FUNDAMENTO: A plástica valvar mitral é o procedimento cirúrgico de escolha para pacientes com Insuficiência Mitral (IM) crônica. Os bons resultados imediatos e tardios permitem a indicação cirúrgica antes do início dos sintomas. O teste cardiopulmonar de exercício (TCPE) pode avaliar objetivamente a capacidade funcional, mas pouco se conhece o efeito da cirurgia em suas variáveis. OBJETIVOS: Avaliar os efeitos da plástica mitral nas variáveis do TCPE em pacientes com IM crônica. MÉTODOS: Foram selecionados 47 pacientes com IM grave e submetidos plástica da valva mitral, sendo nestes, realizado TCPE ± 30 dias antes da cirurgia, e de seis a 12 meses após a cirurgia. RESULTADOS: Houve predominância da classe funcional I ou II pela NYHA em 30 pacientes (63,8%) e 34 pacientes (72,3%), respectivamente. Após a cirurgia foi observado uma diminuição significativa do consumo de oxigênio (VO2), de 1.719 ± 571 para 1.609 ± 428 mL.min-1, p = 0,036. Houve redução do Oxygen Uptake Efficiency Slope (OUES), de 1.857 ± 594 para 1.763 ± 514, p = 0,073 e o pulso de oxigênio (O2) aumentou após a cirurgia, de 11,1 ± 3,2 para 11,9 ± 3,2 mL.bat-1 (p = 0,003). CONCLUSÃO: A plástica da valva mitral, não determinou aumento do VO2 pico e do OUES apesar do remodelamento cardíaco positivo observado após sete meses de cirurgia. Entretanto, o pulso de O2 aumentou no pós-operatório, sugerindo melhora do desempenho sistólico do VE. O TCPE é uma ferramenta útil, podendo auxiliar na conduta médica em pacientes com IM.
Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP - Brasil
Nas últimas décadas, ocorreu notável progresso no entendimento da patofisiologia, manejo clínico e tratamento da insuficiência mitral (IM). Os avanços nos métodos diagnósticos e nas técnicas cirúrgicas, com possibilidade cada vez maior de preservação do aparato valvar e da função ventricular esquerda, vem despertando interesse crescente nessa doença.
A presença de sintomas de insuficiência cardíaca é uma importante ferramenta na avaliação do paciente com IM, sendo um forte marcador da qualidade de vida e de indicação cirúrgica, conforme as diretrizes atuais1-3.
No paciente com IM assintomática e boa função ventricular, a cirurgia pode ser considerada se houver alta probabilidade de plástica mitral com sucesso, porém esta estratégia não é universalmente aceita4.
Entretanto, em pacientes com IM crônica, os sintomas podem aparecer somente nas fases tardias da doença e, por vezes, com comprometimento miocárdico irreversível. Além disso, a avaliação da classe funcional (CF) é subjetiva e prejudicada em diversas situações como no sedentarismo, comum no idoso, na autolimitação ao exercício, na obesidade ou na presença de problemas ortopédicos.
O teste cardiopulmonar de exercício (TCPE) avalia a capacidade de exercício de forma mais objetiva, minimizando os aspectos subjetivos da anamnese. No paciente portador de valvopatia, o TCPE poderia avaliar a presença de sintomas, sua capacidade funcional e a repercussão hemodinâmica.
Poucos estudos foram realizados utilizando o TCPE em pacientes com IM e os efeitos da correção valvar mitral, incluindo a preservação da função ventricular esquerda, na capacidade de exercício5,6.
Avaliar a influência da plástica mitral nas variáveis do teste cardiopulmonar de exercício em pacientes com IM crônica, grave, orgânica e não isquêmica.
Foram selecionados pacientes consecutivos, com diagnóstico de IM crônica, grave, não isquêmica e com indicação de correção cirúrgica baseada nas diretrizes da AHA/ACC1, acompanhados no ambulatório de pré-operatório da Seção Médica de Valvopatias do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, no período de agosto de 2008 a janeiro de 2011.
Foram excluídos pacientes com doença coronária, valvopatia associada, cirurgia cardíaca prévia, miocardiopatia dilatada não relacionada a IM e doença pulmonar moderada ou grave.
