Μελέτη επίδρασης ενός προγράμματος καρδιοπνευμονικής αποκατάστασης, στην ενδοθηλιακή λειτουργία, αρτηριακή σκληρία και καρδιακή λειτουργία ασθενών μετά από λοίμωξη SARS-CoV2

Abstract

Introduction: Coronavirus (COVID-19) is primarily a respiratory disease; however, recent evidence suggests its impact on the cardiovascular system. In a large proportion, the effects persist beyond the acute phase of the disease. Evidence indicates that cardiopulmonary rehabilitation may help alleviate symptoms after COVID-19. This study aims to evaluate the impact of a cardiopulmonary rehabilitation program on improving endothelial function, arterial wall properties, and left ventricular function in patients after acute COVID-19 infection. Material/Methods: A total of 60 convalescent COVID-19 patients were enrolled in this study and examined 1 month (T0) and 4 months (T1) after the acute disease. As a control group, 60 individuals from the Outpatient Cardiology Clinic were enrolled after matching age, gender, and key cardiovascular risk factors. Individuals with COVID-19 were randomized 1:1 to participate or not in a 3-month rehabilitation program. All measurements were made one month and four months after the acute illness. Endothelium-dependent vasodilation was evaluated by flow-mediated dilation (FMD), and arterial wall properties were assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (cf-PWV) and augmentation index (Aix). Left ventricular systolic performance was evaluated with global longitudinal strain (LV-GLS). The cf-PWV/LV-GLS ratio was calculated as an index of VAC. Inflammatory markers, interleukin-6, interleukin 1-b and high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP) were measured, and correlations were made. Results: No differences were found in demographic characteristics and cardiovascular risk factors between the control group and patients recovered from COVID-19. Furthermore, no differences were found between the rehabilitation and the non-rehabilitation group. Recovering patients had impaired vascular function, as indicated by reduced FMD (p = 0.02), PWV (p ≤ 0.001), and VAC (p = 0.001) compared to non-infected individuals. The rehabilitation program resulted in improvements in vascular function markers. A significant decrease in cf-PWV was observed only in the rehabilitation group (T0: 8.2 ±1.3 m/s vs. T1: 6.6 ±1.0 m/s, p=0.01) as well as AIx was significantly reduced during follow-up only in subjects who underwent rehabilitation (T0: 25.9 ±9.8 % vs. T1: 21.1 ±9.3 %, p < 0.001) Also, endothelial function (FMD) improved significantly in both the rehabilitation group (6.2 ±1.8 % vs. 8.6 ±2.4 %, p<0.001) and the control group (5.9 ±2.2 % vs. 6.6 ±1.8 %, p=0.009) but the improvement was greater in the rehabilitation group (p<0.001). Regarding cardiac function, LV-GLS (−19.67 ± 1.98 to −21.3 ± 1.93%, P < 0.001) improved only in the rehabilitation group. Similarly, VAC improved only in this group (−0.42 ± 0.11 to −0.31 ± 0.06 m·sec−1·%−1, P < .001). In addition, a significant improvement in VO2 max was noted after rehabilitation (T0: 15.70 (13.05, 21.45) ml·kg-1·min-1 vs. T1: 18.30 (13.95, 23.75) ml·kg-1·min-1, p=0.01). Finally, hs-CRP was improved in both groups, with a significantly greater improvement in the rehabilitation group. Convalescent COVID-19 patients in the rehabilitation group with increased serum levels of IL-6 had a greater reduction in FMD. Conclusions: A 3-month cardiopulmonary rehabilitation program after acute COVID-19 infection improves endothelial function, arterial stiffness, reflected waves, left ventricular function, and VAC, highlighting beneficial recovery mechanisms in this patient population.

