The Response of the Pulmonary Circulation and Right Ventricle to Exercise: Exercise‐Induced Right Ventricular Dysfunction and Structural Remodeling in Endurance Athletes (2013 Grover Conference Series)

Abstract

There is unequivocal evidence that exercise results in considerable health benefits. These are the result of positive hormonal, metabolic, neuronal, and structural changes brought about by the intermittent physiological challenge of exercise. However, there is evolving evidence that intense exercise may place disproportionate physiological stress on the right ventricle (RV) and the pulmonary circulation. Both echocardiographic and invasive studies are consistent in demonstrating that pulmonary arterial pressures increase progressively with exercise intensity, such that the harder one exercises, the greater the load on the RV. This disproportionate load can result in fatigue or damage of the RV if the intensity and duration of exercise is sufficiently prolonged. This is distinctly different from the load imposed by exercise on the left ventricle (LV), which is moderated by a greater capacity for reductions in systemic afterload. Finally, given the increasing RV demand during exercise, it may be hypothesized that chronic exercise-induced cardiac remodeling (the so-called athlete's heart) may also disproportionately affect the RV. Indeed, there is evidence, although somewhat inconsistent, that RV volume increases may be relatively greater than those for the LV. Perhaps more importantly, there is a suggestion that chronic endurance exercise may cause electrical remodeling, predisposing some athletes to serious arrhythmias originating from the RV. Thus, a relatively consistent picture is emerging of acute stress, prolonged fatigue, and long-term remodeling, which all disproportionately affect the RV. Thus, we contend that the RV should be considered a potential Achilles' heel of the exercising heart.

Impact of prolonged walking exercise on cardiac structure and function in cardiac patients versus healthy controls

“…Due to a relatively large increase in RV afterload during exercise, the hemodynamic demand placed on the RV is larger than the demand placed on the LV [12]. Indeed, some studies indicate that the RV function is more prone to (early) exercise-induced changes, and these RV-changes may precede changes in LV function [25,26].…”

“…Furthermore, we were not able to measure pulmonary artery pressure during or after exercise. Exercise increases pulmonary artery pressure and hereby the right ventricular afterload, and this can have a significant effect on right ventricular function [12]. It is possible that the pulmonary artery pressure will rise more significantly during exercise in patients with a priori attenuated left ventricle function.…”

“…Despite the long-term clinical benefits of an active lifestyle,[2, 3] multiple studies have described an acute transient decline in cardiac function after bouts of prolonged exercise in healthy subjects [9,10,11,12]. This response has been reported for indices of systolic and diastolic function, in both the left ventricle (LV) and right ventricle (RV), with a recent suggestion that alterations in RV function may precede changes in LV function [12].…”

Current issues in evaluation of the right ventricle condition: Role of gender and ethnic features and exercise

“…Физическая реабилитация является важным звеном в лечении сердечно-сосудистой патологии, но при этом не всегда ясно, какие физические нагрузки можно считать адекватными и как они могут отразиться на состоянии ПЖ. Если у атлетов длительные интенсивные физические нагрузки оказывают неблаго-приятное влияние на структуру и функцию ПЖ [18], то при сердечно-сосудистой патологии на фоне исходно невысокого функционального уровня даже умеренные физические нагрузки могут вызвать его патологическое ремоделирование и ухудшение функционального состо-яния. В этом случае изучение структурных показателей и параметров функции ПЖ позволит проводить кон-троль эффективности физической реабилитации и избе-жать неадекватных физических нагрузок, которые могут оказать повреждающее воздействие на его функцию [18].…”

“…Если у атлетов длительные интенсивные физические нагрузки оказывают неблаго-приятное влияние на структуру и функцию ПЖ [18], то при сердечно-сосудистой патологии на фоне исходно невысокого функционального уровня даже умеренные физические нагрузки могут вызвать его патологическое ремоделирование и ухудшение функционального состо-яния. В этом случае изучение структурных показателей и параметров функции ПЖ позволит проводить кон-троль эффективности физической реабилитации и избе-жать неадекватных физических нагрузок, которые могут оказать повреждающее воздействие на его функцию [18]. В данном обзоре представлена попытка осветить измене-ния структуры и функции ПЖ, связанные с полом, осо-бенностями региона, этноса, а также влияние физических нагрузок и программ физической реабилитации на состо-яние правых отделов сердца.…”