl mezi % VO₂R a % HRR byl u mužů hodnocen dvouvýběrovým t‑testem a u žen Wilcoxon‑ Whitney testem. Korelace mezi % VO₂R a % HRR byla u mužů hodnocena pomocí výběrového Pearsonova korelačního koeficientu a u žen pomocí Spearmanova koeficientu pořadové korelace. Výsledky jsou prezentovány ve formě průměrů (χ^–) a směrodatných odchylek (s).

Výsledky

V tab. 2 jsou uvedeny hodnocené parametry dosažené v maximu a na úrovni obou ventilačních prahů u kardiologicky nemocných pa­cientů (n = 57) při vstupním spiroergometrickém vyšetření před zahájením ambulantního rehabilitačního programu v rámci kardiovaskulární rehabilitace. Chronotropní inkompetence (CTI) se v našem souboru pa­cientů vyskytovala u 17 mužů (tj. ve 40 %) a u 5 žen (tj. ve 36 %). Lokalizaci obou ventilačních prahů ve vyšetřovaném souboru ukazuje tab. 3.

Při porovnání absolutních hodnot VO_2VT1 žen a mužů (tab. 2) byla průměrná hodnota u žen nižší (9,1 ml.min^– 1. kg^– 1) ve srovnání s muži (11,9 ml.min^– 1. kg^– 1), ale vzhledem k VO_2peak byl VT1 u žen lokalizován výše (59 % VO_2peak) než u mužů (53 % VO_2peak) (tab. 3).

V našem souboru pa­cientů se hodnoty VT1 vyjádřené jako % VO_2peak a % SF_peak od sebe numericky významně liší (o 18 %, p < 0,01). Naopak hodnoty VT1 vyjádřené jako % HRR a % VO₂R jsou číselně podobné a statisticky významně se od sebe nelišily jak u mužů, tak i u žen.

Graf 1 ukazuje, že korelace mezi % VO₂R a % HRR na úrovni VT1 je statisticky významná u mužů (p < 0,001; Pearsonův korelační koeficient r = 0,56) i u žen (p < 0,01; Spearmanův korelační koeficient r = 0,71). Koeficient determinace R² svědčí u mužů (R² = 0,32) i u žen (R² = 0,44) pro nízkou sílu lineární závislosti (spolehlivosti). Existuje zřetelný rozptyl hodnot, takže stejné hodnotě % HRR odpovídají významně odlišné hodnoty % VO₂R. Regresní přímky mužů a žen se mezi sebou liší jen mírně, ale zejména se liší od linie identity (fialová přímka v grafu 1). Při ideální korelaci a stejné číselné hodnotě by regresní přímky a hodnoty měly být uspořádány právě kolem této linie identity.

Pro zdravou populaci existují tabulky relativní intenzity zatížení publikované American College of Sports Medicine [24] vyjádřené v % VO₂R, % HRR a % SF_max (tab. 4). V pravé části tab. 4 je znázorněno rozložení VT1 vyjádřeného jako % VO₂R do pásem relativní intenzity zatížení u kardiologicky nemocných mužů a žen našeho souboru. Tab. 4 ukazuje, že jen u 27 pa­cientů (63 %) a 7 pa­cientek (50 %) odpovídá % rezervy VO₂ % rezervy SF. U zdravé populace se předpokládá vysoká shoda.

Diskuze

Jednoznačně nejspolehlivější a nejpřesnější je stanovení tréninkových parametrů pro kardiovaskulární rehabilitaci pomocí přímých metod –  tedy pomocí spiroergometrie. V současné době je pro kardiovaskulární rehabilitaci v ČR doporučována tréninková intenzita na úrovni VT1 [25,26]. V našem souboru pa­cientů byl VT1 (53 ± 6 % VO_2peak u mužů a 59 ± 6 % VO_2peak u žen) lokalizován v souladu s rozmezím 45– 65 % VO_2peak, uváděným v odborné literatuře [2,9– 11].

Absolutní hodnota VO_2VT1 a lokalizace VT1 závisí na věku, pohlaví, trénovanosti, kardio‑  a/ nebo pulmonálním onemocnění. S věkem klesá VO_2peak i VO_2VT1, ale hodnota VO_2peak klesá s věkem výrazněji než absolutní hodnota VO_2VT1, proto matematický poměr VO_2VT1/ VO_2peak, tedy lokalizace VT1, bude s věkem stoupat [2]. Ženy mají výše uložený VT1 než muži [2], což bylo patrné i v našem souboru (tab. 3). Vytrvalostní aerobní trénink zvyšuje VT1, závažnější onemocnění oběhového systému ho snižuje. Ale výše uložený VT1 může být také někdy důsledkem nižší hodnoty VO_2peak (při stejné hodnotě VO_2VT1) při předčasně ukončeném zátěžovém testu (zejména při RER_peak < 1,05), která zvýší procentuální poměr VO_2VT1/ VO_2peak. Vyšší % tedy v tomto případě není projevem lepší trénovanosti (funkční zdatnosti), ale jen matematickým vyjádřením zmenšení jmenovatele nižší hodnotou VO_2peak. Z uvedeného jasně vyplývá, že spiroergometrická vyšetření s neúplným metabolickým vytížením jsou pro klinické či výzkumné potřeby bezcenná a zcela nepoužitelná v případě posuzování peak hodnot.

