Introduzione

Il cuore dell’atleta è una condizione fisiologica caratterizzata da specifici adattamenti cardiaci e circolatori all’allenamento continuo. Alcune teorie suggeriscono che una di queste modifiche potrebbe essere il rimodellamento aortico indotto dal carico emodinamico durante l’esercizio. Tuttavia, pochissimi studi hanno esplorato questo problema.1 Una sfida che circonda la dilatazione della radice aortica negli atleti è la definizione dei limiti superiori di questo segmento anatomico. Recenti linee guida della Società europea di Cardiologia affermano che i diametri aortici di solito non superano i 40 mm. Valori simili sono stati trovati in 2317 atleti italiani valutati mediante ecocardiografia M-mode, dove il limite superiore della radice aortica è stato stabilito in 40 mm per gli uomini e 34 mm per le donne.2 Tuttavia, le attuali raccomandazioni suggeriscono l’uso di misurazioni ecocardiografiche 2-dimensionali (2D) del diametro aortico piuttosto che misurazioni in modalità M.3,4

Vedi Editoriale di Safi e Wood

Vedi Prospettiva clinica

Un altro problema è che la maggior parte degli studi ha classificato solo gli sport come tipo di forza o tipo di resistenza.1 Tuttavia, Mitchell et al forniscono una classificazione più dettagliata determinata dalle componenti statiche e dinamiche di ogni sport.5

Lo scopo di questo studio è quello di stabilire i limiti fisiologici del rimodellamento aortico associato a un allenamento prolungato e intenso in una vasta popolazione di atleti d’élite sani, tenendo conto delle esigenze cardiovascolari di ogni sport in termini di componente statica e dinamica come indicato nella classificazione sportiva di Mitchell.

Metodi

Soggetti e protocollo di studio

Il Centro di medicina dello sport è il dipartimento medico del Consiglio Nazionale dello Sport spagnolo, dove tutti gli atleti sono indirizzati per lo screening precompetitivo. Tutti avevano gareggiato almeno a livello nazionale, e la maggior parte di loro aveva partecipato anche a competizioni internazionali (coppe europee, campionati del mondo o Giochi Olimpici). Tutti gli atleti sono stati sottoposti a valutazione cardiovascolare, tra cui anamnesi, esame fisico, misurazioni antropometriche, ECG a 12 derivazioni, ergospirometria, ecocardiografia M-mode e Doppler 2D (supplemento dati).

Da gennaio 1997 a dicembre 2013, abbiamo valutato 4596 atleti consecutivi. Tutti i soggetti hanno partecipato a un livello di competizione elevato da 1 a 22 anni. Per questo studio, i criteri di esclusione erano neri etnia,6-8 immaturità sessuale (età al di sotto dei 18 anni per i maschi e 16 anni per le femmine),9 valvola aortica bicuspide, marfanoid manifestazioni,10 aneurisma dell’aorta, da sinistra a destra shunt, picco aortica gradiente >15 mm Hg, da moderata a grave rigurgito della valvola aortica o mitrale senza valvulopathy, pressione arteriosa sistolica ≥140 mmhg, pressione diastolica ≥90 mm Hg, di secondo e di terzo grado blocco atrioventricolare, e non fisiologici (LV) ventricolare sinistra ipertrofia definito come spessore medio ≥13 mm. La popolazione finale comprendeva 3281 atleti (2039 uomini e 1242 donne). Dal primo screening a cui sono stati sottoposti presso la nostra Istituzione al follow-up finale, è trascorso un intervallo tra 0,5 e 17,5 anni (follow-up medio 10,2±2,1 anni). Nessuno di loro ha presentato morte cardiaca improvvisa durante il follow-up. Gli atleti erano impegnati in un ampio spettro di 54 diverse discipline, raggruppate secondo la classificazione modificata di Mitchell. Sette sport non apparivano nella classificazione iniziale (alpinismo, sci freestyle, sci alpinismo, futsal, motonautica, pentathlon moderno e pallanuoto) e sono stati classificati per consenso tra 3 esperti di medicina sportiva (Figura 1).

Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico della Fundación Jiménez Díaz. Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto.

Ecocardiografia

Integrato M-mode e 2D sono stati eseguiti studi di secondo 1989 linee guida raccomandazioni e poi convalidato le nuove linee-guida 2005.11,12 Ecocardiografico Doppler studi sono stati eseguiti utilizzando il Toshiba SSH-140A (Toshiba Medical Systems, Tochigi, Giappone) dotate di 2,5 e di 3,75 MHz sonde, Philips SONOS 7500 (Philips Medical Systems, Bothell, WA) dotato di 1 a 3 MHz sonda, e Toshiba ARTIDA (Toshiba Medical Systems, Tochigi, Giappone) ecocardiografo sistemi con un 2 – a 4.8 MHz sonda. Le immagini sono state ottenute su piani convenzionali (asse parasternale lungo e corto, viste apicali, subcostali e sovrasternali). Le misurazioni sono state prese perpendicolarmente all’asse del flusso sanguigno e includevano il diametro aortico più grande. Le misurazioni aortiche sono state effettuate da una vista parasternale dell’asse lungo 2D nei seguenti siti utilizzando la convenzione bordo-bordo interno (Figura 2): (1) anello della valvola aortica (AoA), (2) diametro massimo dei seni di Valsalva (AoSV), (3) giunzione sinotubulare (AoSJ) e (4) diametro massimo dell’aorta ascendente prossimale (AoPxA). L’aorta è stata misurata anche utilizzando M-mode (AoM) in una posizione intermedia tra AoA e AoSV. Per le analisi sono stati utilizzati valori corretti per area grezza e superficie corporea (BSA).3,12 La dilatazione aortica è stata sospettata quando qualsiasi misura ha superato il limite superiore dell’intervallo di confidenza del 95% della distribuzione complessiva (Supplemento ai dati).

Test di stress incrementale

Gli atleti hanno eseguito test di ergospirometria con protocollo incrementale. A seconda della disciplina, il test è stato effettuato su tapis roulant, cicloergometro o vogatore (supplemento dati).

Analisi statistiche

Le analisi sono state condotte utilizzando SPSS 20.0. La distribuzione è presentata come box plot. I risultati sono espressi come media ± deviazione standard (SD). Uno studio descrittivo è stato condotto in base al sesso (media, SD e 95 ° percentile). Il test t di uno studente è stato utilizzato per confrontare i dati tra i sessi e un’analisi a 2 vie della varianza con il test post hoc di Bonferroni è stato condotto per esaminare possibili differenze tra gruppi classificati secondo il sistema di classificazione di Mitchell. La valutazione dei potenziali predittori delle dimensioni dell’aorta è stata valutata utilizzando un metodo di regressione multipla e il metodo passo-passo. Le seguenti variabili sono state incluse in tutti i modelli: età, sesso, peso, altezza, BSA, volume end diastolico LV, massa LV, diametro antero-posteriore atriale sinistro, diametro superoinferior atriale sinistro, diametro superoinferior atriale destro, consumo massimo di ossigeno (VO2max), gittata cardiaca, pressione arteriosa sistolica, pressione arteriosa diastolica e frequenza cardiaca. Un valore di P a 2 code ≤0,05 è stato considerato significativo.

Risultati

Lo studio ha incluso 3281 atleti elite, 2039 dei quali erano maschi e 1242 femmine. Le caratteristiche demografiche sono presentate nella Tabella 1. Gli uomini erano più anziani, più alti e più pesanti delle donne. Nessuna differenza nel regime di allenamento era presente tra i sessi (19,2±9,9 ore/settimana nelle donne rispetto a 19,1±8,7 ore/settimana negli uomini ), ma gli uomini avevano più anni di esperienza nei loro rispettivi sport. La frequenza cardiaca a riposo era più bassa nei maschi mentre la pressione sanguigna e VO2max erano più alte. Tutti i valori grezzi ottenuti dall’ecocardiografia erano maggiori negli uomini. Dopo la normalizzazione per BSA, la maggior parte delle dimensioni è rimasta più alta negli uomini, ad eccezione del diametro diastolico del ventricolo sinistro e delle misure atriali, che erano più alte nelle donne (Tabella 2). La frazione di eiezione era maggiore nelle donne, sebbene la gittata cardiaca fosse più alta negli uomini. Le onde E e A erano maggiori nelle donne.

