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Aterosclerosi

L’aterosclerosi è la principale causa di malattia cardiovascolare a livello mondiale e, nonostante molti pazienti sopravvivano alle sindromi coronariche acute, possono subire alterazioni della funzionalità cardiaca in grado di generare un’insufficienza cardiaca.

Nel corso dell’articolo, vedremo la stretta relazione tra aterosclerosi ed effetti benefici dell’esercizio fisico.

LA DISLIPIDEMIA E LE RADICI EZIOLOGICHE DELL’ATEROSCLEROSI

Il termine aterosclerosi si riferisce all’accumulo di materiale grasso e/o fibroso nello strato più interno delle arterie, la tonaca intima, e deriva dalla parola greca atherè,  che significa “pappa” e si riferisce all’aspetto del materiale che costituisce il nucleo della tipica placca aterosclerotica.

La malattia cardiaca (comunemente dovuta all’aterosclerosi delle arterie coronariche), oltre alle malattie cardiovascolari come l’infarto e l’ipertensione, è una delle principali cause di morte nel mondo.

Secondo una recente ricerca eseguita su un campione di popolazione americana, Il 37,4% degli uomini e il 35,9% delle donne americane  di età superiore a 20 anni è soggetto a una malattia cardiovascolare.

I dati dell’US National Health and Nutrition Examination Survey, mostrano che  gli  elevati livelli di colesterolo LDL non sono cambiati sostanzialmente dal 1999-2002 (34,5%) al 2005–2008 (33,5%). Tuttavia, sono aumentate significativamente le terapie (dal 28,4% nel 1999–2002, al 48,1% nel 2005–2008).

In un’analisi post-mortem su 2876 soggetti di età compresa tra 15 e 34 anni, Strong et al. hanno dimostrato che le lesioni aterosclerotiche erano già presenti  nelle aorte del gruppo più giovane (15–29 anni) e che la loro entità e prevalenza aumentava nel gruppo di età superiore (30–34 anni).

Questi risultati sono sostenuti da altri studi basati su autopsie (McGill et al., 2000) e di imaging (Tuzcu et al., 2001) che hanno dimostrato come il processo di accumulo di grassi subendoteliali inizia precocemente nel corso della vita e che si verifica in ogni soggetto.

La ricerca scientifica ha tentato di identificare i meccanismi che sono alla base degli effetti benefici dell’esercizio fisico sull’aterosclerosi.

Tra quelli proposti da uno studio ci sono:

  • il precondizionamento cardiaco;
  • un’aumentata collateralizzazione coronarica;
  • la regressione della formazione della placca.

 

PRECONDIZIOMENTO CARDIACO

Sebbene siano necessarie maggiori ricerche, sono stati individuati diversi meccanismi collegati all’esercizio fisico e che potrebbero ridurre la mortalità dopo un danno da ischemia/riperfusione (I/R) causato da eventi coronarici.

Il precondizionamento cardiaco, in individui allenati, si è dimostrato importante nel ridurre i processi patologici dopo un evento I/R. La ricerca ha evidenziato una correlazione positiva tra gli individui allenati e la sopravvivenza dopo un infarto del miocardio tale da ridurre la portata dell’infarto e ritardare gli effetti negativi di un evento I/R.

 

AUMENTATA ELIMINAZIONE DI ROS

Uno degli elementi principali del precondizionamento cardiaco è la capacità migliorata di eliminare i ROS (Reactive Oxygen Species, radicali liberi basati sull’ossigeno)  causati da un evento I/R.

E’ stato dimostrato che l’aumento della combinazione di NADPH ossidasi, superossido, e xantina ossidasi è in grado di danneggiare il tessuto muscolare.

L’esercizio fisico  potrebbe influenzare  gli adattamenti cardiaci proteggendo contro l’infarto tramite un’aumentata clearance dei ROS.

La superossido dismutasi (noto enzima che catalizza i ROS), nello specifico la superossido dismutasi manganeso dipendente (MnSOD)  che si trova principalmente nei mitocondri, aumenta dopo esercizio fisico ed è stata correlata positivamente alla protezione da infarto.

In studi in cui è stato praticato per più giorni  un esercizio fisico regolare è stato dimostrato che a un aumento della MnSOD corrispondevano effetti cardioprotettivi ,anche nel miocardio di soggetti di età avanzata.