Εισαγωγή: Η νόσος του κορονοϊού (COVID-19) είναι πρωτίστως μια αναπνευστική νόσος, αν και σύγχρονα στοιχεία αποκαλύπτουν τις επιπτώσεις της στο καρδιαγγειακό σύστημα. Σε μεγάλο ποσοστό οι επιπτώσεις φαίνεται να εμμένουν και μετά την οξεία φάση της νόσου. Η καρδιοπνευμονική αποκατάσταση μπορεί να βελτιώσει τα συμπτώματα μετά τον COVID-19. Αυτή η μελέτη στοχεύει να αξιολογήσει τον αντίκτυπο ενός προγράμματος καρδιοπνευμονικής αποκατάστασης στη βελτίωση της ενδοθηλιακής λειτουργίας, των ιδιοτήτων του αρτηριακού τοιχώματος και στη λειτουργία της αριστερής κοιλίας σε ασθενείς μετά την οξεία λοίμωξη COVID-19 Υλικό/Μέθοδοι: Στη μελέτη αυτή εντάχθηκαν συνολικά 60 αναρρώσαντες ασθενείς από COVID-19 και εξετάστηκαν 1 μήνα (Τ0) και 4 μήνες (Τ1) μετά την οξεία νόσηση. Τα άτομα με COVID-19 τυχαιοποιήθηκαν σε αναλογία 1:1 για να συμμετάσχουν ή όχι σε ένα πρόγραμμα αποκατάστασης διάρκειας 3 μηνών. Ως ομάδα ελέγχου εγγράφηκαν 60 άτομα από το Εξωτερικό Καρδιολογικό Ιατρείο έπειτα από αντιστοίχιση σε ηλικία, φύλο και βασικούς παράγοντες καρδιαγγειακού κινδύνου. Έγιναν μετρήσεις στον ένα μήνα καθώς και τέσσερις μήνες μετά την οξεία νόσο. Αξιολογήθηκε η διαστολή της βραχιονίου αρτηρίας (flow mediated dilation, FMD), οι ιδιότητες του αρτηριακού τοιχώματος αξιολογήθηκαν με την ταχύτητα του σφυγμικού κύματος μεταξύ καρωτίδας-μηριαίας αρτηρίας (cf-PWV) και με τον δείκτη ενίσχυσης των ανακλώμενων κυμάτων (AIx). Η συστολική απόδοση της αριστερής κοιλίας (LV) αξιολογήθηκε με συνολικό επίμηκες strain (GLS). Η αναλογία PWV/LV-GLS υπολογίστηκε ως δείκτης κοιλιοαρτηριακής σύζευξης (VAC). Μετρήθηκαν οι φλεγμονώδεις δείκτες, Ιντερλελευκίνη-6, Ιντερλευκίνη 1-b και C αντιδρώσα πρωτεΐνη υψηλής ευαισθησίας (hs-CRP) και έγιναν συσχετίσεις. Αποτελέσματα: Μεταξύ της ομάδας ελέγχου και των ασθενών που ανάρρωσαν από COVID-19 δεν βρέθηκαν διαφορές σε δημογραφικά χαρακτηριστικά και παράγοντες καρδιαγγειακού κινδύνου. Επιπλέον, δεν βρέθηκαν διαφορές μεταξύ της ομάδας που τυχαιοποιήθηκε στο πρόγραμμα της αποκατάστασης και της ομάδας της συντηρητικής αντιμετώπισης. Οι ασθενείς σε ανάρρωση είχαν διαταραγμένη αγγειακή λειτουργία με εξασθενημένο FMD (p=0.02), PWV (P ≤ 0,001) και μειωμένο VAC (P = 0,001) σε σύγκριση με άτομα που δεν είχα νοσήσει. Το πρόγραμμα αποκατάστασης οδήγησε σε βελτίωση στους δείκτες αγγειακής λειτουργίας. Αξιοσημείωτη μείωση του cf-PWV παρατηρήθηκε μόνο στην ομάδα αποκατάστασης (T0: 8,2 ±1,3 m/s έναντι T1: 6,6 ±1,0 m/s, p=0,01) ενώ και το AIx μειώθηκε σημαντικά κατά τη διάρκεια της παρακολούθησης μόνο σε άτομα που υποβλήθηκαν σε αποκατάσταση (T0: 25,9 ±9,8 % έναντι T1: 21,1 ±9,3 %, p < 0,001). Επίσης η ενδοθηλιακή λειτουργία (FMD) βελτιώθηκε σημαντικά τόσο στην ομάδα της αποκατάστασης (6,2 ±1,8 % εν. 8,6 ±2,4 %, p<0,001) όσο και στην ομάδα της συντηρητικής αντιμετώπισης (5,9 ±2,2% έναντι 6,6 ±1,8%, p=0,009) αλλά η βελτίωση ήταν μεγαλύτερη στην ομάδα της αποκατάστασης (p<0.001). Όσον αφορά τη καρδιακή λειτουργία , το LV-GLS (−19,67 ± 1,98 σε −21,3 ± 1,93%, P < 0,001) βελτιώθηκε μόνο στην ομάδα της αποκατάστασης. Ομοίως, το VAC βελτιώθηκε μόνο σε αυτή την ομάδα (−0,42 ± 0,11 σε −0,31 ± 0,06 m · sec−1 ·%−1, P < ,001). Σημαντική βελτίωση στο VO2max σημειώθηκε μετά την αποκατάσταση (15,70 [13,05, 21,45] σε 18,30 [13,95, 23,75] ml · kg−1 · min−1, P = 0,01). Τέλος, η hs-CRP βελτιώθηκε και στις δύο ομάδες με σημαντικά μεγαλύτερη βελτίωση στην ομάδα αποκατάστασης, ενώ οι αναρρώσαντες ασθενείς από COVID-19 της ομάδας της αποκατάστασης που είχαν υψηλότερα επίπεδα IL-6 στον ορό είχαν μεγαλύτερη μείωση του FMD. Συμπεράσματα: Ένα πρόγραμμα καρδιοπνευμονικής αποκατάστασης διάρκειας 3 μηνών μετά την οξεία λοίμωξη COVID-19, βελτιώνει την ενδοθηλιακή λειτουργία, την αρτηριακή σκληρία, τη λειτουργίας της αριστερής κοιλίας και τη κοιλιοαρτηριακή σύζευξη τονίζοντας τους ευεργετικούς μηχανισμούς αποκατάστασης σε αυτόν τον πληθυσμό ασθενών.