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. 2021 Aug 9;81(8):966–978. doi: 10.1055/a-1345-8733

Cardiovascular Risk Reduction in Women Following Hypertensive Disorders of Pregnancy – a Prospective, Randomised, Controlled Interventional Study

Kardiovaskuläre Risikoreduktion bei Frauen mit Zustand nach hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen – eine prospektive, randomisierte, kontrollierte Interventionsstudie

Marcus Riemer 1,2,, Stephan Schulze 3, Lisa Wagner 1, Manon Richter 4, Gertrud Ayerle 5, Andreas Simm 6, Sven Seeger 2, René Schwesig 3, Michael Tchirikov 1, Gregor Seliger 1
PMCID: PMC8354345  PMID: 34393260

Abstract

Background Women have a markedly increased lifetime risk for cardiovascular morbidity and mortality following hypertensive disorders of pregnancy. Arterial stiffness is regarded as a target parameter for reducing cardiovascular risk and can be modified by lifestyle changes.

Methods In a prospective, randomised, controlled interventional study, starting 6 weeks postpartum, the effect of nutritional intervention combined with an intensive 6-month cardiovascular exercise programme on arterial stiffness was investigated by means of pulse wave velocity (PWV) in 38 women with severe hypertensive disorder of pregnancy (preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome). A reference group was formed with postpartum women without pregnancy complications or known cardiovascular risk and the arterial stiffness was studied by means of PWV at the time of delivery. The PWV was measured in the intervention and control groups within a week after delivery and after 32 weeks (6 weeks + 6 months). A feasibility analysis was performed in addition.

Results 29 of 38 women with severe hypertensive disorder of pregnancy and 38 postpartum women in the reference group were included in the analysis (intervention group n = 14; control group n = 15; reference group n = 38). Adherence to a) the nutritional counselling and b) the intensive cardiovascular exercise programme was 73% and 79% respectively. A clinically significant difference (d = 0.65) in pulse wave velocity between the intervention and control groups was found after 6 months (6.36 ± 0.76 vs. 7.33 ± 2.25 m/s; group × time: p = 0.632). The PWV of the intervention group corresponded to that of the reference group at the end of the study (6.36 ± 0.76 m/s vs. 6.5 ± 0.70; d = 0.19), while the results in the control group differed markedly from this (7.33 ± 2.25 m/s; d = 0.56).

Conclusion The study documents the feasibility of lifestyle intervention with physical exercise after delivery (starting 6 weeks postpartum). The intervention showed a significant clinical effect by reducing arterial stiffness to the level of the reference group. Before this intervention can be included in the standard of care and prevention, follow-up studies must confirm these results and the medium-term effects on cardiovascular risk.

Key words: preeclampsia, HELLP syndrome, arterial stiffness, pulse wave velocity, cardiovascular risk

Introduction

Up to 8% of pregnant women suffer from a hypertensive disorder of pregnancy such as preeclampsia, and the incidence is increasing 1 ,  2 . Preeclampsia is regarded as the leading cause of maternal death in industrialised nations 3 ,  4 ,  5 . Apart from the short-term morbidity, preeclampsia increases the long-term cardiovascular risk 6 . Women who have had preeclampsia suffer cardiovascular and cerebrovascular events such as heart attack, heart failure, stroke and terminal kidney failure more often and earlier 6 ,  7 ,  8 ,  9 . Cardiovascular diseases, in particular, have been accepted for decades as the leading cause of death globally independent of sex 10 . In Germany alone cardiovascular diseases were the main cause of death in 2015, with 365 000 deaths (39% of all deaths) and the disease costs were 46.4 billion Euro (13% of total costs) 11 ,  12 . Consequently, not only the immediate treatment of hypertensive disorders of pregnancy 13 , but also the (secondary) prevention of cardiovascular disease following hypertensive disorders of pregnancy is one of the major challenges of innovative medicine in the 21st century.

Regular physical activity can have a positive effect on the lifetime risk for cardiovascular disease, including after preeclampsia 14 ,  15 . Both the American Heart Association and the European Society of Cardiology proclaim in their guidelines at least 75 min of intensive or 150 min of moderately intensive, aerobic exercise weekly – regardless of pre-existing disease or risk factors – as cardiovascular prevention for the entire population 16 ,  17 .

Apart from regular physical exercise in the form of active sport, a varied and regular diet low in carbohydrate and salt and with reduced saturated fatty acids and high in protein is essential 18 ,  19 ,  20 ,  21 .

Pregnancy can also be regarded in otherwise clinically healthy women as a “window to future health” 22 , 23 , 24 , 25 . In this connection, therefore, the postpartum assessment of cardiovascular health risks and secondary and tertiary preventive treatment are of great importance.

Arterial stiffness is an important biomarker for predicting cardiovascular events. Vascular stiffness and thus vascular age increase due to structural changes in the vessel walls with endothelial dysfunction. Because of the increase in velocity of the pulse wave generated in systole, this leads to earlier reflection of this in the periphery and thus to an increase in cardiac afterload. Arterial stiffness is measured non-invasively by means of pulse wave velocity.

Sanders et al. 26 , referring in their comments to Zieman et al. 27 , conclude that vascular stiffness can be used as a treatment goal even in a young population with cardiovascular risks but that studies must show evidence of an improvement in the results due to treatment-related changes 26 ,  27 .

Arterial stiffness has become an interesting target and the focus of scientific interest because it is measured non-invasively by aortic pulse wave velocity (aPWV) and it is readily available and reproducible including in pregnant women and in the puerperium 28 . Kaihura et al. 29 showed that arterial stiffness is significantly increased at the time of delivery in women with preeclampsia compared with healthy pregnant women. In both the short and long term, arterial stiffness and therefore biological vascular age remain markedly elevated in the group of women who have had preeclampsia 29 ,  30 . Scholten et al. 14 presented data from an exercise intervention for 12 weeks in women following preeclampsia 6 – 12 months postpartum. They found an improvement in metabolic syndrome factors in the post-preeclampsia and control group but no normalisation of the vascular variables in the women who had had preeclampsia 14 . Thus, both the intervention duration and the timing of the intervention after preeclampsia appear to influence the success of vascular normalisation.

The aim of this study was the reduction of arterial stiffness after the conclusion of the puerperium by means of a complex intervention consisting of basic aerobic endurance exercise and nutritional counselling in women with severe hypertensive disorder of pregnancy (preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome). In addition, the acceptance, motivation and adherence of the patients with regard to the planned complex, interdisciplinary, interprofessional and cross-sector interventions were examined in feasibility analyses.

Methods

Recruitment

The study was conducted at the University Department of Obstetrics and Prenatal Medicine Halle, (Saale) and at St. Elisabeth and St. Barbara Hospital Halle (Saale) from 2016 to 2019 ( ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02754778). Recruitment took place over 24 months.

Potential subjects were screened for participation in the study in accordance with the inclusion and exclusion criteria within 7 days after delivery if they had a severe hypertensive disorder of pregnancy (preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome) and were invited to take part if the inclusion and exclusion criteria were met and adequate communication was possible (acquisition). After consenting to take part in the study, the first study visit took place with randomisation to the intervention and control group in the ratio 1 : 1 using a web-based random generator (recruitment).

The inclusion and exclusion criteria and previous findings, especially with regard to cardiovascular disease were established from the medical history, review of the maternity log and, if necessary, obtaining previous external reports in the event of uncertainties.

Inclusion criteria

Women over 18 years with evidence of preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome ( Fig. 1 ) on the day of delivery and up to 7 days postpartum after full differential diagnosis and according to the definition of the 2016 S1 guideline “Diagnosis and treatment of hypertensive disorders of pregnancy” and who had capacity to give consent were included 31 ,  32 .

Fig. 1.

Fig. 1

 Definition criteria according to S1 guideline 015/018: Diagnosis and treatment of hypertensive disorders of pregnancy (as of 12/2013) 45 .

Exclusion criteria

Women were excluded who had heart failure > NYHA II, peripheral arterial disease (regardless of stage) or a serious neurological or orthopaedic disease postpartum, which would have made exercise training on the bicycle ergometer impossible. Women whose newborn or premature baby required intensive care at home and who could not have been expected to make the journey to the weekly exercise session were also excluded.

Discontinuation criteria

If any of the points listed in the exclusion criteria appeared only in the aerobic basic endurance exercise, these subjects had to drop out of the study.

Internal medicine check-up

The subjects in the intervention group also had a medical check-up 5 weeks postpartum (± 7 days) to obtain independent medical approval for the exercise intervention.

Reference group of healthy women (inclusion/exclusion criteria)

In the participating hospitals, the same number of women without a history or diagnosis of pregnancy complications and without known previous cardiovascular disease, who were legally of age and capable of giving consent and when the babyʼs course was uncomplicated – regardless of case number estimation – were recruited for the study as a reference group for aortic pulse wave velocity measurement up to 7 days after delivery (reference group recruitment target: 38 women).

Measurement of pulse wave velocity

The cuff-based Vicorder ® (SMT Medical, Würzburg, Germany) was used to measure the aortic pulse wave velocity as the gold standard for determining arterial stiffness. This has already been validated repeatedly in studies against alternative measurement methods such as tonometry and magnetic resonance imaging 33 , 34 , 35 , 36 . The measurements were done in a standardised setting in the patientʼs air-conditioned room in the respective hospital (room temperature 22 – 25 °C, in supine position, after resting for 10 min, upper body elevated 30°). At the patientʼs bedside, the measurement setting was adjusted to be equivalent to that used for the Vicorder validation study 37 . Comparable settings were also used in studies elsewhere of non-invasive measurement of pulse wave velocity (tonometric, oscillometric), e.g., in children, simultaneously in MRI and in intensive care units and during angiological interventions in the operating theatre 38 ,  39 ,  40 ,  41 ,  42 . If the baby had not been transferred to the neonatal ICU but was in the room with the patient, it was given into the care of the ward nurse while the measurements were performed. A 10 cm wide BP cuff was then applied around the right thigh to measure the femoral pulse and a narrow 3 cm cuff was placed around the neck at the level of the right carotid artery to measure this. The distance between the jugular fossa and the cranial edge of the cuff applied to the thigh was measured as recommended by the manufacturer. Unlike the usual use of the Vicorder a tape measure was not used but rather a pelvimeter so as to avoid an incorrect measurement of length due to the postpartum distension of the abdominal wall. Both cuffs were pumped up to 65 mmHg and 2 high-quality measurement curves were recorded for 3 seconds simultaneously by means of a volume displacement, from which the aPWV was derived 43 . The measurement was repeated 3 times in succession and the mean of all 3 measurements was used for statistical analysis.

The pulse wave velocity was measured in the intervention and control group both on the day of inclusion in the study (time 1 [T1]) and after 32 weeks (6 weeks puerperium + 6 months intervention period, time 2 [T2]) and at the start of the exercise intervention in the subjects of the intervention group ( Fig. 2 ). In the reference group of healthy subjects, the measurement took place once on the day of inclusion in the study (T1).

Fig. 2.

Fig. 2

 Flow chart for the different study phases.

In the intervention and control group the first measurement was done at the patientʼs bedside in the delivery ward and the second measurement and final measurement on an examination couch. Stressors that influence blood pressure and also the newborn babies were not present in the examination or patientʼs room during the measurement.

