Left Ventricular Wall Thickness and the Presence of Asymmetric Hypertrophy in Healthy Young Army Recruits

Introducere

Diferențierea între hipertrofia fiziologică a ventriculului stâng (LV) secundară exercițiului fizic și cardiomiopatia hipertrofică (HCM) este o dilemă clinică complexă și din ce în ce mai frecventă.1 Supradiagnosticarea HCM poate duce la întreruperea prematură a unei cariere sportive profesionale, în timp ce subdiagnosticarea poate expune indivizii la riscul de moarte cardiacă subită în timpul efortului fizic intens. În prezent, formele fiziologice și patologice de hipertrofie sunt diferențiate cu ajutorul unei varietăți de algoritmi de diagnostic și a ecocardiografiei.2,3 Cu toate acestea, incertitudinea persistă frecvent, iar medicii apelează frecvent la rezonanța magnetică cardiovasculară (CMR) pentru a rezolva astfel de cazuri. Această tehnică oferă o rezoluție spațială superioară, o mai bună vizualizare a peretelui lateral și a apexului și este nelimitată de ferestrele ecocardiografice; cu toate acestea, lipsește un interval normal pentru măsurătorile grosimii peretelui și se folosește frecvent cutoff-ul ecografic de 13 mm.4

Perspectivă clinică la p 267

Atât modelul cât și gradul de îngroșare a peretelui sunt importante în stabilirea diagnosticului de HCM. Deși modelele concentrice de îngroșare a peretelui sunt mai frecvent asociate cu o postîncărcare crescută și cu o inimă atletică, HCM este în mod tradițional asociată cu creșteri regionale și asimetrice, cel mai frecvent în septul ventricular. Conform ghidurilor recente ale American College of Cardiology Foundation/American Heart Association, HCM este de obicei recunoscută printr-o creștere regională a grosimii peretelui LV ≥15,0 mm, măsurătorile de 13 și 14 mm fiind considerate la limită.5 Cu toate acestea, o astfel de îngroșare asimetrică a peretelui a fost, de asemenea, descrisă atât în stenoza aortică, cât și în hipertensiune arterială,6-8 și am postulat că s-ar putea dezvolta și ca răspuns la un antrenament fizic intens.

Obiectivele acestui studiu au fost, prin urmare, să investigheze măsurătorile CMR ale grosimii peretelui într-un grup de bărbați tineri sănătoși și să evalueze dacă îngroșarea asimetrică a peretelui ar putea să se dezvolte ca parte a răspunsului fiziologic la exerciții fizice.

Metode

Studiu Recruți

Recruții au fost înrolați în studiul LARGE Heart, așa cum a fost descris anterior.7,9 Pe scurt, 541 de tineri bărbați albi sănătoși și consecutivi, recruți ai armatei, au fost studiați prospectiv la intrarea în Regimentul de pregătire al armatei britanice, Lichfield, Regatul Unit, între iulie 2002 și aprilie 2004. Au fost excluși recruții cu un diagnostic stabilit de hipertensiune arterială, diabet zaharat, cardiomiopatie și cei care luau regulat medicamente. Recruții din armată sunt supuși unui screening de rutină pentru depistarea semnelor clinice sau a antecedentelor familiale de cardiomiopatie sau moarte subită într-un stadiu incipient și au fost trimiși la un specialist cardiolog atunci când acest lucru a fost suspectat. Aprobarea etică a fost acordată de către Comitetul de Cercetare Clinică al Serviciilor Medicale de Apărare și consimțământul informat scris a fost obținut de la toți participanții. Acest studiu a fost realizat în conformitate cu Declarația de la Helsinki.

Date de bază

Au fost colectate date referitoare la istoricul medical, statutul de fumător, utilizarea medicamentelor și consumul de alcool. Înălțimea și greutatea recrutului au fost înregistrate, iar suprafața corporală a fost estimată cu ajutorul formulei Mosteller, suprafața corporală=(/3600)½.

Reglementările armatei britanice cer ca toți noii recruți ai armatei să demonstreze un nivel prestabilit de condiție fizică la înrolare. Aceasta include ridicarea statică a unui sac cu greutăți (între 15 și 40 kg), transportarea a două cărucioare de apă de 20 kg pe o distanță mai mare de 150 m în 2 minute și o alergare de 1,5 mile în <12 minute 45 s. În scopul acestui studiu, fiecare participant a fost supus, de asemenea, unei evaluări independente a activității fizice, așa cum a fost descrisă anterior.9,10 Aceasta a enumerat sporturile practicate în prezent și în trecutul apropiat; perioada de participare (în ani); orele jucate pe săptămână; și nivelul de participare (în timpul liber sau pentru școală sau județ). Pentru simplificare, a fost generat un scor de activitate fizică pe baza a 3 factori: numărul de sporturi la care a participat, dacă recrutul a continuat să practice acel sport și nivelul la care a fost practicat sportul; acest scor a fost utilizat ca măsură primară a activității fizice.

