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. 2020 Jul 28;115(1):134–138. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20190689
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Uso Apropriado das Novas Diretrizes de Função Diastólica na Avaliação de Atletas. Nem Sempre é o que Parece Ser

Carlos Eduardo Suaide Silva 1
PMCID: PMC8384328  PMID: 32813828

A correta avaliação da função diastólica pela ecocardiografia tem sido sempre um grande desafio para os cardiologistas que trabalham com o método. Em parte, pelas mudanças frequentes nas diretrr izes decorrentes da grande quantidade de novas informações a respeito de tão complexo assunto, em parte por certa confusão gerada pelas próprias diretrizes, muitas vezes contraditórias ou pouco explicativas.1 Entretanto, estamos caminhando para um maior entendimento do que ocorre nessa importante fase do ciclo cardíaco. A última diretriz de função diastólica publicada em 2016, apesar de ainda apresentar algumas incoerências e nos deixar com algumas dúvidas em determinadas situações clínicas, veio esclarecer diversos pontos e corrigiu algumas distorções da diretriz anterior.2

Como sempre acontece na medicina, toda vez que temos alguma mudança de paradigma, ou uma nova entidade clínica é descoberta, passamos inicialmente por uma fase de exagero no diagnóstico seguida por uma fase de descrédito para finalmente atingirmos o equilíbrio com a maturidade e o conhecimento adquirido com o tempo. Foi assim com o prolapso da valva mitral, que apresentava incidência de mais de 35% em mulheres jovens no início dos anos 1970 e que hoje sabemos ser de aproximadamente 2,4% sem diferença entre os sexos.3 O mesmo ocorreu com o diagnóstico de não-compactação ventricular e diversas outras entidades clínicas e, porque não dizer, com o diagnóstico de disfunção diastólica. Quantos idosos absolutamente saudáveis não foram diagnosticados com disfunção diastólica leve (grau I) por apresentar apenas inversão da relação E/A no fluxo mitral ao Doppler? Almeida et al.,4 verificaram o impacto da utilização da diretriz de 2009 em relação à de 2016 no diagnóstico de disfunção diastólica nessa população (1000 indivíduos com mais de 45 anos) e encontraram apenas 1,4% de disfunção diastólica onde haveria 38,2% usando a diretriz anterior.

Dessa forma, com essa nova diretriz parece que chegamos a esse equilíbrio e com a aplicação correta de seus critérios diminuímos significativamente esse exagero no diagnóstico de disfunção diastólica, principalmente na população idosa. Entretanto, talvez ainda deixemos de fazer esse diagnóstico, felizmente em número bem menor de casos, em outras situações clínicas. Particularmente em atletas, a função diastólica precisa ser avaliada com mais atenção.

O exercício é um forte estímulo para a adaptação muscular e há bastante evidências que comprovam que o mesmo é responsável por mudanças na forma e no débito cardíacos.5

As adaptações impostas ao coração dependem, evidentemente, do tipo de exercício realizado. Assim, didaticamente falando, atletas que realizam exercícios de resistência (dinâmicos) e que trabalham em altas frequências cardíacas, como os maratonistas ou nadadores, sofrem adaptações diferentes daqueles que fazem exercícios isométricos (estáticos) onde a frequência cardíaca é mais baixa e há predominante aumento da pressão arterial, como ocorre com halterofilistas. Na prática, grande parte dos exercícios são mistos como ocorre com ciclistas e remadores, por exemplo.

No primeiro grupo (maratonistas), onde o débito cardíaco pode chegar a até dez vezes o valor de repouso, o coração precisa se adaptar de diversas maneiras, seja partindo de uma frequência cardíaca basal muito baixa (bradicardia), seja aumentando seu volume sistólico (hipertrofia excêntrica), seja tornando mais efetiva a sua função de bomba extraindo o máximo de suas funções sistólica e diastólica. A diástole desses atletas precisa ser extremamente eficiente porque em alta frequência cardíaca ela se encurta e o coração tem pouco tempo para se encher. Por isso, assim que a valva mitral se abre o ventrículo esquerdo precisa se encher rapidamente, apresentar um relaxamento extremamente eficaz e “sugar” a maior quantidade de sangue possível para gerar uma sístole efetiva. Isso explica a ampla onda E do fluxo mitral ao Doppler seguida de uma pequena onda A (pois sobra pouco sangue para entrar no ventrículo na telediástole) gerando um padrão de fluxo semelhante em morfologia ao padrão restritivo, mas que reflete, na realidade, uma diástole supranormal6 ( Figura 1 ).

