Differences in cerebral and muscle oxygenation patterns during exercise in children with univentricular heart after Fontan operation compared to healthy peers

Different Patterns of Cerebral and Muscular Tissue Oxygenation 10 Years After Coarctation Repair

“…It can be speculated that this affected the "activity" of the motor cortex as such that the firing rate to the locomotor muscles was reduced which might have resulted in an earlier termination of the exercise test. In a recent study in our laboratory, it was observed that Fontan children had a fast decrease in cerebral TOI from the onset of the incremental ramp exercise (Vandekerckhove et al, 2019) and terminated the test with a reduced cerebral TOI compared to healthy controls. In this population it was speculated that the cerebral oxygenation might have been the main contributing factor to exercise termination.…”

“…These typical O 2 Hb and HHb response patterns indicate that cerebral blood flow increases in accordance with the increase in work rate during incremental exercise (Panerai et al, 1999;Jorgensen et al, 2000;González-Alonso et al, 2004). In a recent study in Fontan patients it was shown that cerebral O 2 Hb did not increase during incremental exercise, which resulted in a progressive decrease in cerebral saturation (i.e., cerebral TOI), as HHb increased during the exercise (Vandekerckhove et al, 2019). These results confirm the potential role of brain oxygenation as a limiting factor to exercise tolerance, especially in patient populations (Brassard and Gustafsson, 2016).…”

Oxigenación de músculos respiratorios y locomotores durante el test cardiopulmonar en pacientes con circulación de Fontan: serie de casos

“…Sin embargo, ambos autores señalan que existe un menor rendimiento muscular durante el ejercicio en PCF, al compararlo con niños sanos dado una menor saturación regional y un menor flujo sanguíneo durante el ejercicio y posterior recuperación. 12 . Lo anterior, es concordante con nuestros hallazgos, lo que podría indicar que la musculatura periférica no alcanza una máxima capacidad de desoxigenación durante el ejercicio en esta población.…”

“…No obstante, la estrategia utilizada por los participantes de este estudio podría explicarse como un mecanismo compensatorio tras la ausencia de un ventrículo sub-pulmonar que, a través de la contracción de la musculatura respiratoria provocaría mayores gradientes de presión pleural negativa a expensas de incrementos en Vc durante el ejercicio, elevando el llenado univentricular para optimizar la entrega de sangre a los tejidos en cada respiración 27 . En los últimos años ha existido creciente evidencia sobre la evaluación de NIRS en pacientes pediátricos con cardiopatías congénitas 12,28 . Según nuestro conocimiento, este es el primer reporte que evalúa en PCF la oxigenación muscular respiratoria y locomotora de manera sincrónica en población chilena, entregando resultados interesantes respecto a la necesidad de valorar la oxigenación muscular respiratoria y locomotora como un componente objetivo para la prescripción individualizada en la reha-bilitación cardíaca sugerida para los PCF 6,22 .…”

“…Así, a través de dispositivos portátiles no invasivos con tecnología NIRS y la cuantificación de la hemoglobina y mioglobina tisular local se determina la SmO 2 , aspecto que debe ser interpretado como la relación entre el suministro y utilización de oxígeno a nivel de la microcirculación muscular 11 . Utilizando esta tecnología, en PCF se ha evaluado la SmO 2 en m.Vastus-Laterallis encontrando una disminución total de la oxigenación posterior al ejercicio físico máximo (∆SmO 2 = 4.5±2.1%) 12 . Hallazgo similar se ha reportado recientemente en m.Serratus-Anterior (∆HHb= 48±5%), en donde además se encontró asociación directa con el rendimiento físico (VO 2 -peak) 13 .…”