Ergometry

Following the analysis of vascular stiffness, exercise ergometry was performed in the sport science laboratory in a standardised setting on a bicycle ergometer (motion cycle 600 med, emotion Fitness, Hochspeyer, Germany). An exercise protocol based on the WHO protocol was used (initial workload 25 watts, increment 25 watts, stage duration 3 min) at a specified frequency of 60 – 65 revolutions/min. To generate a submaximal load, reaching a target heart rate of 150 beats/min was defined as stop criterion. The load stage at which this value was reached was completed and the performance was reduced to 25 watts in the subsequent active cool-down. Before the start of the test, at the end of each load stage and after a 2 and 4 minute recovery period, the lactate level in capillary blood was determined (drawn from the hyperaemised earlobe) and the heart rate was recorded (RS800 CX, Polar electro Oy, Kempele, Finland). The test results were analysed using Winlactat software (version 4.7; mesics GmbH, Münster, Germany) and the individual lactate threshold (LT) of the lactate performance curve was determined as the limit of the performance generated mainly aerobically for controlling the load in the subsequent intervention phase 44 .

Exercise programme to increase aerobic basic endurance and general strength endurance

During the 6-month intervention phase an exercise unit was performed once a week under laboratory conditions. The exercise consisted of a heart rate-controlled exercise unit on a bicycle ergometer, with the load parameters based on the lactate threshold test results. Starting with a load duration of 25 min at the heart rate at the LT (HR LT ; mean: 129 beats/min; min.: 121 beats/min; max.: 137 beats/min) the load duration in the intervention period was gradually increased to 50 min within 14 weeks. The ergometer training was followed by strength and mobilisation training guided by a trained midwife. At the start of the intervention phase the focus was on postnatal and general pelvic floor exercises (c. 15 min). In the course of the intervention period, depending on individual performance, general trunk-stabilising exercises (isometric postural exercises, simple coordinated strengthening exercises, mobilisation exercises) were added. Similarly to the ergometer training, the exercise duration was gradually increased from 15 to 30 min. The subjects were responsible for including additional weekly exercise in their daily routine consisting of a brisk walk at an interval of 2 to 3 days. They were asked about this at each exercise date and the answer was documented in the training record.

Individual nutritional counselling

Apart from the risk factors according to the guideline 45 , the lifestyle factor “Nutrition” was examined in more detail in the hospital discharge and final interview with all study patients in the intervention and control groups and the treating doctors explained this factor in their counselling. This counselling, based on the 10 nutritional rules of the German Nutrition Society (DGE), concentrated on a Mediterranean diet as well as fat quality, whole-grain products, fruit and vegetable intake and also salt reduction. All patients were also motivated actively in this discussion to change their lifestyle (including regular physical exercise).

The patients in the intervention group also had a second and third individual nutritional counselling session (each of 90 – 120 min, 6 weeks postpartum and 32 weeks postpartum → final session). The content of these counselling sessions by a nutritional adviser and qualified dietician certified according to German Nutrition Society regulations consisted of:

  • nutritional counselling based on the nutritional rules of the German Nutrition Society (DGE), including the Mediterranean diet as well as fat quality, whole-grain products, fruit and vegetable intake and also salt reduction,

  • Medical history (history questionnaire – Society for nutritional therapy and prevention [FET] e. V.),

  • Determination of body weight and composition (TANITA ® BC-545),

  • Recording of the nutritional behaviour using a questionnaire (after Winkler 1998) 46 .

Feasibility analysis

To examine the feasibility of the study, adherence with nutritional counselling and the aerobic basic endurance exercise were documented by the study personnel at all contacts. In addition, the subjects were given a direct possibility for feedback through analysis of nutrition and performance tests at the beginning and end of the aerobic basic endurance exercise. In the dropout subjects, the reasons were evaluated and the subjects were asked about this. The subjects were also given the possibility of giving their feedback on the study personally by email at any time during the nutritional counselling sessions, measurements of pulse wave velocity or aerobic basic endurance exercise so as to achieve greater adherence to the study.

In particular, the midwife-supported setting in the context of the exercise, in addition to ensuring qualified care of the baby, was also designed to give the subjects the opportunity of obtaining the midwifeʼs advice on specific topics such as postnatal recovery, breast-feeding or psychosocial questions and problems.

Estimation of case numbers and statistical analysis

In advance of the pilot study, the case numbers were estimated at the Institute for Medical Epidemiology, Biometrics and Informatics of Martin Luther University Halle-Wittenberg, based on the changes in pulse wave velocity (primary outcome) within 6 months. At a significance level of p < 0.05, a power (1-beta) of 80%, a 2-sided t-test and an assumed difference in the mean of 0.90 m/s between the healthy population of the same age (pulse wave velocity: 6.35 m/s) and the intervention group after 6 months (7.25 m/s), at a given standard deviation of 1.00 m/s, at least 17 subjects are needed per group, with an expected dropout of 20% 47 ,  48 . Accordingly, 20 subjects would have to be included initially in both groups.

Statistical analysis of the data was performed with SPSS version 25.0 (SPSS Inc., IBM, Armonk, NY, USA). Continuous and categorical variables were shown as mean ± standard deviation (SD) or as a percentage. Differences in the mean were examined by general linear model. In addition the effect size was calculated according to Hartmann et al. (1992) (difference in the mean divided by the pooled standard deviation of the 2 measurement times [T]) 49 . The interpretation of the effect sizes is based on Cohenʼs recommendations (1988) 50 . According to this, small effects (d < 0.5) must be distinguished from moderate effects (d < 0.8) and large effects (d ≥ 0.8). Positive effect sizes are interpreted as an increase in performance.

Differences in the mean were interpreted as significant when p < 0.05 and d > 0.5, η p 2  > 0.10 and the power (observed power) was greater than 0.8 51 .

Relations between metrically scaled variables were examined by means of product-moment correlations (Pearson).

Ethics committee approval

The study was approved by the ethics committees of the medical faculty of Martin Luther University Halle-Wittenberg and of the Medical Council of Saxony-Anhalt (decision no.: 2015-134) and then registered in ClinicalTrials.gov (identifier: NCT02754778).

Results

Subjects

In the period from May 2016 to April 2018 (24 months) 344 women were screened for the interventional part of the study and 198 women were approached according to the inclusion and exclusion criteria and if adequate communication was possible (acquisition). 38 women gave their consent to take part in the study and were randomised (recruitment) ( Table 1 ).

Table 1  Demographic and anthropometric subject characteristics.

Variables Intervention group
n = 14
Control group
n = 15
Total
n = 29
Total
n = 38
The data are given as ° mean ± standard deviation and * number (percentage).
IUGR: intrauterine growth retardation; BP: blood pressure
Age (years)° 31 ± 3.89 31 ± 3.32 31 ± 4 31 ± 5
Height (cm)° 166 ± 5.55 167 ± 7.03 166 ± 6 168 ± 7
Weight (kg)° 86.3 ± 14 87.5 ± 19.5 86.9 ± 17 82.3 ± 11
Abdominal girth (cm)° 104.2 ± 9.80 108.1 ± 16.23 106.3 ± 14 102.6 ± 10
Thigh circumference (cm)° 61.3 ± 8.04 62.4 ± 11.32 61.9 ± 9.6 57.8 ± 7.0
Systolic BP postpartum (mmHg)° 148 ± 16 148 ± 10 148 ± 13 120 ± 11 p < 0.01
Diastolic BP postpartum (mmHg)° 85 ± 9 84 ± 9 85 ± 9 72 ± 7 p < 0.01
Delivery (weeks of pregnancy)° 36 ± 4 35 ± 5 36 ± 5 40 ± 2 p < 0.01
Birth weight (g)° 2547 ± 960 2114 ± 1054 2323 ± 1016 3505 ± 513 p < 0.01
Pre-existing hypertension* 1 (7) 3 (20) 4 (14) 1 (3)
Primigravida* 9 (64) 6 (40) 15 (52) 16 (42)
Primipara* 13 (93) 10 (67) 23 (79) 22 (58)
Multiple pregnancy* 2 (14) 2 (13) 4 (14) 0 (0) p < 0.05
Previous infertility treatment* 4 (29) 4 (27) 8 (28) 0 (0) p < 0.01
Pathological uterine resistance* 2 (14) 4 (27) 6 (21) 0 (0) p < 0.01
IUGR* 3 (21) 6 (40) 9 (31) 3 (8) p < 0.05

For the reference group, 627 women were screened (the entire birth cohort of both study sites in the period from May 2017 to June 2017). 105 women met the requirements for inclusion in the reference group; these were addressed by the study team (acquisition). 38 of these women were included in the reference group (recruitment).

The reference group of subjects without previous cardiovascular disease or pregnancy complications examined postpartum did not differ significantly from the subjects who had had preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome with regard to age (p = 0.850), height (p = 0.271) and weight (p = 0.496). On the other hand, significant differences were observed in birth weight (p < 0.01), weeks of pregnancy at delivery (p < 0.01) and the rate of intrauterine growth retardation (IUGR) (p < 0.05) and section (p < 0.01). As expected, significant differences were also found in systolic (p < 0.01) and diastolic (p < 0.01) blood pressure ( Table 1 ).

The majority of the patients had a form of late-onset preeclampsia appearing after 34 weeks of pregnancy, and there were no significant differences in the frequency of diagnosis between the intervention and control groups ( Table 2 ).

Table 2  Frequency distribution with regard to diagnosis and time of diagnosis.

Diagnosis Intervention group
n = 14
Control group
n = 15
The data are given as a number (percentage).
> 34 weeks Preeclampsia 7 (50) 6 (40)
Preeclampsia with pre-existing hypertension 1 (7) 2 (13)
HELLP syndrome 3 (21) 2 (13)
≤ 34 weeks Preeclampsia 1 (7) 1 (7)
Preeclampsia with pre-existing hypertension 0 (0) 1 (7)
HELLP syndrome 2 (14) 3 (20)

The average lowest platelet count (p = 0.971) in HELLP syndrome and the average sFlt-1/PlGF ratio (p = 0.956) did not differ significantly in these groups ( Table 3 ).

Table 3  Means of the typical preeclampsia laboratory parameters.

Laboratory parameter Intervention group
n = 14
Control group
n = 15
The data are given as mean (standard deviation).
sFlt-1: soluble Fms-like tyrosine kinase-1; PlGF: placental growth factor
Minimum platelets (Gpt/l) 77 ± 45 87 ± 33
sFlt-1/PlGF 223 ± 199 241 ± 88

Effects and test results

The postpartum aPWV at T1 showed a marked difference between subjects who had had preeclampsia with or without pre-existing hypertension and/or HELLP syndrome and the healthy reference group ( Fig. 3 ). While the average aPWV of the healthy reference group corresponded to the age class-stratified reference values of the Arterial Stiffness Collaboration Group (< 30 years 6.2 ± 0.75; 30 – 39 years 6.5 ± 1.35) 52 , significantly higher pulse wave velocity and thus greater vascular age (6.5 vs. 7.5 m/s, p < 0.01) were found in the subjects with prior preeclampsia and/or HELLP syndrome.

Fig. 3.

Fig. 3

 Illustration of aortic pulse wave velocity in the study groups at T1 and T3.

Variance analysis (T1 vs. T3; Table 4 ) yielded significant time effects in all parameters when the control and intervention groups were compared, based on the defined criteria of significance (p < 0.05 and η p 2  ≥ 0.10, d ≥ 0.50 and observed power ≥ 0.80), with the exception of the parameters aPWV, pPWV und AIx. Significant group or interaction effects (time × group) were not observed in this pilot study, probably due to the lack of power and the case number. However, the effect for the parameter aPWV between T1 and T3 was markedly greater in the intervention group than in the control group (d = 0.90 vs. d = 0.56). The greatest individual effects were found in the intervention group for the parameters mean arterial pressure (MAP) (d = 2.82) and systolic blood pressure (syst. BP) (d = 2.52) and in the control group for the parameter syst. BP (d = 1.76).

