Inleiding

Coronaire hartziekten (CHZ) is een verzamelnaam voor een aantal klinische entiteiten zoals acute coronaire syndromen, stabiele en niet-stabiele angina pectoris, bepaalde vormen van plotselinge cardiale dood of nog hartfalen en ritmestoornissen ten gevolge van een ischemische cardiomyopathie.

De gemeenschappelijke fysiopathologische basis van al deze ziekten bestaat uit:

• atherosclerose van de vaatwand van de coronaire bloedvaten;
• een abnormale trombusvorming; en/of
• stoornissen in de autonome regulatie van de cardiovasculaire (CV) functies.

Het belang van deze hartziekten kan vanuit diverse invalshoeken worden belicht:

• Voor de patiënt zijn deze ziekten oorzaak van heel wat leed en ziektelast. Ze zijn een belangrijke oorzaak van voortijdige sterfte en van Disability Adjusted Life Years (DALYs). In 2014 waren ischemische hartziekten in België de belangrijkste oorzaak van sterfte (7,36 % van alle sterfteoorzaken) (https:// spma.wiv-isp.be/). In 2016 waren ze de tweede belangrijkste oorzaak van DALYs (7,15 % van alle DALYs) (http:// ihmeuw.org/46wr).
• Deze ziekten genereren heel wat kosten én door hun frequentie én door het chronisch karakter ervan.
• CHZ zijn oorzaak van heel wat werkverlet. In 2014 waren er in België binnen de groep van werknemers in de privésector en werklozen 321 573 invaliden, met andere woorden personen die volgens hun leeftijd tot de economisch actieve populatie behoren maar die wegens ziekte meer dan één jaar werk ongeschikt zijn; 20 434 of 6,3 % ervan was invalide wegens een ziekte van het hart- en vaatstelsel; deze categorie kwam als derde belangrijkste oorzaak voor (www.inami.fgov.be/nl/ statistieken).

Er zijn verschillende redenen om de fysieke belastbaarheid van een patiënt met CHZ te meten. Een eerste goede reden heeft te maken met het ramen van de prognose. Het inspanningsvermogen van een hartpatiënt is een goede indicator voor de kans op recidieven en overleving en dit onafhankelijk van andere prognostische indicatoren¹. In het kader van hartrevalidatie is het ook nodig de belastbaarheid van de patiënt te kennen om een aangepast programma van fysieke training te kunnen opstellen.

Bij fysiek belastende jobs zal deze inschatting ook een belangrijke rol spelen bij het het adviseren over werkgeschiktheid.

Om de fysieke belastbaarheid van een patiënt in te schatten, kan men o.a. gebruik maken van spiro-ergometrieparameters, die hieronder in meer detail worden besproken. Werkpostenstudies laten dan weer toe om het evenwicht na te gaan tussen de fysieke belastbaarheid en de effectieve werkbelasting. Dit wordt verder geïllustreerd aan de hand van een casus.

Inschatting van fysieke belastbaarheid met behulp van spiro-ergometrie parameters

Piek-VO₂ en MET

De fysieke belastbaarheid van een gezond individu wordt in de regel in de eerste plaats gelimiteerd door de capaciteit van de hartpomp; met belastbaarheid bedoelt men de mate waarin een individu lichamelijke arbeid of inspanning aankan.

De capaciteit om aerobe arbeid te leveren is mee afhankelijk van de mogelijkheid van het hart om zijn debiet aan te passen aan de vereisten van de werkende spieren en van de mogelijkheid van deze spieren om de aangeboden zuurstof uit het bloed zo goed mogelijk te benutten.

Die capaciteit wordt het best geraamd door bepaling van de piek-VO₂ tijdens spiro-ergometrie. De piek-VO₂ is de maximale zuurstofopnamecapaciteit die bereikt wordt bij de uitvoering van een progressief toenemende fysieke belasting, bijvoorbeeld tijdens een test op ergometer of loopband.

Deze piek-VO₂ wordt bepaald door het hartdebiet dat de hartspier maximaal kan leveren en door de arterioveneuze O₂-extractie.

Het hartdebiet wordt bepaald door het product van de hartfrequentie (HF) en het slagvolume. Het slagvolume is de functie van de contractiliteit van het myocard en van de mate van perifere vasodilatatie/ constrictie.