La distribuzione di tutte le misure aortiche interno–interno secondo l’ecocardiografia M-mode e 2D era simmetrica e aveva un piccolo intervallo interquartile (Figura 2).

Tutte le misure di radice interna aortica grezza degli uomini erano più grandi rispetto a quelle delle donne (Tabella 3). Dopo la normalizzazione per BSA, AoA era maggiore negli uomini e AoSJ e AoPxA erano maggiori nelle donne. Nella nostra coorte, 37 maschi avevano diametri aortici ≥40 mm (1,8%). In 15 casi (0,7%), l’aorta è stata ingrandita a livello di AoM, nessuno a AoA, 34 (1.7%) a AoSV, 2 (0,1%) a AoSJ e 4 (0,2%) a AoPxA. Nel frattempo, 19 femmine avevano diametri aortici ≥34 mm (1,5%). Di questi, 6 aorta (0,5%) sono state ingrandite in AoM, nessuna in AoA, 14 (1,1%) in AoSV, nessuna in AoSJ e 2 (0,2%) in AoPxA. Nessuno ha presentato complicazioni cardiovascolari durante il follow-up. Le dimensioni di AoSJ erano simili a quelle di AoA, riflettendo che la morfologia di tutte le radici aortiche valutate rimaneva preservata. Il limite superiore della dimensione aortica (95 ° percentile) in ciascuna posizione è descritto nella Tabella 3.

Le misure della radice aortica per tutti i gruppi di Mitchell sono mostrate nelle tabelle 4 e 5 e le immagini rappresentative di varie misure aortiche sono riportate nelle Figure 3 e 4. I valori grezzi e corretti della radice aortica in base alla componente dinamica o statica della classificazione di Mitchell nei maschi e nelle femmine sono mostrati nelle tabelle I e II nel supplemento ai dati. Le misure aortiche crude e corrette a tutti i livelli erano significativamente maggiori negli atleti di entrambi i sessi i cui sport hanno una componente dinamica elevata, ad eccezione di AoSJ corretto nelle donne, in cui la componente dinamica bassa, moderata e alta aveva valori simili.

Analisi di regressione multipla

I predittori delle dimensioni della radice aortica con valori P più bassi per ciascun piano aortico sono mostrati nella Tabella 6. Il miglior predittore per tutte le misure era la massa LV, specialmente in AoM, AoA e AoSV.

Discussione

Dimostriamo che la radice aortica negli atleti d’élite sani rientra nei limiti stabiliti per la popolazione generale.

Gli atleti d’élite sono costantemente esposti a condizioni uniche di sforzo fisico. Caratteristiche simili di età, altezza,BSA,1 regime di allenamento,13 durata,14 frequenza cardiaca a riposo,14, 15 e VO2max16 sono state trovate in altri studi dello stesso tipo.

Ci sono informazioni limitate sulla dimensione della radice aortica negli atleti d’élite. Secondo una meta-analisi di Iskandar et al, sono stati pubblicati studi 1 23 su questo tipo di popolazione, ma in 11 di essi, l’unica misurazione registrata era AoA, gli studi 8 misuravano solo AoSV ed entrambe le misure sono state prese negli studi 4. L’unico studio che ha misurato l’aorta nei 4 piani dell’ecocardiogramma 2D è stato quello di D’Andrea et al.17 Nel nostro studio, sono state eseguite 5 misure: una in modalità M in un punto intermedio tra il piano della valvola e i seni aortici in conformità con gli standard dell’American Society of Ecocardiography12 e 4 in 2D (AoA, AoSV, AoSJ e AoPx) seguendo le raccomandazioni di Roman et al.3

