Acute cardiovasculaire complicaties van zware lichamelijke inspanning door ongetrainden

Zie ook het artikel op bl. 1479.

Regelmatige lichamelijke inspanning zou goed zijn voor jong en voor oud, voor mannen en vrouwen, en zou een belangrijke factor zijn bij de preventie van hart- en vaatziekten. De vraag is echter of deze stelling in zijn algemeenheid juist is. Inderdaad is bij epidemiologisch onderzoek gevonden dat regelmatige lichamelijke activiteit beschermt tegen ziekten van de kransslagaderen en niet alleen de sterfte door coronaire hartziekten, maar ook die door andere aandoeningen vermindert. Elders in dit tijdschriftnummer wordt nader ingegaan op deze mogelijke relatie en de achterliggende oorzaken.1 Daar staat echter tegenover dat in de literatuur ook melding gemaakt wordt van plotselinge dood door een cardiale oorzaak, tijdens of kort na lichamelijke inspanning bij personen die tevoren nog voor kerngezond werden gehouden.

In dit artikel trachten wij een verklaring te geven voor deze ogenschijnlijk tegenstrijdige waarnemingen. Wij gaan daarbij niet dieper in op de plotselinge dood bij jonge volwassenen. Als belangrijkste oorzaken gelden daarbij onder meer hypertrofische cardiomyopathie, aberrante geleiding en aberrant verlopende coronairarteriën.2 3

Voor de verklaring van de paradox dat lichamelijke inspanning aan de ene kant een gunstig effect heeft op de gezondheid en aan de andere kant het sterfterisico doet toenemen, concentreren wij ons op 3 vragen:

- bestaat er een verband tussen zware lichamelijke inspanning en het ontstaan van een hartaanval?

- als een dergelijk verband bestaat, wat zijn dan de pathogenetische mechanismen?

- kan ook bij gezonde individuen, zonder klachten of symptomen wijzend op een aandoening van de coronairarteriën, een hartaanval worden geïnduceerd door lichamelijke activiteit?

zware lichamelijke inspanning en het risico van een hartinfarct

De laatste jaren heeft men een aantal factoren leren onderscheiden die een rol kunnen spelen bij acute coronaire vaatincidenten.4 Zo zijn circadiaanse variaties gevonden voor het acute optreden van myocardischemie, myocardinfarct en plotselinge hartdood, met een duidelijke piek in de morgen. Men acht hier een versterkte stolbaarheid van het bloed (hypercoagulabiliteit) alsmede een verminderde fibrinolytische activiteit voor aansprakelijk. Daarnaast is aangetoond dat voor het acute hartinfarct zonder dodelijke afloop bij 17 van de patiënten één van de volgende factoren een oorzakelijke rol hebben gespeeld: uit-bed-opstaan, woede-uitbarstingen, seksuele activiteit of zware lichamelijke inspanning;4-6 onder ‘zware inspanning’ wordt dan verstaan inspanning die zweten en kortademigheid met zich meebrengt.

Ook is gebleken dat er een verband is tussen zware lichamelijke inspanning en een acuut hartinfarct. Dit werd onomstotelijk vastgesteld in een aantal gekruiste patiënt-controleonderzoeken (‘case-crossover studies’); dit is een betrekkelijk nieuwe methode van epidemiologisch onderzoek waarbij men nagaat of de patiënt vlak voor een acute gebeurtenis zoals een myocardinfarct of plotselinge dood was blootgesteld aan een bepaalde tijdelijke risicofactor (bijvoorbeeld lichamelijke inspanning) in vergelijking tot op een willekeurig ander moment (het controlemoment, bijvoorbeeld dezelfde tijdsperiode op de dag ervoor).7-9 Met deze methode worden relatieve risico's (uitgedrukt als oddsratio) berekend van een hartinfarct na zware inspanning, in vergelijking met personen die zich tevoren niet of slechts licht hadden ingespannen; deze variëren van 2,1 (95-BI: 1,1-3,6) tot zelfs 16,9 (10,5-27,0).

Uit deze onderzoeken komt een nog belangrijker feit naar voren, namelijk dat het relatieve risico van een acuut hartinfarct na zware inspanning veel groter is bij ongetrainde individuen, dus bij personen die gewoon zijn geen of weinig lichamelijke inspanning te verrichten en voornamelijk een zittend leven leiden: het relatieve risico van zware lichamelijke inspanning bij sedentair levende individuen bedroeg 107 (95-BI: 67-171 ) versus 2,4 (1,5-3,7) bij personen die zich vóór het hartinfarct 5 maal per week (of vaker) flink lichamelijk inspanden.7-10 Op grond van deze onderzoeken lijkt de conclusie gerechtvaardigd dat zware lichamelijke inspanning een acuut hartinfarct ten gevolge kan hebben, vooral bij personen met een zittend leefpatroon, dus ongetrainde individuen. Lichamelijke inactiviteit is derhalve een risicofactor voor coronaire hartziekten.

Overigens zijn veel Nederlanders als lichamelijk inactief te beschouwen: uit een steekproef uitgevoerd door het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu onder bewoners van Doetinchem, Amsterdam en Maastricht, waarbij gevraagd werd naar lichamelijke activiteit, bleek dat 46 van de onderzochte personen gemiddeld minder dan een half uur per dag matig inspannende activiteiten verrichtte en 21 minder dan een half uur per week.11

pathogenese van hartinfarct door zware inspanning

Op welke wijze kan zware lichamelijke inspanning een hartinfarct of plotse dood veroorzaken? Er is een aantal factoren die samenwerken bij het ontstaan van een hartinfarct na zware lichamelijke inspanning. Hoewel men daarbij onderscheid dient te maken tussen personen met en zonder preëxistent coronarialijden, kan in beide groepen een aantal predisponerende pathofysiologische mechanismen voor het ontstaan van een infarct een rol spelen.

Ritmestoornissen

Behalve de bekende risicofactoren voor hart- en vaatziekten (verhoogde cholesterolwaarden, hypertensie, roken, diabetes mellitus en hyperhomocysteïnemie) zijn er vele aanwijzingen voor een verhoogd risico op acute dood ten gevolge van ritmestoornissen.12 Ook werd al geruime tijd geleden beschreven dat inspanning een stimulatie van het sympathische zenuwstelsel veroorzaakt met een stijging van de concentratie catecholaminen in de circulatie, hetgeen kan leiden tot ritmestoornissen, ventrikelfibrilleren en plotse dood.13

Stollingsactivatie

In het hiernavolgende willen wij ons vooral richten op de rol die trombocyten, vaatwand, bloedstolling en fibrinolyse kunnen spelen bij het veroorzaken van acute hartdood na zware inspanning. Hierbij is relevant dat bij elk gezond individu, ook in rust, een zekere activering van de bloedstolling blijkt te bestaan.

Rol van de trombocyten

Het is gebleken dat bij inspanning en de daarmee gepaard gaande toename van de stroomsnelheid van het bloed, de bloedplaatjes zich dichter bij de wand van het bloedvat concentreren.14 15 Door afname van het plasmavolume en stijging van de hematocriet ten gevolge van de inspanning wordt dit typische distributiepatroon van de trombocyten versterkt, waardoor hun adhesie ten opzichte van de vaatwand toeneemt. Ook heeft men aangetoond dat lichamelijke inspanning vooral bij individuen die een zittend leven leiden, een toename van de plaatjesactivatie en -aggregatie veroorzaakt.16 17

Disfunctie van het vaatendotheel

Het vaatendotheel speelt een belangrijke rol bij de regeling van de vaattonus. Flinke lichamelijke arbeid leidt tot een toename van de stroomsnelheid van het bloed en van de schuifspanningen op het endotheeloppervlak. Dit leidt in gezond vaatendotheel tot de aanmaak van vasodilatatoren zoals stikstofmonoxide (NO). Deze fysiologische aanpassing, waardoor het vaatbed in staat is te dilateren (waardoor de bloedstroom naar onder meer het myocard bij inspanning toeneemt), is gestoord bij een disfunctie van het endotheel. Endotheeldisfunctie wordt wel als de vroegste atherosclerotische afwijking beschouwd. Deze disfunctie is angiografisch en histologisch niet aantoonbaar, maar kan al aanwezig zijn vóór het wel zichtbaar worden van de morfologisch bekende vroege atherosclerotische afwijkingen. Deze gestoorde functie van het endotheel kan ontstaan bij hypercholesterolemie, hypertensie, roken, diabetes mellitus, hyperhomocysteïnemie en bij een leefpatroon met weinig lichaamsbeweging. Bij het ouder worden neemt de productie van NO duidelijk af.18 Er zijn aanwijzingen dat een verminderde NO-synthese een toename van de adhesie van de bloedplaatjes veroorzaakt, hetgeen de kans op lokale trombusvorming doet toenemen. Bovendien kan bij disfunctie van het endotheel niet alleen de NO-afhankelijke vasodilatatie van de kransslagaderen bij inspanning uitblijven, soms kan zich zelfs een paradoxale vasoconstrictie voordoen.19 Hoewel bij het ouder worden de endotheelafhankelijke vaatverwijding afneemt, zijn er aanwijzingen dat deze achteruitgang kan worden voorkomen door regelmatige aërobe lichamelijke inspanning.20

Veranderingen in de bloedstolling en fibrinolyse

Behalve de genoemde factoren blijken zich tijdens en na lichamelijke inspanning ook veranderingen in bloedstolling en fibrinolyse voor te doen die bijdragen aan de kans op het ontstaan van trombotische complicaties in de coronairvaten. In longitudinaal onderzoek bij gezonde individuen en bij personen met een manifest coronair vaatlijden is vastgesteld dat een lage fibrinolytische activiteit in het bloed samengaat met een verhoogd risico van cardiovasculaire incidenten.21 22 Een verminderde fibrinolytische activiteit leidt ertoe dat fibrineneerslagen op disfunctioneel endotheel of op een beschadigde intima niet worden gelyseerd. Hierdoor kan fibrine in de intima worden geïncorporeerd, hetgeen de groei van een atheromateuze plaque bevordert.23 Men zou dan ook geneigd zijn te veronderstellen dat een verminderde fibrinolyse mede verantwoordelijk is voor de trombotische coronaire vaatincidenten tijdens zware inspanning. Bij verschillende onderzoekingen bleek dit echter niet het geval te zijn. Een stijging van de plasminogeenactivatorinhibitor(PAI)-I en daarmee een afname van de fibrinolytische activiteit konden tijdens inspanning niet worden aangetoond, maar wel in de herstelperiode na de inspanning.24 25

Tijdens inspanning wordt zowel bloedstolling als fibrinolyse geactiveerd, nemen de concentraties van factor VIII en de Von-Willebrand-factor toe en stijgt de hoeveelheid trombine-antitrombinecomplexen. Deze protrombotische veranderingen worden echter in evenwicht gehouden door een stijging van de weefselplasminogeenactivator (t-PA), dus door een toename van de fibrinolytische activiteit. De hemostatische balans blijft zo tijdens inspanning in evenwicht. Echter, een uur na de inspanning, dus in de herstelperiode, neemt de fibrinolytische activiteit snel af, terwijl de verhoogde stollingsactiviteit aanwezig blijft. Er ontstaat dus in de periode direct in aansluiting op inspanning een hypercoagulabiliteit die de ontwikkeling van een hartinfarct kan bevorderen.26 27

Bij flinke fysieke activiteit komt de Von-Willebrand-factor vrij uit de endotheelcellen waarbij de concentratie in het plasma met 50-200 kan toenemen. De Von-Willebrand-factor speelt een sleutelrol bij de adhesie van bloedplaatjes aan de vaatwand onder omstandigheden van een versnelde bloedstroom en verhoogde schuifspanning in de kleinere arteriën. Hierbij vindt activatie van de bloedplaatjes plaats, gevolgd door aggregatie, waardoor het ontstaan van een plaatjestrombus wordt bevorderd.

Men heeft aangetoond dat een toename van de concentratie van Von-Willebrand-factor een verhoogd risico geeft op een myocardinfarct of plotselinge hartdood bij patiënten met angina pectoris of met een eerder doorgemaakt hartinfarct.21 28

Ook is bij een gestoorde functie van het vaatendotheel een versterkte expressie van adhesiemoleculen op het endotheeloppervlak vastgesteld. Deze versterkte expressie bevordert de adhesie van monocyten en macrofagen en het binnendringen van deze cellen in de vaatwand, hetgeen de ontwikkeling van atherosclerose bevordert, vooral bij aftakkingen en bifurcaties in het arteriële vaatbed. Hierbij kan weefselfactor tot expressie komen.29 Dit is een glycoproteïne dat onder normale omstandigheden niet wordt aangetroffen in endotheel, maar dat in staat is de extrinsieke stolling in gang te zetten en zo eveneens de kans op trombusvorming vergroot.2 30

Ruptuur van atherosclerotische plaques

De belangrijkste oorzaak van een myocardinfarct tijdens of direct in aansluiting op zware lichamelijke inspanning is echter een ruptuur in een atherosclerotische plaque. Dit gevaar is minder aanwezig bij grote, stabiele plaques die de diameter van het coronairvat al voor 50 of meer hebben afgesloten, omdat zich dan meestal al collateralen hebben gevormd. Dit geldt echter niet voor zogenaamde ‘kwetsbare’ atherosclerotische plaques (vulnerabele plaques, of ‘culprit’-afwijkingen). Dit zijn kleine, weke atherosclerotische plaques die grote hoeveelheden lipiden bevatten en de diameter van het vaatlumen voor minder dan 50 verkleinen. Ze zijn bedekt met een dun en slecht gestructureerd kapsel dat geïnfiltreerd is met macrofagen en T-lymfocyten. Tijdens zware inspanning kan in dit zwakke kapsel gemakkelijk een scheurtje ontstaan als gevolg van allerlei mechanische factoren. Denk daarbij aan verhoging van de systolische bloeddruk en de polsfrequentie, toename van de stroomsnelheid van het bloed en schuifspanningen en snellere en krachtiger contracties van de spierwand van het hart en het daarmee gepaard gaande buigen, strekken en knikken van de coronairarteriën. Een dergelijk scheurtje kan leiden tot een bloeding in de plaque of tot het ontstaan van een trombus ter plaatse. Bij een bloeding hoopt het bloed zich snel op in de plaque, waarna het stolt en een obstructie van de coronairarterie ontstaat. Vaker wordt echter een trombusmassa gevormd doordat weefselfactor vrijkomt; daardoor wordt de extrinsieke stolling in werking gezet, met trombine als eindproduct. Hierbij is van belang dat de concentratie weefselfactor in plaques verhoogd is. Als gevolg van de activatie van trombocyten door trombine en de neerslag van fibrinevezels uit fibrinogeen wordt zo een trombus gevormd die de kransslagader kan afsluiten. Men schat dat bij 70-85 van de myocardinfarcten een fissuur in het kapsel van de vulnerabele plaque aan de occlusie van de coronairarterie ten grondslag ligt.31-33

beschouwing

Kan bij tevoren gezonde personen een hartaanval worden geïnduceerd door lichamelijke inspanning? Ook bij zich gezond voelende personen zonder cardiale klachten kunnen al duidelijke atheromateuze plaques in de kransslagaderen aanwezig zijn, ook al op jeugdige leeftijd, zoals is aangetoond bij jonge Amerikaanse militairen die gesneuveld waren in de oorlogen in Korea en Vietnam. Daarnaast beschouwt een aantal onderzoekers alleen al de hemodynamische stress bij zware inspanning, in combinatie met disfunctie van het vaatendotheel en de activatie van bloedplaatjes, stolling en fibrinolyse, voldoende om een infarct te doen ontstaan, zelfs zonder dat er angiografisch aantoonbare atherosclerotische afwijkingen in het coronaire vaatbed zijn. Ook zijn er mededelingen dat een ernstige spasme in een kransslagader zou kunnen leiden tot een (vrijwel) volledige afsluiting van het vat met dientengevolge myocardischemie, ventrikelfibrilleren of trombusvorming.34 Bij pathologisch onderzoek van 270 harten van patiënten die een acute hartdood waren gestorven, kon slechts bij 2 geen enkele oorzaak voor het overlijden worden vastgesteld.35

De ruptuur van een vulnerabele plaque blijkt echter verreweg de belangrijkste verklaring voor een hartinfarct na zware inspanning, ook bij tevoren ogenschijnlijk kerngezonde personen.33

aanbevelingen en conclusies

Welke praktische aanbevelingen kunnen wij uit de besproken bevindingen afleiden? Daarbij dient men een onderscheid te maken tussen personen die wedstrijdsport beoefenen en personen die gewoonlijk lichamelijk inactief zijn.

- De American Heart Association Science Advisory and Coordinating Committee heeft richtlijnen gegeven voor het screeningsonderzoek dat aan elke beoefenaar van wedstrijdsport zou moeten worden aangeboden.36 Als een beoefenaar van een wedstrijdsport definieerden zij een persoon die, individueel of in teamverband, deelneemt aan een wedstrijdsport waarvoor regelmatige training vereist is en die grote lichamelijke prestaties met zich meebrengt. De sporter dient tevoren gekeurd te worden (bij voorkeur door een arts) waarbij een nauwkeurige anamnese en familieanamnese dient te worden afgenomen alsmede een lichamelijk onderzoek. Dit onderzoek dient iedere 2 jaar te worden herhaald. Op grond van een kosten-batenanalyse adviseert het committee om niet bij alle sporters een elektrocardiogram of een echocardiogram te maken. Mannen ouder dan 40 jaar en vrouwen boven de leeftijd van 50 jaar, die willen gaan deelnemen aan wedstrijdsport en met tevens risicofactoren voor hart- en vaatziekten, kan men eventueel een inspanningstest laten ondergaan. Wanneer de arts op grond van anamnese of lichamelijk onderzoek (verborgen) coronariaziekten vermoedt, dient de sporter te worden doorverwezen naar een specialist (cardioloog) voor nader onderzoek. Het committee wijst er met nadruk op dat implementatie van deze richtlijnen een foutief gevoel van veiligheid met zich mee kan brengen, want met de aanbevolen screeningsmethode wordt een groot aantal potentieel dodelijke cardiovasculaire aandoeningen niet opgespoord.

- Ongetrainde, lichamelijk inactieve personen moeten vermijden plotseling zware lichamelijke arbeid te verrichten. Vooral ouderen dienen in dit opzicht voorzichtig te zijn en moeten zich niet willen profileren ‘op het voetbalpartijtje ter gelegenheid van het zoveelste lustrum van hun sportvereniging.’

- Ongetrainden die weer wat aan sport willen gaan doen, dienen de lichamelijke belasting geleidelijk op te bouwen, bijvoorbeeld door de eerste 2 weken dagelijks een half uurtje in een flink tempo te gaan wandelen. Vooral ouderen moeten niet op korte termijn een grote sportieve prestatie willen leveren.

- Vooral fysiek inactieve ouderen, waartoe wij gemakshalve iedereen boven de 45 à 50 jaar rekenen, doen er verstandig aan om vóór zij met regelmatige en behoorlijke inspanning vereisende sporten beginnen, eerst af te vallen als zij overgewicht hebben. In verband met de mogelijke aanwezigheid van een endotheeldisfunctie en kwetsbare atheromateuze plaques dient men te stoppen met roken en een eventueel verhoogde bloeddruk te laten behandelen. Ook verdient het aanbeveling om de serumlipideconcentraties te laten controleren en verhoogde concentraties zo nodig te laten behandelen. Deze maatregelen bevorderen de stabilisatie van mogelijk aanwezige vulnerabele atheromateuze plaques, waardoor de kans op een plaqueruptuur aanzienlijk afneemt.

- Alle volwassenen, maar ook ouderen en zelfs tachtigers, hebben baat bij een aangepast fitnessprogramma. Aanbevolen wordt om iedere dag in totaal dertig minuten lichte tot matig inspannende lichamelijke activiteiten te verrichten;37 dat kan men bereiken door bijvoorbeeld drie tot vier kilometer in stevig tempo te wandelen (‘brisk walking’), gras te maaien, te zwemmen of te tennissen. Men kan de lichamelijke inspanning veilig opvoeren als men als grens een polsfrequentie hanteert van 70 van ‘220 minus de leeftijd in jaren’. Dat betekent dat een zestigjarige zich veilig fysiek kan inspannen tot een polsfrequentie van 0,7 × (220-60) = 112 slagen/min.

Onweerlegbaar is aangetoond dat regelmatige en gedoseerde lichamelijke inspanning een beschermend effect heeft wat betreft coronaire hartziekten en de kans op cardiovasculaire incidenten en sterfte aanzienlijk verlaagt. Tegelijkertijd verhoogt zware inspanning het risico op een myocardinfarct en plotse dood, vooral bij personen die een zittend leven leiden en weinig geregelde lichamelijke activiteiten ontplooien. Dit wordt wel de paradox van de lichamelijke inspanning genoemd. De voordelen verkregen door fysieke inspanning worden behaald ten koste van een licht verhoogd risico. Desondanks worden de risico's van fysieke inspanning duidelijk overtroffen door de lichamelijke en psychische winst.

Een levenspatroon gekenmerkt door regelmatige lichamelijke activiteit bevordert de gezondheid en de kwaliteit van leven en stelt de dood uit.