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Cooperazione biventricolare negli atleti di endurance: analisi con Doppler Tissue Imaging Biventricular co-operation in endurance athletes: Doppler Tissue Imaging analysis °*A. D’Andrea, **P. Caso, # M. Galderisi, °B. Sarubbi, # L. D’Andrea, *M. Scherillo, ^G. R. Sutherland MD, **R. Calabrò Lo scopo del nostro studio è stato quello di dimostrare l’esistenza di una fisiologica cooperazione biventricolare, indotta dall’allenamento di endurance nel cuore d’atleta. Trentacinque atleti di endurance e venticinque soggetti sani sedentari sono stati sottoposti ad eco-Doppler cardiaco standard ed a Doppler Tissue Imaging di tipo pulsato (DTI) dell’anulus mitralico del ventricolo sinistro (VS) e dell’anulus tricuspidalico del ventricolo destro (VD). Con il DTI sono stati valutati i seguenti parametri sistolici e diastolici del miocardio: picchi di velocità sistolico, proto- e tele-diastolico (Em e Am, rispettivamente), il rapporto Em/Am ed il tempo di rilasciamento miocardico (RTm). Negli atleti sono stati evidenziati: a) una più bassa frequenza cardiaca a riposo; b) diametri telediastolici più elevati sia del VS sia del VD; c) un aumento della gittata sistolica del VS; d) un rapporto E/A più elevato sia a livello transmitralico che transtricuspidalico. Con il DTI sono stati dimostrati: 1) aumentati picchi di velocità sistoliche e protodiastoliche del miocardio a livello di entrambi i ventricoli; 2) un allungamento del tempo di rilasciamento (p < 0.0005) esclusivamente a livello dell’anulus tricuspidalico del VD. Tutti gli indici DTI del ventricolo destro risultati essere correlati positivamente con gli indici omologhi del ventricolo sinistro, eccetto i valori del tempo di rilasciamento miocardico.È stato dimostrata inoltre un’associazione positiva tra il tempo di rilasciamento del VD e la gittata sistolica del VS, anche dopo aver normalizzato i valori DTI per le principali variabili cliniche ed ecocardiografiche in un modello di analisi multivariata. In conclusione, l’aumento del precarico indotto da un allenamento di endurance spiega sia il miglioramento della funzione diastolica sia il prolungamento del rilasciamento isometrico attivo del miocardio ventricolare destro, che si associa alla performance sistolica super-normale del VS nel cuore d’atleta. This study assessed training-induced changes in the physiologic interaction between left (LV) and right (RV) ventricles. 35 top-level swimmers and 25 controls underwent standard Doppler echocardiography with additional recording by pulsed Doppler Tissue Imaging (DTI) of the motion of the LV mitral and RV tricuspid annuli. Using pulsed DTI, both systolic and diastolic measurements (early and atrial peak velocities = E m and A m respectively, E m/A m ratio, relaxation time = RT m) were determined. Athletes had lower heart rates, larger LV and RV internal end-diastolic diameters, greater LV stroke volumes and higher transmitral and tricuspid E/A ratios compared to controls. DTI showed higher myocardial systolic peak velocities and increased E m and E m/A m ratios of both annuli, while the RT m was longer (p

