Χαμηλής συχνότητας νευρομυϊκή ηλεκτρική διέγερση των σκελετικών μυών των κάτω άκρων και νεοαγγειογένεση σε ασθενείς με χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια με χαμηλό κλάσμα εξώθησης

Abstract

Background: Functional electrical stimulation (FES) of lower limb muscles, an alternative mode of exercise in patients not able or willing to train physically, is effective in improving clinical status and endothelial-dependent vasodilatation in heart failure (HF). We sought to evaluate the effects of FES on circulating levels of vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A), endothelial progenitor cells (EPC) and CD34+ monocytes in HF with reduced LVEF (HFrEF). Methods: We randomly assigned 27 HFrEF patients, aged 72 years, with NYHA class II/III symptoms to 6-week FES or sham procedure. We measured circulating levels of VEGF-A, EPC and CD34+ monocytes at baseline and after therapy along with clinical, functional and biochemical biomarkers. Results: Baseline demographics, HF severity measures (NYHA class, LVEF, BNP, E/E’ ratio) and outcome variables (VEFG-A, CD34) did not differ between treatment groups, except for EPC that were lower in FES patients (p=0.003). FES induced a significantly higher increase in VEGF-A [∆-VEGF-A, 98.7 (21.6) in FES versus 3.1 (12.5) in sham, p=0.002] and a marginally significant increase in EPCs [∆-EPC, 5.3 of CD34+ (1.4) in FES versus 0.1 (0.8) in sham, p=0.092] and in CD34+ [∆-CD34, 2572.7cells/mL (1119.7) in FES versus -852.9 (1278.6), p=0.060]. FES further improved significantly NYHA class (p<0.001), 6-min walked distance (6MWD, p<0.001), BNP (p=0.014) and E/E’ ratio (p<0.001). ∆-VEGF-A and ∆-EPC correlated significantly with ∆-6MWD (rho=0.549, p=0.003 and rho=0.684, p<0.001, respectively) and ∆-CD34 both with ∆-6MWD (rho=0.648, p<0.001) and with ∆-E/E’ (rho=-0.597, p=0.001). Conclusion: FES seems to induce VEGF-A expression and EPC and CD34+ cell mobilization in parallel to improving exercise capacity and central hemodynamics in HFrEF.

Εισαγωγή: Η χαμηλής συχνότητας νευρομυική ηλεκτρική διέγερση (ΝΜΗΔ) των σκελετικών μυών των κάτω άκρων, μία εναλλακτική μορφή άσκησης σε ασθενείς που δεν είναι σε θέση ή δεν θέλουν να ασκηθούν φυσικά, βελτιώνει την κλινική εικόνα και αγγειοδιασταλτική ικανότητα των ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια (ΚΑ). Προσπαθήσαμε, λοιπόν, να εκτιμήσουμε την επίδραση της ΝΜΗΔ στα επίπεδα του αυξητικού παράγοντα Α του αγγειακού ενδοθηλίου (Vascular Endothelial Growth Factor-A, VEGF-A), των ενδοθηλιακών προγονικών κυττάρων (Endothelial Progenitor Cells, EPCs), και των CD34+ κυττάρων σε ασθενείς με ΚΑ με χαμηλό κλάσμα εξώθησης της αριστερής κοιλίας (Left Ventricular Ejection Fraction, LVEF) (<40%).Μέθοδοι: Τυχαιοποιήσαμε 27 αθενείς με ΚΑ με χαμηλό κλάσμα εξώθησης, ηλικίας 72 ετών, με συμπτώματα κατηγορίας ΙΙ/ΙΙΙ κατά ΝΥΗΑ σε πρόγραμμα FES ή sham διέγερσης 6 εβδομάδων. Μετρήσαμε τα επίπεδα των VEGF-A, EPCs και CD34+ κυττάρων αρχικά και μετά την θεραπεία σε συνδυασμό με κλινικούς, λειτουργικούς και βιοχημικούς δείκτες.Αποτελέσματα: Τα αρχικά δημογραφικά, οι μετρήσεις σοβαρότητας της ΚΑ (κατηγοριοποίηση κατά NYHA, LVEF, BNP, λόγος Ε/Ε΄) και οι επιλεγμένοι δείκτες αγγειογένεσης (VEGF-A, CD34+ κύτταρα) δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ των δύο ομάδων, εκτός από τα EPCs, τα οποία ήταν λιγότερα στην ομάδα FES (p=0.003).H FES προκάλεσε σημαντικά μεγαλύτερη αύξηση στα επίπεδα των VEGF-A [∆-VEGF-A, 98.7pg/mL (21.6), στην ομάδα FES έναντι 3.1pg/mL (12.5), στην ομάδα της sham διέγερσης, p=0.002], ενώ υπήρξε μια τάση μεγαλύτερης αύξησης των EPCs στην ομάδα FES σε σχέση με την ομάδα sham [5.3% of CD34+ (1.4) έναντι 0.1 (0.8), p=0.092] και των CD34+ κυττάρων στην ομάδα FES [2572.7 cells/mL (1119.70] σε σχέση με μια σημαντική πτώση των αντίστοιχων επιπέδων στην ομάδα sham [-852.9 (1278.6), p=0.060]. Εξάλλου, η FES βελτίωσε σημαντική την κατηγοριοποίηση κατά NYHA (p<0.001), την διανυθείσα απόσταση κατά την δοκιμασία βάδισης των 6 λεπτών (6-minute walking distance, p<0.001), τα επίπεδα του BNP (p<0.001), ενώ μείωσε σημαντικά και τον λόγο Ε/Ε΄(p<0.001). Οι μεταβολές των VEGF-A και των EPCs συσχετίστηκαν με στατιστικά σημαντικό τρόπο με την 6-MWD (rho=0.549, p=0.003 and rho=0.684, p<0.001, αντίστοιχα) καθώς και η μεταβολή των CD34+ κυττάρων τόσο με τη μεταβολή της 6MWD (rho=0.648, p<0.001) όσο και με τη μεταβολή του λόγου Ε/Ε΄(rho=-0.597, p=0.001). Συμπέρασμα: Η FES φαίνεται ότι επάγει την έκφραση των VEGF-A και κινητοποιεί τα CD34+ κύτταρα και τα EPCs σε συνδυασμό με βελτίωση της λειτουργικής ικανότητας και αιμοδυναμικών παραμέτρων σε ασθενείς με ΚΑ με χαμηλό LVEF.