Bij inspanning kan een normaal persoon zijn hartdebiet vervier- tot verzesvoudigen door een verdubbeling tot verviervoudiging van de HF en door een toename van het slagvolume met 20 tot 50 %. Bij een man is het hartdebiet groter dan bij een vrouw.

Naarmate de leeftijd vordert vermindert de maximale HF die men kan ontwikkelen en daardoor ook de piek-VO₂.

Al deze parameters zijn rechtstreeks meetbaar maar in de dagelijkse praktijk maakt men courant gebruik van inspanningstesten waarbij onder meer de piek-VO₂ rechtstreeks bepaald kan worden.

Bij hartpatiënten en bij niet-getrainde personen is het evenwel zo dat de belastbaarheid bepaald wordt door de mate waarin bij inspanning de aanpassing van het cardiovasculair systeem normaal blijft verlopen maar ook door de mate waarin de inspanning tot het uiterste wordt uitgevoerd. De piek-VO₂ wordt in die gevallen gemeten tijdens een 'door symptomen-gelimiteerde test', wat niet steeds het bereiken van een maximale cardiovasculaire belasting impliceert. Motivationele factoren en andere potentiële beperkingen bepalen mee het bereikte resultaat. Piek-VO₂ wordt uitgedrukt in liter/min of rekening houdend met het lichaamsgewicht in ml/kg/min.

Men kan de belastbaarheid ook uitdrukken als een veelvoud van de O₂-opname in rust, de zogenaamde METs of metabole equivalenten. 1 MET stemt overeen met de gemiddelde zuurstofopname in rust van een 40-jarige man van 70 kg, wat neerkomt op 3,5 ml O₂/kg/min. De piek-VO₂ (uitgedrukt in ml/kg/min) kan dus naar aantal METs vertaald worden door het cijfer te delen door een factor 3,5. Vanwege hun gemakkelijke uitdrukkingsvorm worden MET-referentiewaarden in de praktijk vaak toegepast volgens leeftijd en geslacht. Het gebruik hiervan is evenwel een oversimplificatie en geeft slechts een ruwe inschatting voor de 'gemiddelde mens', wat in sommige gevallen tot een onjuiste conclusie kan leiden.

De belastbaarheid van een persoon is bovendien afhankelijk van de lichaamsbouw, het lichamelijke activiteitspatroon en de (vooral genetisch bepaalde) aanleg. 'Normale' waarden zijn daarom moeilijk vast te leggen. In een meta-analyse over normering konden geen samenvattende cijfers worden weergegeven wegens een te grote heterogeniciteit van de verschillende studies en referentiepopulaties². In tabellen 1a en 1b zijn voor respectievelijk mannen en vrouwen grenswaarden voor piek-VO₂ (in ml/kg/min) weergegeven in 6 categorieën³.

Deze grenswaarden kunnen omgezet worden in METs door de cijfers te delen door 3,5.

Op middelbare leeftijd verwachten we in de algemene bevolking voor een man een belastbaarheid van ongeveer 10 METs, voor een vrouw ongeveer 8 METs. Symptomatische patiënten vindt men terug tussen 1 en 6 METs. Bij een capaciteit onder de 7 METs spreekt men van een beperking. Bij normale maar sedentaire personen verwacht men een belastbaarheid tussen 5 en 10 METs; actieve normale personen zullen naargelang leeftijd, geslacht en fitheid een belastbaarheid vertonen tusen 7 en 16 METs.

Op basis van anamnese en klinisch onderzoek worden enkele indicatoren gebruikt om patiënten in te delen naargelang de ernst van klachten van dyspnoe of van angor. Zo kent men de Canadian Cardiovascular Classification-score⁴ of nog de NY Heart Association (NYHA)-classificatie⁵ in graad I tot en met IV. Uiteraard is deze classificatie erg subjectief. De ejectiefractie van het linker ventrikel (LV) wordt veel gebruikt als indicator van LV-functie en kan aan de hand van echocardiografie op niet-invasieve wijze worden bepaald.

Maar hierbij moet opgemerkt worden dat een objectieve meting van de LV-functie niet goed correleert met objectieve indicatoren van belastbaarheid. Het is aangetoond dat de relatie tussen de ejectiefractie van het LV in rust en de belastbaarheid uitgedrukt in inspanningsduur op een gestandaardiseerde inspanningstest zwak is. Met andere woorden, men kan een goede belastbaarheid behouden ondanks een flink verminderde LV-functie en een lage belastbaarheid wijst niet noodzakelijkerwijze op een slechte LV-functie6. Als men de fysieke belastbaarheid van een patiënt met CHZ wil kennen, dan is een inspanningstest nog steeds de beste optie.