O TCPE foi realizado em esteira ergométrica da marca Inbramed, e o analisador de gases utilizado foi da marca Medical Graphics Corporation® (Minnesota
O protocolo do exercício em esteira rolante foi o de Bruce, modificado de forma a torná-lo do tipo em rampa, com incrementos mais suaves a cada dois minutos. A fase de recuperação foi ativa nos dois primeiros minutos, com velocidade de 2,7 km/h, sem inclinação, e os quatro restantes, com o paciente sentado em cadeira. A intensidade do esforço foi considerada satisfatória, e o exercício classificado como máximo, se a razão de trocas respiratórias (RER) atingisse valores iguais ou superiores a 1,10 associadas a sintomas de esforço máximo, fadiga ou dispneia.
As seguintes variáveis foram obtidas para análise e expressas em formato tabular ou gráfico: consumo de oxigênio (VO2) no limiar anaeróbico e pico atingido, pulso de oxigênio (VO2/FC), VE/VCO2
Inicialmente, todas as variáveis foram sujeitas a uma avaliação exploratória, descritiva e gráfica (
A distribuição das medidas quantitativas também foi avaliada pelo teste de normalidade de Kolmogorov-Smirnov. Quando a distribuição normal não foi rejeitada o teste
A presente investigação foi aprovada pelo Comitê de Ética do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, em reunião de 04.01.2008, conforme o parecer nº 3.596. Todos os participantes assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
Entre agosto de 2008 e janeiro de 2011, 47 pacientes (média das idades de 48,5 e DP = 17,5 anos) e sexo masculino em 30 pacientes (63,8%) foram consecutivamente e prospectivamente avaliados. A etiologia predominante foi a degenerativa (35 pacientes - 74,5%), 34 pacientes (72,3%) estavam em classe funcional I ou II pela NYHA e três pacientes (6,4%) apresentavam FA permanente.
As principais características clínicas pré-operatórias, expressas em frequência (n e %) estão inseridas na
A descrição da técnica cirúrgica realizada nos 47 pacientes do estudo estão sumarizadas na
Dos 47 pacientes que realizaram a plástica valvar mitral, 33 pacientes (70,2%) evoluíram com refluxo residual ausente, mínimo ou discreto, três pacientes (6,4%) com refluxo residual discreto a moderado, sete pacientes (14,9%) com refluxo residual moderado, dois pacientes (4,3%) com refluxo residual moderado a importante e dois pacientes (4,3%) com refluxo residual importante. Os dois pacientes com IM residual importante não realizaram o TCPE pós-operatório por terem sido reoperados antes e foram excluídos do banco de dados do TCPE. Os demais pacientes com IM residual estão em acompanhamento clínico.
Os estudos ecocardiográficos pré e pós-operatórios foram realizados em média 42,2 (7,8) dias (mediana = 22,5 dias) antes e 218,1 (37,2) dias (mediana = 203,0 dias) após a cirurgia.
Após a cirurgia houve significativas reduções das medidas ecocardiográficas de remodelamento cardíaco, conforme pode ser observado na
Os TCPE foram realizados em média 31,6 (29,4) dias (mediana = 22,0 dias) antes e 219,1 (38,3) dias (mediana = 201,0 dias) após a cirurgia.
Após a plástica mitral, houve redução significativa do VO2 pico. A variável VE/VCO2
A IM crônica apresenta patofisiologia complexa e impõe sobrecarga volumétrica ao VE, podendo levar à queda irreversível de sua contratilidade. As condições favoráveis de carga imposta ao VE durante longo período de sua história natural permite que o paciente se mantenha com poucos sintomas ou assintomático, mesmo na presença de disfunção contrátil do VE7,8.
O tratamento definitivo da IM crônica e grave é o cirúrgico e inclui a troca valvar mitral e a plástica mitral. A plástica mitral tem algumas vantagens em relação à troca valvar, incluindo a não obrigatoriedade de terapia anticoagulante em pacientes com ritmo sinusal, preservação da integridade ventrículo-valvar, manutenção da função ventricular esquerda e menor mortalidade no pós-operatório imediato e tardio9,10.
