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Although a potential link between periodontitis and cardiorespiratory fitness might provide a reasonable explanation for effects of tooth-related alterations seen on cardiometabolic diseases, evidence is currently limited. Thus, we investigated the association between clinically assessed periodontitis and cardiopulmonary exercise testing (CPET). Data from 2 independent cross-sectional population-based studies (5-y follow-up of the Study of Health in Pomerania [SHIP-1; N = 1,639] and SHIP-Trend-0 [N = 2,439]) were analyzed. Participants received a half-mouth periodontal examination, and teeth were counted. CPET was based on symptom limited-exercise tests on a bicycle ergometer. Associations of periodontitis parameters with CPET parameters were analyzed by confounder-adjusted multivariable linear regression. In the total sample, mean pocket probing depth (PPD), mean clinical attachment levels, and number of teeth were consistently associated with peak oxygen uptake (peakVO2) and exercise duration in both studies, even after restriction to cardiorespiratory healthy participants. Statistically significant associations with oxygen uptake at anaerobic threshold (VO2@AT), slope of the efficiency of ventilation in removing carbon dioxide, and peak oxygen pulse (VÉ/VCO2 slope) occurred. Further, interactions with age were identified, such that mainly older individuals with higher levels of periodontal disease severity were associated with lower peakVO2. Restricted to never smokers, associations with mean clinical attachment levels and the number of teeth mostly diminished, while associations of mean PPD with peakVO2, VO2@AT, VÉ/VCO2 slope, and exercise duration in SHIP-1 and SHIP-Trend-0 were confirmed. In SHIP-1, mean peakVO2 was 1,895 mL/min in participants with a mean PPD of 1.6 mm and 1,809 mL/min in participants with a mean PPD of 3.7 mm. To conclude, only mean PPD reflecting current disease severity was consistently linked to cardiorespiratory fitness in 2 cross-sectional samples of the general population. If confirmed in well-designed large-scale longitudinal studies, the association between periodontitis and cardiorespiratory fitness might provide a biologically plausible mechanism linking periodontitis with cardiometabolic diseases.
In früheren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Verbesserungen der kardiopulmonalen Belastbarkeit, z.B. durch Ausdauertraining, zu einer Verbesserung der Endothelfunktion führen. Unklarheit besteht allerdings bei der Frage, ob Änderungen der Endothelfunktion auch umgekehrt zu Veränderungen der kardiopulmonalen Belastbarkeit führen. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob es eine Assoziation zwischen beiden Parametern im Zeitverlauf von 5 Jahren bei gesunden Probanden gibt.
Eine standardisierte symptomlimitierte Spiroergometrie (cardio pulmonary exercise testing, CPET) sowie die Messung der Endothelfunktion mittels Ultraschall (flow mediated vasodilatation, FMD) wurden bei 1427 Probanden in der Study of Health in Pommerania (SHIP-1) durchgeführt. Nach 5±1 Jahren wurden beide Messungen an 1349 Probanden wiederholt (SHIP-2). Ausschlusskriterien waren: nicht auswertbare Ultraschallbilder, Anämie, Herz oder Lungenerkrankungen, Krebs, neuromuskuläre Erkrankungen, Diabetes sowie Medikation mit Antihypertensiva, Bronchodillatatoren oder inhalativen Steroiden. Die finale Studienpopulation umfasste 298 Probanden (145 Männer, Alter 37 -54 bei SHIP-1).
Für die Analyse wurden die Differenzen der interessierenden Zielparameter aus beiden Untersuchungen (Δ=SHIP-2 - SHIP-1) berechnet, um eine Aussage über die zeitlichen Veränderungen treffen zu können. Mittels multipler linearer Regression wurde der Zusammenhang zwischen ΔFMD (prozentual und absolut) und Δ CPET berechnet. Beim CPET wurden folgende Parameter zugrunde gelegt: max. Leistung [Watt], maximale Sauerstoffaufnahme (peak VO2) [ml/min], Sauerstoffaufnahme an der anaeroben Schwelle (VO2@AT) [ml/min], Sauerstoffpuls (O2-Puls) [ml/Herzschlag] und die Atemeffizienz (VE/VCO2) sowie Atemeffizienz an der anaeroben Schwelle (VE/VCO2@at). Es wurde für den Ausgangsgefäßdurchmesser, Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht und körperliche Aktivität adjustiert. Zusätzlich wurden stratifizierte Analysen für Raucher, Ex-Raucher, Nichtraucher sowie für Männer und Frauen durchgeführt.
Es konnten signifikante positive Assoziationen zwischen Δ FMD und Δ CPET-Parametern bei Nichtrauchern gefunden werden. So ist eine Verschlechterung der Δ FMD% assoziiert mit einer Verschlechterung von Δ Leistung (β=0,85 95%-KI 0,01; 1,70). Der Zusammenhang von Δ FMD mit Δ Leistung zeigt ebenfalls eine signifikante positive Assoziation mit β = 26,80 (95%-KI 3,44; 50,16) adjustiert für den Ausgangsdurchmesser (Baseline) und eine sogar noch stärkere Assoziation (β = 33,11) im volladjustierten Modell.
Für die Assoziation von ΔFMD% mit Δ peak VO2 ergibt sich eine signifikante positive Assoziation (β = 13,12, 95%-KI 0,86; 25,37), welche nach Adjustierung jedoch ihre Signifikanz verliert.
Ebenfalls positiv signifikant ist der β-Koeffizient für den Zusammenhang von ΔFMD und der maximalen Sauerstoffaufnahme unabhängig von der Adjustierung.
Veränderungen der Endothelfunkion sind für Nichtraucher also vergesellschaftet mit Alterationen der Kardiopulmonalen Belastbarkeit bei gesunden Probanden. Dies bedeutet, dass eine Abnahme der FMD in etwa fünf Jahren um 1mm assoziiert ist mit einer Abnahme der Leistung auf dem Fahrradergometer um 33,11 Watt und einer Abnahme der peak VO2 um 379,23 ml/min. Unsere Arbeit stützt damit für Nichtraucher den bidirektionalen Zusammenhang zwischen Endothelfunktion und kardiopulmonaler Belastbarkeit.