Better Respiratory Function in Heart Failure Patients With Use of Central-Acting Therapeutics

Abstract

Background: Diaphragm atrophy can contribute to dyspnea in patients with heart failure (HF) with its link to central neurohormonal overactivation. HF medications that cross the blood-brain barrier could act centrally and improve respiratory function, potentially alleviating diaphragmatic atrophy. Therefore, we compared the benefit of central- vs peripheral-acting HF drugs on respiratory function, as assessed by a single cardiopulmonary exercise test (CPET) and outcomes in HF patients. Methods: A retrospective study was conducted of 624 ambulatory adult HF patients (80% male) with reduced left ventricular ejection fraction ≤ 40% and a complete CPET, followed at a single institution between 2001 and 2017. CPET parameters, and the outcomes all-cause death, a composite endpoint (all-cause death, need for left ventricular assist device, heart transplantation), and all-cause and/or HF hospitalizations, were compared in patients receiving central-acting (n = 550) vs peripheral-acting (n = 74) drugs. Results: Compared to patients who receive peripheral-acting drugs, patients who receive central-acting drugs had better respiratory function (peak breath-by breath oxygen uptake [VO2], P = 0.020; forced expiratory volume in 1 second [FEV1], P = 0.007), and ventilatory efficiency (minute ventilation / carbon dioxide production [VE/VCO2], P < 0.001; end-tidal carbon dioxide tension [PETCO2], P = 0.015; and trend for forced vital capacity [FVC], P = 0.056). Many of the associations between the CPET parameters and drug type remained significant after multivariate adjustment. Moreover, patients receiving central-acting drugs had fewer composite events (P = 0.023), and HF hospitalizations (P = 0.044), although significance after multivariant correction was not achieved, despite the hazard ratio being 0.664 and 0.757, respectively. Conclusions: Central-acting drugs were associated with better respiratory function as measured by CPET parameters in HF patients. This could extend to clinically meaningful composite outcomes and hospitalizations but required more power to be definitive in linking to drug effect. Central-acting HF drugs show a role in mitigating diaphragm weakness. Résumé: Contexte: L’atrophie du diaphragme peut contribuer à la dyspnée chez les personnes atteintes d’insuffisance cardiaque (IC), compte tenu de son lien avec la suractivation neuro-hormonale centrale. Or, les médicaments contre l’IC qui franchissent la barrière hématoencéphalique pourraient exercer une action centrale, améliorer la respiration et ainsi éventuellement atténuer l’atrophie du diaphragme. C’est pourquoi nous avons voulu comparer, au moyen d’une seule épreuve d’effort cardiopulmonaire (EECP), les effets bénéfiques exercés par des médicaments à action périphérique et des médicaments à action centrale sur la fonction respiratoire, de même que l’issue des patients atteints d’IC auxquels ils ont été administrés. Méthodologie: Nous avons réalisé une étude rétrospective auprès de 624 adultes ambulatoires atteints d’IC (80 % d’hommes) dont la fraction d’éjection ventriculaire gauche était réduite (≤ 40 %), qui se sont prêtés à une EECP complète et qui ont été suivis dans le même établissement entre 2001 et 2017. Les paramètres de l’EECP et la mortalité toutes causes confondues, un critère d’évaluation composé (décès toutes causes confondues, nécessité de recourir à un dispositif d’assistance ventriculaire gauche, transplantation cardiaque), et les hospitalisations toutes causes confondues et/ou liées à l’IC ont été comparés entre les patients qui recevaient des médicaments à action centrale (n = 550) et ceux qui recevaient des médicaments à action périphérique (n = 74). Résultats: Comparativement aux patients ayant reçu des médicaments à action périphérique, ceux qui ont reçu des médicaments à action centrale ont bénéficié d’une meilleure fonction respiratoire (consommation maximale d’oxygène [VO2], p = 0,020; volume expiratoire maximal par seconde [VEMS], p = 0,007) et d’une meilleure efficacité ventilatoire (ventilation minute/production de dioxyde de carbone [VE/VCO2], p < 0,001; pression partielle de dioxyde de carbone en fin d’expiration [PETCO2], p = 0,015; et tendance de la capacité vitale forcée [CVF], p = 0,056). De plus, bon nombre des associations entre les paramètres de l’EECP et le type de médicament sont demeurées significatives après ajustement multivarié. Les patients qui ont reçu des médicaments à action centrale ont également présenté moins d’événements faisant partie du critère d’évaluation composé (p = 0,023) et moins d’hospitalisations liées à l’IC (p = 0,044), même si la différence après correction multivariée n’a pas été significative et que les rapports de risques étaient respectivement de 0,664 et de 0,757. Conclusions: Les médicaments à action centrale ont été associés à une meilleure fonction respiratoire, mesurée à l’aide des paramètres d’une EECP, chez les patients atteints d’IC. Ce résultat pourrait également s’appliquer au critère d’évaluation composé et aux hospitalisations, mais une étude plus puissante est nécessaire pour établir un lien cliniquement significatif avec l’effet des médicaments. Les médicaments à action centrale contre l’IC ont donc un rôle à jouer dans la correction de la faiblesse du diaphragme.