As diretrizes atuais1-3 recomendam a intervenção cirúrgica na IM grave e crônica na presença de sintomas de insuficiência cardíaca ou se houver evidências de disfunção ventricular esquerda, HAP ou aparecimento de fibrilação atrial. Na ausência de sintomas e de marcadores de mau prognóstico o momento ideal de indicação cirúrgica é controverso, mesmo se houver alta probabilidade de plástica mitral com sucesso4. Em estudo de Rosenhek e cols.11, os pacientes com IM assintomática foram seguidos clinicamente e de forma cautelosa, estratégia conhecida como
As diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia3 recomendam o seguimento clínico do paciente assintomático com boa função sistólica do VE, com reavaliações periódicas a cada seis a 12 meses e monitoramento dos parâmetros ecocardiográficos.
Portanto, a presença de sintomas é um importante marcador de indicação cirúrgica. As limitações e as dificuldades de se quantificar a classe funcional de forma adequada, principalmente no indivíduo sedentário, sugerem a necessidade de uma avaliação mais precisa12. O TCPE preenche essa lacuna, pois fornece de forma quantitativa e não invasiva a CF, além de inúmeras variáveis para estratificação prognóstica13. Entretanto, o TCPE permanece pouco entendido e subutilizado na prática clínica atual. Isso se deve, em grande parte, aos custos relacionados à captação e análise dos gases expirados e à falta de proficiência de pessoal habilitado na aplicação do teste e interpretação dos resultados.
A avaliação combinada do teste ergométrico convencional e das medidas diretas do consumo de oxigênio (VO2), produção de gás carbônico (VCO2) e da ventilação (VE), analisadas individualmente ou associadas em diversas combinações, fornecem uma análise detalhada e integrada das respostas ao exercício envolvendo os sistemas cardiovascular, pulmonar, hematopoiético, muscular e neuropsicológico.
Poucos trabalhos têm avaliado a capacidade de exercício após a cirurgia cardíaca, particularmente no paciente portador de doença valvar14-16. Em estudo de Le Tourneau e cols.5 o TCPE, a angiografia por radionuclídeo e amostras de sangue para avaliação do estado neuro-hormonal foram obtidos antes e antes de um ano (216 ± 80 dias) após a cirurgia em 40 pacientes com IM não isquêmica (24 pacientes submetidos ao reparo com sucesso e 16 a troca valvar). Apesar da melhora da classe funcional avaliada pela NYHA, a
Além disso, no período pós-operatório precoce de uma cirurgia cardíaca, muitos fatores, podem contribuir para uma redução da capacidade de exercício em relação ao nível pré-operatório, dentre eles podemos citar: piora ventilatória (por derrame pleural, atelectasia ou paralisia do nervo frênico), IC congestiva, anemia, mobilidade diminuída das costelas e do esterno, taquicardia sinusal, FA, disfunção ventricular esquerda transitória e fadiga global17-19.
O objetivo principal desse estudo foi avaliar os efeitos da plástica valvar mitral nas variáveis do TCPE em pacientes com IM crônica e isolada. Os resultados pré e pós-operatórios das variáveis do TCPE foram comparados, e o TCPE pós-operatório foi realizado após um período de progressivo e significativo remodelamento cardíaco, conforme comprovado pelo estudo ecocardiográfico realizado em média oito meses após a cirurgia valvar.
Como poderia se esperar, o ecocardiograma pós-operatório revelou expressiva redução dos volumes atrial e ventricular esquerdo, além de redução da pressão em artéria pulmonar. A fração de ejeção apresentou redução significativa após a cirurgia, porém mantendo-se dentro da faixa de normalidade no momento pós-operatório. Essas observações sugerem que os pacientes envolvidos no estudo tiveram sua indicação e intervenção cirúrgica realizada antes do início de disfunção ventricular esquerda irreversível.
Em ambos os momentos pré e pós-operatório a qualidade ou intensidade do esforço foi considerada satisfatória, como demonstrada pela relação de troca gasosa (RER) > 1,10 e, portanto, preenchido os critérios de maximalidade do esforço.
