Effetti dell'Allenamento Fisico nei Pazienti con Insufficienza Cardiaca Avanzata

Obiettivo Generale Valutare se un protocollo di riabilitazione migliora lo stato funzionale e la tolleranza all'esercizio in pazienti in lista d'attesa per trapianto cardiaco che ricevono supporto inotropo positivo endovenoso durante il ricovero in un ospedale di cardiologia di livello terziario nello stato di San Paolo, Brasile.

insufficienza cardiaca avanzata sotto supporto inotropo.

Obiettivi Specifici Delineare il profilo epidemiologico dei pazienti ricoverati con insufficienza cardiaca avanzata che ricevono supporto inotropo positivo endovenoso.

Valutare l'efficacia dell'allenamento dei muscoli respiratori in pazienti con insufficienza cardiaca avanzata sotto supporto inotropo.

Analizzare se il programma di riabilitazione influisce sullo spessore del muscolo quadricipite femorale attraverso misurazioni ecografiche e sulla funzione endoteliale attraverso valutazioni della dilatazione mediata dal flusso.

Valutare se la riabilitazione influisce sulla qualità della vita e sulla sensazione di benessere nei pazienti ricoverati con insufficienza cardiaca che ricevono supporto inotropo.

Metodi Tipo di Studio Si tratta di uno studio clinico non randomizzato.

Sede dello Studio Lo studio sarà condotto nel reparto di degenza dell'Istituto di Cardiologia Dante Pazzanese, situato in Avenida Doutor Dante Pazzanese 500, Vila Mariana, San Paolo, SP, Brasile.

Partecipanti allo Studio I partecipanti saranno pazienti con diagnosi di insufficienza cardiaca, in lista per trapianto cardiaco, che ricevono supporto inotropo positivo endovenoso e ricoverati nel reparto di degenza dell'Istituto di Cardiologia Dante Pazzanese. Tutti i partecipanti saranno informati sugli obiettivi dello studio e sulle procedure da eseguire. Coloro che accetteranno di partecipare firmeranno il Modulo di Consenso Informato (Allegato I). Il progetto sarà sottoposto al Comitato Etico per la Ricerca dell'istituzione per l'approvazione.

Criteri di Inclusione Pazienti di età superiore a 18 anni, di qualsiasi sesso Pazienti che accettano di partecipare e firmano il Modulo di Consenso Informato Pazienti con diagnosi di insufficienza cardiaca, indipendentemente dall'eziologia Pazienti inseriti nella lista d'attesa per trapianto cardiaco durante il ricovero presso l'istituzione Pazienti che ricevono supporto inotropo positivo endovenoso, indipendentemente dal dosaggio Pazienti con prescrizione medica per fisioterapia

Criteri di Esclusione Pazienti di età inferiore a 18 anni Pazienti che non accettano di partecipare allo studio Pazienti con aritmie atriali o ventricolari che causano instabilità emodinamica Pazienti con limitazioni fisiche e/o cognitive che impediscono lo svolgimento di attività fisiche Pazienti che richiedono supporto ventilatorio non invasivo per eseguire l'esercizio

Dimensione del Campione L'obiettivo primario dello studio è confrontare i risultati del Test del Cammino di 6 Minuti (6MWT) prima e dopo l'intervento, utilizzando un disegno a braccio singolo. L'ipotesi nulla presuppone nessuna differenza tra pre- e post-intervento. L'ipotesi alternativa testerà differenze di 20, 25 o 30 metri per calcolare le potenziali dimensioni del campione.

L'analisi considererà la dipendenza tra le misurazioni pre e post, rappresentata da un coefficiente di correlazione di 0,5. La deviazione standard sarà basata sullo studio di Forestieri (2016), che ha identificato un valore di 42,4. Assumendo un tasso di errore di Tipo I del 5%, le stime della dimensione del campione saranno calcolate in base alle differenze attese e alla potenza statistica, 22 pazienti

Raccolta dei Dati I dati per questo studio saranno ottenuti attraverso un modulo di valutazione che include dati epidemiologici, test funzionali come il Test del Cammino di 6 Minuti (6MWT) e il Test Sit-to-Stand (TSL1), e valutazioni tra cui manovacuometria, dinamometria, bioimpedenza e il DEMMI (De Morton Mobility Index). Le misurazioni dello spessore del muscolo quadricipite saranno eseguite utilizzando l'ecografia. La funzione endoteliale sarà valutata misurando la dilatazione dell'arteria brachiale dopo un breve periodo di ischemia dell'avambraccio, anch'essa valutata tramite ecografia.

