Recommendations and preexposure

Fit pour Voyager?
Michel White MD, FRCPC(C), FACC, FESC
Plan de la Presentation
•  Physiologie et exigences de l’altitude
•  Les challenges physiologiques chez le patient a haut
risque: Hypertension, arythmies, cardiopathies et MCAS
•  Comment stratifier, quoi recommander?
•  Quoi faire avec la medication CV?
MW 2008-09
3
Physiologie et exigences de l’altitude
Question 1
•  Concernant la reponse adapatative normale a
l’exposition a la haute altitude. Lequel des
enonces suivants est vrai
–  Il y a dilatation de tous les lits vasculaires arteriels
–  Il y a augmentation de la tension arterielle systolique
et diastolique des les premieres 24 heures
–  La FC cardiaque de base augmente mais la FC a
l’effort ne change pas de facon significative
–  La reponse adapatative ne change pas en fonction du
sexe
Hemodynamic adaptations
to high altitude
Time course of CV and
autonomic changes in high
altitude
Beneficial/detrimental effects of high
altitude adjustments with health and
disease state
La réponse cardiovasculaire en reponse a
une exposition aigüe à la haute altitude
•  ↑ FC ~16 bpm à 4000 mètres
•  Élévation du débit cardiaque
•  ↓ légère des volumes cardiaques
•  ↑ FEVG (activation sympathique et ↓ de l’activité
• 
vagale)
La réponse semble indépendante de l’âge et du
sexe.
MW 2008-01
11
Altitude-induced autonomic
and CV adjustments
Exercise increases O2
desaturation at high altitude
MAM leger = 1-3; modere = 4-6 ; severe > 6
points
MAM – Facteurs favorisants et predisposants
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Vitesse de montee: max 500 metres/ 24 heures > 3000 m
 1 semaine pour atteindre 3000- 5000 metres
Femme = homme mais oedeme facial plus frequent
Plus elevee <18 ans et > 50 ans
Favorisee par exercise intense
Sujets obeses et migraineux plus a risque de MAM
Non reliee = capacitee aerobique, entrainement
physique et tabac
MW 2008-01
17
Question 1
•  Concernant la reponse adapatative normale a
l’exposition a la haute altitude. Lequel des
enonces suivants est vrai
–  Il y a dilatation de tous les lits vasculaires arteriels
–  Il y a augmentation de la tension arterielle systolique
et diastolique des les premieres 24 heures
–  La FC cardiaque de base augmente mais la FC a
l’effort ne change pas de facon significative
–  La reponse adapatative ne change pas en fonction du
sexe
Question 1
•  Concernant la reponse adapatative normale a
l’exposition a la haute altitude. Lequel des
enonces suivants est vrai
–  Il y a dilatation de tous les lits vasculaires arteriels
–  Il y a augmentation de la tension arterielle systolique
et diastolique des les premieres 24 heures
–  La FC cardiaque de base augmente mais la FC a
l’effort ne change pas de facon significative
–  La reponse adapatative ne change pas en fonction
du sexe
GyajiKang – camp de base: 4800 metres
Les challenges physiologiques chez le patient a
haut risque: Hypertension, arythmies, cardiopathies
et MCAS
Question 2
•  Lequel des enonces suivants est faux
–  Les patients avec cardiopathie dilatee stable
constitutent le groupe a plus haut risque
–  Il y a augmentation des arythmies supraventriculaires
et ventriculaires
–  Les patients avec MPOC legere sont a risque faible
de complications reliees a l’altitude
–  les patients avec HTA traitee ne necessitent que peu
d’ajustement dans leur medication
IVUS data – Proximal LAD
24
Decline in peak VO2 with age
in men and women
Lund LH and DM Mancini. Int J Cardiol 2008;125:166-171
Main pathophysiologic changes
and their interactions with CV
conditions
Prevalence of self-reported CVD
among high-altitude mountaineers
Chronic conditions affected
by altitude exposure
Hypertension artérielle et la haute altitude
• 
• 
• 
Traitement pharmacologique ? Trop ou trop peu
↑ de la T.A surtout systolique
─  ↑ Arythmie
─  Hypertension artérielle nocturne
Grande susceptibilité individuelle – Le patient
hypertendu est-il à risque d’évènement cardiaque à
haute altitude ?