I valori medi grezzi e corretti dell’aorta in tutti i piani rientravano nell’intervallo normale per la popolazione generale.3,12,18 La dimensione più piccola dell’aorta è stata trovata a livello di AoA, con 21.6±2,7 mm nelle donne e 25,5±3,3 mm negli uomini; questo è probabilmente dovuto al fatto che fa parte dello scheletro fibroso del cuore e probabilmente soffre di meno rimodellamento con l’allenamento.1 La dimensione più grande è stata trovata a livello di AoSV, con valori di 27,2±2,8 mm e 31,6±3,6 mm rispettivamente nelle donne e negli uomini, probabilmente a causa dell’aumento delle fibre elastiche nella parte ascendente dell’AoSV, in contrasto con AoSJ, che ha una maggiore presenza di collagene di tipo I, con maggiore resistenza alla trazione. Non sono state trovate differenze nei valori corretti a AoM e AoSV tra uomini e donne, quindi, in coincidenza con i risultati di Roman et al.3 Quando si confrontano i valori del nostro studio con quelli ottenuti da Iskandar et al, i valori 1 AoSV sono risultati simili negli uomini (31,6±3,5 contro 31,6 mm ). I nostri valori nelle donne erano più alti (27,2±2,8 mm), ma nell’intervallo di quelli di Iskandar (25,1 mm ). I valori di AoA erano più bassi negli uomini rispetto a quelli di Iskandar, 25,4±3,2 mm rispetto a 30,8 mm (intervallo di confidenza del 95%, 29,9–31,8). Questa differenza può essere il risultato del metodo utilizzato (2D versus M-mode), dove può verificarsi un errore di stima ≤2 mm.4 Le dimensioni ottenute AoM negli uomini (30,3±3,3 mm) erano al punto medio tra le misure di AoA e AoSV; ciò rafforza il concetto secondo cui i valori sono secondari al metodo di misurazione. La meta-analisi di Iskandar1 non ha mostrato dati a AoA nelle donne a causa di studi insufficienti eseguiti in questo gruppo. Tale limitazione chiave è risolta nel nostro studio, che include la più grande serie di atlete mai pubblicata (n=1242 donne).

D’Andrea et al17 hanno mostrato valori simili per AoA e valori molto maggiori per AoSV, AoSJ e AoPxA rispetto alle nostre misurazioni nella popolazione totale degli atleti. Questi autori hanno trovato valori medi di 33 mm (intervallo 28-42 mm) a AoSV, 31 mm (intervallo 26-37 mm) a AoSJ e 33 mm (intervallo 28-39 mm) a AoPxA. C’erano poi differenze di 3,1 mm per AoSV, 5,9 mm per AoSJ e 7,4 mm per AoPxA rispetto alla nostra popolazione. In una certa misura, la variabilità riscontrata potrebbe essere spiegata da diversi fattori. In primo luogo, solo 2 tipi di gruppi—atleti allenati a resistenza e forza-sono stati utilizzati dallo studio di cui sopra, mentre la nostra popolazione di studio comprendeva un ampio spettro di discipline sportive 54. In secondo luogo, sono state utilizzate diverse tecniche di misurazione: leading-edge è stato usato da D’Andrea rispetto alla convenzione interno–interno nel nostro caso. In terzo luogo, i risultati ottenuti da D’Andrea devono essere considerati con cautela perché non è stata presentata alcuna SD e i risultati sono stati pari e superiori al 95 ° percentile per AoSJ e AoPxA, rispettivamente, della gamma interquartile della nostra popolazione. Poiché D’Andrea ha descritto i valori della radice aortica per i gruppi di resistenza e forza che mescolano uomini e donne, non possiamo fare un confronto di questi gruppi con i nostri gruppi con alta componente dinamica e statica, rispettivamente.

A nostra conoscenza, non ci sono studi sugli atleti che confrontano le 5 misurazioni in base al sesso o alla BSA in letteratura. Inoltre, va notato che se vengono eseguite solo 1 o 2 misure della radice aortica, può verificarsi una sovra – o sottostima perché potremmo perdere una dilatazione aortica distale alla cresta sopra-aortica, e tale dilatazione può costituire un fattore di rischio per complicanze cardiovascolari a causa della dissezione aortica, specialmente negli sport che causano carichi emodinamici più elevati.