Strumenti aggiuntivi includono il Questionario Minnesota Living with Heart Failure per valutare la qualità della vita, la Scala del Sentimento per misurare la soddisfazione durante l'attività fisica e la Scala di Borg Modificata per valutare lo sforzo percepito. Come valutazione aggiuntiva, sarà prelevato un campione di sangue per valutare lo stress ossidativo.

Strumenti di Raccolta Dati

Modulo di Valutazione Saranno raccolte le seguenti variabili:

Nome completo Numero di registrazione ospedaliera Età (in anni) Sesso (femminile, maschile, altro) Razza/etnia (Nero, Marrone, Bianco, Indigeno, Asiatico) Religione Livello di istruzione Comorbidità (ipertensione arteriosa sistemica - SAH, dislipidemia - DLP, diabete mellito - DM, malattia renale cronica - CKD, ictus - con o senza sequele) Eziologia dell'insufficienza cardiaca Abitudini di vita e loro frequenza (fumo, consumo di alcol, attività fisica prima del ricovero) Peso (kg), altezza (m), indice di massa corporea (BMI in kg/m²) Componenti dell'esame fisico (frequenza cardiaca, frequenza respiratoria, saturazione di ossigeno periferica, pressione sanguigna, Scala di Borg Modificata) Dosaggio inotropo utilizzato

I dati relativi al ricovero includeranno:

Durata del ricovero Uso e durata dell'ossigenoterapia Necessità e durata della ventilazione meccanica invasiva e/o non invasiva Uso della pompa a palloncino intra-aortica (IABP) Valori degli esami di laboratorio durante il ricovero (urea, creatinina, peptide natriuretico cerebrale - BNP) Frazione di eiezione ventricolare sinistra (LVEF) e pressione sistolica dell'arteria polmonare (PASP) dall'ecocardiogramma di ammissione Dati dalla manometria, test da sforzo cardiopolmonare e risonanza magnetica cardiaca quando disponibili

Test del Cammino di 6 Minuti (6MWT) Questo test submassimale è utilizzato per valutare la capacità funzionale. Il partecipante sarà guidato da un fisioterapista, che spiegherà la procedura e la sua rilevanza per gli esiti cardiopolmonari (Dichiarazione ATS, 2002). Il paziente camminerà per 6 minuti lungo un corridoio di 30 metri nell'unità.

I seguenti parametri saranno misurati prima, durante e dopo il test:

Pressione sanguigna Frequenza cardiaca Saturazione di ossigeno periferica Dispnea e affaticamento percepiti utilizzando la Scala di Borg (Cahalin et al., 1996)

L'esito primario sarà la distanza percorsa in metri. Per valutare la performance, la distanza prevista sarà calcolata utilizzando le equazioni di Enright & Sherrill:

Uomini e Donne

I livelli di performance saranno categorizzati come segue:

Livello I: >450 metri

Livello II: 300-450 metri

Livello III: <300 metri (Dichiarazione ATS, 2002)

Strumenti di Valutazione Funzionale e Fisiologica Test Sit-to-Stand di un Minuto (TSL1): Questo test è utilizzato per valutare la capacità funzionale. È stato adattato dallo studio di Ozalevli et al. (2007). Al segnale dell'esaminatore, il partecipante deve alzarsi e sedersi su una sedia senza usare le braccia, ripetendo il movimento nel modo più sicuro e veloce possibile. L'obiettivo è eseguire il massimo numero di ripetizioni entro un minuto.

Manovacuometria: Questo test misura la forza dei muscoli respiratori attraverso la Pressione Inspiratoria Massima (MIP) e la Pressione Espiratoria Massima (MEP), con risultati aggiustati per sesso ed età. La valutazione viene eseguita con il paziente seduto, ginocchia a 90°, e colonna vertebrale eretta.