Table 4  Variance analysis comparison (T1 vs. T3) of the 2 preeclampsia groups.

Control group (n = 15) Intervention group (n = 14) Variance analysis p (η p 2 )/observed power
T1° T3° d T1° T3° d Group Time Group × time
The data are given as ° mean ± standard deviation and significant differences are shown in bold.
d = effect size; significance level: p < 0.05 and η p 2  ≥ 0.10, d ≥ 0.50 and observed power ≥ 0.80
AIx: augmentation index; AoPP: aortic pulse pressure; CO: cardiac output; MAP: mean arterial pressure; T: measurement time; BP: blood pressure; SEVR: subendocardial viability ratio; SV: stroke volume
Primary outcome
aPWV (m/s) 7.83 ± 1.64 7.33 ± 2.25 0.54 7.20 ± 1.11 6.36 ± 0.76 0.90 0.095 (0.100)/0.386 0.072 (0.115)/0.439 0.632 (0.009)/0.075
Secondary outcomes
pPWV (m/s) 16.0 ± 9.78 11.4 ± 3.80 0.68 11.7 ± 2.78 10.1 ± 1.82 0.70 0.069 (0.118)/0.448 0.045 (0.140) /0.526 0.311 (0.038)/0.169
AIx (%) 22.5 ± 9.27 15.7 ± 7.29 0.82 21.1 ± 13.4 15.8 ± 5.99 0.55 0.815 (0.002)/0.056 0.015 (0.200) /0.707 0.741 (0.004)/0.062
AoPP (mmHg) 58.0 ± 7.92 46.0 ± 8.09 1.50 55.4 ± 11.1 42.7 ± 5.88 1.50 0.266 (0.046)/0.195 < 0.001 (0.643)/1.000 0.824 (0.002)/0.055
CO (l/min) 7.23 ± 1.67 5.76 ± 1.10 1.06 7.16 ± 1.66 5.30 ± 1.01 1.39 0.543 (0.014)/0.091 < 0.001 (0.555)/1.000 0.493(0.018)/0.103
SEVR (%) 127 ± 38.7 150 ± 22.2 0.76 133 ± 24.0 156 ± 23.5 1.00 0.438 (0.022)/0.118 0.003 (0.280)/0.878 0.951(0.000)/0.050
SV (ml) 88.8 ± 13.1 76.4 ± 9.52 1.10 85.3 ± 12.5 71.7 ± 10.0 1.21 0.283 (0.043)/0.184 < 0.001 (0.609)/1.000 0.760 (0.004)/0.060
syst. BP (mmHg) 148 ± 10.2 127 ± 13.7 1.76 148 ± 15.5 117 ± 9.11 2.52 0.231 (0.053)/0.219 < 0.001 (0.788)/1.000 0.095 (0.100)/0.386
diast. BP (mmHg) 83.7 ± 9.30 73.7 ± 8.40 1.13 85.4 ± 8.85 68.5 ± 6.29 2.23 0.483 (0.018)/0.105 < 0.001 (0.653)/1.000 0.081 (0.108)/0.416
Pulse pressure (mmHg) 64.6 ± 8.93 52.9 ± 7.43 1.43 63.5 ± 10.8 48.8 ± 7.06 1.65 0.338 (0.035)/0.156 < 0.001 (0.653)/1.000 0.436 (0.024)/0.119
MAP (mmHg) 114 ± 8.72 97.4 ± 11.7 1.63 116 ± 9.50 90.4 ± 8.66 2.82 0.368 (0.031)/0.143 < 0.001 (0.798)/1.000 0.058 (0.131)/0.480
Performance at lactate threshold 2 mmol/l (W) 51.6 ± 10.6 60.1 ± 18.1 0.59 0.013 (0.388) /0.756

There was a high correlation between the achieved exercise frequency and performance at the 2-mmol/l lactate threshold, which acted as an indicator of basic aerobic endurance (r = 0.739). Accordingly, the increases in performance (9.36 ± 10.8 W; range: − 5 to 32 W) were greater in the intervention group the more frequent the exercise ( Fig. 4 ).

Fig. 4.

Fig. 4

 Relationship between exercise frequency and the increase in performance achieved at a lactate threshold of 2 mmol/l.

Feasibility analysis

266 out of the total of 364 exercise appointments (73%) were kept. Each of the 14 subjects in the intervention group took part in at least 50% of the appointments for exercise training. With regard to the intervention group a statistically (p = 0.013) and clinically significant (d = 0.59) increase in ergometer performance at the 2-mmol/l lactate threshold was observed (T1: 51.6 ± 10.6 vs. T3: 60.1 ± 18.1; Table 4 ). Depending on the exercise frequency and intensity (cut-off: ≥ 80%, n = 7), higher performance in watts was seen at the 2-mmol/l lactate threshold when the baseline and final tests were compared (difference in the groups: 18 W vs. 1 W, p = 0.002). Moreover, greater exercise frequency and intensity implied a tendency to lower PWV and thus to decreasing arterial stiffness (6.0 vs. 6.6 m/s, p = 0.099).

All patients availed of the postpartum nutritional counselling in the form of lifestyle changes advised by the study doctors when patients were recruited to the study and on hospital discharge. Only 11 subjects in the intervention group took part 6 weeks postpartum in the first individual DGE-based nutritional counselling session with nutritional analysis, which was conducted by a certified dietitian. 22 of the 28 appointments (79%) for individual DGE-based nutritional counselling (excluding the nutritional counselling in the form of advice on lifestyle changes on recruitment to the study) were kept. Patients who attended both DGE-based nutritional counselling session performed 10 watts more on average on the bicycle ergometer at the conclusion of the intervention than those who had taken part only in the nutritional counselling in the form of lifestyle change advised on the occasion of hospital discharge (14 vs. 4 W, p = 0.04). Lower aPWV and therefore improved arterial stiffness were also seen in patients who had two individual DGE-based nutritional counselling sessions compared with only one session (6.1 vs. 6.7 m/s, p = 0.06).

Dropouts

A total of 5 subjects in the intervention group and 4 subjects in the control group dropped out of the study on their own motivation in all cases. While dealing with grief because of the postpartum death of the baby was the main reason for dropping out in one case, there were organisational or structural problems (physical distance, excessive demands with the child, language and cultural barrier) including in motivation in the other 8 cases. No dropout was indicated medically. All dropouts occurred between 6 weeks and 32 weeks postpartum.

Discussion

The increasing incidence of preeclampsia in western industrial nations (including because of the steadily increasing average age of pregnant women), increased life expectancy and consequently the sequelae of preeclampsia for lifelong cardiovascular risk are important reasons for focussing scientific research on the secondary and tertiary prophylaxis of cardiovascular events after preeclampsia 6 ,  53 ,  54 ,  55 ,  56 . The “window to future health” within pregnancy – acting like a cardiac stress test – makes possible secondary prevention if indicated of cardiovascular disease in women who have had hypertensive disorders of pregnancy such as preeclampsia and HELLP syndrome.

An important difficulty in secondary and tertiary prophylaxis is represented by the apparent recovery of a majority of patients who feel hardly any symptoms at the end of the postpartum period and who are also liable to be distracted from their own health because of caring for their infant, with the change in their role from that of a pregnant woman to that of a mother. In reality, only about a quarter of women who have had preeclampsia are prepared to take part in an additional exercise/sport unit at least once a week if it is left up to them (surveyed 6 months postpartum) 57 . In addition, it was apparent that 27 of 78 surveyed patients did sport less frequently after the index event (preeclampsia) than before the pregnancy (increase in frequency in only 6 of 78 patients). Available studies show that unaffected women can be motivated to more physical activity by convincing information about health aspects 58 . In this study, in addition to consistent advice in the pre-discharge discussion with these patients, involvement of a midwife in the exercise setting subsequently laid an effective foundation for good adherence of the subjects to the aerobic basic endurance exercise. Ensuring care of the newborn baby and the possibility of discussing delivery-related problems with the midwife thus acted as a reassuring factor. In future studies to confirm the results of this study, inclusion of such an exercise programme in midwivesʼ clinics in conjunction with postnatal exercise classes is worth considering for women who have had hypertensive disorders of pregnancy and could further enhance the already considerable value of the midwives beyond delivery, for instance with regard to subsequent pregnancies. The psychosocial peer group contacts that take place in these postnatal classes are also of value. Socioeconomic aspects can be latent reasons for a) lack of exercise compliance and b) for rejection of general lifestyle changes and should be investigated in detail. Future studies should therefore focus, among other things, on the evaluation of reasons for dropping out of the study and also on the development of alternative possibilities for patients who cannot follow the exercise training because of exclusion criteria. Only in this way can secondary and tertiary prevention concepts be devised that also offer solutions for women in precarious social or familial situations.

A high level of intrinsic patient motivation also remains crucial, and this is inevitably linked with the care and current health of the baby and sometimes multiple babies or when she already has older children to care for.

This study in a group of women who had had severe hypertensive disorders of pregnancy (preeclampsia with or without previous hypertension and/or HELLP syndrome) showed for the first time that:

  • There is a high level of willingness to take part actively in aerobic basic endurance exercise in conjunction with nutritional counselling,

  • Aerobic basic endurance exercise (intervention) can reduce arterial stiffness as a biomarker for the risk of cardiovascular disease.

In the control group, a biological vascular age corresponding to that of the healthy population at least 10 years older was shown 32 weeks after delivery, while the subjects in the intervention group showed a pulse wave velocity corresponding to the biological vascular age of the healthy population of the same age (comparison in Table 4 and reference values 52 ). An increase in PWV of 1 m/s corresponds to a risk increase of 15% for cardiovascular morbidity and events 59 .

The results of this pilot study confirm the hypothesis of the short- and medium-term effect of a regular exercise intervention to reduce vascular stiffness and hence the cardiovascular risk at least to the level of the healthy population of the same age following preeclampsia with or without previous hypertension and/or HELLP syndrome. Nevertheless, the success of the intervention appears to depend crucially on starting promptly after the end of the puerperium and continuing for at least 6 months as, by contrast, Scholten et al. 14 with a similar intervention for only 12 weeks starting 6 months postpartum were unable to show any improvement in the vascular status of women with previous preeclampsia.

If the preventive effects of the aerobic basic endurance exercise are perpetuated, women in the intervention group would not develop cardiovascular disease or, if they did, would at least do so much later. This would result in a gain for the overall population from the health and economic points of view. For instance, estimates of the annual costs of disease and absence from work due to lack of exercise and the resulting cardiovascular disease in Germany alone amount to up to 21 billion Euro 60 ,  61 .

The results are an impetus to initiate a larger multicentre, randomised, complex interventional study, which should also look at an evaluation of other risk factors/biomarkers in addition to standardising the sports and nutritional medicine setting. Only a long-term follow-up study can confirm the improved outcome, similar to the Framingham study.

Applying the results to the standard care of women with preeclampsia with or without previous hypertension and/or HELLP syndrome requires calculations of cost-effectiveness, which take into account, on the one hand, how much the exercise units cost and the adherence of the participating women and, on the other hand, what reduction in morbidity can be expected and how much can be saved from the cost of treating cardiovascular disease.

The results are limited by a high dropout rate (24%). As regards the high dropout rate, based on the justified reasons given by the subjects, the possibility of taking part in basic aerobic endurance training, nutritional counselling, medical diagnostics and health education close to home should be considered in further studies.

Studies also confirm that a healthy diet, as promoted in a lifestyle intervention, is associated with higher costs and hence with socioeconomic status 62 , 63 , 64 . Socioeconomic reasons are therefore also decisive for participation in an exercise programme and for switching diet. Their importance and thus the underlying dropouts must be recorded more intensively in future so that an equal-opportunity risk reduction can be achieved, independent of socioeconomic status.

As regards the achieved exercise effects, especially with reference to the non-significant interaction effects, adaptation of the load parameters of the exercise intervention should be considered and the exercise should be intensified if appropriate. Because of a lack of evidence and out of ethical considerations, a comparatively moderate exercise programme was conceived initially.

The reduction in pulse wave velocity in the control group (d = 0.54) corresponds to the physiological effect and must be included in the interpretation of the effect in the intervention group. Morris et al. showed that there was a physiological reduction in arterial stiffness in normotensive women to pre-conception levels 14 months postpartum 65 . Yuan et al. 60 also demonstrated this 20 months postpartum in large arteries and described remodelling of the carotid artery in pregnancy and recovery in the postpartum period. Mersich et al. 61 found a physiological reduction in arterial stiffness both in normotensive women and in women with preeclampsia 3 months postpartum compared with the 3rd trimester. Foo et al. 62 observed this effect as a partial remission of endothelial dysfunction. However, women with disease did not reach pre-pregnancy levels 66 . In a 10-year follow-up increased arterial stiffness was found in the previously hypertensive pregnant women compared with the healthy reference group 30 . Reference levels of the general physiological reduction in arterial stiffness after pregnancy with and without hypertensive disorders of pregnancy must also be the basis in further studies for evaluating individual targeted exercise 67 .

The validity of this study is limited by the small case number, which is too low to allow conclusions about influencing factors such as pre-existing hypertension, IUGR, multiple pregnancies and previous infertility treatments, which were represented heterogeneously in the intervention and control groups. Subgroup analyses were not possible but would have to be planned in subsequent studies with larger case numbers. The influence of pre-existing hypertension, in particular, should be studied separately as a cardiovascular risk factor involving pre-existing vascular modelling, as the pathogenesis of superimposed preeclampsia is possibly altered. With this diagnosis, pre-conception lifestyle intervention might very probably be more effective in influencing arterial stiffness than postpartum intervention. The absence of a risk reduction for IUGR and superimposed preeclampsia when aspirin is taken in accordance with guidelines (starting < 16 weeks) in women with pre-existing hypertension appears to support the hypothesis 68 .

Conclusion

The study confirms the feasibility and the great importance of lifestyle intervention with aerobic basic endurance exercise starting 6 weeks postpartum. The intervention shows a significant clinical effect by reducing arterial stiffness to the level of the general population. An optimal setting in an interdisciplinary team that includes varied midwife-supported care (incl. pelvic floor exercises, psychosocial support) beyond childbirth appears decisive for good adherence and the associated success of cardiovascular risk reduction as well as timely intervention for at least 6 months.

Before this intervention can be included in the standard of care and prevention, follow-up studies must confirm these results and the medium-term effects on cardiovascular risk.

ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02754778

Acknowledgements

Particular thanks to midwives Julia Böhme, Marie Bastian, Franziska Bremer, Hedwig Weiher and medical student Christin Descher for their generous assistance during the intervention and to Prof. Andreas Wienke for his statistical advice.

Danksagung

Ein besonderer Dank geht an die Hebammen Julia Böhme, Marie Bastian, Franziska Bremer, Hedwig Weiher und cand. med. Christin Descher für die großartige Unterstützung während der Intervention sowie Prof. Andreas Wienke für die statistische Beratung.

Footnotes

Conflict of Interest/Interessenkonflikt The authors declare that they have no conflict of interest./Die Autorinnen/Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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Kardiovaskuläre Risikoreduktion bei Frauen mit Zustand nach hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen – eine prospektive, randomisierte, kontrollierte Interventionsstudie

Zusammenfassung

Hintergrund Frauen mit Z. n. hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen haben ein deutlich erhöhtes Lebenszeitrisiko für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität. Die arterielle Steifigkeit gilt dabei als ein Zielparameter für die Reduktion des kardiovaskulären Risikos und kann durch Lebensstilveränderungen modifiziert werden.

Methoden Im Rahmen einer prospektiven, randomisierten, kontrollierten Interventionsstudie wurde beginnend 6 Wochen post partum der Effekt einer Ernährungsintervention kombiniert mit einem 6-monatigen intensiven Herz-Kreislauf-Trainingsprogramm auf die arterielle Steifigkeit mittels Pulswellengeschwindigkeit (PWV) bei 38 Frauen mit schwerer hypertensiver Schwangerschaftserkrankung ([Pfropf-]Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom) untersucht. Ebenso wurde als Referenz eine Gruppe mit postpartalen Frauen ohne Schwangerschaftskomplikationen oder bekanntem kardiovaskulären Risiko gebildet und die arterielle Steifigkeit mittels PWV am Entbindungszeitpunkt untersucht. Die PWV wurde in der Interventions- und Kontrollgruppe innerhalb einer Woche nach Entbindung sowie nach 32 Wochen (6 Wochen + 6 Monate) bestimmt. Zusätzlich wurde eine Machbarkeitsanalyse durchgeführt.

Ergebnisse 29 von 38 Frauen mit schwerer hypertensiver Schwangerschaftserkrankung sowie 38 postpartale Frauen der Referenzgruppe wurden in die Analyse eingeschlossen (Interventionsgruppe n = 14; Kontrollgruppe n = 15; Referenzgruppe n = 38). Die Adhärenz zur a) Ernährungsberatung und b) dem intensiven Herz-Kreislauf-Trainingsprogramm betrug 73% bzw. 79%. Es zeigte sich ein klinisch relevanter Unterschied (d = 0,65) in der Pulswellengeschwindigkeit nach 6 Monaten zwischen der Interventions- und Kontrollgruppe (6,36 ± 0,76 vs. 7,33 ± 2,25 m/s; Gruppe × Zeit: p = 0,632). Die PWV der Interventionsgruppe entsprach am Studienende der Referenzgruppe (6,36 ± 0,76 m/s vs. 6,5 ± 0,70; d = 0,19), währenddessen sich die Werte der Kontrollgruppe deutlich von selbiger unterschieden (7,33 ± 2,25 m/s; d = 0,56).

Schlussfolgerung Die Studie dokumentiert die Machbarkeit einer Lifestyleintervention mit körperlichem Training nach dem Wochenbett (Start 6 Wochen post partum). Dabei zeigte die Intervention einen relevanten klinischen Effekt durch Senkung der arteriellen Steifigkeit auf das Niveau der Referenzgruppe. Bevor diese Intervention in den Versorgungs- und Präventionsstandard übernommen werden kann, müssen Follow-up-Studien diese Ergebnisse und mittelfristige Effekte auf das kardiovaskuläre Risiko bestätigen.

Schlüsselwörter: Präeklampsie, HELLP-Syndrom, arterielle Steifigkeit, Pulswellengeschwindigkeit, kardiovaskuläres Risiko

Einleitung

Bis zu 8% der Schwangeren leiden in der Schwangerschaft an einer hypertensiven Schwangerschaftserkrankung, wie der Präeklampsie, und die Inzidenz ist steigend 1 ,  2 . Die Präeklampsie gilt dabei als die führende mütterliche Todesursache in Industrienationen 3 , 4 , 5 . Neben der kurzfristigen Morbidität erhöht die Präeklampsie das kardiovaskuläre Langzeitrisiko 6 . So erleiden Frauen mit Zustand nach Präeklampsie häufiger und eher kardio- und zerebrovaskuläre Ereignisse, wie Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, Schlaganfall und terminale Niereninsuffizienz 6 ,  7 ,  8 ,  9 . Speziell kardiovaskuläre Erkrankungen gelten seit Jahrzehnten geschlechtsunabhängig als die führende Haupttodesursache weltweit 10 . Allein in Deutschland waren 2015 kardiovaskuläre Erkrankungen mit 365 000 Sterbefällen die Haupttodesursache (39% aller Sterbefälle) und verursachten 46,4 Milliarden Euro Krankheitskosten (13% der Gesamtkosten) 11 ,  12 . Konsekutiv stellt nicht nur die unmittelbare Therapie der hypertensiven Schwangerschaftserkrankung 13 , sondern darüber hinaus auch die (Sekundär-)Prophylaxe kardiovaskulärer Erkrankungen nach hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen eine der Herausforderungen innovativer Medizin im 21. Jahrhundert dar.

Regelmäßiges sportliches Training kann sich positiv auf das Lebenszeitrisiko für kardiovaskuläre Krankheiten, auch bei Zustand nach Präeklampsie auswirken 14 ,  15 . Sowohl die American Heart Association als auch die European Society of Cardiology proklamieren in ihren Leitlinien wöchentlich mindestens 75 min intensive oder 150 min moderat-intensive, aerobe sportliche Aktivität – unabhängig von bereits bestehenden Vorerkrankungen oder Risikofaktoren – als kardiovaskuläre Prävention für die Gesamtbevölkerung 16 ,  17 .

Neben einer regelmäßigen körperlichen Belastung in Form von aktivem Sport ist für die Gesundheitsbildung eine kohlenhydrat- und salzarme, an gesättigten Fettsäuren reduzierte, proteinreiche, abwechslungsreiche und regelmäßige Ernährung unabdingbar 18 ,  19 ,  20 ,  21 .

Die Schwangerschaft kann bei sonst klinisch gesunden Frauen auch als „window to future health“ angesehen werden 22 ,  23 ,  24 ,  25 . Daher ist in diesem Zusammenhang die postpartale Einschätzung der kardiovaskulären Gesundheitsrisiken und die sekundär- sowie tertiärprophylaktische Behandlung von großer Bedeutung.

Als wichtiger Biomarker in der Prädiktion kardiovaskulärer Ereignisse dient die arterielle Steifigkeit. Bedingt durch strukturelle Veränderungen der Gefäßwände bei endothelialer Dysfunktion nimmt die Steifigkeit der Gefäße und damit das Gefäßalter zu. Dies führt durch die Geschwindigkeitszunahme der in der Systole generierten Pulswelle zu deren vorzeitiger Reflexion in der Peripherie und damit zu einer Erhöhung der kardialen Nachlast. Die Messung der arteriellen Steifigkeit erfolgt nichtinvasiv mittels der Pulswellengeschwindigkeit.

Sanders et al. 26 fassten in einem Kommentar bezugnehmend auf Zieman et al. 27 zusammen, dass die vaskuläre Steifigkeit als therapeutisches Ziel bereits auch in der jungen Population mit kardiovaskulären Risiken genutzt werden kann, aber Studien den Nachweis einer Verbesserung der Ergebnisse aufgrund behandlungsbedingter Veränderungen zeigen müssen 26 ,  27 .

Die arterielle Steifigkeit ist aufgrund ihrer nichtinvasiven Messung mittels aortaler Pulswellengeschwindigkeit (aPWV) sowie einfacher Verfügbarkeit und Reproduzierbarkeit auch bei Schwangeren und im Wochenbett zu einem interessanten Ziel und Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses geworden 28 . So konnten Kaihura et al. 29 zeigen, dass bei Frauen mit Präeklampsie im Vergleich zu gesunden Schwangeren die arterielle Steifigkeit am Entbindungszeitpunkt signifikant erhöht ist. Sowohl kurz- als auch langfristig bleiben in der Gruppe der Frauen mit Z. n. Präeklampsie die arterielle Steifigkeit und damit das biologische Gefäßalter deutlich erhöht 29 ,  30 . Scholten et al. 14 stellten Daten einer Sportintervention an Frauen mit Z. n. Präeklampsie 6 – 12 Monate post partum über 12 Wochen vor. Sie konnten in der Post-Präeklampsie- und Kontrollgruppe eine Verbesserung von Faktoren des metabolischen Syndroms, jedoch keine Normalisierung der vaskulären Variablen bei den Frauen mit Z. n. Präeklampsie aufzeigen 14 . Somit scheinen sowohl die Interventionsdauer als auch der Zeitpunkt der Intervention nach Präeklampsie Einfluss auf den Erfolg einer vaskulären Normalisierung zu nehmen.

Ziel der Studie war die Senkung der arteriellen Steifigkeit nach Abschluss des Wochenbettes mittels einer komplexen Intervention aus aerobem Grundlagenausdauertraining und Ernährungsberatung bei Frauen mit schwerer hypertensiver Schwangerschaftserkrankung ([Pfropf-]Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom). Im Rahmen von Machbarkeitsanalysen sollte zudem die Akzeptanz, Motivation und Adhärenz der Patientinnen bezüglich der geplanten komplexen, interdisziplinären, interprofessionellen und sektorenübergreifenden Interventionen geprüft werden.

Methoden

Rekrutierung

Die Studie wurde an der Universitätsklinik für Geburtshilfe und Pränatalmedizin Halle (Saale) sowie am Krankenhaus St. Elisabeth und St. Barbara Halle (Saale) von 2016 bis 2019 durchgeführt ( ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02754778). Die Rekrutierung erfolgte über 24 Monate.

Potenzielle Probandinnen wurden innerhalb von 7 Tagen nach Entbindung bei Vorliegen einer schweren hypertensiven Schwangerschaftserkrankung ([Pfropf-]Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom) zur Teilnahme an der Studie entsprechend den Ein- und Ausschlusskriterien gescreent und bei erfüllten Ein-/Ausschlusskriterien und adäquat möglicher Kommunikation angesprochen (Akquise). Nach Einwilligung in die Studienteilnahme erfolgte die erste Studienvisite sowie die Randomisierung in Interventions- und Kontrollgruppe im Verhältnis 1 : 1 mittels eines webbasierten Zufallsgenerators (Rekrutierung).

Die Prüfung der Ein-/Ausschlusskriterien sowie der Vorbefunde, insbesondere in Bezug auf kardiovaskuläre Erkrankungen bei allen Studienteilnehmerinnen, erfolgte durch Anamnese, Durchsicht des Mutterpasses sowie ggf. Einholung externer Vorbefunde bei Unklarheiten.

Einschlusskriterien

Es wurden Frauen älter als 18 Jahre mit Nachweis einer (Pfropf-)Präeklampsie und/oder eines HELLP-Syndroms ( Abb. 1 ) am Entbindungstag bis maximal 7 Tage post partum nach vollumfänglicher Differenzialdiagnostik und gemäß der Definition der 2016 geltenden S1-Leitlinie „Diagnostik und Therapie hypertensiver Schwangerschaftserkrankungen“ sowie bestehender Einwilligungsfähigkeit eingeschlossen 31 ,  32 .

Abb. 1.

Abb. 1

 Definitionskriterien nach S1-Leitlinie 015/018: Diagnostik und Therapie hypertensiver Schwangerschaftserkrankungen (Stand 12/2013) 45 .

Ausschlusskriterien

Ausgeschlossen wurden Frauen, bei denen auch postpartal eine Herzinsuffizienz >NYHA II, eine periphere arterielle Verschlusskrankheit (unabhängig vom Stadium) oder eine schwerwiegende neurologische oder orthopädische Erkrankung bestand, welche ein sportliches Training auf dem Radergometer nicht möglich gemacht hätte. Zudem wurden auch Frauen ausgeschlossen, deren Neu- oder Frühgeborenes aufgrund einer schweren Erkrankung eine intensive häusliche Betreuung benötigte und für die daher die Fahrt zum wöchentlichen Training nicht zumutbar gewesen wäre.

Abbruchkriterien

Sofern sich erst im aeroben Grundlagenausdauertraining eine der in den Ausschlusskriterien aufgeführten Punkte ergeben hätten, hätten diese Probandinnen die Studie abbrechen müssen.

Internistischer Check-up

Weiterhin unterzogen sich die Probandinnen der Interventionsgruppe 5 Wochen post partum (± 7 Tage) einem internistischen Check-up, um die unabhängige, medizinische Freigabe für die sportliche Intervention zu erhalten.

Referenzgruppe gesunder Frauen (Ein-/Ausschlusskriterien)

In den teilnehmenden Kliniken wurden zu gleichen Teilen Frauen ohne anamnestische oder diagnostizierte Schwangerschaftskomplikationen und ohne bekannte kardiovaskuläre Vorerkrankungen sowie bei gegebener Volljährigkeit, Einwilligungsfähigkeit, mit komplikationslosem kindlichen Verlauf – unabhängig von einer Fallzahlschätzung – als Referenzgruppe bezüglich der aortalen Pulswellengeschwindigkeit bis maximal 7 Tage nach Entbindung für die Studie rekrutiert (Rekrutierungsziel für die Referenzgruppe: 38 Frauen).

Messung der Pulswellengeschwindigkeit

Zur Messung der aortalen Pulswellengeschwindigkeit als Goldstandard zur Bestimmung der arteriellen Steifigkeit wurde der Cuff-basierte Vicorder ® (SMT Medical, Würzburg, Deutschland) genutzt. Dieser wurde bereits wiederholt in Studien gegen alternative Messmethoden, wie Tonometrie und Magnetresonanztomografie, validiert 33 , 34 , 35 , 36 . Die Messungen erfolgten im Rahmen eines standardisierten Settings im klimatisierten Patientenzimmer der jeweiligen Klinik (Raumtemperatur 22 – 25 °C, in Rückenlage, nach 10 min Ruhephase, 30° Oberkörperhochlagerung). Am Patientenbett wurde das Setting für die Messungen äquivalent dem zur Validierungsstudie des Vicorders eingerichtet 37 . Vergleichbare Settings wurden auch in anderweitigen Untersuchungen der nichtinvasiven Messung der Pulswellengeschwindigkeit (tonometrisch, oszillometrisch) z. B. bei Kindern, simultan im MRT sowie auch auf Intensivstationen und während angiologischen Interventionen im OP 38 ,  39 ,  40 ,  41 ,  42 , genutzt. Sofern das Kind nicht ohnehin auf Neo-ITS verlegt war, sondern sich bei der Probandin im Zimmer befand, wurde es für die Messungen in die Obhut der Bereichspflegerin übergeben. Anschließend wurde ein 10 cm breiter RR-Cuff um den rechten Oberschenkel für die Messung des Femoralpulses sowie ein 3 cm schmaler Cuff um den Hals in Höhe und zur Messung des Pulses der rechten A. carotis angelegt. Die Wegstrecke wurde entsprechend der Herstellerempfehlung zwischen der Jugularisgrube und der kranialen Kante des am Oberschenkel angebrachten Cuffs gemessen. Genutzt wurde hierzu im Gegensatz zum üblichen Gebrauch des Vicorders kein Maßband, sondern ein Beckenzirkel, um eine falsche Längenbestimmung aufgrund der postpartal noch überdehnten Bauchdecke zu vermeiden. Beide Cuffs wurden bis 65 mmHg aufgepumpt und 2 hochqualitative Messkurven 3 Sekunden simultan mittels einer Volumenverschiebung, von der die aPWV abgeleitet wurde, aufgezeichnet 43 . Die Messung wurde 3-mal hintereinander wiederholt und der Mittelwert aller 3 Messungen für die statistische Analyse genutzt.

Die Pulswellengeschwindigkeit wurde im Studienzeitraum in der Interventions- und Kontrollgruppe sowohl am Tag des Studieneinschlusses (Messzeitpunkt 1 [MZP1]) als auch nach 32 Wochen (6 Wochen Wochenbett + 6 Monate Interventionszeitraum, Messzeitpunkt 2 [MZP2]) sowie bei den Probandinnen der Interventionsgruppe bei Beginn der sportlichen Intervention gemessen ( Abb. 2 ). In der Referenzgruppe der gesunden Probandinnen erfolgte die Messung einmalig am Tag des Studieneinschlusses (MZP1).

Abb. 2.

Abb. 2

 Flussdiagramm für die verschiedenen Studienphasen.

In der Interventions- und Kontrollgruppe erfolgte die 1. Messung im Patientenbett auf der Wöchnerinnen-Station sowie die 2. Messung und die Abschlussmessung auf einer Untersuchungsliege. Blutdruckbeeinflussende Stressoren, so auch die Neugeborenen, waren während der Messung im Untersuchungs- bzw. Patientenzimmer nicht anwesend.

Ergometrie

Im Anschluss an die Analyse der Gefäßsteifigkeit erfolgte die Durchführung einer Belastungsergometrie im sportwissenschaftlichen Labor in einem standardisierten Setting auf einem Radergometer (motion cycle 600 med, emotion Fitness, Hochspeyer, Deutschland). Zum Einsatz kam ein an das WHO-Protokoll angelehnte Belastungsprotokoll (25 Watt Startlast, Stufeninkrement 25 Watt, 3 min Stufendauer) bei einer vorgegebenen Trittfrequenz von 60 – 65 U/min. Um eine submaximale Belastung zu generieren, wurde das Erreichen einer Zielherzfrequenz von 150 S/min als Abbruchkriterium definiert. Die Belastungsstufe, in der dieser Wert erreicht wurde, wurde komplettiert und die Leistung im nachfolgenden aktiven Cool-down auf 25 Watt reduziert. Vor Testbeginn, am Ende jeder Belastungsstufe sowie nach 2 und 4 Minuten Erholungszeit wurde die Laktatkonzentration im Kapillarblut (Entnahme am hyperämisierten Ohrläppchen) bestimmt und die Herzfrequenz protokolliert (RS800 CX, Polar electro Oy, Kempele, Finnland). Die Testergebnisse wurden mithilfe der Software Winlactat (Version 4.7; mesics GmbH, Münster, Deutschland) analysiert und die individuelle Laktatschwelle (LT) der Laktat-Leistungskurve als Grenzwert der vornehmlich auf aerobem Wege generierten Leistung für die Belastungssteuerung der sich anschließenden Interventionsphase bestimmt 44 .

Trainingsprogramm zur Steigerung der aeroben Grundlagenausdauer und allgemeinen Kraftausdauer

Während der 6-monatigen Interventionsphase wurde einmal wöchentlich eine Trainingseinheit unter Laborbedingungen durchgeführt. Das Training bestand aus einer herzfrequenzgesteuerten Trainingseinheit auf einem Radergometer, wobei die Belastungsvorgaben auf den Testergebnissen der Laktatstufendiagnostik basierten. Beginnend mit einer Belastungsdauer von 25 min bei der Herzfrequenz an der LT (HF LT ; Mittelwert: 129 S/min; Min.: 121 S/min; Max.: 137 S/min) wurde die Belastungsdauer im Interventionszeitraum innerhalb von 14 Wochen schrittweise auf 50 min gesteigert. Im Anschluss an das Ergometertraining erfolgte ein durch eine examinierte Hebamme angeleitetes Kräftigungs- und Mobilisationstraining. Zu Beginn der Interventionsphase lag der Fokus hierbei auf Übungen der Rückbildungs- und allgemeinen Beckenbodengymnastik (ca. 15 min). Im Verlauf des Interventionszeitraums wurden, in Abhängigkeit der individuellen Leistungsfähigkeit, allgemeine, rumpfstabilisierende Übungen (isometrische Halteübungen, einfache koordinativ akzentuierte Kräftigungsübungen, Mobilisationsübungen) ergänzt. Analog zum Ergometertraining erfolgte ebenfalls eine schrittweise Steigerung der Belastungsdauer von 15 auf 30 min. Ein zusätzliches wöchentliches Training, bestehend aus einem zügigen Spaziergang, sollte im Abstand von 2 bis 3 Tagen eigenverantwortlich in den Alltag integriert werden. Diesbezüglich erfolgten Nachfragen zu jedem Trainingstermin und die Dokumentation der Antwort auf dem Trainingsprotokoll.

Individuelle Ernährungsberatung

Im Rahmen des stationären Entlassungs- und Abschlussgespräches wurde bei allen Studienpatientinnen der Interventions- und Kontrollgruppe neben den Risikofaktoren laut Leitlinie 45 speziell der Lifestylefaktor „Ernährung“ näher beleuchtet und auf diesen Faktor in der Beratung durch die behandelnden Ärzte eingegangen. Dabei konzentrierte sich diese Beratung – basierend auf den 10 Ernährungsregeln der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) – auf eine mediterrane Ernährung sowie Fettqualität, Vollkornprodukte, Obst- und Gemüsezufuhr sowie Salzreduktion. Alle Patientinnen wurden zudem im Rahmen dieses Gespräches aktiv zur Lifestyleveränderung (inklusive regelmäßiger körperlicher Bewegung) motiviert.

Die Patientinnen der Interventionsgruppe erhielten darüber hinaus eine individuelle 2. und 3. Ernährungsberatung (jeweils 90 – 120 min, 6 Wochen postpartal sowie 32 Wochen postpartal → Abschlusssitzung). Inhalt dieser Beratungen durch eine nach den Vorschriften der deutschen Gesellschaft für Ernährung e. V. zertifizierte Ernährungsberaterin und Dipl.-Ökotrophologin:

  • Ernährungsberatung basierend auf den 10 Ernährungsregeln der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) – u. a. mediterrane Ernährung sowie Fettqualität, Vollkornprodukte, Obst- und Gemüsezufuhr sowie Salzreduktion,

  • Anamneseerhebung (Anamnesefragebogen – Fachgesellschaft für Ernährungstherapie und Prävention [FET] e. V.),

  • Bestimmung von Körpergewicht und -zusammensetzung (TANITA ® BC-545),

  • Erfassung des Ernährungsverhaltens anhand eines Fragebogens (n. Winkler 1998) 46 .

Machbarkeitsanalyse

Um die Machbarkeit der Studie zu überprüfen, wurden alle Kontakte als Adhärenz bei Ernährungsberatung und dem aeroben Grundlagenausdauertraining durch das Studienpersonal dokumentiert. Weiterhin wurden durch eine Analyse der Ernährung sowie die Leistungsdiagnostik zu Beginn und mit Beendigung des aeroben Grundlagenausdauertrainings konkrete Feedbackmöglichkeiten an die Probandinnen gegeben. Bei den Drop-out-Probandinnen wurden die Gründe evaluiert und die Probandinnen hierzu befragt. Die Probandinnen erhielten zudem die Möglichkeit, Feedback zur Studie jederzeit persönlich während der Ernährungsberatungen, den Messungen zur Pulswellengeschwindigkeit oder dem aeroben Grundlagenausdauertraining via E-Mail zu geben, um so eine stärkere Adhärenz an der Studie zu erreichen.

Insbesondere das hebammengestützte Setting im Rahmen des Trainings sollte neben der Sicherstellung einer qualifizierten Betreuung des Säuglings auch den Probandinnen die Möglichkeit geben, durch die Hebamme Beratung zu spezifischen Themen, wie Rückbildung, Stillen oder psychosozialen Fragen und Problemen zu erhalten.

Fallzahlschätzung und statistische Analyse

Im Vorfeld der Pilotstudie erfolgte eine Fallzahlschätzung am Institut für Medizinische Epidemiologie, Biometrie und Informatik der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, basierend auf den Veränderungen der Pulswellengeschwindigkeit (Primäroutcome) innerhalb von 6 Monaten. Bei einem Signifikanzniveau von p < 0,05, einer Power (1-Beta) von 80%, einem 2-seitigen t-Test sowie einer angenommenen Mittelwertdifferenz von 0,90 m/s zwischen der gesunden gleichaltrigen Population (Pulswellengeschwindigkeit: 6,35 m/s) und der Interventionsgruppe nach 6 Monaten (7,25 m/s), bei einer gegebenen Standardabweichung von 1,00 m/s, werden mindestens 17 Probanden pro Gruppe benötigt, wobei ein Drop-out von 20% erwartet wurde 47 ,  48 . Demnach sind initial in beiden Gruppen 20 Probanden in die Studie einzuschließen.

Die statistische Datenanalyse erfolgte mit SPSS Version 25.0 (SPSS Inc., IBM, Armonk, NY, USA). Kontinuierliche und kategoriale Variablen wurden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) bzw. als Prozentsatz angezeigt. Mittelwertunterschiede wurden mittels allgemeiner linearer Modelle geprüft. Darüber hinaus wurde die Effektgröße nach Hartmann et al. (1992) berechnet (Mittelwertdifferenz dividiert durch die gepoolte Standardabweichung der 2 Messzeitpunkte [MZP]) 49 . Die Interpretation der Effektgrößen basiert auf den Empfehlungen von Cohen (1988) 50 . Demnach sind kleine Effekte (d < 0,5) von moderaten Effekten (d < 0,8) und großen Effekten (d ≥ 0,8) zu unterscheiden. Hierbei sind positive Effektgrößen im Sinn einer Leistungssteigerung zu interpretieren.

Mittelwertdifferenzen wurden als signifikant interpretiert, wenn p < 0,05 und d > 0,5, η p 2  > 0,10 und die Power (Observed Power) größer 0,8 waren 51 .

Beziehungen zwischen metrisch skalierten Variablen wurden mittels Produkt-Moment-Korrelationen (Pearson) geprüft.

Ethikvotum

Die Studie wurde durch die Ethik-Kommissionen der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie der Landesärztekammer Sachsen-Anhalt genehmigt (Votum-Nr.: 2015-134) und anschließend in ClinicalTrials.gov (Identifier: NCT02754778) registriert.

Ergebnisse

Probanden

Im Zeitraum von Mai 2016 bis April 2018 (24 Monate) wurden für den interventionellen Studienteil 344 Frauen gescreent und entsprechend den Ein- und Ausschlusskriterien bei zudem adäquat möglicher Kommunikation 198 Frauen angesprochen (Akquise). 38 Frauen gaben ihre Einwilligung zur Studienteilnahme und konnten randomisiert werden (Rekrutierung) ( Tab. 1 ).

Tab. 1  Demografische und anthropometrische Probandencharakteristika.

Variablen Interventionsgruppe
n = 14
Kontrollgruppe
n = 15
total
n = 29
total
n = 38
Die Daten werden als ° Mittelwert ± Standardabweichung und * Anzahl (prozentualer Anteil) angegeben.
IUGR: intrauterine growth retardation; RR: Blutdruck
Alter (Jahren)° 31 ± 3,89 31 ± 3,32 31 ± 4 31 ± 5
Körpergröße (cm)° 166 ± 5,55 167 ± 7,03 166 ± 6 168 ± 7
Körpergewicht (kg)° 86,3 ± 14 87,5 ± 19,5 86,9 ± 17 82,3 ± 11
Bauchumfang (cm)° 104,2 ± 9,80 108,1 ± 16,23 106,3 ± 14 102,6 ± 10
Oberschenkelumfang (cm)° 61,3 ± 8,04 62,4 ± 11,32 61,9 ± 9,6 57,8 ± 7,0
systolischer RR postpartal (mmHg)° 148 ± 16 148 ± 10 148 ± 13 120 ± 11 p < 0,01
diastolischer RR postpartal (mmHg)° 85 ± 9 84 ± 9 85 ± 9 72 ± 7 p < 0,01
Entbindung (SSW)° 36 ± 4 35 ± 5 36 ± 5 40 ± 2 p < 0,01
Geburtsgewicht (g)° 2547 ± 960 2114 ± 1054 2323 ± 1016 3505 ± 513 p < 0,01
vorbestehender Hypertonus* 1 (7) 3 (20) 4 (14) 1 (3)
Primigravida* 9 (64) 6 (40) 15 (52) 16 (42)
Primipara* 13 (93) 10 (67) 23 (79) 22 (58)
Mehrlingsschwangerschaft* 2 (14) 2 (13) 4 (14) 0 (0) p < 0,05
Z. n. Sterilitätsbehandlung* 4 (29) 4 (27) 8 (28) 0 (0) p < 0,01
pathologischer uteriner Widerstand* 2 (14) 4 (27) 6 (21) 0 (0) p < 0,01
IUGR* 3 (21) 6 (40) 9 (31) 3 (8) p < 0,05

Für die Referenzgruppe wurden 627 Frauen gescreent (die gesamte Geburtenkohorte beider Studienzentren im Zeitraum von Mai 2017 bis Juni 2017). Die Voraussetzungen für den Einschluss in die Referenzgruppe erfüllten 105 Frauen; diese wurden vom Studienteam angesprochen (Akquise). Hiervon konnten 38 Frauen in die Referenzgruppe eingeschlossen wurden (Rekrutierung).

Die Referenzgruppe der postpartal untersuchten Probandinnen ohne kardiovaskuläre Vorerkrankungen oder Schwangerschaftskomplikationen unterschied sich von den Probandinnen mit Z. n. (Pfropf-)Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom hinsichtlich Alter (p = 0,850), Körpergröße (p = 0,271) und Gewicht (p = 0,496) nicht signifikant. Beim Geburtsgewicht (p < 0,01), der Schwangerschaftswoche bei Entbindung (p < 0,01) sowie der Rate an intrauterinen Wachstumsretardierungen (IUGR) (p < 0,05) und Sectio (p < 0,01) waren hingegen signifikante Unterschiede zu beobachten. Ebenso fanden sich – wie zu erwarten – signifikante Unterschiede beim systolischen (p < 0,01) und diastolischen (p < 0,01) Blutdruck ( Tab. 1 ).

Die Mehrheit der Patientinnen zeigte eine Form der Late-Onset-Präeklampsie mit einem Auftreten nach 34 SSW, wobei sich in der Interventions- und Kontrollgruppe keine relevanten Unterschiede der Diagnosehäufigkeiten zeigten ( Tab. 2 ).

Tab. 2  Häufigkeitsverteilung bezüglich Diagnose und Diagnosezeitpunkt.

Diagnose Interventionsgruppe
n = 14
Kontrollgruppe
n = 15
Die Daten werden als Anzahl (prozentualer Anteil) angegeben.
> 34 SSW Präeklampsie 7 (50) 6 (40)
Pfropf-Präeklampsie 1 (7) 2 (13)
HELLP-Syndrom 3 (21) 2 (13)
≤ 34 SSW Präeklampsie 1 (7) 1 (7)
Pfropf-Präeklampsie 0 (0) 1 (7)
HELLP-Syndrom 2 (14) 3 (20)

Die durchschnittlich niedrigste Thrombozytenanzahl (p = 0,971) im Rahmen eines HELLP-Syndroms sowie die durchschnittliche sFlt-1/PlGF-Ratio (p = 0,956) unterschieden sich in diesen Gruppen nicht signifikant voneinander ( Tab. 3 ).

Tab. 3  Mittelwertdarstellung der präeklampsietypischen Laborparameter.