42 Giornale Italiano di Cardiologia Pratica It J Practice Cardiol Ottobre 2003 INTRODUZIONE Per “cuore d’atleta” si intendono gli adattamenti cardiaci, indotti da un programma di allenamento intensivo di lunga durata, caratterizzati da un aumento “armonico” dei diametri cavitari, degli spessori parietali e della massa ventricolare sinistra, correlati alla qualità ed alla quantità del lavoro muscolare espletata nelle diverse discipline sportive (1-7). L’eco-Dopplergrafia cardiaca standard è stata ampiamente utilizzata per la diagnosi differenziale tra l’ipertrofia fisiologica del cuore d’atleta ed ipertrofie ventricolari sinistre di tipo patologico. Esistono invece pochi studi ecocardiografici che dimostrano l’ingrandimento della camera ventricolare destra e le correlazioni con gli adattamenti del ventricolo sinistro indotti da un prolungato programma intensivo ed estensivo di allenamento all’esercizio fisico (8-14). L’interdipendenza ventricolare è un processo che si riscontra in diverse situazioni fisiologiche così come negli adattamenti cardiaci all’esercizio fisico, e concorre a mantenere e a migliorare il riempimento cardiaco e la gittata sistolica (15). Pertanto, è presumibile che essa possa giocare un ruolo di rilievo negli atleti, nei quali gli adattamenti della funzione diastolica sono fondamentali nel condizionare la loro ottimale performance all’esercizio fisico. Il Doppler Tissue Imaging di tipo pulsato (DTI) estende il campo di applicazione del Doppler nell’analisi del flusso cardiaco con la misura dei movimenti della parete miocardica, analizzando le velocità e gli intervalli di tempo ed esprimendo un segnale migliore rispetto all’analisi della “scala del grigio” ottenuta con l’ecocardiografia convenzionale (16-17). I pattern DTI sono stati descritti in diverse malattie cardiache e nostri recenti lavori hanno dimostrato la sua utilità nel documentare l’influenza della pratica dell’attività sportiva sulla funzione miocardica in differenti segmenti del ventricolo sinistro, suggerendo la possibilità di poter valutare anche l’entità degli adattamenti miocardici del ventricolo destro e la “cooperazione biventricolare” nel cuore d’atleta (18-22). Lo scopo del presente studio è quello di valutare i dati del DTI pulsato a livello dell’anulus tricuspidalico nel ventricolo destro (VD), in soggetti praticanti nuoto di lunga distanza (attività sportiva di resistenza o endurance), comparandoli con i dati relativi a soggetti sani di controllo non allenati, e di analizzare la possibile interazione biventricolare nel cuore d’atleta. METODI Popolazione dello studio Trentacinque soggetti praticanti nuoto di lunga durata a livello agonistico e 25 soggetti sani di sesso maschile non allenati sono stati arruolati dopo aver raccolto il loro consenso informato e l’approvazione del Comitato Etico dell’Ospedale Monaldi di Napoli. I soggetti coinvolti nello studio non presentavano malattie cardiache valvolari, coronariche o congenite, insufficienza cardiaca, cardiomiopatie, ipertensione arteriosa sistemica, diabete mellito. Sono stati esclusi inoltre i casi con esame ecocardiografico di qualità non adeguata. Protocollo di allenamento Tutti gli atleti praticavano un programma di allenamento intensivo, di 15-20 ore per settimana, per un periodo superiore ai 5 anni, caratterizzato da esercizio aerobico dinamico-isotonico a carichi incrementali dal 70- 90% della massima frequenza cardiaca. In particolare, essi praticavano 3 ore al giorno di nuoto di lunga distanza a carichi incrementali (7.000 metri al giorno divisi in serie di 400 - 800 metri), 3 ore per settimana di corsa di lunga distanza e solamente 2 ore per settimana di sollevamento pesi a bassi carichi di lavoro. Analisi Ecocardiografica L’EcoDoppler Standard e il DTI Pulsato sono stati eseguiti con un ecocardiografo Acuson Sequoia (Mountain View, CA, USA). È stato utilizzato un trasduttore con frequenza variabile (2.5-3.5-4.0 MHz). Tutti i parametri sono stati valutati da 2 operatori esperti per una media di 3-5 cicli cardiaci. Le misurazioni mono-dimensionali sono state effettuate secondo i criteri stabiliti dall’American Society of Echocardiography in sezione asse lungo paresternale (23). La massa del VS è stata calcolata secondo la “Penn convention” (24) utilizzando la seguente formula: Massa VS (g) = 1.04 [(VSd+SIVs+PPs) 3 –(VSd) 3 ]–13.6 con VSd = diametro telediastolico del VS, IVSs = spessore del setto, PPs = spessore della parete posteriore. La massa del VS è

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Giornale Italiano di Cardiologia Pratica<br />

It J Practice Cardiol<br />

Ottobre 2003<br />

INTRODUZIONE<br />

Per “cuore d’atleta” si <strong>in</strong>tendono gli adattamenti<br />

cardiaci, <strong>in</strong>dotti da un programma di allenamento<br />

<strong>in</strong>tensivo di lunga durata, caratterizzati<br />

da un aumento “armonico” dei diametri<br />

cavitari, degli spessori parietali e della massa<br />

ventricolare s<strong>in</strong>istra, correlati alla qualità ed<br />

alla quantità del lavoro muscolare espletata<br />

nelle diverse discipl<strong>in</strong>e sportive (1-7).<br />

L’eco-Dopplergrafia cardiaca standard è stata<br />

ampiamente ut<strong>il</strong>izzata per la diagnosi differenziale<br />

tra l’ipertrofia fisiologica del cuore<br />

d’atleta ed ipertrofie ventricolari s<strong>in</strong>istre<br />

di tipo patologico. Esistono <strong>in</strong>vece pochi<br />

studi ecocardiografici che dimostrano l’<strong>in</strong>grandimento<br />

della camera ventricolare destra<br />

e le correlazioni con gli adattamenti del<br />

ventricolo s<strong>in</strong>istro <strong>in</strong>dotti da un prolungato<br />

programma <strong>in</strong>tensivo ed estensivo di allenamento<br />

all’esercizio fisico (8-14).<br />

L’<strong>in</strong>terdipendenza ventricolare è un processo<br />

che si riscontra <strong>in</strong> diverse situazioni fisiologiche<br />

così come negli adattamenti cardiaci<br />

all’esercizio fisico, e concorre a mantenere<br />

e a migliorare <strong>il</strong> riempimento cardiaco e<br />

la gittata sistolica (15). Pertanto, è presumib<strong>il</strong>e<br />

che essa possa giocare un ruolo di r<strong>il</strong>ievo<br />

negli atleti, nei quali gli adattamenti<br />

della funzione diastolica sono fondamentali<br />

nel condizionare la loro ottimale performance<br />

all’esercizio fisico.<br />

Il Doppler Tissue Imag<strong>in</strong>g di tipo pulsato<br />

(DTI) estende <strong>il</strong> campo di applicazione del<br />

Doppler nell’analisi del flusso cardiaco con<br />

la misura dei movimenti della parete miocardica,<br />

analizzando le velocità e gli <strong>in</strong>tervalli<br />

di tempo ed esprimendo un segnale<br />

migliore rispetto all’analisi della “scala del<br />

grigio” ottenuta con l’ecocardiografia convenzionale<br />

(16-17).<br />

I pattern DTI sono stati descritti <strong>in</strong> diverse<br />

malattie cardiache e nostri recenti lavori<br />

hanno dimostrato la sua ut<strong>il</strong>ità nel documentare<br />

l’<strong>in</strong>fluenza della pratica dell’attività<br />

sportiva sulla funzione miocardica <strong>in</strong> differenti<br />

segmenti del ventricolo s<strong>in</strong>istro, suggerendo<br />

la possib<strong>il</strong>ità di poter valutare anche<br />

l’entità degli adattamenti miocardici del<br />

ventricolo destro e la “cooperazione biventricolare”<br />

nel cuore d’atleta (18-22).<br />

Lo scopo del presente studio è quello di valutare<br />

i dati del DTI pulsato a livello dell’anulus<br />

tricuspidalico nel ventricolo destro<br />

(VD), <strong>in</strong> soggetti praticanti nuoto di lunga<br />

distanza (attività sportiva di resistenza o endurance),<br />

comparandoli con i dati relativi a<br />

soggetti sani di controllo non allenati, e di<br />

analizzare la possib<strong>il</strong>e <strong>in</strong>terazione biventricolare<br />

nel cuore d’atleta.<br />

METODI<br />

Popolazione dello studio<br />

Trentac<strong>in</strong>que soggetti praticanti nuoto di<br />

lunga durata a livello agonistico e 25 soggetti<br />

sani di sesso masch<strong>il</strong>e non allenati sono<br />

stati arruolati dopo aver raccolto <strong>il</strong> loro consenso<br />

<strong>in</strong><strong>formato</strong> e l’approvazione del Comitato<br />

Etico dell’Ospedale Monaldi di Napoli.<br />

I soggetti co<strong>in</strong>volti nello studio non presentavano<br />

malattie cardiache valvolari, coronariche<br />

o congenite, <strong>in</strong>sufficienza cardiaca,<br />

cardiomiopatie, ipertensione arteriosa sistemica,<br />

diabete mellito. Sono stati esclusi <strong>in</strong>oltre<br />

i casi con esame ecocardiografico di<br />

qualità non adeguata.<br />

Protocollo di allenamento<br />

Tutti gli atleti praticavano un programma di<br />

allenamento <strong>in</strong>tensivo, di 15-20 ore per settimana,<br />

per un periodo superiore ai 5 anni,<br />

caratterizzato da esercizio aerobico d<strong>in</strong>amico-isotonico<br />

a carichi <strong>in</strong>crementali dal 70-<br />

90% della massima frequenza cardiaca. In<br />

particolare, essi praticavano 3 ore al giorno<br />

di nuoto di lunga distanza a carichi <strong>in</strong>crementali<br />

(7.000 metri al giorno divisi <strong>in</strong> serie<br />

di 400 - 800 metri), 3 ore per settimana di<br />

corsa di lunga distanza e solamente 2 ore<br />

per settimana di sollevamento pesi a bassi<br />

carichi di lavoro.<br />

Analisi Ecocardiografica<br />

L’EcoDoppler Standard e <strong>il</strong> DTI Pulsato sono<br />

stati eseguiti con un ecocardiografo Acuson<br />

Sequoia (Mounta<strong>in</strong> View, CA, USA). È stato<br />

ut<strong>il</strong>izzato un trasduttore con frequenza variab<strong>il</strong>e<br />

(2.5-3.5-4.0 MHz). Tutti i parametri<br />

sono stati valutati da 2 operatori esperti per<br />

una media di 3-5 cicli cardiaci. Le misurazioni<br />

mono-dimensionali sono state effettuate<br />

secondo i criteri stab<strong>il</strong>iti dall’American<br />

Society of Echocardiography <strong>in</strong> sezione asse<br />

lungo paresternale (23). La massa del VS<br />

è stata calcolata secondo la “Penn convention”<br />

(24) ut<strong>il</strong>izzando la seguente formula:<br />

Massa VS (g) =<br />

1.04 [(VSd+SIVs+PPs) 3 –(VSd) 3 ]–13.6<br />

con VSd = diametro telediastolico del VS,<br />

IVSs = spessore del setto, PPs = spessore<br />

della parete posteriore. La massa del VS è

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