Powiększona prawa komora u sportowca – różnicowanie z arytmogenną kardiomiopatią prawej komory

EICR a wczesnymi stadiami chorób sercowo-naczyniowych potencjalnie związanych z uprawianiem sportu może być problematyczne. Ponadto nakładanie się patologii i adaptacji fizjologicznej sportowców, szczególnie w ekstremalnych formach przerostu mięśnia i powiększenia komór, utrudnia diagnostykę różnicową z kardiomiopatią przerostową, rozstrzeniową czy arytmogenną.

Aby ułatwić rozpoznanie, w wytycznych Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (ESC – European Society of Cardiology) dotyczących serca sportowca podano wartości referencyjne pomiarów, które są uważane za fizjologiczne dla EICR. Przeważnie przekraczają one zakresy norm ustalone dla populacji ogólnej ² . Jednak większość badań dotyczących EICR przeprowadzono dla młodych sportowców płci męskiej (≤35 lat), brak więc miarodajnego odniesienia do starszych sportowców oraz kobiet.

W niniejszym artykule przedstawiono zagadnienie sportowego remodelingu serca o fenotypie powiększonej prawej komory (RV – right ventricle) i jego różnicowanie z arytmogenną kardiomiopatią prawej komory (ARVC – arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy). Problem jest złożony ze względu na to, że proponowane zakresy norm dla EICR często trudno porównać z normami dla populacji ogólnej lub zakresami wartości pozwalającymi rozpoznać patologię, ponieważ wskazywane są różne rodzaje badań i pomiary w różnych projekcjach.

Fizjologiczne zmiany w sercu wywołane wysiłkiem fizycznym

Zmiany hemodynamiczne wywołane długotrwałym intensywnym treningiem zazwyczaj obejmują globalne i symetryczne powiększenie komór i przedsionków serca. Mięśniówka może ulegać przebudowie, jednak jej funkcja powinna zostać zachowana. Podczas ćwiczeń zarówno krążenie płucne, jak i systemowe muszą dostosować się do wzrostu objętości wyrzutowej i minutowej serca ³ , a komory są narażone na zwiększone obciążenie objętościowe i/lub ciśnieniowe oraz naprężenie ścian, co sprzyja przebudowie mięśnia.

Fizjologiczna adaptacja do powtarzających się obciążeń objętościowych może prowadzić do powiększenia zwłaszcza RV, ale nie jest związana ze zwiększonym ciśnieniem skurczowym w RV lub upośledzeniem jej funkcji. Powiększenie RV jest proporcjonalne do obciążenia treningiem, szczególnie w przypadku sportów wytrzymałościowych (np. kajakarstwo, kolarstwo, biegi długodystansowe) ² . U sportowców w trakcie wysiłku największa objętość krwi jest skumulowana u podstawy RV (w okolicy zastawki trójdzielnej), stąd charakterystyczne jest poszerzenie drogi napływu RV. Ponadto ok. 37% sportowców elitarnych może wykazywać wzmożone beleczkowanie RV ⁴ .

Badania w EICR

Geometria RV jest złożona, toteż w jej obrazowaniu rezonans magnetyczny (CMR – cardiac magnetic resonance) uznaje się za złoty standard, jednak ocena ścieńczenia ścian i nieprawidłowości ich ruchu pozostaje subiektywna. Badaniem mogącym w wielu przypadkach zastąpić CMR jest echokardiografia przezklatkowa (TTE – transthoracic echocardiography), która dzięki swej dostępności należy do podstawowych narzędzi diagnostycznych EICR ² . Zaawansowane techniki TTE, takie jak pomiary objętości w obrazowaniu trójwymiarowym (3D) i ocena odkształcenia mięśnia (strain), są obecnie coraz powszechniej stosowane. Udowodniono wysoką wartość diagnostyczną echokardiografii 3D w ocenie wymiarów RV, jej objętości i frakcji wyrzutowej (EF – ejection fraction) oraz bardzo dobrą korelację z pomiarami CMR ^{5, 6} .

W tabeli 1 przedstawiono normy najważniejszych pomiarów RV w TTE i CMR dla zdrowych sportowców ² w porównaniu z populacją ogólną ^{7, 8} .