Figura 1. – À esquerda corte apical de 4 câmaras ao eco bidimensional. À direta padrão do fluxo mitral ao Doppler em atleta jovem. AAE = apêndice atrial esquerdo; AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; E/A VM: relação E/A da valva mitral; T.Des. VM: tempo de desaceleração da onda E do fluxo mitral; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo.

Figura 1

No segundo grupo (halterofilistas) onde o coração é submetido a altas pressões, sem grande aumento da frequência cardíaca, observamos um predominante aumento da espessura miocárdica, sem dilatação (hipertrofia concêntrica, rigidez aumentada e tempo de relaxamento prolongado levando ao aumento do tempo de desaceleração da onda E e invertendo a relação E/A do fluxo mitral) .

Essas situações são extremas e os exemplos didáticos, mas na realidade, a avaliação da função diastólica em atletas é muitas vezes bem mais complexa do que isso. Vamos mostrar através de dois exemplos clínicos como a utilização racional das novas diretrizes associada às técnicas avançadas de ecocardiografia e à história clínica dos pacientes podem chegar a um diagnóstico correto e mais refinado da função diastólica nessa população.

Exemplo 1: masculino, 16 anos, jogador de futebol (o mesmo paciente da Figura 1 ). Analisando somente o padrão de fluxo mitral desse atleta temos uma relação E/A de 2,25 e um tempo de desaceleração da onda E (TDE) de 138ms, o que caracterizaria um padrão de fluxo mitral do tipo restritivo, não compatível com a clínica de um jovem esportista. Prosseguindo a investigação, observamos ao Doppler tecidual o valor da onda e’ septal de 0,17m/s e da onda e’ lateral de 0,18m/s. A relação E/e’ foi de 7,01 a velocidade do refluxo tricúspide de 1,33m/s e o volume indexado do átrio esquerdo de 27,9ml/m2 ( Figura 2 ). Todas as medidas dentro da normalidade, configurando então um padrão de fluxo mitral do tipo supranormal, frequentemente encontrado em jovens e atletas.

Figura 2. – Doppler tecidual do anel mitral (superior, esquerda); corte apical de 4 câmaras ao eco bidimensional (superior direita); curva do Doppler contínuo do refluxo tricúspide (inferior esquerda); corte apical de 2 câmaras ao eco bidimensional (inferior direita). AAE: apêndice atrial esquerdo; AD: átrio direito; AE: átrio esquerdo; E’L: velocidade da onda e’ lateral; E’S: velocidade da onda e’ septal; VD: ventrículo direito; VE: ventrículo esquerdo; Vol AE: volume indexado do átrio esquerdo.

Figura 2

Exemplo 2: masculino, 48 anos, fisiculturista e corredor. O estudo inicial com ecocardiograma tridimensional não apresentou alteração anatômica significativa. Na avaliação da função diastólica observou-se relação E/A de 1,12, velocidades de e’ septal e lateral estimadas em 0,05m/s e 0,07m/s, respectivamente, relação E/e’ de 10,3, volume indexado do átrio esquerdo de 17,9ml/m2 e velocidade do refluxo tricúspide de 2m/s ( Figura 3 ). Avaliando a função diastólica desse paciente segundo as diretrizes de 2016, dos quatro critérios maiores, apenas um encontra-se fora da normalidade (velocidades do anel mitral ao Doppler tecidual), o que classificaria a função diastólica como normal.

Figura 3. – Curva do fluxo mitral ao Doppler pulsátil (superior esquerda); curva do Doppler tecidual do anel mitral lateral (superior direita). E/A VM: relação E/A da valva mitral; LAEDVindex(A-L): volume indexado do átrio esquerdo.

Figura 3

Entretanto, chama à atenção os valores alterados das velocidades do anel mitral em um atleta assintomático. Aprofundando a anamnese, o paciente relatou que fazia uso constante de esteroides anabolizantes (propionato de testosterona 30mg, fempropionato de testosterona 60mg, isocaproato de testosterona 60mg, decanoato de testosterona 100mg - Durateston®). Realizando então o estudo da deformação miocárdica pela técnica do speckle tracking verificou-se diminuição do strain longitudinal global (-15,4%) como mostra a figura 4 . Essa informação modifica totalmente a análise da função diastólica nesse paciente. O fato de ter disfunção sistólica documentada pelo speckle tracking direciona a investigação para o segundo algoritmo das diretrizes de 2016 (Pacientes com FE diminuída e pacientes com doença miocárdica e FE normal, após considerar dados clínicos e ecocardiográficos). Um valor do strain tão baixo nos leva a pensar em algum grau de disfunção miocárdica em decorrência do uso de esteroides, comprometendo as funções sistólica e diastólica. Segundo as novas diretrizes, não devemos ter disfunção sistólica sem, ao menos, um grau de disfunção diastólica presente pela intrincada relação entre elas. Esse não é um conceito novo. Já em 2008, Lester et al.,7 ressaltavam que, “pelo o fato dos parâmetros ecocardiográficos que avaliam a função diastólica serem derivados do Doppler, e os que avaliam a função sistólica serem derivados do estudo bidimensional podemos criar a ilusão de que é possível ter disfunção diastólica isolada”. Portanto, de acordo com as diretrizes de 2016, ao invés de função diastólica normal, diagnosticamos a presença de disfunção diastólica leve nesse atleta.

Figura 4. – Quantificação da deformação miocárdica pela técnica do speckle tracking. GLS: strain longitudinal global.

Figura 4

A população de atletas competitivos e pessoas altamente ativas está em franco crescimento.8 Relatos recentes extrapolam as causas de remodelamento cardíaco induzido pelo exercício para além da estrutura ventricular passando a incluir alterações da função diastólica,9 da morfologia do ventrículo direito8 e estrutura do átrio esquerdo.10 - 12

Todas as formas de exercício físico vigoroso, seja em atletas profissionais ou pessoas altamente ativas, envolvem alguma combinação de exercício estático e dinâmico. Os termos estático e dinâmico se referem ao padrão de atividade muscular esquelética e suas consequências no sistema cardiovascular. A atividade estática é caracterizada por contrações curtas e vigorosas de determinados grupos musculares. Durante eventos de atividade estática pura (ou predominante), como ocorre no levantamento ou arremesso de peso, observa-se aumento agudo na resistência vascular e na pressão arterial. O principal papel do sistema cardiovascular nesses atletas é conseguir manter o débito cardíaco frente ao súbito e exagerado aumento da pós-carga. Em contraste, os exercícios dinâmicos (de “endurance”) são caracterizados por contrações e relaxamentos repetitivos, geralmente rítmicos, de grandes grupos musculares o que requer aumento no metabolismo oxidativo. A intensidade da atividade dinâmica pode ser quantificada pelo consumo de oxigênio (VO2). A resposta primária do sistema cardiovascular ao exercício dinâmico é aumentar o débito cardíaco para assegurar a chegada de nutrientes ao leito muscular em atividade. O aumento do débito é conseguido pelo aumento do volume sistólico e da frequência cardíaca e da diminuição da resistência vascular periférica.

A função diastólica nessa população de atletas profissionais ou pessoas altamente ativas deve ser normal ou aumentada e qualquer evidência de disfunção diastólica deve nos levar a pensar em patologia.13 Dados de uma grande meta-análise sugerem que o exercício físico promove um aumento da função diastólica em atletas por uma combinação de relaxamento proto-diastólico mais efetivo e aumento da complacência ventricular.14 O tipo de atividade física também está relacionado às alterações observadas na função diastólica de atletas. O exercício dinâmico leva a um relaxamento ventricular mais efetivo, além da dilatação biventricular, enquanto o exercício estático pode estar relacionado a um certo grau de comprometimento da função diastólica,15 geralmente acompanhado de aumento da espessura miocárdica e de hipertrofia concêntrica do ventrículo esquerdo.

Por isso, é fundamental que na avaliação da função ventricular dos atletas, profissionais, amadores ou “de finais de semana”, utilizemos todas as ferramentas disponíveis no arsenal da ecocardiografia. Sempre que possível a fração de ejeção deve ser avaliada pela ecocardiografia tridimensional e a análise criteriosa da deformação miocárdica ( strain ) deve sempre ser realizada pela técnica do speckle tracking , assim como avaliação cuidadosa da função diastólica seguindo as últimas diretrizes. O strain é capaz de detectar alterações incipientes da função sistólica muito antes que ocorra qualquer alteração da contratilidade ao estudo bidimensional ou diminuição da fração de ejeção.

A avaliação de rotina da deformação miocárdica permite a detecção de algum comprometimento miocárdico subjacente nessa população. Além disso, uma análise detalhada da função diastólica deve ser realizada seguindo as últimas diretrizes.

É muito frequente observarmos atletas fazendo uso de fórmulas e esteroides anabolizantes sem qualquer indicação ou acompanhamento médico e um exame ecocardiográfico completo pode detectar precocemente a deterioração da função ventricular, sistólica ou diastólica, e permitir um tratamento adequado evitando maiores danos ao miocárdio.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Referências

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Arq Bras Cardiol. 2020 Jul 28;115(1):134–138. [Article in English]

Appropriate Use of Diastolic Function Guideline When Evaluating Athletes: It is not Always what it Seems to Be

Carlos Eduardo Suaide Silva 1

The complete echocardiographic evaluation of the diastolic function has always been a great challenge for cardiologists and sonographers, either because of frequent changes found in every new guideline, due to a great amount of recent information about this complex subject, or because of some confusion created by the guidelines themselves, which are many times contradictory or not explanatory.1 However, we are moving towards a better understanding of what really happens on this important phase of the cardiac cycle. The last published guideline of 2016, despite presenting some inconsistencies and still not making certain situations clear, clarified several points and corrected some distortions of the previous one.2

As usual in Medicine, every time we have a paradigm shift or a new clinical entity appears, we pass first through a moment of overdiagnosis followed by some discredit to finally reach a balance with the maturity and the knowledge acquired over time. The same happened with mitral valve prolapse, which showed an incidence of more than 30% in young women in the early 1970s, but nowadays it is known of about 2.5% in both sexes.3 Ventricular non-compaction and many other diseases followed the same pattern, as well as diastolic disfunction. How many healthy elderly people were diagnosed with mild diastolic disfunction (or grade I) due to presence of E/A inversion on spectral Doppler of the mitral inflow? Almeida et al.4 tested the impact of using the 2009 guidelines against 2016 for diagnosing diastolic disfunction in 1,000 elderly individuals (over 45 y/o). They found that only 1.4% had some degree of diastolic disfunction according to the 2016 guideline. On the other hand, if the 2009 guideline had been used, this number would rise to 38.2%.

Thus, with this new guideline, we seem to have come to this balance and by using the correct application of its criteria we can significantly reduce the excessive diagnosis of diastolic disfunction, mainly in the elderly. However, we may still fail to diagnose, fortunately in a much lower amount of cases, in another clinical situations. Particularly in athletes, diastolic function needs to be evaluated more carefully.

Exercise is a strong stimulus for muscle adaptation, and there is plenty of evidence proving that it is responsible for changes in shape and cardiac output.5

The adaptations imposed to the heart depend, of course, on the type of performed exercise. Therefore, didactically, athletes that perform dynamic exercises and work out at a high heart rate, such as marathon runners or swimmers, suffer different adaptations from those who perform isometric (static) exercises, in which the heart rate is lower and there is predominant increase in blood pressure as it happens with bodybuilders. In practice, most exercises are mixed as in cyclists and rowers, for example.

In the first group (marathon runners), in which the cardiac output can reach ten times the resting value, the heart needs to adapt in a variety of manners, whether starting from a very low basal heart rate (bradycardia), increasing left ventricular volume (eccentric hypertrophy) or even making its pump more effective, by extracting the maximum of its diastolic and systolic functions. The diastole of these athletes must be extremely efficient because tachycardia shortens this phase and the heart has much less time to be filled. Thus, as soon as the mitral valve opens, the left ventricle must fill up quickly, show an extremely effective relaxation and “suck” as much blood as possible to generate an effective systole. It explains the big E wave on mitral Doppler followed by a small A wave (because there is little blood left to fill the ventricle on the end of diastole), thus showing a flow pattern similar to restrictive, but reflecting, in fact, a supernormal diastole6 ( Figure 1 ).

Figure 1. – Left: Apical four-chamber view on 2D echo. Right: Doppler mitral flow on a young athlete. LAA: left atrial appendage; RA: right atrium; LA: left atrium; E/A VM: mitral valve E/A ratio; T.Des. VM: mitral valve deceleration; RV: right ventricle; LV: left ventricle..

Figure 1

In the second group (bodybuilders), in which the heart is subjected to high pressures without increasing its frequency too much, we can find predominant increase in wall thickness without dilatation (concentric hypertrophy, augmented muscle stiffness, and longer relaxation period leading to a prolonged deceleration time of mitral E wave and an inverted E/A ratio).

These situations are exaggerations, and the examples used herein are only for better understanding, but in the real world, diastolic evaluation in athletes is usually much more complex. We will show, with two clinical examples, how the rational use of the new guideline along with advanced echocardiographic techniques and clinical history can lead to a correct and refined analysis of diastolic function on this population.

Example 1: 16-year-old male soccer player (same patient of Figure 1 ). If we look only for the mitral flow pattern of this athlete, we will find an E/A ratio of 2.25 and an E wave deceleration time of 138 ms, which could resemble a restrictive pattern that is incompatible with the status of a young athlete. Tissue Doppler velocity shows septal e’ of 0.17 m/s and lateral e’ of 0.18 m/s. It leads to an E/e’ ratio of 7.01. Tricuspid regurgitation velocity was 1.33 m/s and there was left atrium volume indexed of 27.9 mL/m2( Figure 2 ). All measurements were within the normal limits, setting up a supernormal mitral flow pattern often found in youth and athletes.

Figure 2. – A) mitral annular tissue Doppler; B) apical four-chamber view on 2D echo bidimensional; C) continuous Doppler of tricuspid regurgitation; D) apical two-chamber view on 2D echo. LAA: left atrial appendage; RA: right atrium; LA: left atrium; E’L: lateral e’ velocity; E’S: septal e’ velocity; RV: right ventricle; LV: left ventricle; Vol AE: left atrium indexed volume.

Figure 2

Example 2: 48-year-old male bodybuilder and runner. Initial 3D echo study did not show any significant abnormalities. The diastolic evaluation showed an E/A ratio of 1.12, a septal and lateral e’ velocity of 0.05 and 0.07 m/s, respectively, an E/e’ ratio of 10.3, indexed left atrium volume of 17.9 mL/m2and tricuspid regurgitation peak velocity of 2 m/s ( Figure 3 ). After analysis of these data, according to the 2016 guideline, only one criterium, out of four, was not normal (mitral septal and lateral annulus velocity), which should lead to a normal diastolic function.

Figure 3. – A) pulsed Doppler curve of mitral valve; B) tissue Doppler curve of mitral lateral annulus. E/A VM: mitral valve E/A ratio; LAEDVindex(A-L): left atrium indexed volume.