Regim de antrenament fizic

Toți recruții au fost supuși unei perioade identice de 12 săptămâni de antrenament intensiv de forță și rezistență. Aceasta a implicat mai mult de 40 de ore de exerciții fizice pe săptămână, cu o cheltuială energetică medie de >5000 de calorii pe zi. A fost efectuat un amestec de exerciții aerobice și anaerobice, inclusiv alergare, înot, flotări, tracțiuni, abdomene și marșuri cu rucsacuri cu greutate (până la 35 lbs).

Evaluarea CMR a grosimii peretelui LV

CMR a fost efectuată atât la momentul inițial, cât și după regimul de antrenament fizic, folosind un scaner CMR Siemens Sonata CMR mobil de 1,5 Tesla și aplicând protocoalele descrise anterior.11,12 Toate imaginile au fost achiziționate utilizând o secvență de precesie fără precesie în stare staționară.

Analiza imaginilor a fost efectuată manual de către un investigator (P.L.) orbit față de alte date ale studiului, inclusiv dacă scanările au fost efectuate înainte sau după antrenament, utilizând CMRtools (Cardiovascular Imaging Solutions, Londra, Marea Britanie). Grosimea maximă a peretelui LV a fost calculată la sfârșitul diastolei în fiecare dintre cele 17 segmente ale miocardului, cu excepția trabeculațiilor ventriculare drepte. Au fost efectuate trei măsurători și a fost utilizată media acestor valori (figura 1). Citirile bazale au fost efectuate pe imagini cu axă scurtă chiar sub tractul de ieșire al LV, în timp ce măsurătorile la mijlocul cavității au fost efectuate utilizând imagini cu axă scurtă la nivelul mușchilor papilari. În cele din urmă, citirile apicale și cea a apexului adevărat au fost efectuate pe vederi cu 2 și 4 camere (Figura 1).

Măsurătorile masei și volumului LV au fost efectuate și indexate în funcție de suprafața corporală, așa cum au fost descrise și raportate anterior.9,10 Ulterior, acestea au fost utilizate pentru a obține raportul masă/volum LV (M/V) ca echivalent CMR al grosimii relative a peretelui8 și raportul grosime/volum (grosimea maximă a peretelui la sfârșitul diastolului împărțită la volumul indexat al LV la sfârșitul diastolului) ca o măsură a grosimii peretelui în raport cu dimensiunea cavității.13 S-a demonstrat că acesta din urmă este un discriminator util între îngroșarea peretelui datorată exercițiilor fizice și îngroșarea patologică legată de cardiomiopatie sau de afecțiuni asociate cu o postîncărcare crescută.13

Studii de reproductibilitate

Veci de recruți au fost selectați la întâmplare din cohortă. După ce s-a stabilit metodologia de măsurare a grosimii peretelui LV, toate scanările de la acești recruți au fost analizate independent de către 2 observatori instruiți (P.L. și S.P.) pentru a furniza măsuri de reproductibilitate interobservator. Pentru a evalua variația intraobservator, P.L. a repetat analizele la cel puțin 2 luni mai târziu pentru a minimiza prejudecata de reamintire.

Asymmetrical Wall Thickening

Prevalența îngroșării asimetrice a peretelui a fost definită ca o grosime a peretelui ventricular ≥13,0 mm care a fost >1,5× grosimea segmentului miocardic opus. Prezența acesteia a fost evaluată la fiecare recrut din armată atât înainte, cât și după perioada de antrenament fizic.

Statistică

Măsurătorile grosimii peretelui au fost prezentate ca medie±SD. Limita superioară de 95% a normalului pentru fiecare segment a fost calculată ca medie±2 DS. Diferențele dintre grosimile pereților în diferite regiuni ale ventriculului au fost evaluate cu ajutorul testului t împerecheat Student și a unei ANOVA care a acomodat recrutul ca factor aleatoriu. Diferențele în caracteristicile recruților între cei cu și fără îngroșare asimetrică a peretelui au fost căutate folosind testul t cu eșantioane nepereche. Testele t împerecheate au fost utilizate pentru comparația între datele de dinainte și de după antrenament. Intervalul normal de 95% pentru diferențele dintre măsurile repetate ale grosimii peretelui LV (limitele acordului) a fost estimat prin înmulțirea SD a mediei diferențelor cu 1,96. Coeficienții de corelație intraclasă cu intervale de încredere de 95% au fost calculați pentru variația intra- și interobservator. Datele au fost analizate cu ajutorul software-ului SPSS versiunea 17.0 (SPSS Inc, Chicago, IL). Un P<0,05 pe 2 fețe a fost considerat semnificativ din punct de vedere statistic.

Rezultate

Studiu Recruți

Studii RMN au fost obținute la 541 de bărbați recruți ai armatei (vârsta, 20±2 ani) înainte de programul de antrenament fizic și repetate după aceea la 309 recruți (vârsta, 20±2 ani). Caracteristicile de bază ale acestor 2 grupuri au fost similare (tabelul 1). Niciunul dintre recruți nu avea antecedente de hipertensiune arterială sau boli cardiovasculare și niciunul nu a fost suspectat clinic de a avea o cardiomiopatie subiacentă. O sută șaizeci și cinci de recruți (40%) erau fumători actuali, 47 (11%) erau foști fumători și niciunul nu lua medicamente.

Reproductibilitate

Printre cei 20 de recruți selectați, 340 de măsurători perechi ale grosimii peretelui LV au fost efectuate de P.L., prezentând măsuri excelente de reproductibilitate intraobservator, fără distorsiuni fixe sau proporționale și limite înguste de concordanță ±0,99 mm. Acest lucru a fost valabil la toate nivelurile ventriculului (baza, cavitatea medie și apexul; tabelul 2). În general, valoarea coeficientului de corelație intraclasă pentru aceste măsurători a fost de 0,98. Acordul interobservator a fost la fel de bun, cu o diferență medie de 0,07 mm, limite de acord de ±1,03 mm și o valoare a coeficientului de corelație intraclasă de 0,99 (tabelul 2).

Date de bază

Grosimea peretelui VS

A existat o variație semnificativă a grosimii peretelui în cele 17 segmente ale miocardului (figura 2; tabelul 3). Grosimea peretelui LV a scăzut treptat la progresia de la bază spre apex (bază, 10,3±1,0 mm; cavitatea medie, 10,2±0,9 mm; apical, 7,3±1,0 mm; apex 2,3±0,6 mm; P<0,001). La nivelul bazal și al cavității medii, grosimea medie a peretelui a fost mai mare la nivelul septului decât la nivelul peretelui lateral (11,0±1,4 mm față de 10,1±1,3 mm; P<0,001). S-a constatat că o sută douăzeci și cinci de recruți (23 %) aveau o grosime a peretelui ≥13,0 mm, care a fost cel mai frecvent observată în sept (87 %). Patruzeci și șase (9%) au avut o grosime maximă a peretelui ≥14,0 mm, iar la 14 recruți (3%) aceasta a fost ≥15,0 mm. În general, în 4 din cele 17 segmente LV, limita superioară de 95% a grosimii normale a peretelui a depășit 13,0 mm. Limita superioară de 95% a normalului pentru inferoseptul mediu a fost de 14,1 mm (tabelul 3). Două procente din cohortă (12 din cei 541 de recruți) au îndeplinit criteriile de îngroșare asimetrică a peretelui chiar înainte de regimul de antrenament fizic (figura 3).

Răspuns la antrenamentul fizic

După antrenamentul fizic, prevalența îngroșării asimetrice a peretelui a crescut astfel încât a fost prezentă la 10% din cohortă (31 din 309 recruți), afectând cel mai frecvent inferoseptul mijlociu al cavității (74%) (Figura 3). La acești recruți, grosimea maximă a peretelui a crescut de la 12,7±1,1 mm înainte de antrenament la 14,1±0,9 mm după antrenament (P<0,001), dar, spre deosebire de restul cohortei, masa LV indexată și volumele end-diastolice indexate nu s-au schimbat (P=0,71 și, respectiv, P=0,61; tabelele 4 și 5). M/V, de asemenea, nu s-a modificat cu exercițiul fizic în acest subgrup sau în cohorta în ansamblu. Deși a existat o mică creștere a raportului grosime/volum al peretelui la recruții care au dezvoltat o îngroșare asimetrică a peretelui, acest raport a rămas normal în toate cazurile (<0,15 mm-m2-mL-1), ceea ce sugerează un răspuns de remodelare indus de exercițiu (Tabelele 4 și 5).13 Electrocardiogramele au fost disponibile doar la 3 dintre cei 31 de recruți, dar, din nou, nu au fost sugestive pentru HCM.

Nu a existat nicio diferență în caracteristicile inițiale ale recruților care au dezvoltat și nu au dezvoltat îngroșare asimetrică a peretelui, cu excepția indicelui de masă corporală, care a fost marginal mai mare la primii (24±3 față de 23±3 kg/m; P=0,02; tabelele 4 și 5). Doar 3 dintre recruții cu îngroșare asimetrică a peretelui post-exercițiu au avut-o la momentul inițial și la fiecare dintre ei gradul de îngroșare regională a peretelui a crescut în continuare după antrenament.

Discuție

Într-o cohortă de tineri recruți din armată, am demonstrat o variație regională semnificativă a grosimii peretelui LV și faptul că mai mult de o cincime dintre recruții noștri au avut o grosime a peretelui egală sau mai mare de 13,0 mm, atunci când a fost măsurată folosind CMR. Mai mult, prevalența îngroșării asimetrice a peretelui a crescut ca răspuns la programul de antrenament fizic, sugerând că la aproximativ o zecime dintre indivizi, aceasta se dezvoltă ca parte a răspunsului fiziologic la exercițiu. Aceste observații au implicații importante pentru diagnosticul HCM la bărbații tineri și în formă fizică.

Măsurătorile grosimii peretelui

Am demonstrat o reproductibilitate inter și intraobservator excelentă în măsurarea grosimii peretelui pentru toate regiunile miocardului, cu limite de concordanță de 1 mm.

În concordanță cu studiile anterioare,14 a fost observată o variație regională semnificativă în aceste măsurători, cu subțierea progresivă a peretelui LV la trecerea de la bază la apex și comparând peretele lateral cu septul. Cu toate acestea, limita superioară de 95% a grosimii normale a peretelui a fost >13,0 mm în 4 din cele 17 segmente LV. Acest lucru este în contrast puternic cu studiile ecocardiografice anterioare. Într-adevăr, chiar și în rândul sportivilor de elită, grosimea peretelui ≥13 mm a fost descrisă doar la 1% până la 2%.2,15,16 Este posibil ca acest lucru să reflecte sensibilitatea mai mare a CMR la creșterile regionale ale grosimii peretelui decât ecocardiografia, care a fost demonstrată în mai multe studii anterioare care au examinat diferite afecțiuni cardiace.8,17 Cu toate acestea, este posibil ca și natura cohortei noastre să fi contribuit. Având în vedere cerințele de intrare în armata britanică, este probabil ca populația noastră să fi avut un nivel ridicat de pregătire fizică de bază, astfel încât mulți dintre recruți este probabil să fi avut o inimă atletică chiar înainte de antrenament și, prin urmare, măsurători mai mari ale grosimii pereților. Având în vedere această preocupare, intervalul nostru normal nu ar trebui să fie considerat reprezentativ pentru întreaga populație și sunt necesare studii suplimentare pentru a defini un astfel de interval la indivizi mai sedentari. Cu toate acestea, rezultatele noastre indică faptul că, având în vedere variația regională, este puțin probabil ca un cutoff universal să fie adecvat pentru toate segmentele miocardului și că măsurătorile CMR ale grosimii peretelui de 13 până la 15 mm sunt observate destul de frecvent la bărbații atletici tineri care nu de puține ori sunt supuși unui screening pentru HCM.

Îngroșare asimetrică a peretelui

Înainte de antrenament, îngroșarea asimetrică a peretelui a fost prezentă în 2%, dar a crescut dramatic la 10% după perioada de exerciții fizice intense. La acești recruți, grosimea maximă a peretelui a crescut de la 12,7 la 14,1 mm și nu a fost observată în afara septului. Cu toate acestea, spre deosebire de restul cohortei și de descrierile anterioare ale remodelării induse de exerciții fizice, nu a existat nicio modificare a masei sau volumelor indexate ale LV, subliniind că acest răspuns reprezintă o formă neobișnuită de adaptare.

Explicația pentru care unii recruți au dezvoltat o îngroșare asimetrică a peretelui rămâne neclară. Nu au existat alți markeri clinici la acești recruți care să indice un diagnostic de HCM. Niciun recrut nu a avut simptome, antecedente familiale sau semne fizice care să sugereze o cardiomiopatie, iar la puținii recruți la care erau disponibile electrocardiograme, acestea erau, de asemenea, în limite normale. Mai mult, raportul grosime a peretelui/volum diastolic, care este considerat a fi un discriminator util între îngroșarea peretelui datorată exercițiului și cea legată de o postîncărcare crescută sau de cardiomiopatie13 , a fost normal la toți recruții noștri. Prin urmare, pare puțin probabil ca exercițiul fizic să fi demascat pur și simplu o cardiomiopatie subiacentă la acești recruți, în special având în vedere frecvența cu care a fost observată asimetria. Mai probabil, la anumiți indivizi, îngroșarea asimetrică a peretelui pare să apară ca parte a răspunsului fiziologic normal la exercițiu, deși cu diferențe esențiale față de modelele de adaptare raportate anterior. Pe baza acestor rezultate, am îndemna, prin urmare, la prudență în diagnosticarea HCM pe baza creșterilor la limită ale grosimii pereților regionali (13-15 mm), în special la bărbații tineri și în bună formă fizică.

Raportul dintre masa LV și volumul diastolic

După cum am raportat anterior, am confirmat într-o cohortă mare de recruți din armată că masa LV crește odată cu exercițiul fizic; cu toate acestea, analiza noastră a raportului dintre masa LV și volum (M/V) din acest studiu adaugă informații suplimentare. În mod important, am demonstrat că M/V nu s-a modificat după exercițiu, ceea ce indică faptul că creșterea masei este echilibrată de modificări ale volumului ventricular. Mai mult, raportul grosime a peretelui/volum a rămas normal la toți subiecții, susținând rolul acestor 2 parametri ca discriminatori utili între formele de hipertrofie induse de exercițiu și alte forme de hipertrofie.

Limitele studiului

Avantajul concentrării pe o cohortă tânără de adulți este că ne putem asigura că afecțiuni precum hipertensiunea arterială, boala coronariană sau diabetul zaharat nu vor fi influențat rezultatele noastre. Cu toate acestea, după cum s-a discutat, este probabil ca cohorta noastră să aibă un nivel mai ridicat de condiționare fizică la momentul inițial decât populația generală, ceea ce face puțin probabil ca intervalul nostru de referință să fie mai larg aplicabil. Prin urmare, sunt necesare lucrări suplimentare pentru a stabili un adevărat interval normal pentru grosimea peretelui la ambele sexe și, în mod ideal, la o gamă de vârste și etnii.

Dawson et al18 au publicat recent măsurători ale grosimii peretelui la 20 de cazuri, cu vârste cuprinse între 20 și 30 de ani (10 bărbați) care par ușor mai mici decât ale noastre (de exemplu, anterolateral bazal, 9,0±2,5 față de 10,0±1,3 mm). Din nou, acest lucru poate reflecta nivelurile de bază ridicate ale aptitudinilor fizice ale recruților din armata noastră sau pur și simplu numărul mic din cohorta lor.

Electrocardiogramele nu au fost efectuate de rutină în cohorta noastră, ceea ce reprezintă o limitare atunci când se încearcă diferențierea hipertrofiei datorate exercițiului fizic și a celei legate de HCM. Cu toate acestea, considerăm că, având în vedere rezultatele raportului grosime/volum al peretelui și screening-ul la care sunt supuși recruții armatei înainte de recrutare, putem fi mulțumiți că îngroșarea asimetrică a peretelui a fost observată ca parte a unui răspuns fiziologic de remodelare la efort și nu ca o manifestare a cardiomiopatiei.

Concluzie

Într-o populație de bărbați tineri recrutați în armată, am demonstrat variația regională semnificativă a grosimii peretelui LV și faptul că este frecvent ca aceasta să depășească pragul normal tradițional de 13,0 mm. În plus, am furnizat dovezi că îngroșarea asimetrică a peretelui apare ca un răspuns comun la exercițiu. Aceste observații indică faptul că la indivizii atletici tineri care sunt investigați pentru HCM, un diagnostic nu ar trebui să fie pus pur și simplu pe baza unei creșteri CMR la limită a grosimii regionale a peretelui.

Recunoștințe

Le mulțumim voluntarilor recruți ai armatei de la Lichfield, ospitalității și cooperării personalului de la Regimentul de Instruire a Armatei Lichfield, în special personalului de la Stația de Recepție Medicală, personalului de la Cantina Ofițerilor și comandantului. De asemenea, mulțumim Alliance Medical Limited, care a pus la dispoziție scanerul CMR mobil, și recunoaștem în mod special munca asiduă a tehnicienilor de scanare.

Notele de subsol

.