Tabela 1. Aktualne kryteria dotyczące badań obrazowych w diagnostyce serca sportowca (EICR) i arytmogennej kardiomiopatii prawej komory (ARVC) oraz normy dla populacji ogólnej

Na wiele parametrów może wpływać niedawny trening o wysokiej intensywności, dlatego należy upewnić się, że sportowiec powstrzymuje się od ćwiczeń przez co najmniej 6 godzin przed badaniem i że jest dobrze nawodniony ⁹ . Wielkość jam serca jest zależna od wzrostu i masy ciała osoby badanej, dlatego w wytycznych ESC dotyczących EICR podkreśla się konieczność indeksacji wszelkich pomiarów do powierzchni ciała (BSA – body surface area) ² . W TTE bez użycia technik zaawansowanych należy oceniać liniowe wymiary RV w obrazowaniu dwuwymiarowym (2D), a zindeksowane wartości szerokości proksymalnej drogi odpływu (RVOT prox – right ventricular outflow tract proximal) w projekcji przymostkowej w osi długiej (LAX – long axis) i osi krótkiej (SAX – short axis) są istotne dla rozpoznania powiększenia RV przekraczającego normy przyjęte w EICR ^{2, 9} . U zdrowych sportowców mimo powiększenia jamy RV jej funkcja pozostaje prawidłowa ² . W TTE kurczliwość włókien podłużnych jest oceniana za pomocą pomiaru wychylenia skurczowego pierścienia trójdzielnego (TAPSE – tricuspid annular plane systolic excursion) oraz pomiaru prędkości miokardialnej bocznej części pierścienia zastawki trójdzielnej w skurczu (RV S’), a przyjmowane wartości prawidłowe dla EICR są wyższe niż w populacji ogólnej. Parametrem ocenianym w 2D mówiącym o globalnej funkcji RV jest procentowa skurczowo-rozkurczowa zmiana pola powierzchni (FAC – fractional area change) w projekcji koniuszkowej czterojamowej (4C). Dla sportowców jako prawidłową proponuje się niższą wartość referencyjną ² .

Oceniane w CMR indeksowane wartości objętości końcoworozkurczowej (EDV – end-diastolic volume) są uważane za decydujące dla rozpoznania powiększenia RV w przypadku EICR ² . Prawidłowa EF dla RV, zmierzona w CMR, powinna wynosić powyżej 45% ² . Jednak u ok. 5% zdrowych sportowców wyczynowych przyjmuje ona wartości 40-45% – w tzw. szarej strefie ¹³ . Analiza TTE 3D, która może zastąpić CMR ^{5, 6} , pozwala na obliczenie objętości RV oraz jej EF. U sportowców prawidłowy stosunek RV EDV (right ventricular end-diastolic volume) do LV EDV (left ventricular end-diastolic volume) w CMR powinien wynosić <1,2 ⁹ . W populacji ogólnej za prawidłowy uznaje się stosunek wymiarów RV/LV ≤1, jednak w ocenie inną techniką (TTE 2D, projekcja 4C).

Ocena odkształcenia ściany RV może dostarczyć dodatkowych informacji o funkcji skurczowej. W TTE analizuje się strain podłużny globalny (GLS – global longitudinal strain), z włączeniem przegrody międzykomorowej, oraz strain podłużny wolnej ściany (FWLS – free wall longitudinal strain). Zakresy normy dla RV GLS i RV FWLS są inne ze względu na wpływ przegrody międzykomorowej ¹⁰ . Adaptacja do treningu oznacza lepszą deformację RV. Istnieje dodatnia korelacja między latami uprawiania sportu a obciążeniem RV: „im więcej lat treningu, tym bardziej ujemny strain RV” ¹⁴ . Zdrowi sportowcy nie powinni wykazywać asynchronii skurczu RV. Ocena odkształcenia możliwa jest także w CMR ⁹ .

Poszerzenie przedsionków w EICR przebiega symetrycznie i charakterystyczny jest stosunek indeksowanych objętości przedsionka prawego (RA – right atrium) do lewego (LA – left atrium) poniżej 1, tak jak w populacji ogólnej, a indeksowana objętość RA powinna wynosić nie więcej niż 28 ml/m ^{2 15} . Górna granica normy indeksowanej objętości LA została ustalona na 35,8 ml/m ² dla sportowców płci męskiej w porównaniu z <34 ml/m ² w populacji ogólnej. Górną granicę normy pola powierzchni RA ustalono na 23 cm ² w porównaniu z 18 cm ² w populacji ogólnej ¹⁶ . Jednak ok. 18% osób z EICR może mieć większe niż przyjęte punkty odcięcia dla rozpoznania patologii ² .

