Prescrizione dell'Esercizio nella Riabilitazione Cardiaca Mediata dalla Funzione Autonomica (EXCARMA)

La riabilitazione cardiaca (RC) si è dimostrata una componente essenziale della prevenzione secondaria nel continuum del trattamento delle malattie cardiovascolari (MCV), rappresentando una raccomandazione di Classe I con livello di evidenza A e B nelle linee guida della Società Europea di Cardiologia (ESC) e dell'American Heart Association e dell'American College of Cardiology (AHA/ACC). La RC è anche uno degli interventi clinici più convenienti nel trattamento delle MCV. Queste malattie, ovvero la malattia coronarica (CAD) e l'insufficienza cardiaca (HF), sono associate a disfunzione autonomica, in particolare a un'eccessiva attivazione del sistema simpatico autonomo (ASS), che porta a vasocostrizione coronarica, rimodellamento miocardico e aumento del consumo basale di ossigeno. La componente principale dei programmi di RC (PRC) è l'allenamento fisico (ET), uno dei pilastri centrali del trattamento non farmacologico nelle MCV, prevenendo così la progressione degli effetti deleteri sopra menzionati. Il ruolo dell'ET nei PRC è stato sempre più enfatizzato; tuttavia, tra la varietà di programmi di allenamento esistenti, non è ancora chiaro quale sia la combinazione e il tipo di esercizio ottimali (aerobico/anaerobico o entrambi), la frequenza e la durata delle sessioni, la cui prescrizione dovrebbe essere personalizzata considerando la storia clinica del paziente e i risultati dell'esame pre-PRC. Questa limitazione è indicata come un grave inconveniente nell'ottenimento di risultati ottimizzati nei PRC. L'assenza di una metodologia che possa valutare più precisamente e quindi quantificare meglio l'effetto della prescrizione, ottimizzando in sicurezza il piano di allenamento, è uno dei problemi centrali riguardanti la RC, e sarà affrontata in questa proposta di ricerca ponendo la modulazione autonomica del sistema CV al centro della logica per prescrivere l'ET nei PRC. L'obiettivo principale di questo piano di ricerca è delineare un protocollo oggettivo e individualizzato per prescrivere l'ET nei PRC basato sull'output autonomico.

Dopo un'attenta ponderazione, sono state considerate due patologie importanti ma diverse con dimostrata eccessiva attivazione dell'ASS: "HF non ischemica con frazione di eiezione ridotta" (NIHFrEF) e "CAD senza HF" (CADnonHF). I seguenti obiettivi secondari contribuiscono al raggiungimento di questo obiettivo centrale e definiscono la maggior parte delle attività associate:

• Valutazione del modello di attivazione simpatica basale in pazienti con NIHFrEF e CADnonHF (Task2);
• Definizione di un fattore di normalizzazione riguardante l'attivazione simpatica per scopi di prescrizione dell'ET nel contesto dei PRC (Task3)
• Definizione di un programma di allenamento fisico per PRC con prescrizione guidata dalla risposta autonomica (Task 4); Nel Task 2, il livello di attivazione basale del sistema nervoso autonomo (ANS) sarà caratterizzato per ciascuna delle due condizioni identificate (NIHFrEF e CADnonHF) utilizzando un campione di 30 pazienti per ciascuna per garantire una buona approssimazione della distribuzione campionaria della media utilizzando il teorema del limite centrale, e i partecipanti saranno arruolati presso la consultazione di RC nel reparto di Cardiologia del Centro Hospitalar de Leiria (CHL). L'Unità di RC del CHL è accreditata dall'European Association of Preventive Cardiology (EAPC) dal 2022. Misure indirette classiche dell'ANS relativamente imprecise, come la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) e gli indici derivati, saranno ottenute con un Holter 24h e un "ECG a lunga durata", così come il recupero della FC nel primo minuto con un test di esercizio cardiopolmonare (CPET) e anche catecolamine sieriche in campioni di sangue e urine. Oltre a queste misure indirette, sarà condotta una registrazione diretta del SNS ottenuta mediante microneurografia (MSNA), disponibile presso l'istituzione di ricerca ospitante (ciTechCare). L'insieme di variabili (autonomiche e loro derivate), insieme ai biomarcatori metabolici, consentirà un'analisi di correlazione multivariata seguita dall'uso dell'algoritmo di Machine Learning "Analisi delle Componenti Principali" (PCA) per ridurre la dimensionalità del set di dati, e quindi definire un fattore di normalizzazione per scopi di prescrizione dell'esercizio, che corrisponde all'obiettivo principale associato al Task 3. Questo fattore di normalizzazione sarà fondamentale per stabilire il modello individuale di attivazione simpatica, stabilendo lo stesso punto di partenza per la prescrizione iniziale dell'esercizio e un follow-up imparziale della performance del paziente. Per quanto riguarda il Task 4, i piani di allenamento (carico aerobico/anaerobico) saranno realizzati in concomitanza con i livelli definiti per il modello di classificazione (uno dei derivabili del Task precedente), e saranno sviluppati dal candidato insieme al Fisiatra del Team PRC, stabilendo un programma di allenamento combinato (aerobico e di resistenza) e stratificato (con vari livelli di intensità, frequenza, fasi e durata). Questo protocollo sarà valutato dai dovuti comitati etici sanitari (Task 1), e tutti gli aspetti legali riguardanti la sicurezza e la protezione dei dati saranno rispettati.

Per quanto riguarda i rischi e le strategie per mitigarli, il rischio principale è legato alla valutazione dei dati. In tal caso, potrebbero essere contattati altri ospedali per aumentare il numero di partecipanti. Un altro rischio è legato alla dipendenza delle attività. In questo caso, l'esperienza dei mentori e l'integrazione di questo progetto in un team con competenze in PRC e familiarità con le applicazioni dell'intelligenza artificiale in Medicina saranno determinanti.