Per la MIP, il paziente è istruito a espirare completamente e poi eseguire un'inspirazione massima sostenuta.

Per la MEP, il paziente inspira massimamente e poi esegue un'espirazione massima sostenuta.

Vengono eseguite almeno tre prove o fino a quando si osserva un calo del valore misurato. Il valore più alto viene selezionato e confrontato con i valori di riferimento. I valori previsti sono calcolati utilizzando le equazioni di Neder et al. (1999):

Uomini:

MIP = -0,80 × età + 155,3

MEP = -0,81 × età + 165,3

Donne:

MIP = -0,49 × età + 110,4

MEP = -0,61 × età + 115,6

Il dispositivo utilizzato in questo studio sarà il Manovacuometro Digitale MVD300-U di Homed.

Forza di Presa Manuale (Dinamometria Manuale): La forza di presa manuale è una misura di forza isometrica che coinvolge l'applicazione di forza su un oggetto. È valutata utilizzando un dinamometro manuale digitale (Camry Digital Handgrip Dynamometer), che sarà calibrato prima di ogni sessione di test per garantire l'accuratezza.

Per il test, il paziente sarà seduto con ginocchia a 90°, colonna vertebrale eretta, braccia non supportate, spalla in adduzione e rotazione neutra, gomito flesso a 90°, avambraccio in semi-pronazione e polso in posizione neutra sulla mano dominante. Dopo aver ricevuto le istruzioni, il paziente applicherà forza per 3 secondi. Saranno condotte tre prove e il valore finale sarà la media dei tre tentativi.

Valutazione della Composizione Corporea (Bioimpedenza): La bioimpedenza è un metodo ampiamente utilizzato e validato in varie popolazioni. È pratico, riproducibile, non invasivo e clinicamente rilevante, specialmente per valutare il sovraccarico di liquidi nei pazienti cardiaci ricoverati.

La valutazione sarà eseguita utilizzando il dispositivo Model 450 Biodynamics. Questa attrezzatura emette una corrente elettrica a bassa intensità che viaggia attraverso il corpo del paziente e fornisce i seguenti parametri:

Resistenza Reattanza Angolo di fase Massa magra Massa grassa Acqua intracellulare ed extracellulare

Per il test, il paziente si sdraierà in posizione supina comoda e saranno posizionati quattro elettrodi: due sul piede destro e due sulla mano destra, collegati al monitor tramite un cavo sensore. (Oliveira et al., 2023).

Ecografia Muscolare Periferica La valutazione muscolare utilizzando l'ecografia è una tecnica affidabile e accurata, non invasiva e facilmente riproducibile, eseguita al letto del paziente. Permette la quantificazione sia della quantità che della qualità di un gruppo muscolare. La valutazione sarà condotta utilizzando un dispositivo ecografico con trasduttore lineare in modalità B. Il paziente sarà posizionato supino con ginocchia estese e rilassate. Il trasduttore sarà posizionato longitudinalmente e trasversalmente sul margine anteriore della coscia per misurare lo spessore muscolare, l'ecogenicità muscolare, l'area della sezione trasversale e l'angolo di pennazione. I punti di riferimento saranno tra la spina iliaca anteriore superiore e il bordo superiore della rotula (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Dilatazione Mediata dal Flusso (FMD) La FMD è una valutazione non invasiva della funzione endoteliale utilizzando l'ecografia. Misura la dilatazione dell'arteria brachiale dopo un'ischemia temporanea dell'avambraccio. La FMD riflette la dilatazione endotelio-dipendente delle arterie di conduzione, largamente mediata dall'ossido nitrico (NO), in risposta all'aumento del flusso sanguigno e dello stress di taglio. Il paziente sarà posizionato supino con l'arto superiore sinistro abdotto e avambraccio supinato. Un bracciale sarà posizionato sull'avambraccio distale all'arteria brachiale. L'arteria sarà localizzata tramite ecografia e monitorata per 1 minuto. Il bracciale sarà poi gonfiato a 50 mmHg sopra la pressione sistolica basale e mantenuto per 5 minuti. Al rapido sgonfiaggio, la vasodilatazione sarà valutata per 3 minuti. Lo stress di taglio attiva le cellule endoteliali, innescando la produzione di NO. I dati saranno analizzati utilizzando il software FMD Studio (Niemeyer, 2024).