LV w EICR przeważnie wykazuje niewielki przerost mięśnia ² . Frakcja wyrzutowa LV nie powinna ulegać zmianie pod wpływem intensywnego treningu fizycznego i wynosić powyżej 50% ² . Zaawansowaną techniką oceny funkcji LV jest GLS, którego wartości u sportowców nie odbiegają od norm przyjętych dla populacji ogólnej ⁷ . W EICR nie zaobserwowano istotnych nieprawidłowości dotyczących funkcji rozkurczowej ² .

Elektrokardiogram (EKG) wytrenowanych sportowców często spełnia kryteria rozpoznania przerostu LV oraz niepełnego bloku prawej odnogi ^{2, 3, 9} .

Serce sportowca a ARVC – różnicowanie

Istotne powiększenie i zmiana geometrii RV budzi podejrzenie jej patologii – w tym ARVC. Treningi o wysokiej intensywności przyspieszają ekspresję fenotypową i pogarszają rokowanie przy obecności tej kardiomiopatii, dlatego tak istotne jest jej wykluczenie u sportowca. Wartości poszczególnych parametrów oceniających wielkość i funkcję RV należy porównywać z dużymi i małymi kryteriami rozpoznania ARVC w TTE i CMR (tab. 1) ^{11, 12} , choć ok. 28% sportowców może spełniać nawet duże kryteria powiększenia RV w bezwzględnych pomiarach 2D TTE ⁹ . W ARVC częściej powiększona jest droga odpływu RV niż u sportowców, którzy mają raczej poszerzoną drogę napływu ^{4, 9} . Wymiar drogi napływu może mieć istotne znaczenie w różnicowaniu ARVC i EICR. Stosunek jej szerokości zmierzonej w TTE 4C do wymiaru LV (pomiar w LAX) >0,9 wskazuje na patologiczną przebudowę RV w populacji sportowców ⁹ .

Choć wzmożone beleczkowanie RV bywa obserwowane w EICR ⁴ , to regionalna akineza, dyskineza lub tętniak są typowe dla ARVC ^{11, 12} . Regionalne zmiany ściany RV są podstawą rozpoznania patologii, ponieważ wiele wartości oceny wielkości i funkcji RV uznawanych za prawidłowe w EICR spełnia nie tylko małe, lecz także duże kryteria diagnostyczne ARVC, tworząc tzw. szarą strefę diagnostyczną. Może ona obejmować nawet do 60% sportowców ² .

Analiza odkształceń RV może być tu przydatna. Prawidłowy regionalny i globalny strain oraz brak asynchronii skurczu RV silnie przemawiają przeciwko ARVC, jednak wartości pozwalające na różnicowanie fizjologii i patologii na obecnym etapie badań nie są spójne ^{10, 13} .

Dane dotyczące fizjologicznych zmian obejmujących RA w EICR w porównaniu z ARVC pozostają ograniczone. U chorych z ARVC nawet we wczesnych stadiach choroby obserwowano przewagę powiększenia RA w porównaniu z LA, czyli odwrotnie niż w EICR ¹⁵ . U pacjentów z ARVC zwykle nie ma istotnych zmian dotyczących LV ¹⁷ .