Ventilatoire drempel (VT-1) en RER

De fysieke belastbaarheid wordt mee bepaald door het bereiken van het omslagpunt van een overwegend aeroob naar anaeroob spiermetabolisme. Het is het niveau waarbij de zuurstofvoorziening van de werkende spieren ontoereikend wordt (bijvoorbeeld door een onvoldoende hoog hartdebiet). Door anaerobe glycolyse zullen de spieren meer en meer melkzuur vrijzetten dat gebufferd wordt door bicarbonaat met extra vrijstelling van CO₂. Deze plotse toename in CO₂-vrijstelling t.o.v. O₂-opname, kan als een knik op de spirometriecurven waargenomen worden via verschillende methoden (V-slope- en equivalentenmethode). Deze ventilatoire drempel (VT-1) wordt in normale omstandigheden bereikt tussen de 40 en 90 % van de piek-VO₂. Bij deconditionering of cardiale limitering wordt dit evenwel sneller bereikt en is er sprake van 'vroegtijdige' verzuring.

Als (over)vereenvoudiging wordt in de praktijk door sommigen gebruik gemaakt van de RER of 'respiratory equivalent ratio', want die is eenvoudig af te lezen van het spirometrierapport. De RER is de verhouding tussen de CO₂-vrijstelling en de O₂-opname. Een RER-waarde van 1 stemt (meestal) overeen met de start van de anaerobe fase. Hoe sneller dit punt bereikt wordt, hoe zwakker de toestand van de patiënt. Een maximale inspanningstest wordt gedefinieerd als een proef waarbij een RER waarde ≥ 1,15 wordt bereikt. Bij niet-cardiale (pulmonale of musculoskeletale) limiteringen wordt deze waarde vaak niet behaald.

Hartfrequentie (HF), hartfrequentiereserve (HRR) en gepresteerde arbeid

Andere indicatoren van belastbaarheid die men uit inspanningstesten kan afleiden hebben te maken met de evolutie van de HF:

• De maximale HF die men kan ontwikkelen is bij gezonde personen nauw gecorreleerd met de O₂-opname en er bestaan nomogrammen om uit de HF die men bereikt bij submaximale testen - bv. het arbeidsniveau dat bereikt kan worden alvorens een HF van 150/min. te ontwikkelen - de piek-VO₂ indirect te schatten.
• Men kan ook de hartfrequentiereserve (HRR) gebruiken om de belastbaarheid te evalueren, onder meer bij de beoordeling van bepaalde arbeidsposten. De HRR is het verschil tussen de maximaal ontwikkelde HF (tijdens een inspanningsproef) en de hartfrequentie in rust.
• Verder is ook aangetoond dat uit de totaal gepresteerde arbeid (in Watt of Kpm) bij een gestandaardiseerde inspanningstest een raming kan gemaakt worden van de piek-VO₂.

Arbeidspostenstudie

Zoals aangegeven, laten werkpostenstudies toe om het evenwicht na te gaan tussen de fysieke belastbaarheid van een patiënt en de effectieve werkbelasting, wat een hulpmiddel kan zijn om op een vrij objectieve manier de werkgeschiktheid in te schatten. Dat wordt geïllustreerd aan de hand van de onderstaande casus.

Ter herinnering: in de arbeidsfysiologie hanteert men sinds jaren de norm dat een 8 uur-durende werkpost gemiddeld niet meer dan 30 tot 40 % van de HRR mag aanspreken en dat bij piekbelasting die bij herhaling optreedt 50 % best niet wordt overschreden⁷. Deze criteria die gebruikt worden voor gezonde werknemers zijn evenzeer van toepassing voor hartpatiënten.

De gemiddelde belastingsgraad van een werkpost wordt ingeschat aan de hand van een formule met in de teller het verschil tussen de gemiddelde HF tijdens X uur werk en de rustfrequentie en in de noemer de HRR die in het lab. werd gemeten aan de hand van een inspanningstest.

Casus

Een 45-jarige vrouw met diabetes kreeg tijdens haar verlof een uitgebreid voorwandinfarct. Ze werd laattijdig in het ziekenhuis opgenomen waarbij een revascularisatie niet meer nuttig bleek. Ze volgde een revalidatieprogramma maar bleef toch klachten aangeven van dyspnoe d'effort en een versneld vermoeidheidsgevoel.