Após a cirurgia o VO2 pico diminuiu significativamente de 1719 ± 571 para 1609 ± 428 mL.min-1 (p = 0,036) e a porcentagem alcançada do VO2 máx. predito diminuiu de 75,5 ± 16,9% no pré-operatório para 70,1 ± 10,8% no pós-operatório (p = 0,017).
O VO2 máx. é uma importante variável do TCPE por ser considerada a métrica que define o limite do sistema cardiopulmonar13 e representa o nível máximo do metabolismo oxidativo envolvendo grandes grupos musculares20. Esta variável, de acordo com a equação de Fick, trata-se do produto do débito cardíaco e da diferença arteriovenosa de oxigênio (Dif. a-v O2). Os principais determinantes do VO2 máx. são fatores genéticos e a quantidade de musculatura envolvida no exercício, e também depende do sexo, idade e superfície corporal, além do nível de treinamento ou condicionamento físico17. O VO2 máx. é considerado reduzido quando abaixo de 80% do valor predito.
Embora tenha havido variação individual em nosso estudo, o não aumento do VO2 pico ou a sua porcentagem predita, já foi observado em poucos trabalhos prévios realizados em pacientes com IM submetidos à cirurgia5,6. Em estudo de Kim HJ e cols.6, com 31 pacientes submetidos à plástica mitral, o TCPE realizado antes e um ano após a cirurgia não mostrou melhora significativa nos valores do VO2 pico (VO2 pico pré-operatório de 23,1 ± 6,2 mL.kg-1.min-1 e pós-operatório de 22,9 ± 6,4 mL .kg-1.min-1, p = 0,82). Os autores desse estudo sugerem que o TCPE pode ser útil em determinar o momento da cirurgia e o valor pré-operatório do VO2 pico de 18,5 mL.kg-1.min-1 poderia ser usado como marcador de melhora do grau funcional.
O pulso de O2 fornece uma estimativa do volume sistólico do VE e reflete a quantidade de O2 transportada e consumida pelo organismo em cada batimento cardíaco. É considerado um forte preditor de mortalidade em pacientes com doença cardiovascular21. Em nosso estudo, o pulso de O2 pico apresentou um significativo aumento após a cirurgia, de 11,1 ± 3,2 para 11,9 ± 3,2 mL. bat-1 (p = 0,003), sugerindo melhora da
A variável VE/VCO2
Após a cirurgia, o OUES diminuiu de 1857 ± 594 (78,6 ± 15,5% do predito) para 1763 ± 514 (74,7 ± 14,6% do predito). Também não encontramos na literatura o comportamento dessa variável após a cirurgia cardíaca em pacientes com IM, entretanto, uma redução do OUES foi observada em pacientes com doença arterial coronária, submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica, quando comparados aos pacientes submetidos à angioplastia transluminal percutânea, assim como houve uma melhora significativa desta variável após treinamento físico23. A melhora do OUES também tem sido observada após treinamento físico em pacientes com IC,24 sugerindo que um determinado VO2 seja alcançado com um custo ventilatório menor. Estudos prévios sugerem que o OUES é fortemente correlacionado com o VO2 pico25,26.
Em nosso estudo, é provável que a redução do OUES e do VO2 observado sete meses após a cirurgia tenha ocorrido pelo descondicionamento físico e falta de treinamento dos pacientes em programas de reabilitação.
Os benefícios dos programas de recondicionamento físico após a plástica mitral foram observados em estudo multicêntrico prévio, com aumento significativo do VO2 pico de 22% e do limiar anaeróbio de 16%, independentemente de idade, sexo, função ventricular esquerda, presença de FA, concentração de hemoglobina ou uso de medicação (betabloqueador ou inibidor da enzima de conversão da angiotensina27.
Podemos concluir que, neste estudo prospectivo de pacientes com IM crônica submetidos à plástica mitral e que não participaram de programas de reabilitação cardíaca no pós-operatório, não houve melhora da capacidade de exercício avaliada pelo TCPE após sete meses de cirurgia, apesar da expressiva remodelação cardíaca positiva. O pulso de O2 aumentou após a cirurgia, sugerindo melhora do desempenho sistólico do ventrículo esquerdo.