Różnicowanie ARVC i EICR oparte wyłącznie na obrazowaniu serca może być trudne, ponieważ zarówno TTE, jak i CMR mogą dawać niejednoznaczne wyniki. Niedawno zaproponowano algorytm postępowania w omawianym zakresie na podstawie badania TTE. W przypadku powiększenia indeksowanych wymiarów RV powyżej norm przyjętych dla sportowców należy ocenić stosunek RV do LV, parametry funkcji skurczowej RV (TAPSE, S’, FAC, GLS) oraz regionalną kurczliwość ścian. Stwierdzenie nieprawidłowości ma obligować klinicystę do wykonania dalszych badań. ARVC charakteryzuje się wieloma nieprawidłowościami, także zmianami w EKG i arytmią komorową lub podwyższonym stężeniem N-terminalnego fragmentu propeptydu natriuretycznego typu B (NT-proBNP – N-terminal pro-B-type natriuretic peptide). Ponadto z uwagi na uwarunkowania genetyczne znaczna część pacjentów wykazuje dodatni wywiad rodzinny. W związku z tym kompleksowe podejście kliniczne, które obejmuje oprócz badania TTE także EKG spoczynkowe, holterowskie monitorowanie EKG, test wysiłkowy i ewentualnie CMR serca, może być przydatne w celu postawienia ostatecznej diagnozy ^{9, 15} . W przypadkach bardzo wątpliwych w wytycznych wskazuje się na możliwość odwołania się do 95 percentyla odpowiednich norm CMR przyjętych dla konkretnej grupy sportowców ⁸ .

ARVC wywołana wysiłkiem fizycznym

U zdrowych osób RV ma wystarczającą rezerwę skurczową, aby dostosować się do wzrostu ciśnienia w tętnicach płucnych podczas krótkotrwałego intensywnego wysiłku. Jednak długotrwały stres hemodynamiczny z nieodpowiednią regeneracją prowadzi do uszkodzeń i osłabia integralność desmosomów, co może powodować przebudowę mięśnia i sprzyjać wystąpieniu arytmii. Może także dochodzić do rozsianego, miejscowego włóknienia RV ¹⁸ . Powysiłkowa dysfunkcja RV najczęściej jest przejściowa i ustępuje w ciągu kilku dni u zdrowych osób. Jednak powtarzające się serie ekstremalnych ćwiczeń wytrzymałościowych mogą wywołać fenotyp ARVC z powiększeniem RV, jej graniczną/nieznacznie upośledzoną EF i arytmiami komorowymi. Zmiany często ustępują po zaprzestaniu treningów.

Kardiomiopatię RV wywołaną wysiłkiem fizycznym rozpoznaje się, gdy spełnione są kryteria rozpoznania ARVC w badaniach obrazowych (tab. 1) przy braku nieprawidłowości genetycznych. Jednak, jak wspomniano, istnieje tzw. szara strefa diagnostyczna, np. tylko u 37,5% sportowców z ARVC stwierdzono RV EF poniżej 45%, co obniża wiarygodność tego parametru ¹³ . U około połowy sportowców z mało zaawansowaną postacią ARVC globalne odkształcenie RV może być prawidłowe, dlatego też wielkość RV GLS, której wartość bezwzględna zmniejsza się dopiero w późnym okresie choroby, jest mało przydatna ¹³ . Kilka badań wskazało, że nieprawidłowości odkształcenia regionalnego ¹⁹ oraz asynchronia skurczu mogą służyć do identyfikacji stadiów przedklinicznych ARVC ²⁰ .

Opis przypadku

Mężczyzna 57-letni – biegacz długodystansowy, uprawiający również amatorsko kolarstwo oraz kajakarstwo, z ponad 25-letnim nieprzerwanym treningiem wytrzymałościowym o wysokiej intensywności. Pacjent był bezobjawowy, miał ujemny wywiad rodzinny w kierunku kardiomiopatii i nagłej śmierci sercowej. Echokardiografia ujawniła znacznie poszerzoną RV (ryc. 1).

Rycina 1A-C. Powiększenie prawej komory w różnych projekcjach. Linie pomiarów wskazane strzałką, wartości pomiarów w czerwonej ramce. A. Projekcja przymostkowa w osi długiej. B. Projekcja przymostkowa w osi krótkiej. C. Projekcja koniuszkowa czterojamowa

Rycina 1A-C. Powiększenie prawej komory w różnych projekcjach. Linie pomiarów wskazane strzałką, wartości pomiarów w czerwonej ramce. A. Projekcja przymostkowa w osi długiej. B. Projekcja przymostkowa w osi krótkiej. C. Projekcja koniuszkowa czterojamowa

Rycina 1A-C. Powiększenie prawej komory w różnych projekcjach. Linie pomiarów wskazane strzałką, wartości pomiarów w czerwonej ramce. A. Projekcja przymostkowa w osi długiej. B. Projekcja przymostkowa w osi krótkiej. C. Projekcja koniuszkowa czterojamowa

Zindeksowany wymiar RV w osi długiej (RVOT prox LAX) wynosił 19,8 mm/m ² , a w osi krótkiej (RVOT prox SAX) 24,3 mm/m ² . Wymiar podstawny RV w projekcji koniuszkowej czterojamowej (RV bas 4C) wynosił 58 mm. Stosunek wymiaru podstawnego RV w 4C do LV w LAX był podwyższony do 1,28. Funkcja skurczowa włókien podłużnych RV oraz globalna była prawidłowa (TAPSE 29 mm, S’ 18 cm/s, FAC 43%) (ryc. 2 i 3).

Rycina 2A, B. Prawidłowa funkcja skurczowa włókien podłużnych prawej komory. A. Pomiar skurczowego wychylenia pierścienia trójdzielnego (TAPSE) z projekcji koniuszkowej czterojamowej, wartość pomiaru w czerwonej ramce. B. Ocena dopplerem tkankowym prędkości miokardialnych bocznej części pierścienia trójdzielnego z projekcji koniuszkowej czterojamowej. Strzałka wskazuje prędkość skurczową (S’), której wartość, do odczytania ze skali, wynosi 18 cm/s

Rycina 2A, B. Prawidłowa funkcja skurczowa włókien podłużnych prawej komory. A. Pomiar skurczowego wychylenia pierścienia trójdzielnego (TAPSE) z projekcji koniuszkowej czterojamowej, wartość pomiaru w czerwonej ramce. B. Ocena dopplerem tkankowym prędkości miokardialnych bocznej części pierścienia trójdzielnego z projekcji koniuszkowej czterojamowej. Strzałka wskazuje prędkość skurczową (S’), której wartość, do odczytania ze skali, wynosi 18 cm/s

Rycina 3. Ocena wielkości i globalnej funkcji skurczowej prawej komory z projekcji koniuszkowej czterojamowej. Pole powierzchni prawej komory w rozkurczu (RV EDA) wynosi 26,3 cm², wskazując na powiększenie jamy. Obliczona wartość procentowej skurczowo-rozkurczowej zmiany pola powierzchni (RV FAC) wynosi 43,3%, czyli jest prawidłowa. Wartości pomiarów w czerwonej ramce. Strzałka ciągła wskazuje linię pomiaru planimetrycznego pola powierzchni, strzałka przerywana – wiązkę pośrednią

Rycina 4. Prawidłowe odkształcenie podłużne (strain) prawej komory. Wartości strainu regionalnego przy wolnej ścianie prawej komory, w czerwonej ramce wartości strainu globalnego (RV 4CSL) i strainu ściany wolnej (RV FWSL). Wykres pokazuje brak mechanicznej dyspersji skurczu

Rycina 5. Model trójwymiarowy prawej komory. W czerwonej ramce górnej obliczenia bezwzględnej objętości końcoworozkurczowej (EDV) oraz objętości końcoworozkurczowej zindeksowanej na BSA (EDVi), która jest prawidłowa. W czerwonej ramce dolnej obliczenie frakcji wyrzutowej (EF), której wartość jest na granicy normy

Nie obserwowano odchyleń w ocenie RV FWLS, RV GLS (które wynosiły odpowiednio –29,7% i –21,4%), regionalnych odkształceń podłużnych ani asynchronii skurczu RV (ryc. 4). Ponieważ stwierdzono powiększenie RV powyżej norm przyjętych dla EICR, wykonano badanie TTE 3D. Obliczono m.in. RV EDV, której wartość indeksowana na BSA była prawidłowa (58 ml/m ² ) (ryc. 5), prawidłowy był również stosunek indeksowanych EDV RV/LV wynoszący 0,74. RV EF była tylko dyskretnie obniżona do 44,6%, blisko granicy normy. Prędkość małej fali zwrotnej trójdzielnej (2,2 m/s) i kalkulowane ciśnienie skurczowe RV (23-25 mmHg) nie odbiegały od normy. Wielkość LV i jej funkcja skurczowa były prawidłowe (indeksowana EDV 78 ml/m ² ; EF 62%), bez istotnego upośledzenia funkcji rozkurczowej. Grubość ścian LV znajdowała się na granicy normy. Przedsionki były powiększone, z zachowanym prawidłowym stosunkiem RA/LA <1. Zarejestrowano małą falę zwrotną mitralną; przegroda międzyprzedsionkowa ani międzykomorowa nie wykazywały cech przecieku w ocenie dopplerem kolorowym.