Prelievo di Sangue per Analisi dello Stress Ossidativo Il sistema di difesa enzimatico include enzimi che prevengono o controllano la formazione di radicali liberi e specie non radicali rilasciate a causa del danno ossidativo. Questi enzimi sono essenziali per mantenere l'integrità cellulare e l'equilibrio antiossidante. L'attività fisica aumenta il consumo di ossigeno, promuovendo la produzione di ossidanti, ma innesca anche meccanismi adattativi che minimizzano il danno ossidativo. Questa risposta adattativa (livelli sierici di antiossidanti elevati) suggerisce un adattamento fisiologico all'esercizio.

Saranno prelevati campioni di sangue per l'analisi in un laboratorio esterno. Sarà utilizzata una provetta eparinizzata da 6 mL per la raccolta del plasma. I campioni saranno mantenuti a temperatura ambiente se processati immediatamente o refrigerati fino a 48 ore. La preparazione include il lavaggio dei globuli rossi, la preparazione dell'emolisato e la lavorazione della soluzione enzimatica. Il prelievo di sangue avverrà durante la valutazione iniziale e sarà eseguito da un'unica infermiera di ricerca. I campioni saranno etichettati e conservati nel laboratorio ospedaliero, poi inviati al Laboratorio dell'Associazione Fondo di Incentivo alla Ricerca presso l'Università Federale di San Paolo (UNIFESP). Il plasma sarà analizzato per TBARS, carbonili, FRAP e nitriti; gli eritrociti saranno testati per SOD, CAT e FRAP (Barbosa et al., 2010).

Questionario Minnesota Living with Heart Failure (MLHFQ) Questa è una scala specifica per la malattia per la qualità della vita dei pazienti con insufficienza cardiaca. Consiste di 21 domande che coprono domini fisici, emotivi e altri che influenzano la qualità della vita. Ogni item è valutato da 0 (nessuna limitazione) a 5 (massima limitazione). Il punteggio totale riflette la qualità della vita generale, con punteggi più bassi che indicano esiti peggiori. Il questionario sarà somministrato al basale e dopo otto settimane di esercizio (Carvalho et al., 2009).

Spirometria La spirometria è un test di funzione polmonare che misura il volume e il flusso di aria che entra ed esce dai polmoni. Il dispositivo utilizzato sarà il modello EasyOne 2001, calibrato prima di ogni sessione secondo le specifiche del produttore. Le misurazioni includeranno il Volume Espiratorio Forzato in un secondo (FEV1), la Capacità Vitale Forzata (FVC) e il rapporto FEV1/FVC. Il test sarà eseguito con il paziente seduto, gomiti flessi e indossando una clip nasale per prevenire la fuoriuscita d'aria. Il paziente sarà istruito a eseguire un'inspirazione massima seguita da un'espirazione forzata massima. Saranno condotte tre prove di sei secondi ciascuna e sarà registrato il valore più alto (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

Indice di Mobilità di De Morton (DEMMI) Il DEMMI è una scala di mobilità sviluppata specificamente per pazienti ricoverati. Valuta 15 attività di mobilità gerarchiche divise in cinque categorie: mobilità a letto, mobilità su sedia, equilibrio statico, deambulazione e equilibrio dinamico. Il punteggio si basa sulla performance e sull'assistenza richiesta. I punteggi vanno da 0 (bassa mobilità) a 100 (alta mobilità) (Tavares LS et al., 2020).

