Remodelamiento ventricular izquierdo en el atleta: influencia de diferentes actividades deportivas

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1 ARTICULOS ORIGINALES Remodelamiento ventricular izquierdo en el atleta: influencia de diferentes actividades deportivas EDUARDO M. ESCUDERO, ANA TUFARE, CARLOS LOBRUTTO, LAURA PELLEGRINI, ALBERTO ASENJO, OSCAR A. PINILLA Las actividades físicas competitivas están asociadas con cambios morfológicos que son reconocidos como corazón de atleta. Se estudiaron 30 individuos de sexo masculino (9 sedentarios normales y 21 atletas de alto nivel competitivo: 11 futbolistas y 10 ciclistas), realizándoles ecocardiograma, ECG, evaluación clínica y dosaje sérico de propéptido de carboxilo terminal de procolágeno tipo 1 (PIP). Los atletas mostraron mayor índice de masa ventricular izquierda y de espesor parietal relativo, respecto de los controles. Los futbolistas presentaron mejor función sistólica del VI (fracción de eyección [FE] 76,4 ± 1,87) que los ciclistas (FE: 64,2 ± 3,34; p < 0,01) y los controles (FE: 65,6 ± 2,8; p < 0,01 ) sin diferencias significativas entre ciclistas y controles; hallazgo que se repitió al analizar la función diastólica a través de las velocidades temprana (E) y tardía (A) del anillo mitral (futbolistas 3,41 ± 0,43; ciclistas 2,02 ± 0,14; p < 0,01 y controles 2,00 ± 0,14; p< 0,01) sin encontrar diferencias entre ciclistas y controles. No se observaron diferencias significativas en los niveles séricos del PIP en los dos grupos de deportistas. El remodelamiento del VI en los ciclistas mostró mayor desarrollo de hipertrofia, y en los futbolistas predominó la dilatación de la cavidad. El remodelamiento no alteró la función del miocardio y no produjo fibrosis, aunque los futbolistas mostraron mejor función sistólica ventricular izquierda y mejor función diastólica dependiente de relajación. Rev Fed Arg Cardiol 2006; 35: Cátedra de Postgrado de Cardiología. Hospital Italiano. Universidad Nacional de La Plata. Dirección postal: Eduardo M Escudero. Hospital Italiano y La Plata. Buenos Aires. Argentina. escu@arnet.com.ar La versión digitalizada de este trabajo está disponible en La realización de actividad física competitiva está asociada con cambios morfológicos en el corazón, incluyendo aumento en el tamaño de la cavidad, en el espesor de la pared y en la masa del ventrículo izquierdo (VI). Si bien actualmente se han señalado cambios secundarios al ejercicio en otras estructuras cardíacas, la denominación de corazón de atleta ha sido clásicamente referida al remodelamiento de la cavidad ventricular 1-4. Morganroth y colaboradores, describieron dos formas morfológicamente diferentes de corazón de atleta vinculadas al tipo de ejercicio realizado 5. Los autores señalaban la presencia de hipertrofia ventricular izquierda concéntrica en la adaptación a actividades que requerían trabajo de fuerza, y de hipertrofia excéntrica a las vinculadas con trabajos de resistencia. Sin embargo la morfología del corazón del atleta y el impacto de los diferentes deportes en la estructura cardíaca, recientemente investigados por varios autores, no parecen responder claramente a esa clasificación, relativizando de esa forma su significación 3, 6-8. En ese camino recientes investigaciones señalan, por ejemplo, que el entrenamiento isométrico no conduce a un remodelamiento con hipertrofia concéntrica 6,9 como postulaban Morganroth y colaboradores 5. La participación de factores hemodinámicos, genéticos o endocrinos, así como la combinación de actividades de resistencia y de fuerza en una misma actividad deportiva, pueden incidir en las formas de remodelamiento ventricular secundarias a la actividad física. En este trabajo se analizan las características de adaptación del ventrículo izquierdo, a través del ecocardiograma, en respuesta a dos tipos de actividades deportivas de frecuente práctica en nuestro medio como son el ciclismo y el fútbol, en atletas jóvenes de alto nivel competitivo. MATERIAL Y METODO A. Población Se estudiaron 30 individuos de sexo masculino (9 sedentarios normales, 11 futbolistas y 10 ciclistas) con edad promedio de 24 años En cada individuo se efectuó evaluación clínica, electrocardiograma de reposo de 12 derivaciones y

2 Vol 35 Nº 3 Julio-Septiembre 2006 EDUARDO M. ESCUDERO Y COL ecocardiograma. En 16 atletas se determinaron los niveles plasmáticos del propéptido de carboxilo - terminal de procolágeno tipo 1 (PIP). Ninguno de los atletas participantes y sujetos controles tuvieron: hipertensión arterial (presión sanguínea >140/90 mmhg), evidencias de enfermedad cardíaca o de tratamientos farmacológicos que pudieran afectar la función o masa ventricular izquierda. Los atletas realizaban durante los últimos 5 años un entrenamiento de 20 horas por semana con participación en competiciones nacionales e internacionales. El estudio fue realizado de conformidad con las normas éticas de la declaración de Helsinki de 1964 con la aprobación del Comité de Estudios Humanos del Hospital Italiano de La Plata y la firma del consentimiento informado por todos los individuos estudiados. B. Procedimiento En cada individuo se obtuvieron los valores de presión arterial mediante esfingomanómetro de mercurio; se realizó un trazado electrocardiográfico de 12 derivaciones y un estudio ecocardiográfico con transductor transtorácico. REMODELAMIENTO VENTRICULAR EN DEPORTISTAS C. Ecocardiograma Los estudios fueron realizados con un equipo ATL (HDI 3500) disponible comercialmente, con transductor de banda ancha de 2-4 MHz. Desde la ventana paraesternal se obtuvieron cortes en el eje menor con modo M guiados por la imagen bidimensional para realizar mediciones de espesores parietales y diámetros de la cavidad de acuerdo con las recomendaciones de la American Society of Echocardiography 10. Se calculó la masa ventricular según Devereux y colaboradores 11, normalizándola por la superficie corporal, para obtener el índice de masa ventricular izquierda (IMVI). Para completar el análisis de la estructura ventricular se calculó la relación espesor parietal, radio ventricular (h/r) de acuerdo con Gaash y colaboradores 12. La identificación de remodelamiento fue definida por el aumento de tamaño de cavidades (diámetro de fin de diástole > 55 mm) y/o de los espesores parietales (> 13 mm) 13. Se consideró la existencia de hipertrofia ventricular izquierda, cuando el IMVI era > 125 g/m 2 14, considerándose concéntrica con h/r > 0,45 y excéntrica con h/r < 0, La función sistólica fue evaluada mediante el porcentaje de acortamiento endocárdico (%Ac) por modo M y por la fracción de eyección (FE), calculada a través de los volúmenes ventriculares, desde imágenes en 4 y 2 cámaras obtenidas desde la ventana apical. 15 Como un parámetro indicador de postcarga se utilizó el estrés pico sistólico, calculado con parámetros ecocardiográficos, y la determinación de la presión arterial sistólica de acuerdo con Quiñones y colaboradores 16. Con esta fórmula y estimando la presión diastólica ventricular, usando señales de Doppler pulsado del flujo mitral y Doppler tisular para las velocidades del anillo mitral según Kim y colaboradores 17 se calculó el estrés de fin de diástole, como indicador de precarga. El estudio de la función diastólica se realizó con Doppler tisular analizando la velocidad del anillo mitral en diástole, desde ventana apical en vista de cuatro cámaras ubicando la muestra sobre la porción lateral del mismo. Se midieron las velocidades inicial diastólicas (E) y tardía (A) vinculadas con la relajación y el llenado ventricular. Con las velocidades se calculó la relación E/A como parámetro de caracterización de esa función 18. Los datos correspondientes para cada parámetro fueron obtenidos promediando las mediciones sobre tres ciclos cardíacos consecutivos. Las mismas fueron realizadas por un solo observador que desconocía el grupo de procedencia del individuo en el estudio. D. Determinación de PIP sérico Se tomaron muestras de sangre venosa en 16 de 21 atletas, para determinar los niveles de PIP por radioinmunoanálisis según el método descrito anteriormente. 19 Las variaciones de inter e intra análisis, para determinar PIP, fueron 7% y 3% respectivamente. La sensibilidad (el límite de detección mas bajo) fue 1,20 ng/l. E. Análisis estadístico Los datos de los parámetros cuantitativos fueron expresados a través de la media y su correspondiente error estándar. Para analizar la significación estadística de las diferencias se utilizó en las variables continuas el análisis de varianza (ANOVA), completado con el test de Student-Newman-Keuls para definir las diferencias entre los grupos. Las variables categóricas fueron analizadas mediante la prueba de X 2. La relación entre 2 variables fue estudiada a través del coeficiente de correlación. Los valores de p < 0,05 fueron considerados estadísticamente significativos. RESULTADOS A. Características clínicas En la Tabla 1 se pueden analizar las características de diferentes parámetros en los individuos estudiados. Como se puede observar la edad fue similar entre los grupos. La presión arterial, en sus valores sistólicos y diastólicos, fue significativamente menor en los futbolistas en relación con los controles y los ciclistas. La frecuencia cardíaca fue menor en los ciclistas en relación con los otros dos grupos. Presentaron una tensión sistólica mayor de 129 mmhg 2/10 (20%) controles y 2/10 (20%) ciclistas. El electrocardiograma fue normal en todos los individuos estudiados. 151

3 TABLA 1 Ciclistas (1) Futbolistas (2) Controles (3) 1 vs 2 1 vs 3 2 vs 3 p Edad (años) 25,9 ± 0,66 23,64 ± 1,16 23,6 ± 0,28 NS NS NS NS SC (m 2 ) 1,92 ± 0,02 1,93 ± 0,04 1,9 ± 0,03 NS NS NS NS PAS (mmhg) 117,05 ± 2,71 102,73 ± 4,50 121,7 ± 2,58 sí NS sí 0,001 PAD ( mmhg) 77,5 ± 1,34 61,82 ± 2,28 74,5 ± 1,57 sí NS sí 0,001 FC (l/min) 55,40 ± 1,51 65,18 ± 4,25 65,5 ± 1,66 sí sí NS 0,007 SC: superficie corporal. PAS: presión arterial sistólica. PAD: presión arterial diastólica. FC: frecuencia cardíaca. B. Ventrículo izquierdo Los diámetros ventriculares izquierdos fueron mayores en los 21 atletas en comparación con lo referido para los controles sedentarios, como se puede ver en la Tabla 2. Las dimensiones diastólicas finales estaban comprendidas en un rango de 48 mm a 62 mm (promedio 55 mm) en atletas, y fueron similares en ciclistas y futbolistas, pero más altas que en el grupo control. En 9/11 (82%) de los futbolistas y en 6/10 (60%; NS) de los ciclistas las dimensiones izquierdas de fin de diástole excedieron el valor normal para una población sedentaria (> 54 mm). El espesor del septum ventricular (8 mm-14 mm) y el espesor de la pared posterior (7,5 mm-14 mm) fueron superiores en ciclistas que en futbolistas y controles, sin encontrarse diferencias estadísticamente significativas entre futbolistas y controles (Tabla 2). El espesor parietal dentro de un rango compatible con el diagnóstico de miocardiopatía hipertrófica (> 13 mm) fue encontrado en 4/10 (40%) ciclistas (los 4 sólo en el septum anterior) y en ningún futbolista (p < 0,05). El índice de masa ventricular izquierda estaba incrementado en los atletas respecto de los individuos sedentarios, siendo a su vez mayores en los ciclistas respecto de los futbolistas como se puede ver en la Figura 1. En 6/10 ciclistas (60%) se encontró un valor de índice de masa ventricular izquierda, compatible con hipertrofia ventricular izquierda (IMVI > 125 g/m 2 ) mientras que en los futbolistas solamente 2/11 (11,7 % p < 0,02) sobrepasaban ese punto de corte. El espesor relativo de la pared (h/r) resultó significativamente mayor en los ciclistas respecto de los controles y futbolistas, no encontrándose diferencias en estos dos grupos (Figura 1). El remodelamiento ventricular izquierdo fue encontrado en 8/10 (80%) ciclistas por el mayor tamaño cardíaco y/o el incremento de espesor de la pared y en 8/ 11 (72%; NS) de los futbolistas sólo por el aumento del diámetro de la cavidad. En ningún caso se detectaron alteraciones segmentarias de la motilidad parietal. La función sistólica ventricular izquierda, evaluada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento endocárdico, estaba dentro de límites normales en todas las personas estudiadas; el rango se ubicó entre 50% a 84% y 27% a 54% respectivamente. Los futbolistas mostraron mayor fracción de eyección ventricular izquierda y mayor fracción de acortamiento (FEVI 76,4 ± 1,87; FA: 46,9 ± 1,77%) que los ciclistas (FEVI: 64,2 ± 3,34 p < 0,01; FA: 35,8 ± 1,98% p < 0,01) y los controles (FEVI: 65,6 ± 2,8 p < 0,01 vs. futbolistas y NS vs. ciclistas; FA: 41,4 ± 1,67% - p < 0,01 vs. futbolistas y NS vs. ciclistas) sin encontrar diferencias entre ciclistas y sedentarios. La Figura 2 muestra el comportamiento de la FE entre los tres grupos analizados. El estrés sistólico pico, indicador de la postcarga, fue mayor en los sedentarios (506,90 ± 31,25 gr/cm 2 ) que en los futbolistas (469,86 ± 19,57 gr/cm 2 ; NS) y en los ciclistas (414,89 ± 16,29 gr/cm 2 p < 0,05) aunque sin diferencias significativas con futbolistas; no existien- TABLA 2 Ciclistas (1) Futbolistas (2) Controles (3) 1 vs 2 1 vs 3 2 vs 3 p SD (mm) 11,80 ± 0,66 9,14 ± 0,27 7,89 ± 0,26 sí sí NS 0,001 PPD (mm) 10,70 ± 0,42 8,32 ± 0,25 8,22 ± 0,55 sí sí NS 0,001 DS (mm) 35,30 ± 1,25 29,50 ± 1,19 28,67 ± 0,87 sí sí sí 0,001 DD (mm) 55,10 ± 1,55 55,64 ± 1,10 49,00 ± 0,94 NS sí sí 0,001 E/A mitral 1,96 ± 0,25 2,07 ± 0,14 2,30 ± 0,20 NS NS NS NS E/A anillo mitral 2,02 ± 0,14 3,41 ± 0,43 2,30 ± 0,28 sí NS sí 0,002 SD: espesor diastólico del septum interventricular. PPD: espesor diastólico de la pared posterior del VI. DS: diámetro sístólico del VI. DD: diámetro diastólico del VI. 152

4 EDUARDO M. ESCUDERO Y COL REMODELAMIENTO VENTRICULAR EN DEPORTISTAS Figura 1. Estructura ventricular izquierda. En el panel superior las barras indican los valores promedios y los errores correspondientes del índice de masa ventricular izquierda (IMVI) encontrados en controles, ciclistas y futbolistas. El panel inferior representa los valores del espesor parietal relativo (h/r) en cada uno de los grupos. Figura 2. Función sistólica. El gráfico muestra los valores de la fracción de eyección ventricular (FE) en los grupos estudiados. Puede observarse que si bien la FE fue normal en los deportistas, los futbolistas tuvieron valores más altos. do diferencias entre los grupos de atletas como lo muestra el panel superior de la Figura 3. El estrés de fin de diástole, indicador de precarga, fue mayor en los futbolistas (42,04 ± 2,02 gr/cm 2 ) respecto de ciclistas (27,81 ± 2,25 gr/cm 2 ; p < 0,05) y sedentarios (30,90 ± 2,78 gr/cm 2 ; p < 0,05), no encontrándose diferencias entre ciclistas y controles (panel inferior de Figura 3). La función diastólica ventricular izquierda, evaluada por la relación E/A del anillo mitral mostró mejores Vol 35 Nº 3 Julio-Septiembre 2006 condiciones de llenado ventricular en futbolistas (3,41 ± 0,43) que en ciclistas (2,02 ± 0,14; p < 0,01) y controles (2,00 ± 0,14; p < 0,01), sin encontrar diferencias entre ciclistas y controles (Figura 4). C. Niveles séricos de PIP La concentración sérica de PIP resultó más alta, pero no estadísticamente significativa en ciclistas (173,8 vs ± 42 µg/l; 155,2±39,2 µg/l ; NS). De los 21 atletas sólo en 2 (un futbolista y un ciclista) se encontraron niveles 153

5 Figura 3. Función sistólica. En la parte superior de la figura se representa la postcarga encontrada en cada grupo y en la parte inferior los datos correspondientes a la precarga. Figura 4. Función diastólica. Se encuentran representados los datos de la relación de la velocidad del anillo mitral correspondiente al lleno inicial (E) y al lleno postcontracción auricular (A) como indicador de la función diastólica en controles, ciclistas y futbolistas. séricos de PIP más altos que el rango normal, de acuerdo con la técnica usada (para hombres µg/l). 154 DISCUSION Los resultados de este estudio demuestran la presencia de remodelamiento del ventrículo izquierdo en más del 70% de los atletas, principalmente por aumento del diámetro de la cavidad en los futbolistas y por aumento del diámetro y los espesores parietales en los ciclistas. La función sistólica del ventrículo izquierdo fue mejor en los futbolistas respecto de los ciclistas y controles. Los futbolistas mostraron un mejor lleno ventricular dependiente de la relajación respecto de los controles en relación con los ciclistas. Los cambios morfológicos y funcionales del corazón encontrados en atletas, comúnmente conocidos como corazón de atleta, han sido ampliamente descriptos en varios estudios ecocardiográficos de corte trasversal, que sustentan que el remodelamiento ventricular es un fenómeno de adaptación fisiológica ante los cambios metabólicos impuestos por el ejercicio. 1-4,6,8,23 La prevalencia y los mecanismos involucrados en el desarrollo de esta adaptación no han sido aún totalmente dilucidados. 9,24,25 Distintas variables como el tipo de ejercicio

6 EDUARDO M. ESCUDERO Y COL y el nivel de entrenamiento realizado en las diferentes disciplinas deportivas, los niveles de presión arterial y/o de consumo máximo de oxígeno alcanzados durante la actividad física desarrollada y la edad, entre otras, han sido señaladas para explicar los diferentes hallazgos 9. En el presente estudio hemos utilizado dos modelos de actividad física similares teniendo en cuenta la combinación de ejercicios de fuerza y de resistencia que se utilizan en el fútbol y en el ciclismo, encontrando diferentes formas de adaptación. Los ciclistas mostraron un remodelamiento ventricular izquierdo determinado principalmente por aumento en el espesor parietal y del diámetro de la cavidad, generando a su vez mayor desarrollo de hipertrofia. Los futbolistas presentaron otro mecanismo de adaptación que provocó un remodelamiento ventricular izquierdo a expensas solamente del aumento del tamaño de la cavidad ventricular, que generó también un incremento de la masa del VI en relación con los sedentarios. Estas observaciones coinciden con lo referido por Spirito y colaboradores 3 que sobre 947 atletas tomados de 27 actividades deportivas diferentes encontraron que los deportistas con mayor hipertrofia ventricular izquierda eran los ciclistas. En el análisis de la función ventricular izquierda, los futbolistas mostraron un incremento de la fracción de acortamiento endocárdica y de la fracción de eyección en relación con los ciclistas y controles como expresión de una mejor función global de ese ventrículo. Las diferencias referidas pueden explicarse si tenemos en cuenta los distintos valores de precarga, de postcarga y de frecuencia cardíaca encontrados en los tres grupos. Los futbolistas mostraron la menor postcarga y la mayor precarga lo que permite inferir la ausencia probable de cambios del estado inotrópico per se como responsables de la mejoría de la función global. Sin embargo, debemos tener en cuenta que la mayor frecuencia cardíaca en los futbolistas, probablemente secundaria a un aumento del tono simpático 24, y la posibilidad de que el estiramiento del miocito aumente el inotropismo por aumento de la sensibilidad de las proteínas contráctiles al calcio 26, contribuiría a mejorar la función ventricular a través de un incremento de la contractilidad. Los ciclistas, por otra parte, no tuvieron cambios en el acortamiento en relación con los controles, a pesar de mostrar igual precarga y menor postcarga. En estos grupos las distintas frecuencias cardíacas permitirían interpretar las diferencias mencionadas. En efecto, la relación entre fuerza y frecuencia cardíaca favorecería en este caso a los controles, que mantienen similar fracción de eyección que los ciclistas ante mayor postcarga. La función diastólica del ventrículo izquierdo fue normal en este grupo de atletas, en concordancia con el concepto de que es una hipertrofia fisiológica donde REMODELAMIENTO VENTRICULAR EN DEPORTISTAS no se desarrolla fibrosis 27, corroborado a su vez por los niveles séricos del PIP en ambos grupos. De todas formas se puede ver que los futbolistas tienen una mejor relajación probablemente vinculada con la mayor actividad simpática como señalaron Neri Serneri y colaboradores 24. CONCLUSIONES El remodelamiento cardíaco del ventrículo izquierdo estuvo presente en la mayoría de los atletas estudiados. Ese remodelamiento fue diferente en ambos deportes; en los ciclistas se encontró más desarrollo de hipertrofia y en los futbolistas mayor dilatación de la cavidad. Esta diferente adaptación puede explicarse por los diferentes niveles de presión sanguínea y/o frecuencia cardíaca alcanzados, o el predominio de fuerza o resistencia en la actividad física desarrollada. Este remodelamiento no alteró la función del miocardio y no produjo fibrosis miocárdica, aunque los futbolistas mostraron mejor función sistólica ventricular izquierda y mejor función diastólica dependiente de relajación. SUMMARY LEFT VENTRICULAR REMODELLING IN ATHLETES Long-term athletic training is associated with morphological changes, described as athlete s heart. Thirty male subjects were studied (11 soccer players, 10 cyclists and 9 sedentary healthy) evaluated by physical check-up, 12 lead resting ECG, determination of serum concentration of the carboxyl-terminal propeptide of porcollagen type I (PIP) and echocardiogram. Left ventricular (LV) mass index and relative wall thickness, in the 21 athletes were higher than sedentary. LV systolic function evaluated by ejection fraction (EF) and diastolic function by early and late velocity of mitral flow (E/A) was better in soccer players (EF: 76.4 ± 1.87, E/A: 3.41 ± 0.43) than in cyclist (EF: 64.2 ± 3.34 p < 0.01, E/A: 2.02 ± 0.14-p < 0.01) and controls (FE: 65.6 ± 2.8 p < 0.01, E/A 2.00 ± 0.14 p < 0.01) without statistical differences between cyclist and controls. Cyclists showed more development of hypertrophy and soccer players more larger cardiac dilatation as consequence of LV remodelling. This cardiac remodelling did not alter myocardial function and did not induce myocardial fibrosis. However the soccer players showed better LV systolic and diastolic function depending upon the relaxation. Bibliografía 1. Pluim BM, Zwinderman AH, Der Laarse A y col: The athlete s heart. A meta-analysis of cardiac structure and function. Circulation 2000; 101: Maron BJ: Structural features of the athletic heart as defined by echocardiography. 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