Esistono informazioni limitate sul comportamento dell’aorta in funzione della componente dinamica o statica di ogni sport. Iskandar et al1 hanno dimostrato che gli atleti di resistenza maschile avevano maggiori diametri AoA rispetto agli atleti di forza e ai controlli, quindi, facendo eco ai nostri risultati in cui sono state trovate maggiori dimensioni aortiche per ciascun piano negli atleti che partecipano a sport con una componente dinamica elevata. Tuttavia, gli atleti della categoria B avevano valori corretti inferiori rispetto a quelli della categoria A, che potevano essere attribuiti a un basso allenamento aerobico e una maggiore importanza degli aspetti tecnici nel gruppo B. È anche importante ricordare che la classificazione sportiva di Mitchell considera solo VO2max durante la competizione, anche se alcune discipline possono avere diverse esigenze cardiovascolari durante l’allenamento. Per quanto riguarda la componente statica e il diametro dell’aorta, BSA sembra influenzare la dimensione dell’aorta. I valori grezzi erano maggiori nel gruppo II, che includeva sport con una grande BSA come basket, rugby e nuoto. Tuttavia, dopo la correzione per BSA, si verifica il contrario e il gruppo II contiene valori BSA più piccoli. Non sono state riscontrate differenze tra i gruppi I e III. Una possibile spiegazione per questo è che la categoria I include sport come tennis, squash, hockey su prato e calcio, che richiedono minori esigenze di forza durante la competizione mentre carichi più elevati di forza vengono applicati durante l’allenamento. Nello studio di Iskandar, gli atleti di forza 1 hanno mostrato una tendenza non significativa verso dimensioni maggiori a AoA rispetto ai controlli. In contrasto con i nostri risultati, D ‘ Andrea et al17 hanno descritto che gli atleti di forza avevano diametri più alti rispetto agli atleti di resistenza a tutti i livelli.

Il più forte predittore della dimensione della radice aortica era la massa LV. Questa scoperta sembra logica perché LV ipertrofia è un segno di adattamento di resistenza. Età e BSA erano anche predittori, ma in misura minore. Anche se VO2max o la gittata cardiaca sono aumentati negli atleti, nessuno di questi fattori sembra influenzare la dimensione della radice aortica. Una possibile spiegazione potrebbe essere che entrambe le variabili dipendono anche da altre componenti multifattoriali.

Alcuni studi hanno evidenziato l’influenza di BSA sui diametri dell’aorta; infatti, il nomogram3 di Roman è utilizzato dall’American Society of Ecocardiography e dall’European Association of Cardiovascular Imaging per stabilire parametri normali. Tuttavia, altri autori suggeriscono un plateauing di BSA e altezza negli atleti ectomorfi.2,17,19,20 Questi autori ritengono che le aortas >40 mm siano rare, con un’incidenza tra lo 0,26% e l ‘ 1,2%. Questo suggerimento è coerente con i risultati del nostro studio, in cui c’era assenza di dilatazione della radice aortica in sport come il basket (categoria statica II) con giocatori molto alti. Ancora di più, gli stessi giocatori hanno mostrato i più piccoli valori aortici corretti. Per questo motivo, dobbiamo sottolineare che la dilatazione aortica non è attribuibile esclusivamente all’allenamento o alle dimensioni del corpo, e altre cause dovrebbero essere studiate quando un atleta sviluppa la malattia.

Le attuali linee guida ESC sulla diagnosi e il trattamento delle malattie aortiche hanno stabilito il limite superiore per il rimodellamento aortico negli atleti maschi a 40 mm e 34 mm nelle atlete. Ma questo si basa solo sulle misurazioni in modalità M e considerando il 99 ° percentile. Suggeriamo che questi valori dovrebbero essere sostituiti con misure prese ai 4 piani della radice aortica nell’ecocardiografia 2D e usando il 95 ° percentile come limite superiore perché in statica, si preferisce stabilire standard piuttosto che il 99 ° percentile perché quest’ultimo è più adatto ai valori anomali.

