Peak oxygen uptake and cardiovascular risk and disease in a healthy population

Abstract

SAMMENDRAG Kondisjon er vist å være en sterk risikofaktor for hjerte-karsykdom og død. Mesteparten av tidligere forskning på kondisjon som risikofaktor har vært gjennomført ved indirekte og mindre nøyaktige metoder sammenlignet med direkte måling av maksimalt oksygenopptak ved gassanalyse under arbeid til utmattelse, som er den mest nøyaktige måten å måle kondisjon på. Denne avhandlingen består av tre artikler. I den første artikkelen undersøkte vi betydningen av kondisjon på risiko for kransåresykdom, som for eksempel hjerteinfarkt og angina, hos 4500 deltakere fra Helseundersøkelsen i Trøndelag 3 (HUNT3, 2006-08). Selv hos disse tilsynelatende friske deltakerne var kondisjon målt som maksimalt oksygenopptak tett forbundet med lavere forekomst av kransåresykdom i løpet av ca 10 års oppfølging. Vi så også at vi bedre kunne plukke ut individer med risiko for fremtidig kransåresykdom ved å legge informasjon om maksimalt oksygenopptak til en etablert modell for å vurdere risiko for hjerte-karsykdom. I den andre artikkelen undersøkte vi hvordan kondisjonen endrer seg over tid ved å repetere måling av maksimalt oksygenopptak hos ca en tredjedel av deltakerne fra HUNT3 på ny i HUNT4 (2017-19), hvor vi fant at det forventede fallet i kondisjon over 10 år er høyere hos eldre enn hos yngre. Funnene skiller seg tildels fra funn i tverrsnittsstudier der man sammenligner på tvers av aldersgrupper ved en enkelt måling, og vi argumenterer for at repeterte tester gir et mer robust mål på fall i maksimalt oksygenopptak med økende alder. De som var aktive opprettholdt maksimalt oksygenopptak bedre, og bedre opprettholdelse var forbundet med en gunstigere utvikling av risikofaktorer for hjerte-karsykdom i oppfølgingsperioden. I den tredje artikkelen undersøkte vi sammenhengen mellom maksimalt oksygenopptak og størrelse på venstre hjerteforkammer. Et forstørret venstre forkammer er en velkjent risikofaktor for hjerte-karsykdom, noe som er spesielt interessant siden utholdenhetsatleter ofte har store forkammer. Vi fant at også tilsynelatende friske HUNT-deltakere med høyt oksygenopptak hadde økt forekomst av forstørret forkammer og at denne sammenhengen ble forsterket ved økende alder. Tross denne potensielt ugunstige endringen i hjertestruktur fant vi ikke tegn til ugunstige endringer på hjertets fylningsfunksjon, noe som vanligvis er forbundet med store forkammer.

SUMMARY Cardiorespiratory fitness is a well-known risk factor for cardiovascular disease and death. Most previous research has been conducted using indirect and more inaccurate methods for measurement of cardiorespiratory fitness compared to measuring maximal oxygen uptake by gas-analysis during maximal exercise. This thesis consists of three papers. In paper I, we investigated the predictive value of cardiorespiratory fitness on coronary heart disease, e.g. myocardial infarction and angina, in 4500 participants from the third wave of the Trøndelag Health Study (HUNT3, 2006-08). Cardiorespiratory fitness measured as maximal oxygen uptake was strongly and inversely associated with coronary heart disease even in apparently healthy participants during roughly ten years of follow-up. Furthermore, by adding information on maximal oxygen uptake to an established risk prediction model, we were able to better identify individuals with higher risk of future coronary heart disease. In paper II, we investigated how cardiorespiratory fitness changes with age by repeating measurements of maximal oxygen uptake in one third of the participants from HUNT3 in HUNT4 (2017-19). Repeated measures of maximal oxygen uptake have not been performed previously in this scale. We showed that the expected decline in maximal oxygen uptake over ten years is higher in older compared to younger individuals. These findings differ from previous cross-sectional studies, where one compares differences in maximal oxygen uptake across age groups, and we argue that repeated measures give more reliable estimates of the decline in maximal oxygen uptake with age. Those who were physically active maintained their maximal oxygen uptake better, and maintenance of a higher maximal oxygen uptake was associated with a more favorable change in cardiovascular risk factors during follow-up. In paper III, we investigated the association between maximal oxygen uptake and the size of the left atrium. Enlargement of the left atrium is an established risk factor for cardiovascular disease, which is especially interesting as endurance athletes have large atrias. We found that even apparently healthy HUNT3 participants with a high maximal oxygen uptake were more prone to having enlarged left atria, and that this association was more pronounced with higher age. Despite this potentially unfavorable change in cardiac structure, we did not find evidence of reduced left ventricular diastolic function, which often accompanies left atrial enlargement.