AUMENTATA COLLATERALIZZAZIONE CORONARICA

Una migliore collateralizzazione coronarica sembra che sia il risultato di un potenziale meccanismo benefico dell’esercizio fisico sull’aterosclerosi.

Ogni arteria coronaria che si dirama dall’aorta fornisce sangue ad una rispettiva area del miocardio.

Nel caso di stenosi di un vaso sanguigno a causa di aterosclerosi, l’area del miocardio distale all’occlusione è soggetta ad ischemia a causa di una maggiore o minore riduzione dell’afflusso di sangue secondo il grado di stenosi, e in alcuni casi può risultare in un infarto a causa di un’occlusione totale.

La collateralizzazione coronarica comporta la presenza di arteriole che hanno la capacità di fornire soccorso dalla riduzione del flusso sanguigno e che potrebbero ridurre la portata dell’infarto.

Un aspetto importante è l’indice di flusso collaterale (CFI), parametro che misura la quantità di flusso sanguigno in un’arteria coronarica con stenosi, che può essere attribuito alla circolazione collaterale.

È stato osservato che in presenza di malattia coronarica l’esercizio fisico regolare migliora lo sviluppo di collateralizzazione coronarica favorendo l’ arteriogenesi, che fa aumentare il flusso sanguigno alle aree da dipendenza collaterale del miocardio.

Tilman Pohl  et al hanno dimostrato come, dopo il completamento di un programma di allenamento, la CFI risultava significativamente aumentata non solo nei vasi sanguigni con stenosi, ma anche in quelli sani. Lo stesso risultato non è stato riscontrato nel gruppo di controllo che non ha svolto esercizio fisico.

In uno studio separato di Belardinelli et al, è stato evidenziato mediante esame angiografico  che in pazienti con malattia coronarica sottoposti a 8 settimane di allenamento la collateralizzazione dei vasi aumentava per aumento della perfusione e migliore contrattilità del miocardio.

Sailer et al. hanno inoltre riportato che l’esercizio fisico in pazienti con malattia coronarica era in grado di fornire direttamente ed indirettamente flusso sanguigno collaterale alle aree ischemiche del miocardio a seguito di occlusione.

ARTERIOGENESI

L’arteriogenesi è il processo mediante il quale la collateralizzazione coronarica è in grado di salvare il miocardio ischemico colpito da una stenosi o di un infarto.

L’arteria con stenosi provoca una riduzione del flusso sanguigno distale all’occlusione e un aumento del flusso rediretto ai vasi sanguigni collaterali.

Nel momento in cui la pressione nel vaso occluso si riduce, il sangue viene reindirizzato attraverso la circolazione collaterale per fornire ossigeno al tessuto ischemico, e lo stress provocato dallo scorrimento del sangue causa un aumento dei fattori endoteliali che stimolano l’arteriogenesi.

L’arteriogenesi porterà poi all’aumento della lunghezza e del diametro dei vasi sanguigni collaterali.

L’arteriogenesi  protrebbe quindi essere una spiegazione degli effetti cardioprotettivi dell’esercizio fisico.

REGRESSIONE DELLA PLACCA ATEROSCLEROTICA

Con l’aumento delle dimensioni della placca, aumenta anche la probabilità del verificarsi di una stenosi coronarica grave e di infarto del miocardio. Un’area di ricerca sui potenziali effetti dell’esercizio fisico sull’aterosclerosi si è focalizzata sulla possibilità non solo dell’arresto della progressione ma anche di una regressione della placca stessa.

Lo studio Lifestyle Heart Trial ha valutato l’effetto dei cambiamenti di stile di vita, fra cui 3 ore di esercizio fisico a settimana, in pazienti con malattia coronaria. È stato dimostrato che, dopo un anno di attività, non solo la frequenza e la gravità dei sintomi di angina si riducevano, ma regrediva anche la dimensione della placca nelle lesioni aterosclerotiche coronariche presenti, mentre nel gruppo di controllo erano progredite le lesioni presenti all’inizio dello studio.

Hambrecht et al., hanno valutato l’effetto dell’esercizio sull’aterosclerosi , osservando la regressione delle lesioni coronariche in pazienti che consumavano più di 2200 calorie a settimana, che corrispondono a circa 5-6 ore di allenamento.

Nello studio di Tani et al, invece, vi era una regressione del 12.9% della dimensione della placca, dopo 6 mesi di cambiamenti di stile di vita che includevano esercizio fisico associato a terapia con statine e modifiche delle abitudini alimentari.

I potenziali meccanismi alla base di queste regressioni associate alla pratica dell’esercizio fisico, potrebbero basarsi su un aumento del colesterolo HDL, una riduzione dell’ LDL, e/o una eliminazione dei macrofagi e delle cellule schiumose dal core necrotico della lesione.

 LIVELLI ELEVATI DI HDL

È ormai assodato che livelli elevati di colesterolo LDL sono il principale fattore di rischio aterosclerotico e scatenano il processo che porta alla patofisiologia della malattia.

I livelli di HDL sono stati, invece, correlati inversamente alla malattia coronarica. Inoltre, questo tipo di colesterolo è risultato partecipare al processo di regressione della placca aterosclerotica, attraverso il trasporto inverso del colesterolo verso il fegato.

È stato dimostrato come l’esercizio fisico favorisce l’aumento del livello di colesterolo HDL serico. In una meta-analisi che ha valutato l’effetto dell’esercizio fisico sui livelli di HDL, è stato riportato che l’esercizio aerobico regolare con un consumo energetico minimo di 900 calorie per settimana faceva aumentare il colesterolo HDL serico.

In un altro studio, si è ottenuto un aumento significativo dei livelli di colesterolo HDL dell’11% nel gruppo che praticava esercizio fisico.

Inoltre, i benefici hanno interessato anche i livelli di LDL e trigliceridi.In un altro studio che ha valutato il profilo lipidico totale dopo 12 settimane di allenamento, i livelli di HDL sono aumentati in media del  4,6%, mentre quelli di LDL e i trigliceridi sono diminuiti del 5% e del 3,7% rispettivamente.

CONCLUSIONI

è stato dimostrato che la combinazione di inattività fisica e cattive abitudini alimentari che provocano l’aumento dei livelli del colesterolo LDL è uno dei maggiori fattori di rischio per lo sviluppo di malattie cardiovascolari.

La pratica comune per trattare i pazienti con queste patologie prevede interventi farmacologici e chirurgici. Tuttavia, sarebbe importante considerare sempre di più anche trattamenti alternativi/integrativi, come la pratica di esercizio fisico.

Alcuni meccanismi, come il precondizionamento cardiaco, l’aumentata collateralizzazione coronarica e la regressione della placca, potrebbero spiegare i benefici dell’esercizio fisico sul sistema cardiaco.

Questo importante campo di ricerca è in via di sviluppo, considerando che le malattie cardiovascolari interessano ormai l’intera popolazione mondiale.

BIBLIOGRAFIA

 

Chacon, D., Fiani B. A review of mechanisms on the beneficial effect of exercise on atherosclerosis (2020). Cureus , 12: e11641, 2020.

Libby, P. et al.: Atherosclerosis. Nat Rev Dis Primers . 16: 56, 2019.

Santos, L. P. et al.: Exercise, cardiovascular health, and risk factors for atherosclerosis: a narrative review on these complex relationships and caveats of literature. Frontiers in Physiology(2020).

Tuzcu  E. M. et al. High prevalence of coronary atherosclerosis in asymptomatic teenagers and young adults: evidence from intravascular ultrasound . Circulation, 103: 2705, 2001.

McGill H C Jr   et al , Origin of atherosclerosis in childhood and adolescence. Am J Clin Nutr 72:1307s, 2000.

Tilmann Pohl et al.  Exercise-induced human coronary collateral function: quantitative assessment during acute coronary occlusions . Cardiology 100: 53, 2003.

Belardinelli  R, et al , 1 0-year exercise training in chronic heart failure: a randomized controlled trial J Am Coll Cardiol , 16: 1521, 2012

American College of Cardiology. Lifestyle Health Trial. Long-term study – LHT long term follow up, 2002.

 Hambrecht R. , et al.,  Effect of exercise on coronary endothelial function in patients with coronary artery disease. N Engl J Med , 342: 454, 2000.

 

 

 

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