MW 2008-01
29
Les adaptations de la circulation coronarienne
• 
• 
• 
Régulation du flot coronarien = fréquence cardiaque,
contractilité et tension murale
Changement aigü:
─  La réserve de flot coronarien (5 à 6 fois) est
suffisante pour repondre aux demandes physiques
élevées en haute altitude
Chroniquement:
─  ↓ du flot coronarien comparé au niveau de la mer
(~ 30% altitude des Andes)
─  ↓ de la fréquence cardiaque, polyglobulie, ↑ de la
différence artério-veineuse = identique au
changement de la circulation périphérique.
MW 2008-01
30
Impact of hypoxemia and high altitude (5245m) on hemodynamics
and gas exchange parameters in healthy climbers
Low altitude
High altitude
Normoxic
Rest
Stress
Hypoxic
Rest
Stress
Sidenafil
Rest
Stress
Systolic blood
pressure (mmHg)
148.0
232.0
142.5
209.5
120.0
185.0
Heat rate (bpm)
76.0
171.0
84.8
157.3
84.0
148.5
Saturation (%)
99.0
98.0
72.0
60.8
83.0
71.0
Systolic pulmonary
17.5
artery pressure (mmHg)
25.1
30.5
42.9
22.0
27.5
Cardiac output (L/min) 6.0
14.4
5.1
11.1
5.6
15.1
Maximum level
of exercise (W)
262.5
--
130.6
--
189.5
MW 03-2006
--
Ghofrani HA, et al. Ann Int Med 2004; 141: 169-177
31
Categories of Disease Complexity
in Congenital Heart Disease
Simple congenital heart disease
•  Isolated congenital aortic or mitral valve disease
•  Isolated patent foramen ovale or small atrial septal
defect
•  Isolated small ventricular septal defect without
associated lesions
•  Mild pulmonic stenosis
•  Previously ligated or occluded patent ductus arteriosus
•  Repaired secundum or sinus venosus atrial septal defect
without residua
•  Repaired ventricular septal defect without residua
Categories of Disease Complexity
in Congenital Heart Disease
Moderate severity congenital heart disease
•  Aorto-left ventricular fistulae
•  Total or partial anomalous pulmonary venous return
•  Partial or complete atrioventricular canal defects
•  Coarctation of the aorta
•  Ebstein’s anomaly
•  Infundibular right ventricular outflow obstruction of significance
•  Ostium primum or sinus venosus atrial septal defect
•  Patent ductus arteriosus (not closed)
•  Moderate–severe pulmonic valve regurgitation
•  Sinus of Valsalva fistula/aneurysm
•  Subvalvular or supravalvular aortic stenosis (except HOCM)
•  Tetralogy of Fallot
•  Ventricular septal defect with absent valve(s), aortic regurgitation,
coarctation, mitral disease, right ventricular outflow obstruction, straddling
tricuspid/mitral valve, or subaortic stenosis
Categories of Disease Complexity
in Congenital Heart Disease
Congenital heart disease of great complexity
•  Conduits (valved or nonvalved)
•  Cyanotic congenital heart disease (all forms)
•  Double-outlet ventricle
•  Eisenmenger syndrome
•  Fontan procedure
•  Mitral or tricuspid atresia
•  Single ventricle
•  Pulmonary atresia (all forms)
•  Pulmonary vascular obstructive diseases
•  Transposition of the great arteries
•  Truncus arteriosus/hemitruncus
•  Other abnormalities of atrioventricular or ventriculoarterial connection
(crisscross heart, isomerism, heterotaxy syndromes ventricular inversion)
Question 2
•  Lequel des enonces suivants est faux
–  Les patients avec cardiopathie dilatee stable
constitutent le groupe a plus haut risque
–  Il y a augmentation des arythmies supraventriculaires
et ventriculaires
–  Les patients avec MPOC legere sont a risque faible
de complications reliees a l’altitude
–  les patients avec HTA traitee ne necessitent que peu
d’ajustement dans leur medication
Question 2
•  Lequel des enonces suivants est faux
–  Les patients avec cardiopathie dilatee stable
constitutent le groupe a plus haut risque
–  Il y a augmentation des arythmies supraventriculaires
et ventriculaires
–  Les patients avec MPOC legere sont a risque faible
de complications reliees a l’altitude
–  les patients avec HTA traitee ne necessitent que peu
d’ajustement dans leur medication
MW 2008-09
38
Comment stratifier, quoi recommander?
Question 3
•  Concernant l’approche clinique et la stratification
des patients avec maladie CV pre-expedition,
lequel des enonces suivants est vrai
–  Les patients avec MCAS devraient subir une
coronarographie
–  Une medication a base de beta –bloqueur est
recommandee chez les sujets avec arythmies
supraventriculaires
–  Les patients avec FOP devraient s’abstenir a une
exposition de plus de 2500 metres
–  Les patients avec IC asymptomatique peuvent
s’exposer a la haute altitude
Prerequisites, general recommendations,
and contraindications to high altitude
exposure
General prerequisites at low altitude
•  Stable clinical condition
•  Asymptomatic at rest
•  Functional class < II NYHA
Prerequisites, general recommendations,
and contraindications to high altitude
exposure
General recommendations at high
altitude
•  Ascent at a slow rate > 2000 m (increasing
sleeping altitude by < 300 m/d)
•  Avoid overexertion
•  Avoid direct transportation to an altitude >
3000 m
Prerequisites, general recommendations,
and contraindications to high altitude
exposure
Absolute contraindications to high altitude exposure
•  Unstable clinical condition, ie,
- unstable angina
- symptoms or signs of ischemia during exercise testing at low to
•  moderate workload (<80 W or <5 metabolic equivalents)
- decompensated heart failure
- uncontrolled atrial or ventricular arrhythmia
•  Myocardial infarction and/or coronary revascularization in the past
3-6 mo
•  Decompensated heart failure during the past 3 mo
•  Poorly controlled arterial hypertension (blood pressure ≥ 160/100
mm Hg at rest, > 220 mm Hg systolic blood pressure during
exercise)
Prerequisites, general recommendations,
and contraindications to high altitude
exposure
Absolute contraindications to high altitude exposure (suite)
•  Marked pulmonary hypertension (mean pulmonary artery pressure >
30 mm Hg, RV-RA gradient > 40 mm Hg) and/or any pulmonary
hypertension associated with functional class ≥ II and/or presence of
markers of poor prognosis37
•  Severe valvular heart disease, even if asymptomatic
•  Thromboembolic event during the past 3 mo
•  Cyanotic or severe acyanotic congenital heart disease
•  ICD implantation or ICD intervention for ventricular arrhythmias in
the past 3-6 mo
•  Stroke, transient ischemic attack, or cerebral hemorrhage during the
past 3-6 mo
Facing our limits 6120m
45
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Arterial hypertension
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
If not well controlled → ambulatory
blood pressure recording
Instructions for self-monitoring of
blood pressure and treatment
adjustments
if uncontrolled hypertension or
hypotension develops
Maladie coronarienne et la haute altitude
• 
• 
• 
• 
↓ du risque MCAS et IM chez les résidents haute
altitude
Vasoconstriction coronarienne possible en présence de
dysfonction endothéliale et MCAS
Hypoxémie = moins stressant pour le cœur que
l’exercice
Le rôle de l’hypoxémie souvent combinée avec
l’exercice intense, le froid et le stress émotionnel
MW 2008-01
47
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
CAD
Asymptomatic revascularization < 6
mo
Asymptomatic revascularization > 6
mo
Asymptomatic reduced LVEF
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Consider exercise testing according to
coronary status
Exercise testing
If not conclusive → exercise testing
with imaging modality
Exercise testing
If not conclusive → exercise testing
with imaging modality
Transthoracic echocardiography at
rest
Évaluation du patient à risque CV
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Épreuve d’effort (capacité maximale, récupération FC 1 et
2 min)
Épreuve d’effort avec analyses des gaz expiratoires
Épreuve d’effort avec MIBI ou échocardiographie
CCTA (Angio IRM)
Angiographie coronarienne
Holter ou cardiomémo ?
MW 2008-01
49
L’altitude contribue-t-elle à la décompensation
du patient insuffisant cardiaque ?
• 
• 
• 
• 
L’ascension est sécuritaire jusqu’à 2,500 mètres chez le
patient bien compensé
Il y aurait rétention hydrosodée associé à l’AMS
rendant le patient défaillant plus à risque
La majoration des diurétiques, le diamox, sildenafil
sont à considérer
Ajustement de la médication concomitante ?
MW 2008-01
51
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Reduced LVEF
Any cause
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Exercise testing
Transthoracic echocardiography at
rest
Instructions for treatment adjustments
if heart failure develops
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Pulmonary hypertension
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Exposure contraindicated if marked
pulmonary hypertension or if functional
class > I (see Table 2)
Echocardiographic assessment of RV
function and of pulmonary artery
pressure
under simulated high altitude (FIO2:
12%; if RV-RA gradient > 40 mm Hg
patients should be strongly
discouraged)
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Valvular heart disease
Symptomatic and/or severe
Mild aortic or mitral regurgitation
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Exposure contraindicated
Exercise testing, transthoracic
echocardiography at rest
Instructions for self-monitoring of
blood pressure and treatment
adjustments if
uncontrolled hypertension or
hypotension develops
Instructions for self-monitoring of
international normalized ratio and
dosis adaptation
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Congenital heart disease
Acyanotic or cyanotic
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Exposure contraindicated if functional
class > I
Exercise testing and
echocardiographic assessment of left
and RV function and
pulmonary pressure under simulated
high altitude (FIO2, 12%; if RV-RA
gradient > 40 mm Hg patients should
be strongly discouraged)
La haute altitude provoque-t-elle des
arythmies cardiaques ?