W innych badaniach: w EKG oprócz granicznych cech przerostu LV nie wykazano nieprawidłowości (ryc. 6); stężenia NT-proBNP oraz troponiny były niepodwyższone; 24-godzinne monitorowanie EKG metodą Holtera nie ujawniło istotnych zaburzeń rytmu.

Rycina 6. Wykres spoczynkowego elektrokardiogramu wykazujący graniczne cechy przerostu lewej komory (jedynie załamek R w odprowadzeniu V5 = 26 mm), poza tym bez nieprawidłowości

Wykonany test wysiłkowy na bieżni wykazał bardzo dobrą tolerancję wysiłku – METs (metabolic equivalents) 14,2 przy maksymalnym obciążeniu, z prawidłową reakcją ciśnienia tętniczego, bez cech niedokrwienia lub arytmii komorowej.

Powiększenie RV w indeksowanych liniowych pomiarach 2D spełniało częściowo duże kryterium rozpoznania ARVC, a graniczna wartość RV EF 3D mogła spełniać małe kryterium diagnostyczne dla tej kardiomiopatii. Stosunek wymiaru podstawnego RV w 4C do LV w LAX był podwyższony >0,9, co mogłoby wskazywać na ARVC. Jednak nie obserwowano żadnych regionalnych zaburzeń kurczliwości RV (zjawisko konieczne do spełnienia dużego kryterium ARVC), a indeksowana EDV w TTE 3D była prawidłowa, prawidłowy był również stosunek indeksowanych EDV RV/LV.

Przy braku upośledzenia funkcji skurczowej RV, nietypowej arytmii komorowej w ocenie spoczynkowej oraz jej wyzwalania w wysiłku odstąpiono od pogłębiania diagnostyki w kierunku ARVC (także wywołanej wysiłkiem) w CMR, zwłaszcza że wykonano uważane za równoważne badanie TTE 3D. Zalecono jednak okresowe badania kontrolne.

Po 3-miesięcznym okresie dekondycjonowania wykonano kontrolne TTE. Zaobserwowano, przy nadal prawidłowej indeksowanej RV EDV, poprawę RV EF do 53,5% oraz dyskretne zmniejszenie wymiarów liniowych 2D prawej komory (RVOT prox LAX 19,2 mm/m ² ; RVOT prox SAX 23 mm/m ² ; RV bas 4C 57 mm). Poprawa RV EF poskutkowała odejściem od spełnienia mniejszego kryterium rozpoznania ARVC. Liniowe pomiary indeksowane RV nadal przekraczały normy fizjologicznego poszerzenia, a stosunek RV 4C/LV LAX wciąż wynosił >0,9.

Wydaje się, że powiększenie RV w indeksowanych pomiarach liniowych u wytrenowanego sportowca, a nawet spełnienie kryterium wymaganego do rozpoznania patologicznego powiększenia RV (RV 4C/LV LAX >0,9) nie zawsze mieści się w przyjętych dla tej grupy granicach – tym samym ocena wyłącznie w TTE 2D jest niewystarczająca. Powyższy przypadek potwierdza istnienie tzw. szarej strefy diagnostycznej oraz to, że w EICR przy różnicowaniu z ARVC istnieje konieczność poszerzenia analizy przynajmniej o TTE 3D i kompleksowej oceny pacjenta.

Podsumowanie

1. Długotrwały i intensywny trening może powodować znaczne powiększenie RV, budząc niepokój diagnostyczny związany z podobieństwem fenotypowym do ARVC.
2. Definiowanie powiększenia jam serca u sportowców opiera się na pomiarach indeksowanych na BSA.
3. U zdrowych sportowców RV może być powiększona, ale jej funkcja jest zachowana.
4. Ekstremalny, powtarzalny wysiłek fizyczny może wywołać fenotyp ARVC z rozszerzeniem RV, upośledzoną frakcją wyrzutową i arytmiami komorowymi.
5. Uważa się, że pomiary objętościowe RV w echokardiografii trójwymiarowej mogą zastąpić ocenę w CMR.

Enlarged right ventricle in athletes: Differentiation from arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy