Prevalence of Heart Failure
UK RCGP
Hillingdon
Nottingham
Liverpool
Glasgow CRI
Dundee
Augsburg
Veneto
US CVS Health
NHLBI
NHANES
Rochester
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4 %
Prevalence of LV systolic dysfunction in
echocardiographic studies
Rotterdam
NB:Cut-off for LVD varied
Augsburg
NHLBI
Glasgow CRI <35%
Glasgow CRI <30%
Framingham
0
2
4
%
6
8
10
The NHLBI study recruited only patients >65 yrs
The Rotterdam study recruited only patients >55years but had no upper age limit
Other studies recruited patients between the ages of 25-75 years (approx.)
Definizioni di Insufficienza Cardiaca
• Anomalia della funzione del cuore in cui questo non è
in grado di mantenere un flusso adeguato alle
necessità metaboliche dei tessuti periferici o, nel
caso vi riesca,questo viene ottenuto attraverso un
aumento delle pressioni di riempimento ventricolari.
(E. Braunwald, 1980)
• Sindrome caratterizzata dalla coesistenza di
disfunzione miocardica, riduzione della capacità
funzionale, aritmie ipercinetiche ventricolari ed
elevata mortalità.
(JN Cohn, 1988)
Definizioni di Insufficienza Cardiaca
Sindrome in cui ad un calo, assoluto o relativo, della
portata cardiaca, comunque determinato ma
conseguente ad una causa cardiaca, corrisponde una
risposta multiorganica anarchica con attivazione
cronica neuroumorale in grado di deteriorare
ulteriormente la funzione miocardica, nonostante una
controrisposta di fattori tendenti al ripristino
dell’omeostasi circolatoria ed all’innesco di
meccanismi di difesa.
(L Dei Cas, 1991)
Resting LV Function versus Peak VO2 in Patients with CHF
Resting LV
Ejection Fraction
40
Resting Pulmonary
Wedge Pressure
60
r = -0.24
p<.001
50
(mmhg)
(%)
30
20
40
30
20
10
r = 0.24
p<.001
0
10
0
0
10
20
30
Peak VO2 (ml/kg/min)
0
10
20
30
Peak VO2 (ml/kg/min)
Peak Exercise Cardiac Index and O2 Extraction versus
Peak VO2 in Patients with Heart Failure
Peak ex. O2 Extraction
12
100
10
90
8
80
6
70
(%)
(L/min/m2)
Peak ex. Cardiac Index
60
4
2
r = 0.68
p <.0001
50
r = -0.15
p < .05
40
0
0
10
20
30
Peak VO2 (ml/kg/min)
0
10
20
30
Peak VO2 (ml/kg/min)
Meccanismi che Causana la Limitazione Funzionale nel
Paziente con Insufficienza Cardiaca
•
Centrali
– Portata cardiac da sforzo
•
Vascolari
– Endoteliali
• Ridotta produzione di NO
• Aumentata secrezione di sostanze vasocostrittrici
– Noradrenalina, Endotelina, angiotensina II...
– Muscolatura liscia vascolare
•  capacità vasodilatatrice
•  contenuto sodico
•
Muscolari scheletriche
– Ipo- atrofia / tessuto adiposo
– fibre di tipo Iib
• Rapide, ad attività glicolitica, facilmente affaticabili
–  enzimi ossidativi (ciclo di Krebs, citocromo ossidasi)
– volume e superficie creste mitocondriali
Skeletal Muscle Dysfunction in Patients with Heart Failure
5
4
Normals
HF-normal flow
HF-low flow
Leg lactate (mg/dl)
Leg (A-V) O2 (mg/dl)
Leg flow (L/min)
80
20
15
*
*
*
60
*
3
40
*
2
1
*
*
*
*
*
10
*
20
0
Rest 20 watt 40 watt 60 watt
5
Rest 20 watt 40 watt 60 watt
0
Rest 20 watt 40 watt 60 watt
Workload
Workload
Workload
(Wilson et al., Circulation 1993;87:470)
Long-term prognosis of heart failure
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
50%
Survival
0
1
2
3
4
5
Fram. Men*
Years
Fram. Women*
Hillingdon*
ATLAS
SOLVD-t
SOLVD-t
SHIPS*
DIG
* Framingham, Hillingdon and SHIPS data include only patients surviving
90 days from diagnosis
Predictors of Mortality at Multivariate Analysis
in V-HeFT I and V-HeFT II
V-HeFT I
V-HeFT II
Variable
P value
Variable
P value
LVEF
<0.0001
LVEF
<0.0006
Peak VO2 <0.005
Peak VO2 <0.0001
CTR
<0.003
CTR
<0.0012
Varrh.
<0.23
Varrh.
<0.01
(CAD)
<0.41
PNE
<0.02
(PRA)
<0.35
(Cohn JN et al, Circulation 1993;87(suppl VI):VI-5)
Cumulative survival (%)
Value of Peak Exercise Oxygen Consumption for
Optimal Timing of Cardiac Transplantation
94%
100
Peak VO2 > 14
70%
Peak VO2 < 14 - lista per Tx
50
47%
Peak VO2 < 14 - No Tx
0
0
6
12
18
24
Duration of Follow-up (months)
(Mancini et al. Circ, 1991;83:778)
Current Medical Indications for Heart Transplantation.
Task force of the 24th Bethesda Conference on Heart
Transplantation - JACC 1993
• Accepted indications
– Maximal VO2 < 10 ml/kg per min
– Severe ischemia not amenable to PTCA/CABG
– Recurrent symptomatic, refractory, ventricular arrhythmias
• Probable indications
– Maximal VO2 < 14 ml/kg per min and major limitation of patient’s
activities
– Recurrent unstable ischemia not amenable to PTCA/CABG
– Instability of fluid balance
• Inadequate indications
– Ejection fraction < 20%
– History of functional class III or IV symptoms of heart failure
– Previous arrhythmias
– Maximal VO2 > 15 ml/kg per min without other indications
Determinants of Peak VO2
• Age
• Sex
• Body weight and body surface
• Muscle mass
• Conditioning status
• Motivation
• Exercise response of the cardiac output
– Intrinsic myocardial function
– Response to adrenergic stimulation
Relation of Age and Sex to Peak VO2 in Patients
with Chronic Heart Failure
80
60
50
40
30
20
r = - 0.356
p < .001
10
0
10
20
30
Peak VO2 (ml/kg/min)
Peak VO2 (ml/kg/min)
18
70
Age (years)
**
16
14
12
Male
Female
(Metra, Dei Cas, Eur Heart J 11:213; 1990)
Cumulative 4 years Hospitalization-free Survival for Patients
Subdivided on the basis of the Median Peak VO2
Hosp free Survival (%)
100
100
80
80
p<0.0001
60
60
40
40
p<0.001
Peak VO2 > 55% predicted
20
Peak VO2 < 55% predicted
0
No. at risk
> 55%
20
Peak VO2 < 15 ml/kg/min
0
0
< 55%
Peak VO2 > 15 ml/kg/min
97
149
12
24
months
36
48
0
12
No. at risk
45
120
14
69
7
36
< 15 103
> 15 143
27
82
51
111
24
36
months
30
78
19
64
48
8
35
(Metra, Dei Cas. Eur Heart J 17:8;1996)
Effetti del Training Aerobico sulla Capacità
Funzionale dei Pazienti con Insufficienza Cardiaca
•
15-25% della
– VO2 di picco
– Durata sforzo massimale
– Tempo di comparsa della soglia anaerobica
•
risposta ventilatoria allo sforzo
Effetti Emodinamici del Training Aerobico nei
Pazienti con Insufficienza Cardiaca
•
•
•
•
•
•
frequenza cardiaca sia a riposo che durante sforzo
–  attività vagale rapporto muscolatura / capillari
doppio prodotto (FC x PAS) durante sforzo submassimale
gettata sistolica e portata cardiaca durante sforzo
differenza artero-venosa di ossigeno
flusso ematico muscolare scheletrico
= frazione d’eiezione
Effetti Periferici del Training Aerobico nei Pazienti
con Insufficienza Cardiaca
•
•
•
•
•
densità capillari /
 rapporto muscolatura / capillari
 volume dei mitocondri e sviluppo creste mitocondriali
 enzimi responsabili del metabolismo ossdativo
–  capacità d’estrazione di O2
 capacità di rilascio di NO
Modalità di Training Aerobico in Pazienti con
Insufficienza Cardiaca
• 70-80% massimo carico tollerato
– anche dei parametri emodinamici e flusso ematico
periferico al massimo sforzo
– Possibile peggioramento della funzione Vsinx
(dilatazione, alterata geometria) per eccessivo aumento
dello stress miocardico
• 40-50% del massimo carico tollerato
– Persistente massima capacità funzionale per
modificazioni della muscolatura scheletrica
– Assenza di effetti sfavorevoli sulla funzione ventricolare