Scala del Sentimento (FS) La Scala del Sentimento misura l'autopercezione di piacere o dispiacere durante l'esercizio utilizzando un singolo item. I partecipanti rispondono su una scala da -5 (molto male) a +5 (molto bene), riflettendo l'intensità percepita e la risposta emotiva all'attività (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Scala di Borg Modificata dello Sforzo Percepito (BORG) Questo strumento monitora l'intensità dello sforzo fisico ed è ampiamente utilizzato sia nello sport d'élite che nella riabilitazione fisica. Valuta e quantifica le sensazioni di sforzo, anche note come RPE (Rate of Perceived Exertion). Aiuta a tracciare i cambiamenti indotti dall'esercizio nei sistemi cardiorespiratorio, metabolico e neuromuscolare (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

Test di Massima Ripetizione (1RM) Il test 1RM valuta dinamicamente la forza muscolare. Il partecipante esegue un movimento con il carico massimo che può sollevare senza assistenza. Una percentuale del valore 1RM è utilizzata per definire il protocollo di riabilitazione e guidare la progressione del carico. In questo studio, il carico aumenterà ogni due settimane, partendo dal 10% del 1RM e progredendo fino al 70% (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Protocollo di Riabilitazione

Il protocollo di riabilitazione sarà condotto da lunedì a venerdì, con una sessione al giorno. Include esercizi di resistenza, allenamento aerobico e allenamento dei muscoli respiratori, distribuiti durante la settimana come segue:

Lunedì e Giovedì: Esercizi per gli arti superiori e allenamento dei muscoli respiratori

Martedì e Venerdì: Esercizi per gli arti inferiori

Mercoledì: Allenamento aerobico

Ogni sessione di esercizi di resistenza consisterà di 3 serie di 15 ripetizioni, con intervalli di riposo di 1 minuto tra le serie.

Esercizi per gli arti superiori (eseguiti bilateralmente e in posizione eretta) includono:

Flessione del gomito

Estensione del gomito

Flessione della spalla fino a 90°

Elevazione della spalla fino a 90°

Adduzione e abduzione della spalla

Esercizi per gli arti inferiori (eseguiti unilateralmente) includono:

Tripla flessione fino a 90° (flessione dell'anca + flessione del ginocchio + dorsiflessione della caviglia)

Abduzione dell'anca

Estensione del ginocchio in posizione seduta

Sollevamenti dei polpacci

Squat (eseguiti in posizione eretta)

La Scala di Borg Modificata dello Sforzo Percepito sarà applicata prima, durante e dopo ogni sessione. Il carico e la progressione dell'esercizio saranno aggiustati in base al punteggio di Borg riportato dal paziente.

Protocollo di Allenamento Aerobico

L'esercizio aerobico sarà eseguito attraverso un circuito funzionale composto da quattro stazioni:

Corsa sul posto

Marcia laterale

Allenamento su sedia Sit-to-Stand

Allenamento con step (salire e scendere)

Ogni stazione durerà 1 minuto e il paziente completerà due giri completi del circuito, per un totale di 10 minuti di esercizio, seguiti da un periodo di riposo.

Protocollo di Allenamento dei Muscoli Respiratori

L'allenamento dei muscoli respiratori sarà condotto due volte alla settimana utilizzando il dispositivo POWERbreathe Classic. Il carico di allenamento sarà basato sui risultati della manovacuometria, impostato a:

30% della pressione inspiratoria massima (MIP) durante il primo mese

50% della MIP durante il secondo mese

L'allenamento sarà eseguito in posizione seduta con ginocchia a 90° e colonna vertebrale eretta. Il paziente inspirerà rapidamente e con forza attraverso la bocca, poi espirerà lentamente attraverso la bocca. Il protocollo include 4 serie di 15 ripetizioni, con intervalli di riposo di 30 secondi tra le serie.

Criteri di Interruzione dell'Esercizio

Le sessioni di esercizio o i test funzionali (es. test del cammino di 6 minuti o test sit-to-stand) saranno interrotti se il paziente mostra segni di intolleranza all'esercizio, come:

Bassa portata cardiaca (cianosi, pallore, estremità fredde, sudorazione, nausea)

Bradicardia (calo di 20 bpm rispetto al basale) Calo della pressione sanguigna sistolica >15 mmHg dal basale Aumento eccessivo della pressione sanguigna sistolica (>200 mmHg) Aumento della pressione sanguigna diastolica durante l'esercizio (>110 mmHg)

Dolore toracico Rischi e Benefici Benefici: Questo protocollo mira a migliorare la tolleranza all'esercizio, la capacità funzionale e la forza muscolare, aiutando i pazienti a mantenere una condizione fisica adeguata per il trapianto cardiaco.