Os resultados deste estudo reforçam a necessidade dos pacientes realizarem reabilitação física após a cirurgia de plástica mitral. Os programas de recondicionamento físico permitiriam uma abordagem mais adequada e completa para os pacientes no seu curso pós-operatório.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de tese de Doutorado de Dorival Julio Della Togna pelo Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia.
Dorival Julio Della Togna Rua Correia de Lemos, 525 / 61, Chácara Inglesa CEP 04140-000, São Paulo, SP - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 02/09/12, revisado em 25/11/12, aceito em 21/12/12.
BACKGROUND: Mitral valve repair is the surgical procedure of choice for patients with chronic Mitral Regurgitation (MR). The good early and late results allow surgical indication before symptom onset. The cardiopulmonary exercise test (CPET) can objectively assess functional capacity, but little is known about the effect of surgery on their variables. OBJECTIVE: Evaluate the effects of mitral repair on CPET variables in patients with chronic MR. METHODS: A total of 47 patients with severe MR were selected; these patients underwent mitral valve repair and were submitted to CPET ± 30 days before surgery, as well as six to 12 months after the surgery. RESULTS: There was predominance of functional class I or II NYHA in 30 (63.8%) and 34 patients (72.3%), respectively. A significant decrease in oxygen consumption (VO2) was observed after surgery, from 1,719 ± 571 to 1609 ± 428 mL min-1, p = 0.036. There was a decrease in Oxygen Uptake Efficiency Slope (OUES) from 1,857 ± 594 to 1763 ± 514, p = 0.073 and oxygen pulse (O2) increased after surgery, from 11.1 ± 3.2 to 11.9 ± 3, 2 mL.beat-1 (p = 0.003). CONCLUSION: The mitral valve repair did not increase peak VO2 and OUES despite positive cardiac remodeling observed seven months after surgery. However, O2 pulse increased postoperatively, suggesting improved LV systolic performance. The CPET is a useful tool to assist in the medical management of patients with MR. (Arq Bras Cardiol. 2013; [online].ahead print, PP.0-0)
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In recent decades, remarkable progress has occurred regarding the understanding of pathophysiology, clinical management and treatment of mitral regurgitation (MR). Advances in diagnostic and surgical techniques, with the possibility of increasing preservation of valve apparatus and left ventricular function, has attracted increasing interest in this disease.
The presence of heart failure symptoms is an important tool to evaluate patients with MR and a strong indicator of quality of life and surgical indication, according to current guidelines1-3.
In the patient with asymptomatic MR and good ventricular function, surgery may be considered if there is high probability of successful mitral valve repair, but this strategy is not universally accepted4.
However, in patients with chronic MR, symptoms may appear only in the later stages of the disease and sometimes coincide with irreversible myocardial damage. Furthermore, assessment of functional class (FC) is subjective and may be influenced in several situations, such as in sedentary life style, common in the elderly, in exercise restriction, in the presence of obesity or orthopedic problems.
The cardiopulmonary exercise test (CPET) more objectively assesses the capacity to exercise, minimizing the subjective aspects of obtaining the medical history. In patients with valvular heart disease, the CPET can assess the presence of symptoms, functional capacity and hemodynamic effect.
Few studies have been carried out using CPET in patients with MR and the effects of mitral valve repair, including the preservation of left ventricular function, on exercise capacity5,6.
to evaluate the influence of mitral valve repair on the cardiopulmonary exercise testing (CPET) variables in patients with chronic, nonischemic, severe, organic MR.
Consecutive patients with a diagnosis of chronic, nonischemic, severe, organic MR and surgical repair indication were selected based on the guidelines of AHA/ACC1; these patients were followed at the preoperative outpatient clinic of the Valve Disease Medical Section of Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, from August 2008 to January 2011.
Patients with coronary artery disease, associated valvular heart disease, previous cardiac surgery, dilated cardiomyopathy unrelated to MR and moderate or severe lung disease were excluded.
