L’esercizio fisico nel paziente con insufficienza cardiaca cronica

e nel paziente sottoposto a trapianto cardiaco                  

   R. Belardinelli, P. Agostoni

Aspetti epidemiologici.

L’insufficienza cardiaca cronica (ICC) è una complessa sindrome clinica che nei paesi occidentali colpisce ogni anno da 1 a 5 soggetti su 1.000.

Essa è associata ad una marcata riduzione dell’aspettativa di vita per ogni decade di età . Le principali cause di ICC sono la cardiopatia ischemica e l’ipertensione arteriosa sistemica, che da sole rappresentano circa l’80% dei casi. Nonostante il progresso nella terapia medica delle ultime decadi, non c’è evidenza che la prognosi dell’ICC sia cambiata significativamente .

Infatti, il progresso della terapia farmacologica ha ridotto il tasso di mortalità ospedaliera, ma ha anche contribuito alla cronicizzazione dell’insufficienza cardiaca, all’aumento del numero di pazienti ambulatoriali che richiedono cure e assistenza medica e all’aumento delle ospedalizzazioni.

Rispetto al passato, perciò, molti più individui sopravvivono all’iniziale evento cardiaco acuto e la prima manifestazione di insufficienza cardiaca è ritardata, ma il costo delle cure mediche è in continuo aumento.

Risulta, quindi, giustificata la ricerca di nuove strategie terapeutiche che siano allo stesso tempo efficaci e sostenibili dal punto di vista economico. In questo capitolo verranno analizzati i risultati dei più recenti studi randomizzati sugli effetti positivi dell’esercizio e descritte le modalità di effettuazione dei programmi di training fisico.

Aspetti fisiopatologici

L’incapacità di effettuare esercizio fisico senza disagio è una caratteristica comune nei pazienti con ICC.

La ridotta tolleranza allo sforzo genera un circolo vizioso di decondizionamento e peggioramento della funzione cardiocircolatoria. L’inattività favorisce l’atrofia dei muscoli scheletrici, la quale causa riduzione della forza e precoce esauribilità.

Inoltre, la disfunzione cardiaca determina stimolazione neuro-ormonale e attivazione del sistema renina-angiotensina-aldosterone, che a loro volta peggiorano il deficit cardiocircolatorio. Ne derivano iperattività adrenergica e vasocostrizione arteriosa, aumento del post-carico e sovraccarico cardiaco cronico. Nonostante l’evidenza epidemiologica di una maggiore aspettativa di vita nei soggetti che svolgono esercizio fisico con regolarità, l’attività fisica è stata a lungo proibita o estremamente limitata nei pazienti con ICC.

Questo per la convinzione comune che la terapia medica e il riposo costituissero la miglior scelta, mentre l’esercizio fisico avrebbe potuto causare aritmie, deteriorare la funzione cardiaca e peggiorare i risultati clinici .

Tuttavia, la recente evidenza che i pazienti con miglior classe funzionale NYHA hanno una più lunga aspettativa di vita e possono praticare attività fisica in sicurezza , è stata un potente stimolo a riconsiderare l’esercizio come un potenziale strumento terapeutico anche nei pazienti con ICC

Effetti dell’esercizio sulla capacità funzionale e sulla qualità di vita

Dal 1991 al 2003 sono stati pubblicati quindici trials randomizzati e controllati sugli effetti del training nell’ICC , che hanno coinvolto oltre 400 pazienti nei quali un’eziologia ischemica era documentata in più dei due terzi dei casi .

I criteri di inclusione erano: ICC stabile (definita come l’assenza negli ultimi tre mesi della necessità di modificare la terapia medica o di essere ricoverato in ospedale); classe funzionale NYHA II e III; capacità di effettuare un programma d’esercizio fisico.

I criteri di esclusione, invece, erano i seguenti: recente evento coronarico acuto; insufficienza cardiaca scompensata; ipertensione arteriosa o diabete mellito non controllati; malattia respiratoria severa; anemia significativa; insufficienza renale (creatinina maggiore di 2.5 mg/dl). I pazienti sono stati sottoposti ad esercizi aerobici (camminare, correre, pedalare) da 2 a 4 volte alla settimana, per un minimo di 3 ed un massimo di 52 settimane. L’intensità d’esercizio è stata selezionata al 60-80% della frequenza cardiaca massimale raggiunta con test ergometrico standard, o al 60-70% del massimo consumo d’ossigeno (V . O2picco). Nella maggior parte dei trial, l’esercizio fisico era supervisionato da un cardiologo almeno per le prime due settimane. I risultati hanno dimostrato in maniera univoca un miglioramento della qualità di vita e della capacità funzionale, con un incremento del V . O2picco del 14-31% rispetto ai valori pretraining. Durante il periodo di training non si è verificato alcun evento avverso significativo .

Effetti dell’esercizio sulla morbilità e mortalità cardiovascolare

Nello studio di Belardinelli 30, dopo 2 mesi di training i pazienti allenati avevano una maggiore sopravvivenza esente da eventi rispetto ai controlli non allenati. Dopo 1 anno, tuttavia, non c’era differenza significativa. Questo trend era evidente anche in uno studio precedente . Una delle possibili spiegazioni dell’inefficacia del training fisico nel migliorare la sopravvivenza ad 1 anno potrebbe risiedere nella brevità dei programmi di training e nella mancanza di un cardiologo supervisore. Al fine di confermare questa ipotesi, è stato valutato, in uno studio randomizzato e controllato, l’effetto di un programma di training fisico più prolungato (14 mesi) e supervisionato 32. I pazienti sono stati sottoposti a training fisico supervisionato al 60% del V . O2picco, inizialmente 3 volte alla settimana per 8 settimane e successivamente 2 volte alla settimana per ulteriori 12 mesi. La qualità della vita e la capacità funzionale risultavano migliorate nei pazienti sottoposti a training, mentre gli eventi cardiaci, il tasso di ospedalizzazione e la mortalità cardiaca furono più elevati nel gruppo di controllo. Una separazione significativa delle curve di sopravvivenza è stata osservata dopo il primo anno di follow-up, confermando i risultati di studi precedenti . L’ analisi costo/efficacia ha mostrato un rapporto pari a 1494 US $ per anno di vita salvato . Da questi risultati emerge l’implicazione che il training fisico, per essere efficace, dovrebbe essere di intensità moderata ed essere effettuato il più a lungo possibile. I risultati dello studio ExTraMATCH, una metanalisi basata su 9 trials controllati e randomizzati , hanno confermato i risultati precedenti . Gli Autori hanno dimostrato che un training fisico di moderata intensità migliora significativamente il V . O2picco e che questo miglioramento è predittivo di una miglior prognosi, con una riduzione significativa della mortalità e delle ospedalizzazioni a 2 anni. L’EXERT trial, invece, non ha mostrato un significativo miglioramento della sopravvivenza nei pazienti con ICC sottoposti ad allenamento . Dopo un programma di esercizio supervisionato della durata di 3 mesi, i pazienti hanno proseguito un training domiciliare per 9 mesi, senza supervisione, alla stessa intensità dei 3 mesi precedenti. Dopo i primi 3 mesi i pazienti allenati miglioravano significativamente il V . O2picco rispetto ai controlli, mentre non si rilevava nessuna differenza tra i 2 gruppi a 12 mesi. Questi risultati sono in contrasto con quelli del trial precedente, in cui si è verificato un ulteriore miglioramento del V . O2picco dopo 14 mesi di training. I differenti risultati possono in parte dipendere dalla mancanza di supervisione nello studio EXERT e sottolineano la necessità di controllare più frequentemente il lavoro effettuato dai pazienti a domicilio.

 Meccanismo d’azione del training Il training fisico induce una serie di adattamenti funzionali e strutturali a carico di diversi apparati . Questi si traducono in miglioramenti emodinamici, ventilatori e metabolici in grado di aumentare la capacità funzionale e di consentire una miglior qualità di vita . Fattori predittivi di risposta positiva al training

Nei pazienti con cardiomiopatia ischemica è comune la coesistenza di stenosi delle arterie coronarie epicardiche con quella di cellule muscolari cardiache necrotiche o ibernate. Nel contesto di un quadro clinico stabile, questo scenario sembra non rappresentare una controindicazione al training fisico. Risultano, infatti, le seguenti evidenze: la presenza di stenosi coronariche significative in uno o più vasi epicardici non preclude l’incremento della capacità funzionale a seguito di programmi di allenamento; la presenza di miocardio ibernato è in grado di identificare i pazienti con maggiore incremento funzionale dopo training fisico. La captazione di tallio dopo allenamento, infatti, risulta essere un predittore indipendente di mortalità più accurato rispetto alla severità della coronaropatia e alla frazione d’eiezione. Le altre variabili che predicono la risposta al training fisico nell’ICC sono riassunte nella Tabella V. È importante sottolineare che l’età, il sesso, la capacità funzionale pretraining, la frazione d’eiezione del ventricolo sinistro e il numero di arterie coronariche con stenosi significativa non sono variabili con potere predittivo indipendente. La presenza di miocardio vitale (valutato con metodiche nucleari), il tipo di riempimento diastolico del ventricolo sinistro (valutato con eco-Doppler) e lo slope di incremento della gittata cardiaca durante test da sforzo rappresentano, invece, le tre variabili con potere predittivo indipendente 40. Ne derivano almeno due speculazioni. La prima è che i fattori centrali, quelli cioè che riflettono caratteristiche funzionali propriamente cardiache (presenza di miocardio vitale, riempimento diastolico e risposta della gittata cardiaca allo sforzo), giocano un ruolo di primo piano nell’individuare i pazienti con ICC che potranno usufruire dei maggiori vantaggi dal training fisico. Di conseguenza, la valutazione pretraining di tali parametri acquisisce un significato cruciale. La seconda è che il miglioramento funzionale indotto dal training fisico rappresenta un complesso di adattamenti periferici, i quali vengono però modulati da fattori centrali. In un certo senso, l’assenza di condizioni favorenti insite nel miocardio riduce nettamente fino a rendere trascurabili gli effetti degli adattamenti al training fisico.

 Conclusioni

I risultati dei principali studi clinici concordano nel mostrare, nei pazienti con ICC sottoposti a training fisico d’intensità moderata, un miglioramento della capacità funzionale e della qualità di vita, una riduzione delle ospedalizzazioni per scompenso ed una minor incidenza di eventi cardiaci indesiderati. I risultati dei trial attualmente a nostra disposizione, comunque, mancando dell’adeguata potenza statistica, non hanno potuto dimostrare in modo definitivo una riduzione significativa della mortalità totale e cardiaca. Tale dato potrà essere fornito dallo studio ACTION — multicentrico, internazionale, prospettico e controllato — che si concluderà nei prossimi anni. 

L’esercizio fisico nel paziente sottoposto a trapianto cardiaco

 Sebbene il training fisico sia ormai considerato come una delle componenti della terapia dello scompenso cardiaco, il suo ruolo nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco eterotopico non è stato ancora del tutto ben definito . Dall’analisi della letteratura, infatti, emerge che i trial attualmente pubblicati si riferiscono ad un numero piuttosto limitato di soggetti, nei quali il training fisico non è stato uniforme nella tipologia, intensità, frequenza e durata. I risultati di tali studi, perciò, non possono essere considerati come guida sicura per un impiego del training fisico nella pratica clinica.

 Aspetti fisiopatologici

 Le caratteristiche comuni dei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco sono così riassumibili: a causa della ICC tutti i pazienti sono rimasti a lungo inattivi prima di ricevere il cuore di un donatore e ciò ha determinato un circolo vizioso di decondizionamento/ aggravamento del deficit funzionale; il cuore trapiantato è un organo denervato, la cui risposta all’esercizio fisico è influenzata dalla incompetenza cronotropa; il miglioramento della capacità funzionale dopo il trapianto è generalmente lento e dipende dall’età e dalle eventuali complicazioni postoperatorie. I pazienti sottoposti a trapianto hanno una ridotta tolleranza allo sforzo in relazione a vari fattori . In questo contesto, la funzione polmonare non sembra avere un ruolo importante come quello del sistema cardiocircolatorio e della muscolatura scheletrica. L’aumento dello spazio morto fisiologico e la riduzione della diffusione alveolo-capillare, infatti, generalmente regrediscono a distanza dal trapianto cardiaco , mentre la funzione cardiaca e quella muscolare restano limitate nel tempo. La gittata cardiaca del cuore trapiantato, al picco di un esercizio isotonico incrementale, raggiunge valori del 30-40% inferiori rispetto a quelli di soggetti sani comparabili per età, sesso e superficie corporea. Tale riduzione dipende non soltanto dall’incompetenza cronotropa, ma anche dalla disfunzione diastolica. La mancanza di una innervazione diretta del nodo senoatriale sembra costituire la causa più probabile della incompetenza cronotropa, in quanto sia l’aumento delle catecolamine circolanti, sia la risposta del nodo senoatriale alla stimolazione beta-adrenergica sono normali o addirittura aumentate nel cardiotrapiantato. Tale ipotesi è rafforzata dalla dimostrazione che la connessione elettrica tra il nodo seno-atriale del cuore nativo e quello del cuore trapiantato produce un aumento di circa il 20% della risposta della frequenza cardiaca durante sforzo massimale, a cui corrisponde un aumento di circa il 10% del V . O2picco . Il deficit funzionale dei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco, comunque, è in larga parte secondario ad alterazioni muscolo-scheletriche strutturali (atrofia muscolare; riduzione fino all’inversione del rapporto tra fibre ossidative e quelle glicolitiche; riduzione del rapporto capillari/fibre, della densità capillare e del volume di densità mitocondriale) e funzionali (aumento della utilizzazione della fosfocreatina; riduzione del contenuto di enzimi ossidativi con precoce aumento dell’acido lattico muscolare e sistemico) . Infine, un importante contributo al deficit funzionale proviene dalla disfunzione endoteliale, la quale è favorita dalla terapia con ciclosporina A e dall’elevato livello di citochine e altre sostanze proinfiammatorie . Dopo il trapianto, con il passare dei mesi, il V . O2picco tende ad aumentare spontaneamente, in particolar modo nei soggetti giovani di sesso maschile . Tale aumento si verifica piuttosto rapidamente nei primi 2 mesi dopo l’intervento (con incrementi del 30% rispetto ai valori pretrapianto) e più lentamente nei mesi successivi (con incrementi di circa il 5% dopo 1 anno). Nonostante tale aumento, il valore di V . O2picco nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco corrisponde a circa il 60% di quello di soggetti sani confrontabili per età, sesso e livello di allenamento fisico.

 Effetti dell’esercizio fisico

Molte delle sovramenzionate alterazioni muscolo scheletriche e cardiovascolari sembrano regredire dopo un adeguato programma di training aerobico, con conseguente miglioramento della capacità funzionale e della qualità di vita . La massa magra tende ad aumentare del 10-15%, la frequenza cardiaca e la pressione arteriosa sistemica tendono a ridursi a riposo e durante carichi sottomassimali, il V . O2picco aumenta del 10-20%, così come la soglia anaerobica. Inoltre, il training fisico sembra capace di prevenire gli effetti collaterali della terapia immunosoppressiva e di migliorare il profilo di rischio cardiovascolare. Infatti, è stato dimostrato un miglioramento della sensibilità all’insulina e della funzione endoteliale, una riduzione dell’indice di massa corporea, del colesterolo LDL e dei trigliceridi ed un aumento del colesterolo HDL. Il training di potenza, invece, si è dimostrato in grado di migliorare la calcificazione ossea e di ridurre l’osteoporosi indotta dalla terapia cortisonica .

Raccomandazioni

La metodologia di effettuazione del training fisico riveste un ruolo di fondamentale importanza nei pazienti con ICC e può essere così riassunta: a) Debbono essere soddisfatti i criteri di inclusione nel programma, vale a dire la stabilità clinica e la capacità di effettuare esercizio fisico. b) Il programma deve essere personalizzato sulla base del quadro clinico individuale, delle preferenze in tema di attività fisica e della valutazione iniziale. c) Un test da sforzo cardiopolmonare dovrebbe essere effettuato prima dell’inizio del programma, al fine di quantificare i parametri emodinamici, metabolici e ventilatori e di individuare l’intensità del training. La sua ripetizione al termine del programma consente di quantificare la risposta al training e di impostare un programma a lungo termine. d) L’intensità del programma viene selezionata sulla base della frequenza cardiaca corrispondente al 60-80% del V . O2picco, oppure, nel caso in cui il test cardiopolmonare non possa essere effettuato, sulla base della frequenza cardiaca corrispondente al 50-70% della frequenza cardiaca massimale. Tale intensità dovrebbe essere applicata in modo scrupoloso durante le sedute di allenamento. e) La durata di ogni singola sessione di training dovrebbe essere di 60 minuti, così ripartiti: fase di riscaldamento, fase di lavoro aerobico e fase di raffreddamento. La fase di riscaldamento prevede esercizi a corpo libero selezionati in modo da allenare i principali cingoli e gruppi muscolari per una durata di 10 minuti. Lo scopo è di migliorare il tono e l’elasticità muscolare, la flessibilità articolare, il lavoro dei muscoli respiratori e di preparare la muscolatura al lavoro della fase successiva. La fase di lavoro aerobico su attrezzo rappresenta la fase cruciale del training fisico. Viene generalmente utilizzato il cicloergometro a freno magnetico o elettromagnetico e/o il tappeto ruotante e dura 40 minuti. Il lavoro viene così suddiviso: parte iniziale senza resistenza, corrispondente ad un carico di 2-3 METs, velocità di pedalata 60 giri al minuto o velocità del tappeto pari a 2.5-3 km/ora senza inclinazione, per un totale di 5 minuti; parte centrale, della durata 30 minuti, durante la quale la frequenza cardiaca dovrebbe essere mantenuta il più possibile costante e aderente alla frequenza cardiaca selezionata mediante il test da sforzo preliminare; parte finale, della durata di 5 minuti, durante la quale la velocità di pedalata o di passo vengono gradualmente ridotti fino a raggiungere i valori della fase di riscaldamento. È possibile effettuare attività su entrambi gli ergometri (cicloergometro e treadmill), suddividendo la fase centrale in due fasi di 15 minuti ciascuna. La fase di raffreddamento, della durata di 10 minuti, prevede esercizi di defaticamento a corpo libero. f) Nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco si raccomanda attività fisica a moderata intensità, pari al 50-70% del V . O2picco, con sedute della durata di almeno 30 minuti. g) La frequenza delle sessioni del programma dovrebbe essere almeno di 3 per settimana; per le prime due settimane è bene iniziare in ambiente supervisionato in una struttura ospedaliera; in seguito è possibile continuare a domicilio con controllo in ambiente ospedaliero ogni 2 settimane. h) La durata del programma di training supervisionato dovrebbe essere non inferio-re a 4 settimane; la maggior parte dei programmi si concludono dopo 8 settimane (con un numero complessivo di sedute compreso tra 20 e 30) e ciò per vari motivi. Il primo è il rapporto costo/efficacia, che è vantaggioso solo se vengono rispettati i limiti di tempo sopradetti. Il secondo è la compliance del paziente: se la durata del programma è superiore ad 8 settimane aumenta il tasso di astensione, con il rischio di veder vanificati i potenziali vantaggi derivanti dal completamento del programma. i) Al fine di mantenere nel tempo i benefici ottenuti, è importante stimolare il paziente a continuare il più a lungo possibile anche a domicilio il training fisico, secondo le regole suggerite, con frequenza bi-trisettimanale. Le attività raccomandate sono quelle di tipo aerobico (marcia, bicicletta, jogging, nuoto), ma il programma dovrebbe prevedere anche esercizi di potenziamento muscolare, al 30-50% della massima contrazione volontaria.

Bibliografia