تأثير إعادة التأهيل القلبي القائم على اليوغا على تنوع الميكروبيوم المعوي ومحور الأمعاء-القلب-الدماغ (YoGH-Biome) في فشل القلب: بروتوكول دراسة Influence of Yoga-based cardiac rehabilitation on gut-microbiome diversity and Gut–Heart–Brain axis (YoGH-Biome) in heart failure: a study protocol

شارك:
المجلة: BMJ Open Sport & Exercise Medicine، المجلد: 12، العدد: 1
DOI: https://doi.org/10.1136/bmjsem-2025-003147
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41657369
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Laxmi Ramchandra Patil وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة

نظرة عامة

تتناول هذه الفقرة دراسة تبحث في آثار برنامج إعادة تأهيل القلب القائم على اليوغا (Yoga-CaRe) الذي يستمر لمدة 12 أسبوعًا على المرضى الذين يعانون من فشل القلب (HF) وانخفاض الكسر القذفي. فشل القلب هو حالة مزمنة مرتبطة بمراضة ووفيات كبيرة، مع أدلة ناشئة تسلط الضوء على دور اختلال ميكروبيوم الأمعاء ومحور الأمعاء-القلب-الدماغ في علم الأمراض الخاص به. تهدف الدراسة إلى استكشاف كيف تؤثر الميكروبات المعوية المتغيرة والمواد الأيضية المستمدة من الأمعاء، مثل أكسيد ثلاثي ميثيل الأمين (TMAO) والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، على الالتهاب الجهازي ووظيفة القلب.

في تجربة عشوائية مفتوحة تشمل 60 مشاركًا، سيتم تخصيص المشاركين إما لمجموعة Yoga-CaRe، التي تتضمن 20 جلسة يوغا تحت إشراف وممارسة منزلية موجهة، أو مجموعة التحكم التي تتلقى رعاية قياسية محسنة. ستقوم التجربة بتقييم نتائج متنوعة، بما في ذلك تركيب الميكروبات المعوية، وعلامات الالتهاب (مثل TNF-α وبروتين سي التفاعلي عالي الحساسية)، وتباين معدل ضربات القلب، والقدرة الوظيفية كما تقاس بواسطة اختبار المشي لمدة 6 دقائق (6MWT) وتصوير القلب بالموجات فوق الصوتية. هذه الدراسة مهمة لأنها تمثل أول تجربة عشوائية محكومة آلية لتقييم تأثير اليوغا على تنوع ميكروبيوم الأمعاء وآثاره اللاحقة على الالتهاب والنتائج السريرية لدى مرضى فشل القلب. تهدف النتائج إلى إبلاغ استراتيجيات تكاملية لإدارة فشل القلب وقد حصلت على موافقة أخلاقية وتسجيل التجربة.

مقدمة

فشل القلب (HF) هو قضية صحية عالمية هامة، تؤثر على أكثر من 26 مليون فرد وتزداد سوءًا بسبب شيخوخة السكان وعوامل الخطر القلبية الوعائية مثل السمنة والسكري وارتفاع ضغط الدم. تصنف إرشادات الجمعية الأوروبية لأمراض القلب لعام 2021 فشل القلب إلى ثلاث فئات بناءً على الكسر القذفي البطيني الأيسر (LVEF): فشل القلب مع انخفاض الكسر (HFrEF)، انخفاض الكسر بشكل طفيف، والكسر المحفوظ. يؤثر HFrEF، بشكل خاص، بشكل كبير على القدرة الوظيفية ويقدم مشهدًا علاجيًا صعبًا، مع معدلات بقاء طويلة الأجل ضعيفة. إن التشخيص المبكر الفعال واستراتيجيات العلاج الفردية ضرورية لتحسين جودة حياة المرضى (QoL) وتقليل معدلات الاستشفاء والوفيات.

قيمت دراسات حديثة، بما في ذلك تجربة عشوائية محكومة متعددة المراكز، آثار Yoga-CaRe على الأحداث القلبية الوعائية وجودة الحياة لدى مرضى احتشاء عضلة القلب، مما يظهر سلامتها وفوائدها. ومع ذلك، لا تزال الآليات وراء هذه التحسينات غير واضحة، خاصة لدى مرضى فشل القلب. يتم تسليط الضوء على محور الأمعاء-القلب-الدماغ كمنطقة اهتمام حاسمة، مع أدلة ناشئة تشير إلى أن اختلال ميكروبيوم الأمعاء قد يساهم في تقدم فشل القلب من خلال تعديل المناعة والالتهاب. نظرًا لأن اليوغا يمكن أن تخفف من التوتر وتحسن جودة الحياة، تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في آثار Yoga-CaRe على تنوع ميكروبيوم الأمعاء ومحور الأمعاء-القلب-الدماغ لدى مرضى فشل القلب، خاصة أولئك الذين يعانون من انخفاض الكسر، لكشف الآليات العلاجية المحتملة.

الطرق

استخدمت الدراسة تصميم دراسة آلية عشوائية مفتوحة، مع نقاط نهاية، وعمى (PROBE) للتحقيق في أسئلة البحث. يسمح هذا المنهج بالتقييم المنهجي للتدخلات مع تقليل التحيز من خلال العشوائية والعمى، مما يضمن تقييم النقاط النهائية بشكل موضوعي. يسهل الجانب المفتوح من الدراسة ملاحظة قابلية التطبيق في العالم الحقيقي، بينما يهدف التركيز الآلي إلى توضيح العمليات البيولوجية أو الفسيولوجية الأساسية المعنية.

التصميم مناسب بشكل خاص لاستكشاف العلاقات السببية وفعالية العلاجات، حيث يجمع بين ضوابط تجريبية صارمة والأهمية العملية. من خلال استخدام هذا النهج الشامل، تهدف الدراسة إلى إنتاج نتائج قوية تساهم في فهم الآليات المعنية في سياق التدخلات التي يتم اختبارها.

المناقشة

تم تصميم الدراسة كتجربة عشوائية محكومة متعددة المراكز (RCT) لتقييم آثار تدخل Yoga-CaRe على تنوع ميكروبيوم الأمعاء ونتائج فشل القلب (HF) لدى المرضى الذين يعانون من فشل القلب مع انخفاض الكسر القذفي (HFrEF). تم إجراء الدراسة في مركز رعاية ثالثية، وبدأت عملية تجنيد المشاركين في يناير 2025 ومن المتوقع أن تنتهي بحلول فبراير 2026. النتيجة الرئيسية هي التغيير في مؤشر تنوع شانون لميكروبيوم الأمعاء من خط الأساس إلى 12 أسبوعًا، مع حجم عينة يبلغ 60 مشاركًا (30 لكل مجموعة) تم تحديده لضمان قوة كافية لاكتشاف اختلافات ذات دلالة سريرية، مع الأخذ في الاعتبار معدل انسحاب بنسبة 20%.

يجب أن يكون المشاركون المؤهلون في سن 18 عامًا أو أكبر، تم تشخيصهم بـ HFrEF، وتصنيفهم كفئة وظيفية II/III من جمعية القلب الأمريكية. تشمل معايير الاستبعاد الأمراض المصاحبة الكبيرة، والإجراءات القلبية الوعائية الحديثة، أو المشاركة في تجارب سريرية أخرى. سيتم توزيع المشاركين بشكل عشوائي بنسبة 1:1 إما إلى مجموعة تدخل Yoga-CaRe، التي تشمل 20 جلسة يوغا تحت إشراف على مدار 12 أسبوعًا، أو مجموعة رعاية قياسية محسنة تتلقى جلسات تعليمية منظمة حول الحياة الصحية للقلب. تهدف الدراسة إلى تقييم نتائج متنوعة، بما في ذلك تنوع ميكروبيوم الأمعاء، والمواد الأيضية المستمدة من الأمعاء، وعلامات الالتهاب، ووظيفة القلب، والقدرة الوظيفية على ممارسة الرياضة، مع توقع أن برنامج Yoga-CaRe سيحقق تحسينات أفضل مقارنة بالرعاية القياسية. تم وضع بروتوكولات صارمة لمراقبة الالتزام وجمع البيانات لضمان نزاهة النتائج وقابليتها للتكرار.

Journal: BMJ Open Sport & Exercise Medicine, Volume: 12, Issue: 1
DOI: https://doi.org/10.1136/bmjsem-2025-003147
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41657369
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Laxmi Ramchandra Patil et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health

Overview

This section outlines a study investigating the effects of a 12-week Yoga-based cardiac rehabilitation (Yoga-CaRe) program on patients with heart failure (HF) and reduced ejection fraction. HF is a chronic condition linked to significant morbidity and mortality, with emerging evidence highlighting the role of gut dysbiosis and the gut-heart-brain axis in its pathophysiology. The study aims to explore how altered gut microbiota and gut-derived metabolites, such as trimethylamine N-oxide (TMAO) and short-chain fatty acids (SCFAs), influence systemic inflammation and cardiac function.