Implicazioni cliniche

I nomogrammi classici per le dimensioni aortiche sono progettati per la popolazione generale,3,8 ma non ci sono nomogrammi per gli atleti d’élite. Sulla base dei dati di questo studio, possiamo definire l’intervallo normale per gli atleti d’élite e stabilire il punteggio z per valutare se l’aorta di un dato paziente è ingrandita. Per fare ciò, dobbiamo utilizzare i dati degli atleti della stessa categoria della classificazione di Mitchell modificata e utilizzare questa equazione: (Misurazione Ao ottenuta−misurazione media Ao alla tabella di riferimento)/SD alla tabella di riferimento). Se il punteggio z è>2, si può considerare che c’è un allargamento dell’aorta a quel livello rispetto a quello della nostra popolazione di atleti sani. Pertanto, questo allargamento non può essere attribuito all’attività sportiva e l’esistenza di un disturbo cardiovascolare dovrebbe essere considerata. Le dimensioni della radice aortica grezza e corretta da BSA per tutti i gruppi di categoria di Mitchell sono mostrate nelle tabelle 4 e 5.

Questa è la prima ricerca in una grande coorte di atleti sani d’élite che stabilisce valori di riferimento per tutte le pianure della radice aortica raccomandate dall’American Society of Ecocardiography e dall’European Association of Cardiovascular Imaging e che rappresenta le esigenze cardiovascolari di ogni sport in termini di componenti statiche e dinamiche contenute nella classificazione di Mitchell.4 Dimostra che la radice aortica negli atleti d’élite rientra nei limiti stabiliti per la popolazione generale. L’implicazione clinica di questi risultati è che la marcata dilatazione della radice aortica negli atleti d’élite non può essere attribuita all’altezza, alla superficie corporea o all’allenamento da solo e devono essere eseguiti esami complementari.

Limitazioni dello studio

Le limitazioni relative alla nostra indagine includevano la mancanza di un gruppo di controllo. Tuttavia, il gran numero di atleti ha permesso di generare valori di riferimento. Gli atleti di etnia nera sono stati esclusi dalla popolazione in studio a causa di diverse dimensioni antropometriche6 e diversi adattamenti cardiaci, come descritto in precedenza.7,8 Tutte le misure aortiche sono state eseguite con il metodo bordo interno a bordo interno. Le attuali linee guida del 2015 per la popolazione generale raccomandano di misurare solo il bordo interno a bordo interno per l’anulus aortico e la convenzione edge-to-leading edge per tutte le altre misurazioni della radice aortica. Per quanto riguarda questa preoccupazione, nel periodo di reclutamento del nostro studio (dal 1997 al 2013), non è stato definito come misurare l’aorta in 2D. Inoltre, poiché gli strati della parete aortica degli atleti sani non sono calcificati, non c’è fioritura acustica e le misure interne del bordo interno sono facilmente ottenibili. Infine, non abbiamo eseguito ecocardiogrammi seriali sugli atleti dopo il completamento della loro fase competitiva e, quindi, non possiamo valutare se ci sono cambiamenti nelle misurazioni della radice aortica sul detraining.

Conclusione

La radice aortica non ha lo stesso grado di adattamento fisiologico all’allenamento di altre strutture del cuore dell’atleta. Il cuore di un atleta mostra a malapena la dilatazione con l’allenamento dinamico e non mostra praticamente alcun cambiamento con l’allenamento statico. La marcata dilatazione della radice aortica non può essere attribuita solo all’altezza, alla superficie corporea o all’allenamento. Sembra ragionevole iniziare esami complementari per escludere la patologia negli atleti d’élite con misure superiori al 95 ° percentile per il loro sport.

Ringraziamenti

Ringraziamo la signora Maite García e Pilar Antón per la loro preziosa assistenza, così come i membri del Centro di Medicina dello Sport.

Note a piè di pagina