Figure 3

However, attention was drawn to abnormal mitral annulus velocity in an asymptomatic athlete. After a more careful anamnesis, the patient reported that he was on anabolic androgenic steroids (testosterone propionate 30 mg, testosterone phenpropionate 60 mg, testosterone isocaproate 60 mg, testosterone decanoate 100 mg – Durateston®). After evaluation of the myocardial deformation with speckle tracking, we found an abnormal global longitudinal strain value of -15.4%. ( Figure 4 ). This finding completely modifies the diastolic function analysis on this patient. Documented systolic disfunction lead to the second algorithm of 2016 guideline (patients with depressed LVEFs and patients with myocardial disease and normal LVEF after consideration of clinical and other 2D data). Such a low strain value points to some degree of myocardial impairment caused by the steroids, compromising both systolic and diastolic functions. According to this guideline, we should not expect to have systolic disfunction without, at least, some degree of diastolic disfunction, due to the intricated relationship between them. This has not been a new concept. Since 2008 Lester et al.7 reported that: “traditionally, parameters of diastolic function have been derived from Doppler and those of systolic function from two-dimensional variables. This may create the illusion that individuals have isolated diastolic dysfunction”. Thus, instead of normal diastolic function, according to the 2016 guideline, this athlete already has mild diastolic disfunction.

Figure 4. – Quantification of myocardial strain by speckle tracking.GLS: global longitudinal strain.

Figure 4

Extremely active people and competitive athlete populations are increasing day by day.8 Recent reports extrapolate the causes of cardiac remodeling induced by exercises beyond the ventricular structure, including now changes in diastolic function,9 right ventricle morphology,8 and left atrium structure.10 - 12

All forms of vigorous physical exercise, whether in professional athletes or in highly active people, involve a combination of static and dynamic exercises. Static and dynamic refer to the skeletal muscular activity pattern and its consequence in the cardiovascular system. Static activity is characterized by vigorous short contractions of certain muscular groups. During pure static activity events (or predominantly), like in weightlifting/throwers, we find an acute increase in vascular resistance and blood pressure. The main purpose of cardiovascular system in these athletes is to preserve the cardiac output in face of the sudden and exaggerated increase in afterload. In contrast, dynamic exercises (endurance) are characterized by repetitive contractions and relaxations, often rhythmic, of big muscular groups that require an increase in the oxidative metabolism. The dynamic activity intensity can be quantified by the oxygen consumption (VO2). The primary response of the cardiovascular system to dynamic exercise is to increase the cardiac output to ensure the arrival of nutrients to the active muscular bed. Increase of cardiac output is reached by increasing both stroke volume and heart rate and decreasing peripheral vascular resistance.

Diastolic function in athletes and in highly active people should be normal or increased, and any pieces of diastolic disfunction evidence should alert us for any pathology.13 Large metanalysis data pointed that exercises promote an increase in diastolic function through the combination of a more effective early diastolic relaxation and increased ventricular compliance.14 The type of physical activity is also related to the changes observed in athletes’ diastolic function. Dynamic exercises lead to a more effective ventricular relaxation besides biventricular enlargement, while static exercises may be related to a certain degree of diastolic disfunction,15 which usually happens with an increase in wall thickness and left ventricular concentric hypertrophy.

Therefore, it is essential while evaluating ventricular function in athletes, whether they are professionals, amateurs or only “weekend players,” that we use all available tools in the echocardiographic arsenal. Ejection fraction should always be quantified by 3D echo, and evaluation of myocardial deformation (strain measurement) should be taken with the speckle tracking technique. Strain quantification can show incipient impairment in systolic function much earlier than any change in ejection fraction or 2D echocardiographic contractile abnormality could be verified. Routine evaluation of myocardial deformation would allow the detection of some underlying myocardial injury in this population. In addition, a comprehensive analysis of diastolic function must be done according to the recent guideline.

It is quite common to find athletes on formulas and anabolic androgenic steroids without any prescription or medical advice, and a complete echocardiographic evaluation could detect early ventricular systolic and diastolic disfunction, thus allowing correct treatment to avoid any larger myocardial damage.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.


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