Není‑li k dispozici spiroergometrické vyšetření, a nelze‑li tedy stanovit VT1, bylo by možné uvažovat o tzv. nepřímých metodách stanovení tréninkových parametrů. Tyto nepřímé metody jsou založeny hlavně na srdeční frekvenci. Vycházejí z lineární korelace mezi SF, VO₂ a zátěží u zdravé populace, ale zde je třeba důrazně upozornit, že u kardiologicky nemocných tento vztah platit nemusí (!). Výpočet tréninkové SF (SF_trén) vychází z hodnoty maximální dosažené srdeční frekvence (SF_peak) nebo rezervy SF (HRR = SF_peak –  SF_klid). SF_trén je pak určena jako % SF_peak nebo % HRR.

Varianta A

Nejméně přesnou a u kardiaků zcela nevhodnou variantou je použít k výpočtu SF_trén pouze podle věku predikovanou hodnotu SF_max platící pro zdravou populaci za použití ně­kte­rého ze vzorců pro výpočet SF_max (např. 220 –  věk podle Åstranda [7] nebo 208 –  (0,7 × věk) podle Tanaky [27]). Dle cílové relativní intenzity zatížení pro trénink se zvolí určité % z predikované SF_max, např. 70 %, a SF_trén se vypočítá podle vzorce 0,7 × SF_max. Zcela zásadním problémem je, že kardiologicky nemocní často vůbec nedosáhnou hodnoty predikované SF_max dle věku. Příčinou je CTI způsobená věkem, kardiologickým onemocněním či medikací. CTI je charakterizována nemožností dosáhnout alespoň 80 % predikované hodnoty SF_max při dostatečném metabolickém vytížení. V našem vyšetřovaném souboru (n = 57) se CTI vyskytovala u 39 % pa­cientů. Takže SF_trén určená jako % z predikované SF_max nebo z ní vypočtené HRR (= predikovaná SF_max –  SF_klid) bývá často nadhodnocena a vede k nadměrnému zatížení (tab. 5).

Varianta B

O něco přesnější metodou výpočtu SF_trén je skutečně změřená maximální dosažená SF_peak u konkrétního pa­cienta při ergometrickém vyšetření. Vzorec pro výpočet SF_trén je stejný jako u varianty A, ale místo predikované SF_max se použije skutečně dosažená SF_peak. SF_peak je vhodná pro výpočet SF_trén, pouze když odpovídá plnému metabolickému vytížení, které však nelze při klasickém ergometrickém testu vždy spolehlivě prokázat. S určitou pravděpodobností lze předpokládat plné metabolické vytížení pouze v případě, že byl ergometrický test ukončen pro dušnost a vyčerpání vyšetřované osoby. Při předčasném ukončení testu (např. pro hypertonickou reakci TK) je velmi pravděpodobné, že pa­cient nedosáhl své maximální SF a maximálního výkonu (z celkového počtu námi analyzovaných 107 spiroergometrických testů byl ve 43 % test ukončen předčasně). U testů předčasně ukončených a/ nebo u pa­cientů s CTI může být SF_peak nižší a případné výpočty SF_trén vycházející z takto zkreslené (snížené) SF_peak nemohou být považovány za validní.

Varianta C

Další možností je určení SF_trén z rezervy SF (HRR) odvozené ze skutečně změřené maximální dosažené SF_peak (HRR = SF_peak –  SF_klid). I při této variantě má SF_peak rozhodující vliv na výpočet HRR. Faktory ovlivňující SF_peak (předčasné ukončení testu a CTI) se promítnou i do hodnoty HRR. Dle cílové relativní intenzity zátěže se zvolí určité % z HRR pro trénink pa­cienta, např. pro trénink na úrovni 50 % HRR se SF_trén vypočítá dle vzorce HRR × 0,5 + SF_klid.

V tab. 4 jsou uvedena pásma relativní intenzity zatížení podle ACSM pro zdravou populaci. Hlavním metabolickým ukazatelem intenzity zatížení (svalové práce) je hodnota VO₂, a proto primárním cílem tzv. nepřímých metod je odhad této veličiny pomocí hodnoty SF. Je známo, že u zdravé populace existuje dobrá korelace mezi % HRR a % VO₂R, takže podle % HRR lze odhadnout hodnotu % VO₂R, a tím pásmo relativní intenzity zatížení. Při těsné korelaci mezi % VO₂R a % HRR může být dokonce i číselná shoda hodnot za předpokladu, že mezi oběma veličinami existuje 1. linearita v celém rozsahu, 2. ekvivalence (rovnocennost) vzestupu VO₂ a SF se vzestupem zátěže, 3. dobrá shoda přímky lineární regrese s linií identity (linie se stejnými hodnotami VO₂R a HRR), 4. evidentně nízký rozptyl čtverců reziduí kolem přímky regrese. Při těsné korelaci se stejnými číselnými hodnotami by byly body souměrně a těsně soustředěné kolem linie identity. Avšak jak prokázali Mezzani et al [28], u kardiologicky nemocných úzký vztah mezi % VO₂R a % HRR neplatí a k identickému závěru dospěla i naše studie. Graf 1 ukazuje, že korelace mezi oběma veličinami u nemocných je sice statisticky významná, ale je velký rozptyl hodnot. Nízký koeficient determinace R² svědčí o nízké síle lineární závislosti. Regresní rovnice a přímky u mužů a žen se liší od linie identity vztahu % HRR a % VO₂R, takže vzájemně související číselné hodnoty se liší. Výsledky ukázaly, že u kardiaků:

1. nebyly splněny uvedené podmínky pro možnost spolehlivého odhadu % VO₂R dle % HRR,
2. nelze tedy spolehlivě odhadnout skutečnou úroveň % VO₂R,
3. nelze tak dle % HRR spolehlivě stanovit pásmo relativní intenzity zatížení definované hodnotou % VO₂R.

Tato varianta odhadu je proto u kardiaků nepřesná a pro praxi obtížně použitelná, na což upozorňují i Carvalho a Mezzani [5].

Varianta D

Při klasickém ergometrickém vyšetření je možné odvodit tréninkové zatížení také podle maximálního dosaženého výkonu (v naší práci na úrovni 50 % W_peak u žen a na úrovni 47 % W_peak u mužů). Tyto hodnoty obvykle odpovídají VT1 při plném metabolickém vytížení (tab. 3). Při předčasném ukončení zátěžového testu bude maximální dosažený výkon nižší a následně bude též nižší i výpoč­­tem určená hodnota tréninkové zátěže ve wattech odpovídající úrovni odhadnutého VT1. Pa­cient tak bude trénovat pravděpodobně pod VT1 (a efekt tréninku může být nižší), ale nedochází k přetížení pa­cienta. Tato varianta odhadu tréninkových parametrů bývá relativně přesnější a spolehlivější než odhad podle SF_peak (tab. 5).

Varianta E

Subjektivní vnímání namáhavosti zatížení (RPE –  rating of perceived exertion) nemůže být v žádném případě jediným kritériem volby tréninkové intenzity, ale výhradně jen kontrolní metodou k subjektivnímu posouzení intenzity zatížení (Borgova škála 6– 20) a tolerance zatížení (Borgova škála 0– 10 k subjektivnímu hodnocení dušnosti, bolesti na hrudi a dolních končetin). Intenzita na úrovni VT1 by měla být vnímána mezi 12 a 14, tedy jako zátěž poněkud namáhavá. U této metody je žádoucí, aby pa­cienti uměli správně zhodnotit intenzitu vnímané zátěže a aby nedocházelo k podhodnocování (uváděna nižší hodnota v rámci soutěžení jedinců v kolektivu) ani nadhodnocování (uváděna vyšší hodnota u úzkostlivých jedinců). Namáhavost a toleranci tělesné zátěže lze jednoduše ověřit též testem „mluvit, zpívat, rychle dýchat“ (test du parler) –  nad VT1 není pa­cient schopen souvislé řeči [29]. Tolerance tréninkové zátěže se kromě RPE posuzuje odezvou SF (významné překročení SF_trén nebo naopak bradykardie), krevního tlaku a výskytem různých příznaků ukazujících na intoleranci zátěže (nepřiměřená dušnost, nepřiměřená únava, stenokardie, arytmie, vertigo až kolapsový stav apod.).

Doporučované tréninkové parametry bývají v různých publikacích vyjádřeny jako % VO_2peak, % SF_peak anebo % VO₂R a % HRR. Rozmezí doporučovaných hodnot pro kardiologicky nemocné se mohou v různých literárních zdrojích lišit, ale již na první pohled je zřejmý velký rozsah doporučovaných hodnot: 40– 80 % VO_2peak (což orientačně odpovídá 30– 70 % VO₂R), 50– 85 % SF_peak a 40– 70 % HRR [5,9]. Naše výsledky ukázaly, že VT1 byl u hodnocených pa­cientů lokalizován též v širokém rozmezí (udáno jako minimální hodnota až maximální hodnota): 43– 71 % VO_2peak, 59– 87 % SF_peak, 26– 70 % HRR a 33– 61 % VO₂R. Při takto širokém rozmezí by bylo těžké až nemožné vybrat pro konkrétního pa­cienta pomocí nepřímých metod správné parametry tréninkového zatížení. Ty poskytuje pouze spiroergometrické vyšetření.

Doporučované rozpětí 40– 80 % VO_2peak (orientačně 30– 70 % VO₂R) odpovídá dle ACSM (tab. 4) velmi širokému rozsahu sahajícímu od pásma nízké intenzity přes pásmo střední intenzity až do pásma vysoké relativní intenzity zatížení. V našem souboru 57 pa­cientů byl VT1 vyjádřený jako % VO₂R lokalizován u 2/ 3 pa­cientů v pásmu střední intenzity a u 1/ 3 pa­cientů v pásmu nízké intenzity (tab. 4). Lokalizace VT1 kolem 40 % VO_2peak je možná u pa­cientů s chronickým srdečním selháním funkční klasifikace NYHA III při výrazně omezené funkční kapacitě. Proto se u této skupiny doporučuje začít trénovat pod úrovní VT1, takže správnou volbou je zatížení odpovídající intenzitě kolem 40 % VO_2peak (cca 25– 30 % VO₂R), kterou lze pak dle tolerance postupně zvyšovat [1,5]. U pa­cientů NYHA I a II by dolní hranice intenzity zatížení měla být na úrovni VT1, což odpovídá 45– 65 % VO_2peak (cca 35– 55 % VO₂R). Intenzita zatížení 70– 80 % VO_2peak (často doporučovaná v různých literárních zdrojích) je již nad úrovní VT1; intenzita kolem 85 % VO_2peak odpovídá přibližně úrovni VT2. Lokalizace VT1 na úrovni 80 % VO_2peak může znamenat dobře vytrvalostně trénovanou osobu (u kardiaků spíše výjimka), ale častěji to může být jen matematický důsledek nižšího VO_2peak při předčasně ukončeném spiroergometrickém vyšetření (zmenšení jmenovatele v procentuálním poměru VO_2VT1/ VO_2peak).

Tab. 5 ukazuje na příkladu konkrétního kardiologicky nemocného pa­cienta přesné stanovení tréninkových parametrů pomocí spiroergometrie (tréninkové parametry jsou na úrovni VT1) a pro srovnání i stanovení tréninkových parametrů různými nepřímými metodami (varianta A až D), které byly popsány výše.

Kdyby stejný pa­cient ukončil spiroergometrický test předčasně při hodnotě RER_peak 1,02, byly by nižší všechny peak hodnoty (VO₂ peak 970 ml.min^– 1, W_peak 77 W, SF_peak 88/ min), hodnoty na úrovni VT1 by zůstaly stejné, ačkoli by se matematicky změnila (zvýšila) lokalizace VT1 (76 % VO_2peak, 63 % VO₂R, 65 % W_peak, 90 % SF_peak a 71 % HRR). Stejně tak by následkem snížení peak hodnot byly sníženy vypočtené tréninkové parametry u varianty B, C a D.

Při posuzování efektu rehabilitačních programů na základě zlepšení peak hodnot VO₂ a W je nezbytnou podmínkou uvést hodnotu RER_peak při vstupním i výstupním spiroergometrickém vyšetření. Výsledky spiroergometrického testu s nedostatečným metabolickým vytížením (RER_peak < 1,10) nelze porovnat s výsledky maximálního testu (RER_peak ≥ 1,10). Při nedodržení této zásady mohou být výsledky porovnání nevěrohodné. Ne vždy je uvedená podmínka respektována.

Závěry

1. Jedinou přesnou metodou ke stanovení tréninkových parametrů pro kardiologicky nemocné je přímé stanovení VT1 (popř. VT2 pro vysokointenzivní trénink) pomocí spiroergometrického vyšetření.
2. U kardiologicky nemocných existuje statisticky významná korelace mezi % HRR a % VO₂R, ale vzhledem k velkému rozptylu hodnot nelze podle % HRR odhadnout % VO₂R, které definuje relativní intenzitu zatížení.
3. Nepřímé metody stanovení tréninkového zatížení pro aerobní vytrvalostní trénink (založené zejména na SF_peak) jsou u kardiologicky nemocných nespolehlivé a z vážných důvodů, které byly podrobně uvedeny výše (např. vliv chronotropní inkompetence, nedostatečné metabolické vytížení při předčasně ukončeném testu, apod.), pro efektivní kardiovaskulární rehabilitaci nepoužitelné.

Doručeno do redakce: 28. 1. 2015

Přijato po recenzi: 5. 3. 2015

Mgr. Leona Mífková, Ph.D.

www.fnusa.cz

leona.mifkova@fnusa.cz