The CPET was performed on an Inbramed treadmill and a Medical Graphics Corporation® (Minnesota, USA) Cardio O2 gas analyzer was used to measure exhaled gases, using sensors that allow breath-by-breath analysis with real-time plotting of the mean of seven exhalations. The patients breathed exclusively through a plastic mouthpiece attached to a disposable differential pressure Pitot pneumotachometer with 20 mL of dead space after they had the nasal cavity occluded with a clamp.
Bruce's modified protocol was applied for CPET on a treadmill to make it similar to a ramp, with small increments every two minutes. The recovery phase was active in the first two minutes with a velocity of 2.7 km/h, with no inclination and the remaining four, with the patient in the sitting position.
The exercise intensity was considered satisfactory and the exercise classified as maximum, if the respiratory exchange ratio (RER) reached values
The following variables were obtained for analysis and expressed in tables or charts: oxygen consumption (VO2) at anaerobic threshold and peak, oxygen pulse (VO2 / HR), VE/VCO2 slope, respiratory exchange ratio - RER (VCO2 / VO2) and the slope of the curve representing the logarithmic relationship between ventilation and oxygen consumption, the Oxygen Uptake Efficiency slope (OUES).
Initially, all variables were submitted to an exploratory, descriptive and graphical assessment (Box-Plot), used to observe the behavior of measures and also identify possible typos and outliers. The results were summarized as mean and standard deviation (SD), median and 25 (25th Per) and 75 (75th Per) percentiles for quantitative variable and in frequencies, absolute (n) and relative (%) for qualitative variables.
The distribution of quantitative measurements was also assessed by the normality test of Kolmogorov-Smirnov. When the normal distribution was not rejected, the paired Student's
The present investigation was approved by the Ethics Committee of Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia during a meeting on 01.04.2008, according to Resolution N. 3596. All participants signed the free and informed consent form.
Between August 2008 and January 2011, 47 patients (mean age 48.5, SD = 17.5 years), of which 30 were males (63.8%) were prospectively and consecutively evaluated. The predominant etiology was degenerative (35 patients - 74.5%), 34 patients (72.3%) were in NYHA functional class I or II and three patients (6.4%) had permanent AF.
The main preoperative clinical characteristics expressed in frequency (n and %) are shown in
The description of the surgical techniques performed in the 47 study patients is summarized in
Of the 47 patients who underwent mitral valve repair, 33 patients (70.2%) had absent, minimal or mild residual regurgitation; three patients (6.4%) had mild to moderate, seven patients (14.9% ) had moderate, two patients (4.3%) had moderate to severe and two patients (4.3%) had significant residual regurgitation. The two patients with significant residual MR did not undergo CPET postoperatively, having been submitted to previous surgery and were excluded from the CPET database. The other patients with residual MR are being clinically monitored.
The pre- and postoperative echocardiographic studies were performed on average 42.2 (7.8) days (median = 22.5 days) before and 218.1 (37.2) days (median = 203.0 days) after surgery.
After surgery, there were significant reductions in echocardiographic measurements of cardiac remodeling, as shown in
The CPETs were carried out on average 31.6 (29.4) days (median = 22.0 days) before and 219.1 (38.3) days (median = 201.0 days) after surgery.
After mitral valve repair, there was a significant reduction in peak VO2. The variable VE/VCO2 slope showed no significant difference in mean values pre- and postoperatively and OUES values showed a slight reduction after surgery, from 1857 (594) to 1763 (514), p = 0.073. O2 pulse after surgery increased from 11.1 (3.2) to 11.9 (3.2) mL.beat-1, p = 0.003.
Chronic MR has a complex pathophysiology and causes LV volume overload, which can lead to irreversible decline of its contractility. The favorable LV loading conditions during the long period of its natural history allows the patient to remain asymptomatic or exhibit few symptoms, even in the presence of LV contractile dysfunction7,8.
Definitive treatment of chronic and severe MR is surgical and includes mitral valve replacement and mitral valve repair. Mitral valve repair has some advantages over valve replacement, including not requiring anticoagulant therapy in patients with sinus rhythm, preserving the ventricular-valvular integrity, maintaining LV function and showing lower mortality in the immediate and late postoperative period9,10.