De rust-hartfrequentie bedroeg 50 sl/min onder bètalyse.

Op het eind van de revalidatietraining werd haar fysieke belastbaarheid beoordeeld aan de hand van een spiro-ergometrie. Het stressprotocol startte aan 50 W met een stapsgewijze toename van de belasting met 10 W per minuut. Ze bereikte finaal 100 W gedurende 30 sec. wat overeenstemt met een belastingstijd van 5 min. en 30 sec. De maximaal bereikte hartslag onder bètablokkade bedroeg 106 sl/min. Bijgevolg vertoont de patiënte een hartfrequentiereserve van 56 sl/min (106-50).

Haar piek-VO₂ bedroeg 920 ml/min of 13 ml/kg/min; een belastbaarheid van bijna 4 METs. De eerste VT-1 lag bij 60 W na 1 min., 30 sec. arbeid.

Deze nog jonge vrouw wou om financiële redenen haar vroegere werkpost hernemen; zij werkte deeltijds als poetshulp in een ziekenhuis.

In figuur 1 zijn de resultaten van de arbeidspostenstudie gedurende 3u30 arbeid voorgesteld waarbij ze allerlei onderhoudswerken deed: materiaal afwassen, stapelen, stof vegen, dweilen, vuilnisbakken legen, linnen sorteren. De pieken in de figuur, één naar boven en één naar onder, zijn artefacten. De gemiddelde HF tijdens 3u30 arbeid bedroeg 94 sl/min en de piekfrequentie 114 sl/min.

De gemiddelde belastingsgraad van deze werkpost wordt op 79 % van de reserve geraamd, wat duidelijk te hoog uitvalt. Ook de piekbelasting valt te hoog uit.

Aan deze patiënte werd aanbevolen deze werkpost niet te hervatten. Met haar akkoord werden de resultaten bezorgd aan de arts van de bedrijfsgezondheidsdienst met de vraag een aangepaste werkpost te voorzien.

Conclusie

Samengevat, de fysieke belastbaarheid van patiënten met CHZ kan accuraat worden ingeschat aan de hand van klassieke gestandaardiseerde inspanningstesten.

Meten is weten. Bij sommige patiënten zal het immers moeilijk zijn om louter anamnestisch de belastingsgraad van de arbeidspost waarnaar hij/zij wil terugkeren in te schatten en af te wegen ten opzichte van zijn/haar belastbaarheid. In die gevallen kan het uitvoeren van een arbeidspostenstudie nuttig zijn.

Referenties

1. Hung, R.K., Al-Mallah, M.H., McEvoy, J.W., Whelton, S.P., Blumenthal, R.S., Nasir, K. et al. Prognostic value of exercise capacity in patients with coronary artery disease: the FIT (Henry Ford ExercIse Testing) project. Mayo Clin Proc, 2014, 89 (12), 1644-1654.
2. Paap, D., Takken, T. Reference values for cardiopulmonary exercise testing in healthy adults: a systematic review. Exp Rev Cardiovasc Ther, 2014, 12 (12), 1439-1453.
3. The Physical Fitness Specialist Certification Manual, The Cooper Institute for Aerobics Research, Dallas TX, revised 1997 printed in Advance Fitness Assessment & Exercise Prescription, 3rd Edition, Vivian H. Heyward, 1998, p 48.
4. Campeau, L. The Canadian Cardiovascular Society grading of angina pectoris revisited 30 years later. Can J Cardiol, 2002, 18, 371-379.
5. The Criteria Committee of the New York Heart Association. (1994). Nomenclature and Criteria for Diagnosis of Diseases of the Heart and Great Vessels. (9th ed.). Boston: Little, Brown & Co. p. 253-256.
6. Cohn, J.N., Johnson, G.R., Shabetai, R., Loeb, H., Tristani, F., Rector, T. et al. Ejection fraction, peak exercise oxygen consumption, cardiothoracic ratio, ventricular arrhythmias, and plasma norepinephrine as determinants of prognosis in heart failure: The V-HeFT VA Cooperative Studies Group. Circulation, 1993, 87, V5-V16.
7. Astrand, P.O., Rodahl, K. Textbook of work physiology. McGrawHill, 1977.