Rischi: I pazienti possono provare dolore muscolare o articolare tipico dell'esercizio fisico, così come affaticamento durante o dopo le sessioni.

Procedura di Raccolta Dati I pazienti ricoverati che sono in lista d'attesa per trapianto cardiaco saranno invitati a partecipare allo studio. Accettando di partecipare, il ricercatore fornirà il Modulo di Consenso Informato (ICF). Dopo aver firmato il modulo, i pazienti subiranno una valutazione iniziale prima di iniziare il protocollo di riabilitazione.

La valutazione sarà divisa in due giorni:

Giorno 1: Compilazione del modulo di valutazione, somministrazione del Questionario Minnesota Living with Heart Failure, DEMMI (De Morton Mobility Index) e Scala del Godimento (FE). Inoltre, saranno eseguiti il Test del Cammino di 6 Minuti (6MWT), la spirometria e la manovacuometria.

Giorno 2: Test Sit-to-Stand (TSL1), valutazione della forza muscolare utilizzando la dinamometria, analisi della composizione corporea tramite bioimpedenza, ecografia del quadricipite e misurazione della dilatazione mediata dal flusso (FMD).

Dopo aver completato le valutazioni, i pazienti inizieranno il protocollo di riabilitazione, che sarà condotto una volta al giorno per un'ora. Il protocollo include esercizi di resistenza e aerobici distribuiti durante la settimana. L'intensità dell'esercizio sarà moderata, compresa tra 4 e 7 MET.

Dopo otto settimane del programma di riabilitazione, i pazienti saranno rivalutati utilizzando gli stessi strumenti applicati durante la valutazione iniziale.

Raccolta e Analisi dei Dati Procedura di Raccolta Dati I pazienti ricoverati in lista d'attesa per trapianto cardiaco saranno invitati a partecipare allo studio. Accettando di partecipare, il ricercatore fornirà il Modulo di Consenso Informato (ICF). Dopo aver firmato il modulo, i pazienti subiranno una valutazione iniziale prima di iniziare il protocollo di riabilitazione.

La valutazione sarà divisa in due giorni:

Giorno 1: Compilazione del modulo di valutazione, somministrazione del Questionario Minnesota Living with Heart Failure, DEMMI (De Morton Mobility Index) e Scala del Godimento (FE), seguiti dal Test del Cammino di 6 Minuti (6MWT), spirometria e manovacuometria.

Giorno 2: Test Sit-to-Stand (TSL1), valutazione della forza muscolare utilizzando la dinamometria, analisi della composizione corporea tramite bioimpedenza, ecografia del quadricipite e misurazione della dilatazione mediata dal flusso (FMD).

Dopo le valutazioni, i pazienti inizieranno il protocollo di riabilitazione, eseguito una volta al giorno per un'ora. Il protocollo include esercizi di resistenza e aerobici distribuiti durante la settimana. L'intensità dell'esercizio sarà moderata, compresa tra 4 e 7 MET (vedi Allegato VI). Dopo otto settimane, i pazienti saranno rivalutati utilizzando gli stessi strumenti.

Analisi Statistica L'analisi statistica sarà eseguita utilizzando SPSS Statistical Package for the Social Sciences per Windows®, versione 26.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Il livello di significatività statistica sarà fissato al 5% (p < 0,05).

La normalità dei dati sarà valutata utilizzando il test di Shapiro-Wilk, con un livello di significatività di α = 0,05. I dati epidemiologici saranno presentati in tabelle, con media e deviazione standard calcolate per variabili parametriche e mediana e intervallo interquartile (25-75%) per variabili non parametriche.

Per confrontare i gruppi (pre- e post-intervento), il test t di Student sarà utilizzato per variabili parametriche e il test di Wilcoxon appaiato per variabili non parametriche, con un livello di significatività di p < 0,05.

Considerazioni Etiche Tutti i partecipanti riceveranno informazioni dettagliate sulle procedure coinvolte nello studio. Saranno guidati attraverso il processo di firma di due copie del Modulo di Consenso Informato, una delle quali rimarrà con il partecipante.