Laborparameter Interventionsgruppe
n = 14
Kontrollgruppe
n = 15
Die Daten werden als Mittelwert (Standardabweichung) angegeben.
sFlt-1: soluble Fms-like thyrosinkinase-1; PlGF: placental growth factor
Minimum Thrombozyten (Gpt/l) 77 ± 45 87 ± 33
sFlt-1/PlGF 223 ± 199 241 ± 88

Effekte und Testergebnisse

Die postpartal gemessene aPWV zum MZP 1 konnte einen deutlichen Unterschied zwischen den Probandinnen mit Z. n. (Pfropf-)Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom und der gesunden Referenzgruppe aufzeigen ( Abb. 3 ). Während die durchschnittliche aPWV der gesunden Referenzgruppe den altersklassenstratifizierten Referenzwerten der „Arterial Stiffness Collaboration Group“ (< 30 Jahren 6,2 ± 0,75; 30 – 39 Jahre 6,5 ± 1,35) 52 entsprach, fand sich bei den Probandinnen mit Z. n. Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom eine signifikant höhere Pulswellengeschwindigkeit und somit ein höheres Gefäßalter (6,5 vs. 7,5 m/s, p < 0,01).

Abb. 3.

Abb. 3

 Darstellung der aortalen Pulswellengeschwindigkeit der untersuchten Gruppen bei MZP 1 und MZP 3.

Die varianzanalytische Analyse (MZP 1 vs. MZP 3; Tab. 4 ) ergab im Vergleich der Kontroll- und Interventionsgruppe, basierend auf den definierten Relevanzkriterien (p < 0,05 und η p 2  ≥ 0,10, d ≥ 0,50 und Observed Power ≥ 0,80), mit Ausnahme der Parameter aPWV, pPWV und AIx, relevante Zeiteffekte in allen Parametern. Signifikante Gruppen- oder Interaktionseffekte (Zeit × Gruppe) waren indes, am ehesten bedingt durch die fehlende Power und Fallzahl, in dieser Pilotstudie nicht zu beobachten. Der Effekt für den Parameter aPWV zwischen MZP 1 und MZP 3 war in der Interventionsgruppe jedoch deutlich höher als in der Kontrollgruppe (d = 0,90 vs. d = 0,56). Die größten Einzeleffekte fanden sich in der Interventionsgruppe für die Parameter mittlerer arterieller Pulsdruck (MAP) (d = 2,82) und systolischer Blutdruck (syst. RR) (d = 2,52) sowie in der Kontrollgruppe für den Parameter syst. RR (d = 1,76).

Tab. 4  Varianzanalytischer Vergleich (MZP 1 vs. MZP 3) der 2 Präeklampsie-Gruppen.

Kontrollgruppe (n = 15) Interventionsgruppe (n = 14) Varianzanalyse p (η p 2 )/Observed Power
MZP1° MZP3° d MZP1° MZP3° d Gruppe Zeit Gruppe × Zeit
Die Daten werden als ° Mittelwert ± Standardabweichung angegeben sowie signifikante Unterschiede fett hervorgehoben.
d = Effektgröße; Signifikanzniveau: p < 0,05 und η p 2  ≥ 0,10, d ≥ 0,50 und Observed Power ≥ 0,80
Aix: Augmentationsindex; AoPP: aortaler Pulsdruck; CO: Cardiac Output; MAP: mittlerer arterieller Blutdruck; MZP: Messzeitpunkt; RR: Blutdruck; SEVR: Subendocardial Viability Ratio; SV: Schlagvolumen
Primäroutcome
aPWV (m/s) 7,83 ± 1,64 7,33 ± 2,25 0,54 7,20 ± 1,11 6,36 ± 0,76 0,90 0,095 (0,100)/0,386 0,072 (0,115)/0,439 0,632 (0,009)/0,075
Sekundäroutcomes
pPWV (m/s) 16,0 ± 9,78 11,4 ± 3,80 0,68 11,7 ± 2,78 10,1 ± 1,82 0,70 0,069 (0,118)/0,448 0,045 (0,140) /0,526 0,311 (0,038)/0,169
AIx (%) 22,5 ± 9,27 15,7 ± 7,29 0,82 21,1 ± 13,4 15,8 ± 5,99 0,55 0,815 (0,002)/0,056 0,015 (0,200) /0,707 0,741 (0,004)/0,062
AoPP (mmHg) 58,0 ± 7,92 46,0 ± 8,09 1,50 55,4 ± 11,1 42,7 ± 5,88 1,50 0,266 (0,046)/0,195 < 0,001 (0,643)/1,000 0,824 (0,002)/0,055
CO (l/min) 7,23 ± 1,67 5,76 ± 1,10 1,06 7,16 ± 1,66 5,30 ± 1,01 1,39 0,543 (0,014)/0,091 < 0,001 (0,555)/1,000 0,493(0,018)/0,103
SEVR (%) 127 ± 38,7 150 ± 22,2 0,76 133 ± 24,0 156 ± 23,5 1,00 0,438 (0,022)/0,118 0,003 (0,280)/0,878 0,951(0,000)/0,050
SV (ml) 88,8 ± 13,1 76,4 ± 9,52 1,10 85,3 ± 12,5 71,7 ± 10,0 1,21 0,283 (0,043)/0,184 < 0,001 (0,609)/1,000 0,760 (0,004)/0,060
syst. RR (mmHg) 148 ± 10,2 127 ± 13,7 1,76 148 ± 15,5 117 ± 9,11 2,52 0,231 (0,053)/0,219 < 0,001 (0,788)/1,000 0,095 (0,100)/0,386
diast. RR (mmHg) 83,7 ± 9,30 73,7 ± 8,40 1,13 85,4 ± 8,85 68,5 ± 6,29 2,23 0,483 (0,018)/0,105 < 0,001 (0,653)/1,000 0,081 (0,108)/0,416
Pulsdruck (mmHg) 64,6 ± 8,93 52,9 ± 7,43 1,43 63,5 ± 10,8 48,8 ± 7,06 1,65 0,338 (0,035)/0,156 < 0,001 (0,653)/1,000 0,436 (0,024)/0,119
MAP (mmHg) 114 ± 8,72 97,4 ± 11,7 1,63 116 ± 9,50 90,4 ± 8,66 2,82 0,368 (0,031)/0,143 < 0,001 (0,798)/1,000 0,058 (0,131)/0,480
Leistung an Laktatschwelle 2 mmol/l (W) 51,6 ± 10,6 60,1 ± 18,1 0,59 0,013 (0,388) /0,756

Zwischen der realisierten Trainingshäufigkeit und der Leistungsfähigkeit an der 2-mmol/l-Laktatschwelle, die als Indikator für die aerobe Grundlagenausdauer fungierte, fand sich ein hoher Zusammenhang (r = 0,739). Demnach waren die Leistungssteigerungen (9,36 ± 10,8 W; Range: − 5 bis 32 W) in der Interventionsgruppe umso größer, je häufiger trainiert wurde ( Abb. 4 ).

Abb. 4.

Abb. 4

 Beziehung zwischen der Trainingshäufigkeit und der erzielten Leistungssteigerung an der Laktatschwelle 2 mmol/l.

Machbarkeitsanalyse

Von insgesamt 364 Trainingsterminen wurden 266 Termine (73%) besucht. Jede der 14 Probandinnen der Interventionsgruppe nahm an mindestens 50% der Termine für das sportliche Training teil. Bezüglich der Interventionsgruppe war eine signifikante (p = 0,013) und klinisch relevante (d = 0,59) Erhöhung der Ergometerleistung an der 2-mmol/l-Laktatschwelle zu beobachten (MZP 1: 51,6 ± 10,6 vs. MZP 3: 60,1 ± 18,1; Tab. 4 ). In Abhängigkeit von der Trainingshäufigkeit und -dichte (Cut-off: ≥ 80%, n = 7) zeigte sich im Vergleich Eingangs- vs. Abschlussdiagnostik eine höhere Wattleistung an der 2 mmol/l Laktatschwelle (Differenz in den Gruppen: 18 W vs. 1 W, p = 0,002). Darüber hinaus implizierte eine höhere Trainingshäufigkeit und -dichte eine tendenziell niedrigere PWV und somit abnehmende arterielle Steifigkeit (6,0 vs. 6,6 m/s, p = 0,099).

Die postpartale Ernährungsberatung im Sinne einer Lifestyleänderung durch die Studienärzte im Rahmen des Studieneinschlusses und Entlassungsgespräches im stationären Aufenthalt nahmen alle Probandinnen wahr. An der ersten individuellen Ernährungsberatung nach DGE mit Ernährungsanalyse, die durch eine zertifizierte Ernährungsberaterin durchgeführt wurde, nahmen 6 Wochen post partum nur noch 11 Probandinnen der Interventionsgruppe teil. Insgesamt wurden von 28 Terminen zur individuellen Ernährungsberatung nach DGE (ausschließlich der Ernährungsberatung im Sinne einer Lifestyleänderung bei Studieneinschluss) 22 (79%) besucht. Probandinnen, die an beiden individuellen Ernährungsberatungen nach DGE teilnahmen, leisteten durchschnittlich 10 Watt mehr auf dem Radergometer bei Abschluss der Intervention als die, die nur an der Ernährungsberatung im Sinne einer Lifestyleänderung im Rahmen des Entlassungsgespräches teilnahmen (14 vs. 4 W, p = 0,04). Ebenso zeigte sich eine geringere aPWV und somit verbesserte arterielle Steifigkeit bei den Probandinnen nach 2 individuellen Ernährungsberatungen nach DGE im Vergleich zu nur einer Beratung (6,1 vs. 6,7 m/s, p = 0,06).

Drop-outs

Insgesamt und in allen Fällen eigenmotiviert brachen 5 Probandinnen der Interventions- und 4 Probandinnen der Kontrollgruppe die Studie vorzeitig ab. Während in einem Fall aufgrund des postpartal verstorbenen Kindes die Trauerreaktion und -verarbeitung vordergründig den Studienabbruch bedingte, zeigten sich in den 8 anderen Fällen organisatorische bzw. strukturelle Probleme (örtliche Distanz, Überforderung mit dem Kind, Sprach- und Kulturbarriere), auch in der Motivation. Medizinisch wurde kein Drop-out indiziert. Alle Drop-outs erfolgten zwischen 6 und 32 Wochen post partum.

Diskussion

Die steigende Inzidenz der Präeklampsie in westlichen Industrienationen (u. a. aufgrund des stetig ansteigenden Durchschnittsalters der Schwangeren), die steigende Lebenserwartung sowie konsekutiv die Folgen einer Präeklampsie für das lebenslange kardiovaskuläre Risiko sind gewichtige Gründe, die Sekundär- und Tertiärprophylaxe kardiovaskulärer Ereignisse nach Präeklampsie in den Fokus wissenschaftlicher Bemühungen zu stellen 6 ,  53 ,  54 ,  55 ,  56 . Das „window to future health“ innerhalb der Schwangerschaft ermöglicht – im Sinne eines kardialen Stresstests – die indizierte Sekundärprävention bez. kardiovaskulärer Erkrankungen bei Frauen im Z. n. hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen, wie Präeklampsie und HELLP-Syndrom.

Eine wesentliche Schwierigkeit in der Sekundär- und Tertiärprophylaxe stellt die scheinbare Gesundung einer Vielzahl der Patientinnen dar, die nach Abschluss der Postpartalperiode kaum noch Symptome spüren und durch die Versorgung und den Wechsel des Rollenbildes von der Schwangeren hin zur Mutter auch einer gewissen Ablenkung von der eigenen Gesundheit erliegen. Auf sich allein gestellt sind in der Realität nur etwa ein Viertel der Frauen im Zustand nach Präeklampsie bereit, zumindest einmal pro Woche eine zusätzliche Bewegungs-/Sporteinheit zu absolvieren (Befragungszeitpunkt 6 Monate postpartal) 57 . Es zeigte sich darüber hinaus, dass 27 von 78 befragten Patientinnen nach dem Indexereignis (Präeklampsie) weniger häufig Sport trieben als vor der Schwangerschaft (Steigerung der Frequenz bei nur 6 von 78 Patienten). Vorliegende Studien zeigen für nicht betroffene Frauen, dass sie sich durch überzeugende Informationen über Gesundheitsaspekte zu mehr physischer Aktivität motivieren lassen 58 . Im Rahmen dieser Studie konnte neben der einheitlichen Beratung im Abschlussgespräch dieser Patientinnen auch in der Folge durch die Einbindung einer Hebamme in das Trainingssetting ein effektiver Grundstein für die gute Adhärenz der Probandinnen am aeroben Grundlagenausdauertraining gelegt werden. Die Sicherstellung einer Betreuung des Neugeborenen sowie die Möglichkeiten des Austausches hebammen- und wochenbettrelevanter Probleme konnte somit als ein wichtiger beruhigender Faktor unterstützend wirken. Somit wäre zukünftig bei Bestätigung der Studienergebnisse in Folgestudien die Übernahme eines solchen Trainingsangebotes für Frauen mit Z. n. hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen in die Hebammenpraxen in Verbindung mit dem Rückbildungskurs sowie dem dort in Peergruppen stattfindenden psychosozialen Austausch überlegenswert und würde den ohnehin erheblichen Stellenwert der Hebammen über das Wochenbett hinaus, auch in Hinblick beispielsweise auf Folgeschwangerschaften, noch einmal deutlich fördern können. Sozioökonomische Aspekte könnten latente Gründe für a) eine fehlende Trainings-Compliance und b) für die Verweigerung gegenüber allgemeinen Lifestyleänderungen sein und sollten detailliert untersucht werden. Schwerpunkte zukünftiger Studien sollten daher u. a. die Evaluation von Gründen zum Studienabbruch, wie auch die Entwicklung alternativer Möglichkeiten für Patientinnen, die aufgrund von Ausschlusskriterien das sportliche Training nicht durchführen können, sein. Nur so können Sekundär/Tertiär-Präventions-Konzepte erarbeitet werden, welche auch für Frauen in familiär oder sozial prekären Situationen Lösungen anbieten.

Entscheidend bleibt ebenso eine hohe intrinsische Motivation der Patientinnen, die unweigerlich auch an die Versorgung und den aktuellen Gesundheitszustand des Neugeborenen und Säuglings, zum Teil von Mehrlingen, aber auch bereits existierenden größeren zu versorgenden eigenen Kindern gekoppelt ist.

Erstmals konnte mit dieser Studie im Kollektiv von Frauen mit Z. n. schweren hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen ([Pfropf-]Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom) gezeigt werden, dass:

  • eine starke Bereitschaft zur aktiven Teilnahme an einem aeroben Grundlagenausdauertraining in Verbindung mit Ernährungsberatung besteht,

  • ein aerobes Grundlagenausdauertraining (Intervention) die arterielle Steifigkeit als Biomarker für das Risiko von kardiovaskulären Erkrankungen senken kann.

So zeigte sich 32 Wochen nach Entbindung in der Kontrollgruppe ein biologisches Gefäßalter, welches der gesunden mindestens 10 Jahre älteren Population entsprach, währenddessen die Probandinnen der Intervention eine Pulswellengeschwindigkeit entsprechend dem biologischen Gefäßalter der gesunden, gleichaltrigen Population zeigten (Vergleich Tab. 4 und Referenzwerte 52 ). Dabei entspricht die Erhöhung der PWV um 1 m/s einer Risikosteigerung von 15% für kardiovaskuläre Morbidität und Ereignisse 59 .

Die Ergebnisse dieser Pilotstudie bestätigen die Hypothese des kurz- und mittelfristigen Effekts einer regelmäßigen sportlichen Intervention, um nach einer (Pfropf-)Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom die Gefäßsteifigkeit und damit das kardiovaskuläre Risiko mindestens auf das Niveau der gesunden, gleichaltrigen Population zu senken. Gleichwohl scheint der Erfolg der Intervention entscheidend an einem zeitnahen Beginn nach Abschluss des Wochenbettes und über eine Dauer von mindestens 6 Monaten zu liegen, da im Vergleich hierzu Scholten et al. 14 mit einer ähnlichen Intervention beginnend 6 Monate post partum über lediglich 12 Wochen keine Verbesserung des vaskulären Status der Frauen mit Z. n. Präeklampsie aufzeigen konnten.

Ließen sich die präventiven Effekte des aeroben Grundlagenausdauertrainings verstetigen, so würden Frauen der Interventionsgruppe nicht oder zumindest deutlich später an kardiovaskulären Erkrankungen erkranken. Auch aus gesundheits- und volksökonomischer Sicht würde hieraus ein Gewinn für die Gesamtpopulation entstehen. So liegen z. B. Schätzungen der jährlichen Krankheits- und Arbeitsausfallkosten allein für Deutschland aufgrund von Bewegungsmangel und den daraus folgenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei bis zu 21 Milliarden Euro 60 ,  61 .

Die Ergebnisse geben Anlass zur Initiierung einer größeren, multizentrischen, randomisierten, komplexen Interventionsstudie, die neben der Standardisierung des sportlichen und ernährungsmedizinischen Settings auch die Evaluation von weiteren Risikofaktoren/Biomarkern in den Blick nehmen sollte. Nur eine Langzeit-Follow-up-Studie kann ähnlich der Durchführung der Framingham-Studie das verbesserte Outcome bestätigen.

Für die Überführung der Ergebnisse in die Standardbetreuung von Frauen im Z. n. (Pfropf-)Präeklampsie und/oder HELLP-Syndrom bedarf es Kosteneffektivitätsberechnungen, die berücksichtigen, wieviel auf der einen Seite die entsprechenden Trainingseinheiten kosten, mit welcher Adhärenz die Frauen teilnehmen und andererseits mit welcher Reduktion an Morbidität gerechnet werden und wieviel Kosten für die Therapie von Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingespart werden können.

Limitiert werden die Ergebnisse durch eine hohe Drop-out-Rate (24%). Bezugnehmend auf die hohe Drop-out-Rate sollte anhand der gegebenen Begründungen der Probandinnen eine wohnortnahe Möglichkeit zur Teilnahme an einem aeroben Grundlagenausdauertraining, Ernährungsberatung, medizinischen Diagnostik und auch Gesundheitsbildung in Folgestudien in Erwägung gezogen werden.

Studien belegen zudem, dass eine gesunde Ernährung, wie sie im Rahmen einer Lifestyleintervention gefordert wird, mit höheren Kosten und somit dem sozioökonomischen Status verbunden ist 62 ,  63 ,  64 . Somit sind auch sozioökonomische Gründe entscheidend für die Teilnahme an Training und Ernährungsumstellung. Ihre Bedeutung und damit auch unterschwellig verbundene Drop-outs sind zukünftig intensiver zu erfassen, um eine chancengleiche Risikoreduktion unabhängig vom sozioökonomischen Status erreichen zu können.

Bezüglich der erzielten Trainingseffekte, insbesondere bezugnehmend auf die nicht signifikanten Interaktionseffekte, ist zu überlegen, die Belastungsnormative der Trainingsintervention anzupassen und ggf. das Training zu intensivieren. Aufgrund fehlender Evidenzen und aus ethischen Erwägungen wurde zunächst ein vergleichsweise moderates Trainingsprogramm konzipiert.

Der Reduktion der Pulswellengeschwindigkeit in der Kontrollgruppe (d = 0,54) entspricht dem physiologischen Effekt und muss in der Interpretation des Effekts der Interventionsgruppe inkludiert werden. Morris et al. zeigten die physiologische Reduktion der arteriellen Steifigkeit bei normotensiven Frauen auf präkonzeptionelle Werte 14 Monate post partum 65 . Yuan et al. 60 wiesen dies auch 20 Monate post partum an großen Arterien nach und beschrieben ein Remodelling der A. carotis in der Schwangerschaft und ein Recovering in der Postpartalperiode. Auch Mersich et al. 61 konnten eine physiologische Reduktion der arteriellen Steifigkeit sowohl bei normotensiven als auch Frauen mit Präeklampsie 3 Monate post partum im Vergleich zum 3. Trimenon aufzeigen. Foo et al. 62 beobachteten diesen Effekt als eine partielle Remission der endothelialen Dysfunktion. Vor-Schwangerschafts-Werte erreichten die erkrankten Frauen jedoch nicht 66 . Auch in einem 10-Jahres-Follow-up zeigte sich eine im Vergleich zur gesunden Referenzgruppe erhöhte arterielle Steifigkeit der ehemaligen hypertensiven Schwangeren 30 . Referenzwerte der allgemeinen physiologischen Reduktion der arteriellen Steifigkeit nach Schwangerschaft mit und ohne hypertensiven Schwangerschaftserkrankungen müssen auch in Folgestudien Grundlage für die Bewertung des individuellen, zielgeführten Trainings sein 67 .

Limitiert wird die Aussagekraft darüber hinaus durch die Fallzahl, welche zu klein ist, um Aussagen zu Einflussfaktoren, wie vorbestehenden Hypertonus, IUGR, Mehrlingsschwangerschaften und Z. n. Sterilitätsbehandlungen, die heterogen in der Interventions- und Kontrollgruppe vertreten sind, zuzulassen. Subgruppenanalysen waren diesbezüglich nicht möglich, müssten aber im Rahmen von Folgestudien mit größeren Fallzahlen geplant werden. Dabei sollte speziell auch der Einfluss eines präexistenten Hypertonus als bereits vorbestehendem Gefäßmodelling und kardiovaskulären Risikofaktors, bedingt durch eine möglicherweise veränderte Pathogenese in der Entwicklung einer Pfropf-Präeklampsie, gesondert untersucht werden. Eine Lifestyleintervention präkonzeptionell könnte bei dieser Diagnose höchstwahrscheinlich effektiver als postpartal die arterielle Steifigkeit beeinflussen. Die fehlende Risikoreduktion für IUGR und Pfropf-Präeklampsie unter leitliniengerechter ASS-Einnahme (Beginn < 16. SSW) bei Frauen mit vorbestehendem Hypertonus scheint hierbei die Hypothese zu stützen 68 .

Schlussfolgerung

Die Studie belegt die Machbarkeit und den hohen Stellenwert einer Lifestyleintervention mit einem aeroben Grundlagenausdauertraining beginnend 6 Wochen post partum. Dabei zeigt die Intervention einen relevanten klinischen Effekt durch Senkung der arteriellen Steifigkeit auf Werte der Allgemeinbevölkerung. Entscheidend für eine gute Adhärenz und den damit verbundenen Erfolg einer kardiovaskulären Risikosenkung scheinen neben einer zeitnahen Intervention über mindestens 6 Monate auch ein optimales Setting in einem interdisziplinären Team unter Einbeziehung einer vielseitigen hebammengestützten Betreuung (inkl. Beckenbodentraining, psychosoziale Unterstützung) über das Wochenbett hinaus.

Bevor diese Intervention in den Versorgungs- und Präventionsstandard übernommen werden kann, müssen Follow-up-Studien diese Ergebnisse und mittelfristige Effekte auf das kardiovaskuläre Risiko bestätigen.

ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02754778


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