L’insufficienza cardiaca cronica (HF) è responsabile di oltre 1 milione di ospedalizzazioni all’anno in America, ed è direttamente associata a 1 decesso su 9. Quasi la metà di questi soggetti affetti da scompenso cardiaco, soffrono di disfunzione sistolica e la progressione della malattia è attribuibile all’eccitazione neuro-ormonale che porta a cardiopatie e disfunzione multi-organo. L’esercizio fisico ha come obiettivo, l’eccitazione neuro-ormonale ed è raccomandato come parte dello standard terapeutico in soggetti stabilizzati. L’esercizio fisico porta a un miglioramento del controllo neuro-vascolare, invertendo le caratteristiche della miopatia scheletrica e delle risposte ventilatorie anormali riscontrate in questa condizione. L’attività eccessiva del nervo simpatico (SNA), è riconosciuta come un marcatore di prognosi sfavorevole in questi soggetti. L’attività del nervo simpatico a livello muscolare, a riposo, è più elevata e aumenta ulteriormente nei soggetti con scompenso cardiaco. I meccanismi coinvolti in questo aumento prolungato di attivazione simpatica, sono attribuibili sia al controllo dei riflessi periferici che all’integrazione neurale centrale. Anche fattori non neuronali, come la reattività endoteliale mediata da ossido nitrico, la quale diminuisce in questa condizione, contribuisce alla vasocostrizione. Oltre alla vasocostrizione muscolare, i soggetti con scompenso cardiaco sistolico, hanno una diminuzione del flusso sanguigno corticale renale. Il ridotto flusso sanguigno renale, aggrava ulteriormente l’attivazione neuro-ormonale, con conseguente attivazione del sistema renina-angiotensina, contribuendo al feedback positivo nella progressione della patologia.
L’insufficienza cardiaca cronica causa dispnea e alterazioni nella respirazione fisiologica. Questi soggetti hanno minore efficienza ventilatoria. L’equivalente di anidride carbonica (rapporto VE / VCO2) aumentato in queste persone, è associato a intolleranza all’esercizio. La sensibilità aumentata del chemo-riflesso arterioso, è alla base dell’alterata ventilazione. L’insufficienza cronica, causa miopatia scheletrica, ovvero il maggiore mediatore dell’intolleranza all’esercizio. La vasocostrizione periferica, rallenta la cinetica dell’ossigeno, che sposta la produzione di energia da un metabolismo ossidativo a quello glicolitico, nel muscolo scheletrico. L’elevato livello di Angiotensina II, aumenta lo stress ossidativo e degradazione delle proteine muscolari, contribuendo così alla ridotta massa muscolare. In questa condizione si verifica una conversione di fibre, ovvero si crea una conversione da fibre muscolari ossidative a quelle glicolitiche. Questi cambiamenti aumentano la glicolisi e acidosi precoce, riducendo il picco del consumo di ossigeno (VO2).
EFFETTI DELL’ESERCIZIO SULL’ATTIVITÀ DEL NERVO SIMPATICO
Secondo l’American Heart Association / American College of Cardiology, per la gestione dell’insufficienza cardiaca cronica, l’esercizio fisico è ora una raccomandazione di Classe I per la stabilità di queste persone. Uno degli effetti notevoli dell’esercizio fisico è la riduzione dell’attivazione simpatica a riposo. 4 mesi di Esercizio Fisico moderato e supervisionato, diminuisce significativamente l’attivazione simpatica a livello muscolare. Studiosi hanno dimostrato che l’esercizio fisico riduce anche la gravità dell’apnea ostruttiva del sonno.
La riduzione diell’attività simpatica è associata al miglioramento nel controllo del baro-riflesso, in quanto la sua disfunzione, è stata a lungo considerata un aspetto importante nell’eccitazione simpatica in questa patologia. L’esercizio ha effetti benefici sia sul baro-riflesso arterioso che sul chemo-riflesso arterioso, contribuendo alle riduzioni del sistema simpatico a riposo.
Si ipotizza che la riduzione di attività del sistema simpatico a riposo dato dall’esercizio fisico, sarebbe mediato da cambiamenti nel muscolo (miglioramento del controllo del meccano-riflesso e metabo-riflesso). L’Esercizio fisico moderato aumenta la sensibilità dei muscoli al metabo-riflesso, data da un aumento di espressione di TRPV1 e CB1. I cambiamenti nella sensibilità del meccano-riflesso invece, è data dalla riduzione dell’espressione di COX-2. Gielen e colleghi hanno riferito che l’esercizio fisico, in soggetti con scompenso cardiaco cronico, diminuisce i marcatori infiammatori, inclusi i livelli di TNF, IL-1 e IL-6 presenti nel muscolo scheletrico, ma non in circolo. I risultati suggeriscono che le alterazioni muscolari e il controllo sia del metabo-riflesso che del meccano-riflesso, svolgono un ruolo importante nella riduzione dell’attività simpatica muscolare. L’esercizio fisico migliorerebbe anche le anormalità di segnalazione dei neuroni centrali, che possono contribuire alla diminuzione dell’attività simpatica a riposo, dopo l’esercizio fisico.
– L’eccitazione simpatica acuta (mediata dal baro-riflesso) che segue all’infarto del miocardio o lesioni simili, porta ad un aumento di attivazione simpatica a livello muscolare, con riduzione della massa muscolare e flusso di sangue ai reni.
– Questa ipoperfusioe cronica può generare infiammazione del muscolo scheletrico, diminuzione dei livelli di NGF e di recettore neuronale muscolo afferente alterata (ad es. TRPV1).
– L’ipoperfusione renale porta all’attivazione del sistema renina-angiotensina, in particolare ANG II. Di conseguenza, il controllo centrale del riflesso del sistema simpatico a livello muscolare, durante l’esercizio fisico è ulteriormente modificato, contribuendo alla scarsa tolleranza all’esercizio e miopatia scheletrica.
Solo l’esercizio fisico ha mostrato la capacità di ripristinare l’equilibrio neuro-ormonale e invertire le caratteristiche chiave della miopatia scheletrica nei pazienti con scompenso cardiaco.
EFFETTI DELL’ESERCIZIO SULLA RISPOSTA VENTILATORIA
La dispnea è un sintomo comune nei soggetti con scompenso cardiaco, dato dall’anormale pattern ventilatorio e maggiore sensibilità del chemo-riflesso arterioso. Questo problema è stato attribuito alla congestione polmonare, ipossiemia periferica e ipoperfusione, in seguito alla bassa gittata cardiaca. Più recentemente, i disturbi respiratori, sono stati associati all’anomalo controllo afferente del riflesso muscolare. L’esercizio fisico migliora il controllo sia del meccano-riflesso che del metabo-riflesso nei muscoli, contribuendo al miglioramento della respirazione. Il miglioramento del rapporto VE / VCO2 durante l’esercizio fisico, è una risposta importante perché la riduzione del lavoro respiratorio durante l’esercizio fisico, può aumentare il flusso di sangue al muscolo scheletrico, migliorando così la tolleranza allo sforzo.
EFFETTI DELL’ESERCIZIO SULLA MIOPATIA SCHELETRICA
La miopatia scheletrica nell’insufficienza cardiaca cronica, è riconosciuta come un importante fattore dell’intolleranza all’esercizio. L’esercizio fisico, migliora molte delle caratteristiche chiave della miopatia scheletrica, incluso l’aumento della capillarizzazione muscolare, il flusso sanguigno muscolare e dilatazione mediata dal flusso. È importante sottolineare che la circolazione aumenta in modo significativo, grazie alle cellule progenitrici derivate dal midollo osseo, che ripristinano l’endotelio malato. Tutti questi cambiamenti nell’architettura vascolare, favoriscono la capacità di diffusione dell’ossigeno e produzione di energia nel muscolo scheletrica. L’esercizio ripristina il metabolismo aerobico, migliorando i percorsi ossidativi. Aumenta il volume mitocondriale e il contenuto di enzimi, migliorando la capacità metabolica. Questi cambiamenti metabolici contribuiscono, al miglioramento della capacità funzionale di questi soggetti. A livello del miocita scheletrico, l’esercizio fisico riduce lo stress nel scheletro muscolo, portando ad una diminuzione delle specie reattive all’ossigeno (ROS). Tra gli effetti dannosi dei ROS, si cita l’attivazione di geni catabolici, che portano alla degenerazione dei muscoli scheletrici.
Alti livelli di angiotensina II, aumentano i ROS via NADPH ossidasi, portando alla disfunzione mitocondriale, limitando la capacità di esercizio. La riduzione di angiotensina II, può essere una conseguenza necessaria per migliorare la miopatia scheletrica. L’esercizio fisico quindi emerge come una strategia fondamentale.
Questi cambiamenti fisiologici indotti contribuiscono al miglioramento della tolleranza all’esercizio e della qualità della vita in questi soggetti. L’allenamento aerobico moderato, è stato riportato come modalità preferita di lavoro. Studi recenti però hanno suggerito che l’esercizio intenso intervallato, è comunque sicuro e ben tollerato, portando a benefici superiori, rispetto al solo esercizio moderato continuo.
– L’esercizio fisico migliora il controllo delle risposte neuro-vascolari e ventilatorie in soggetti con scompenso cardiaco con disfunzione sistolica cronica.
– L’esercizio fisico diminuisce l’attività simpatica nel muscolo a riposo nell’insufficienza cardiaca cronica
– L’esercizio fisico inverte l’anormalità del controllo del riflesso simpatico, aumentando l’espressione dei recettori afferenti neuronali TRPV1 e CB1.
– L’esercizio fisico diminuisce l’infiammazione muscolare e livelli di angiotensina II, attraverso effetti simpatico-litici e vasodilatatori, ripristinando così l’equilibrio dei percorsi catabolici-anabolici, invertendo l’atrofia.
– L’esercizio fisico è associato a una migliore qualità della vita, giocando un ruolo sempre più importante nel trattamento di questa condizione.
BIBLIOGRAFIA
Negrao CE, Middlekauff HR, Gomes-Santos IL, Antunes-Correa LM. “Effects of exercise training on neurovascular control and skeletal myopathy in systolic heart failure” Am J Physiol Heart Circ Physiol 308: H792–H802, 2015.