Current guidelines1-3 recommend surgical intervention in severe and chronic MR and in the presence of heart failure symptoms or when there is evidence of LV dysfunction, PAH or atrial fibrillation. In the absence of symptoms and markers of poor prognosis, the ideal time for surgical intervention is controversial, even in the presence of high probability of successful mitral valve repair4. In a study by Rosenhek et al11, patients with asymptomatic MR were clinically followed in a strategy known as 'watchful waiting', with good clinical results until the onset of symptoms or evidence of LV dysfunction, PAH or atrial fibrillation.
The guidelines of the Brazilian Society of Cardiology3 recommend clinical follow-up of asymptomatic patients with good LV systolic function, with sporadic reassessments every six to 12 months, as well as monitoring of echocardiographic parameters.
Therefore, the presence of symptoms is an important marker of surgical indication. The limitations and difficulties of adequately quantifying functional class, especially in sedentary individuals, suggest the need for a more accurate assessment12. The CPET fills that gap by providing a quantitative and noninvasive assessment of FC, as well as several variables for prognostic stratification13. However, CPET remains poorly understood and underutilized in current clinical practice. This is mainly due to the costs related to the collection and analysis of expired gases and lack of trained personnel to apply and interpret test results.
The combined evaluation of conventional exercise testing and direct measurement of oxygen consumption (VO2), carbon dioxide production (VCO2) and ventilation (VE), analyzed individually or associated in different combinations, provide a detailed and integrated analysis of responses to exercise involving the cardiovascular, pulmonary, hematopoietic, neuropsychological and muscular systems.
Few studies have evaluated exercise capacity after cardiac surgery, particularly in patients with valvular disease14-16. In a study by Le Tourneau et al5, CPET, radionuclide angiography and blood samples for assessment of neurohormonal status were obtained before and before one year (216 ± 80 days) after surgery in 40 patients with non-ischemic MR (24 patients successfully submitted to valve repair and 16 to valve replacement). In spite of the improvement in NYHA FC, the exercise performance did not change after surgical correction of MR (VO2 peak of 19.3 ± 6.1 mL.kg-1.min.-1 to 18.5 ± 5.6-mL.kg -1.min.-1 and achieved percentage of predicted VO2 max. of 79.5% ± 18.2 to 76.8 ± 16.9%) in all patients, regardless of the type of surgery performed.
There were no differences between the groups before and after surgery, regarding tolerance to exercise assessed by peak O2 pulse or percentage of predicted VO2, as well as in patients classified according to preoperative EF (< 60% in 14 patients and
Moreover, in the early postoperative period of cardiac surgery, many factors can contribute to a decrease in exercise capacity compared to preoperative level, among them: worsening in ventilation (by pleural effusion, atelectasis or phrenic nerve paralysis), congestive heart failure, anemia, decreased mobility of the ribs and the sternum, sinus tachycardia, atrial fibrillation, transient left ventricular dysfunction, and overall fatigue17-19.
The main objective of this study was to evaluate the effects of mitral valve repair on the CPET variables in patients with chronic and isolated MR. The pre- and postoperative results of CPET variables were compared and the postoperative CPET was performed after a period of significant and progressive cardiac remodeling, as shown by echocardiography performed an average of eight months after valve surgery.
As might be expected, the postoperative echocardiogram showed a significant reduction in left atrial and ventricular volumes, in addition to a decrease in pulmonary artery pressure. Ejection fraction decreased significantly after surgery, but remained within the normal range at the postoperative period. These observations suggest that the patients involved in the study had their indication and surgical intervention performed before the onset of irreversible left ventricular dysfunction.
In both the pre- and postoperative periods, the quality or intensity of effort was considered satisfactory, as shown by the gas exchange ratio (RER) > 1.10, thus meeting the maximal effort criteria.
After surgery, VO2 peak decreased significantly, from 1719 ± 571 to 1609 ± 428 mL min-1 (p = 0.036) and the percentage of predicted VO2 max achieved decreased from 75.5 ± 16.9% preoperatively to 70.1 ± 10.8% postoperatively (p = 0.017).