In a randomized, open-label trial involving 60 participants, subjects will be assigned to either the Yoga-CaRe group, which includes 20 supervised yoga sessions and guided home practice, or a control group receiving enhanced standard care. The trial will assess various outcomes, including gut microbiota composition, inflammatory biomarkers (e.g., TNF-α and high-sensitivity C-reactive protein), heart rate variability, and functional capacity as measured by the 6-minute walk test (6MWT) and echocardiography. This study is significant as it represents the first mechanistic randomized controlled trial to evaluate the impact of yoga on gut microbiome diversity and its subsequent effects on inflammation and clinical outcomes in HF patients. The findings aim to inform integrative strategies for HF management and have received ethical clearance and trial registration.

Introduction

Heart failure (HF) is a significant global health concern, affecting over 26 million individuals and exacerbated by aging populations and cardiovascular risk factors such as obesity, diabetes, and hypertension. The 2021 European Society of Cardiology guidelines classify HF into three categories based on left ventricular ejection fraction (LVEF): HF with reduced EF (HFrEF), mildly reduced EF, and preserved EF. HFrEF, in particular, severely impacts functional capacity and presents a challenging therapeutic landscape, with poor long-term survival rates. Effective early diagnosis and individualized treatment strategies are essential for improving patient quality of life (QoL) and reducing hospitalization and mortality rates.

Recent studies, including a multicenter randomized controlled trial, have evaluated the effects of Yoga-CaRe on cardiovascular events and QoL in myocardial infarction patients, demonstrating its safety and benefits. However, the mechanisms behind these improvements remain unclear, particularly in HF patients. The gut-heart-brain axis is highlighted as a critical area of interest, with emerging evidence suggesting that gut dysbiosis may contribute to HF progression through immune modulation and inflammation. Given that yoga can alleviate stress and improve QoL, this study aims to investigate the effects of Yoga-CaRe on gut microbiome diversity and the gut-heart-brain axis in HF patients, especially those with reduced EF, to uncover potential therapeutic mechanisms.

Methods

The study employed a Prospective, Randomised, Open Label, Endpoint, Blinding Mechanistic study (PROBE) design to investigate the research questions. This methodology allows for the systematic evaluation of interventions while minimizing bias through randomization and blinding, ensuring that the endpoints are assessed objectively. The open-label aspect facilitates the observation of real-world applicability, while the mechanistic focus aims to elucidate the underlying biological or physiological processes involved.

The design is particularly suited for exploring causal relationships and the efficacy of treatments, as it combines rigorous experimental controls with practical relevance. By utilizing this comprehensive approach, the study aims to generate robust findings that contribute to the understanding of the mechanisms at play in the context of the interventions being tested.

Discussion

The study is designed as a multicenter randomized controlled trial (RCT) to evaluate the effects of a Yoga-CaRe intervention on gut microbiome diversity and heart failure (HF) outcomes in patients with heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Conducted at a tertiary care center, participant recruitment commenced in January 2025 and is projected to conclude by February 2026. The primary outcome is the change in the Shannon Diversity Index of the gut microbiome from baseline to 12 weeks, with a sample size of 60 participants (30 per group) determined to ensure adequate power to detect clinically meaningful differences, accounting for a 20% dropout rate.

Eligible participants must be aged 18 years or older, diagnosed with HFrEF, and classified as New York Heart Association functional class II/III. Exclusion criteria include significant comorbidities, recent cardiovascular procedures, or participation in other clinical trials. Participants will be randomized in a 1:1 ratio to either the Yoga-CaRe intervention group, which includes 20 supervised yoga sessions over 12 weeks, or an Enhanced Standard Care group receiving structured educational sessions on heart-healthy living. The study aims to assess various outcomes, including gut microbiome diversity, gut-derived metabolites, inflammatory markers, cardiac function, and functional exercise capacity, with the expectation that the Yoga-CaRe program will yield superior improvements compared to standard care. Rigorous adherence monitoring and data collection protocols are established to ensure the integrity and reproducibility of the findings.