• 
• 
ESV ↑ de 63% en réponse à l’ascension rapide. Ceci est
couplé d’une ↑ de norepinéphrine de 67%.
Impact de l’altitude sur les arythmies supra
ventriculaires indépendamment de l’effort et de la
température froide demeure inconnu
MW 2008-01
56
Recommendations and preexposure
assessment according to CV disease
Clinical Condition
Arrhythmia
Associated with CAD/CHF
Pacemaker
Supraventricular tachycardia/atrial
flutter
Paroxysmal or persistent atrial
fibrillation
Proposed Preexposure Assessment
and Recommendations for patients
Exercise testing
Testing only if VVIR, DDDR, or AAIR
mode to adapt PM rates
Consider catheter ablation before
high-altitude exposure
Exercise testing and Holter-ECG
Instruction for heart rate selfmonitoring and therapy adjustments in
case of
insufficient rate control (>90 beats per
min at rest)
Recommendations and
preexposure assessment according
to CV disease
Clinical Condition
Proposed Preexposure
Assessment and
Recommendations for patients
Cerebrovascular disease
All conditions
Ischemic stroke or TIA b 90 d ago
Avoid trekking or climbing alone
Avoid traveling to higher altitudes
(>2000-2500 m)
Avoid air travel
Avoid extreme altitude > 4500 m
Ischemic stroke or TIA N 90 d ago,
thorough workup of the stroke has been
performed and risk factors are treated
adequately
Stenosis or occlusion of a major extraor intracranial cerebral artery
Avoid traveling to altitude > 2000-2500 m
Hypertensive hemorrhage
Travel to high altitude only if blood
pressure is controlled and not before 90 d
after the event
Avoid high altitude
Check blood pressure. Avoid extreme
altitude > 4500 m
Hemorrhage as a result of amyloid
angiopathy
Known cerebral aneuryms,
arteriovenous malformation, or cerebral
cavernoma
Capacite physique requise
pour la haute montagne
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Endurance musculaire et cardiovasculaire
Capacitee de travailler sans oxygene – amelioration du
seuil ventilatoire
Force exceptionelle au niveau des cuisses, dos et epaules
Stabilisation au niveau du “core”
Bonne flexibilitee
Capacitee de relaxation
MW 03-2007
Pemba Sherpa and the Everest marathon
“There are three kinds of lies:
lies, damned lies, and statistics”
Links between physiologic systems and the
sources
of perceived
limiting exercise in
humans
System sensation
Sensation
Process
Brain
Motor command
Nerve
Excitation - contraction
(Na+ - K+)
Effort
Weakness
Cross-bridge formation
(Ca2+)
Muscle
Tension
Power output
(ATP → ADP)
Metabolism
Glycogen + ADP → ATP + Lactate + H+
Glycogen + ADP + O2 → ATP + CO2
Fatigue
FFA + ADP + O2 → ATP + CO2
Circulation
Blood flow
Lungs
Ventilation
O2
Epstein FH, NEJM 2000; 31: 632-641
CO2
MW 2002-03
Relationship between mitochondrial volume
and number of capillaries in humans
Esposito F, at al. J Am Coll Cardiol 2010;55:1945-54
Exercise conditioning training improves
submaximal exercise capacity in older CAD patients
Baseline
(n = 45)
Rest
HR
70 ± 16
Systolic BB
135 ± 25
Low submaximal exercise
Intensity (% VO2 max)
58 ± 17%
HR
94 ± 16
Serum lactate
1.85 ± 0.96
Perceived exertion
9.9 ± 2.6
High submaximal exercise
Intensity (% VO2 max)
79 ± 14%
HR
108 ± 16
Serum lactate
2.30 ± 1.08
Perceived exertion
14.0 ± 2.2
Submaximal exercise duration
Mean exercise time (min)
30 ± 10
Complete 45-min protocol 10/45 (22%)
MW 2003
* p < 0.05 vs baseline
† p < 0.05 vs 3 months’ conditioning
3 months
conditioning
(n = 43)
12 months
conditioning
(n = 11)
68 ± 14
134 ± 21
68 ± 1*
122 ± 20*†
50 ± 8*
84 ± 12
1.44 ± 0.46*
8.7 ± 2.2*
46 ± 7*
84 ± 10*
1.39 ± 0.26*
7.9 ± 1.2*
67 ± 10%*
97 ± 16*
1.60 ± 0.43*
11.7 ± 2.2*
55 ± 12%*†
97 ± 10*
1.60 ± 0.41*
11.5 ± 2.5*
41 ± 10*
33/43 (77%)*
43 ± 7*
10/11 (91%)*
Ades PA et al. Circulation 1993; 88: 572-577
Question 3
•  Concernant l’approche clinique et la stratification
des patients avec maladie CV pre-expedition,
lequel des enonces suivants est vrai
–  Les patients avec MCAS devraient subir une
coronarographie
–  Une medication a base de beta –bloqueur est
recommandee chez les sujets avec arythmies
supraventriculaires
–  Les patients avec FOP devraient s’abstenir a une
exposition de plus de 2500 metres
–  Les patients avec IC asymptomatique peuvent
s’exposer a la haute altitude
Question 3
•  Concernant l’approche clinique et la stratification
des patients avec maladie CV pre-expedition,
lequel des enonces suivants est vrai
–  Les patients avec MCAS devraient subir une
coronarographie
–  Une medication a base de beta –bloqueur est
recommandee chez les sujets avec arythmies
supraventriculaires
–  Les patients avec FOP devraient s’abstenir a une
exposition de plus de 2500 metres
–  Les patients avec IC asymptomatique peuvent
s’exposer a la haute altitude
Le patient à bas risque
•  Hypertension artérielle traitée
•  Patients diabétiques
•  Sujets «jeunes» ou «âgés»
•  Maladies coronariennes athérosclérotiques minimes
•  Statut post-dilatation coronarienne ou pontages
aorto-coronariens
•  Statut post infarctus du myocarde sans dysfonction
ventriculaire gauche résiduelle
MW 2008-01
67
Le patient à risque modéré
• 
• 
• 
• 
• 
Angine d’effort stable avec seuil ischémique élevé
Maladie coronarienne athérosclérotique documentée
(uni ou bi tronculaire)
Dysfonction ventriculaire gauche asymptomatique
(FEVG ≥40%)
Hypertension artérielle labile
Arythmie supra-ventriculaire ou ventriculaire traitées
MW 2008-01
68
Le patient à risque élevé
• 
Ces patients devraient vraisemblablement s’abstenir
d’une exposition et une altitude modérée (1000- 2500 m)
─  Patients porteurs de cardiopathie cyanogène
─  Toute forme d’hypertension artérielle pulmonaire
─  Dysfonction ventriculaire gauche avec F.E. à 40%
─  Hypertension artérielle mal contrôlée
─  Maladie coronarienne athérosclérotique de plusieurs
troncs vasculaires avec seuil ischémique bas
─  Arythmie cardiaque mal controlée
MW 2008-01
69
Quoi faire avec la RX
cardiovasculaire?
Question 4
•  Rx et haute altitude. Lequel des enonces suivant
est faux
–  Les PDE5Is sont plus efficaces que les BCC pour
traiter le HAPE
–  L’utilisation des PDE5Is est associee a une diminution
non significative de la TAS
–  Les PDE5Is ne devraient pas etre utilises de routine
en haute altitude
–  Parmi les agents anti- hypertenseurs, les diuretiques
sont les premiers agents pharmacologiques a ajuster
Medication for the prevention
and treatment of AMS
PDE5Is for HAPE and HAPH
BP reduction with PDE5Is
Question 4
•  Rx et haute altitude. Lequel des enonces suivant
est faux
–  Les PDE5Is sont plus efficaces que les BCC pour
traiter le HAPE
–  L’utilisation des PDE5Is est associee a une diminution
non significative de la TAS
–  Les PDE5Is ne devraient pas etre utilises de routine
en haute altitude
–  Parmi les agents anti- hypertenseurs, les diuretiques
sont les premiers agents pharmacologiques a ajuster
Question 4
•  Rx et haute altitude. Lequel des enonces suivant
est faux
–  Les PDE5Is sont plus efficaces que les BCC pour
traiter le HAPE
–  L’utilisation des PDE5Is est associee a une
diminution non significative de la TAS
–  Les PDE5Is ne devraient pas etre utilises de routine
en haute altitude
–  Parmi les agents anti- hypertenseurs, les diuretiques
sont les premiers agents pharmacologiques a ajuster