VO2 max is an important CPET variable as it is considered the measurement that defines the limit of the cardiopulmonary system13 and represents the maximum level of oxidative metabolism involving large muscle groups20. This variable, according to Fick's equation, it is the product of cardiac output and oxygen arteriovenous difference (O2 av. diff). The main determinants of VO2 max. are genetic factors and the amount of muscles involved in the exercise and also depends on sex, age and body surface, as well as the level of training or physical conditioning17. VO2 max. is considered impaired when < 80% of its predicted value.
Although there was individual variation in our study, the absence of increase in VO2 peak or its predicted percentage has been observed in a few previous studies carried out in patients with MR who underwent surgery5,6. In the study by Kim HJ et al6 of 31 patients undergoing mitral valve repair, CPET performed before and one year after surgery showed no significant improvement in peak VO2 (preoperative peak VO2 of 23.1 ± 6.2 mL.kg-1.min-1 and postoperative of 22.9 ± 6.4 mL.kg-1.min-1, p = 0.82). The authors of this study suggest that CPET can be helpful in determining the timing of surgery and a preoperative value of VO2 peak of 18.5 mL.kg-1.min-1 could be used as a marker of functional degree improvement.
The O2 pulse provides an estimate of LV systolic volume and reflects the amount of O2 transported and consumed by the body at each heartbeat. It is considered a strong predictor of mortality in patients with chronic cardiovascular disease21. In our study, the peak O2 pulse showed a significant increase after surgery, from 11.1 ± 3.2 to 11.9 ± 3.2 mL.bat-1 (p = 0.003), suggesting improvement in left ventricular performance.
The variable VE/VCO2 slope was not significantly different after mitral valve repair surgery, with a postoperative value of 34.43 ± 4.61. This ratio describes ventilatory efficiency during exercise, showing the amount of air that must be ventilated to remove 1L of CO2 and normal values are between 20.00 and 30.0018. In the study by Arena et al22 a VE/VCO2 slope > 34.00 was a marker for poor prognosis in patients with heart failure and left ventricular dysfunction. We found no information in the literature on the behavior of this variable in patients with MR who underwent mitral valve repair, but the results of our study showed postoperative values close to the threshold of poor prognosis.
After surgery, OUES decreased from 1857 ± 594 (78.6 ± 15.5% of predicted value) to 1763 ± 514 (74.7 ± 14.6% of predicted value). There are no data in the literature on the behavior of this variable after cardiac surgery in patients with MR; however, a reduction in OUES was observed in patients with coronary artery disease undergoing coronary artery bypass surgery, when compared to patients undergoing percutaneous transluminal angioplasty, as well as a significant improvement of this variable after physical training23. The improvement in OUES has also been observed after exercise training in patients with HF24, suggesting that a certain VO2 is reached at a lower ventilatory cost. Previous studies suggest that OUES is strongly correlated with the peak VO225,26.
In our study, it is likely that the reduction in OUES and VO2 observed seven months after surgery occurred due to physical deconditioning and lack of training of patients in rehabilitation programs.
The benefits of physical reconditioning programs after mitral valve repair were observed in a previous multicenter study, with a significant increase of 22% in VO2 peak and anaerobic threshold of 16%, regardless of age, sex, left ventricular function, presence of AF, hemoglobin concentration or medication use (beta-blocker or angiotensin-converting enzyme inhibitor)27.
We can conclude that in this prospective study of patients with chronic MR submitted to mitral valve repair and who did not participate in cardiac rehabilitation programs after surgery, there was no improvement in exercise capacity measured by CPET seven months after surgery, despite the significant positive cardiac remodeling. The O2 pulse increased after surgery, suggesting improvement in left ventricular systolic performance.
The results of this study reinforce the need for patients to perform physical rehabilitation after surgery for mitral valve repair. The physical reconditioning programs allow a more complete and appropriate approach for patients during their postoperative course.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of doctoral submitted by Dorival Julio Della Togna, from Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia.