Impacts of Exercise Interventions on Inflammatory Markers and Vascular Adhesion Molecules in Patients With Heart Failure: A Meta-analysis of RCTs

Abstract

Background: The aim of this meta-analysis was to investigate the effects of concurrent, aerobic, and resistance exercise on markers of inflammation and vascular adhesion molecules (high-sensitivity C-reactive protein [hs-CRP], interleukin [IL]-6, tumour necrosis factor-alpha [TNF-α], soluble intercellular adhesion molecule-1 [sICAM-1], soluble vascular cell adhesion molecule-1 [sVCAM-1], fibrinogen, IL-1-β, IL-10, IL-18, and E-selectin) in patients with heart failure (HF). Methods: The PubMed, Scopus, Web of Science, and Google Scholar databases were searched for dates up to August 31, 2022. Randomized controlled trial studies for exercise interventions on circulating inflammatory and vascular adhesion markers in patients with HF were included. Standardized mean difference (SMD) and 95% confidence interval (CI) were calculated. Results: A total of 45 articles were included. Exercise training significantly reduced hs-CRP (SMD –0.441 [95% CI: –0.642 to –0.240], P = 0.001), IL-6 (SMD –0.158 (95% CI: –0.303 to –0.013], P = 0.032), and sICAM-1 (SMD –0.282 [95% CI: –0.477 to –0.086], P = 0.005) markers. Analysis of subgroups revealed that a significant reduction occurred in hs-CRP level for the following subgroups: middle-aged, elderly, overweight status, aerobic exercise, concurrent training, both high and moderate intensity, and short-term, long-term, and very long-term follow-up, compared to a control group (P < 0.05). A significant reduction occurred in IL-6 and sICAM-1 levels for those in the following subgroups, compared to a control group (P < 0.05): middle-aged, aerobic exercise, moderate-intensity exercise, and short-term follow-up. A reduction in TNF-α level occurred for middle-aged patients, compared to a control-group (P < 0.05). Conclusions: These exercise-related changes (improved inflammation and vascular adhesion markers) as clinical benefits in general, and for exercise-based cardiac rehabilitation in a more-specific format, improve clinical evolution and survival in patients with HF of different etiologies (registration number = CRD42021271423). Résumé: Contexte: L’objectif de cette méta-analyse était d’étudier les effets d’un entraînement combiné, aérobie ou musculaire sur les marqueurs de l’inflammation et sur les molécules d’adhésion des cellules vasculaires (protéine C-réactive à haute sensibilité [hs-CRP], interleukine 6 [IL-6], facteur de nécrose tumorale alpha [TNF-α], molécule d’adhésion intercellulaire de type 1 sous forme soluble [sICAM-1], molécule d’adhésion aux cellules vasculaires de type 1 sous forme soluble [sVCAM-1], fibrinogène, IL-1 bêta, IL-10, IL-18 et sélectine E) chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Méthodologie: Les bases de données PubMed, Scopus, Web of Science et Google Scholar ont été consultées jusqu’au 31 août 2022 pour relever les essais contrôlés randomisés traitant des effets de l’exercice physique sur les marqueurs inflammatoires circulants et les marqueurs d’adhésion vasculaire chez les patients souffrant d’insuffisance cardiaque. La différence moyenne standardisée (DMS) et l’intervalle de confiance (IC) à 95 % ont également été calculés. Résultats: Au total, 45 articles ont été retenus. L’entraînement physique a réduit de manière significative les marqueurs de hs-CRP (DMS : –0,441 [IC à 95 % : –0,642 à –0,240], p = 0,001), IL-6 (DMS : –0,158 (IC à 95 % : –0,303 à –0,013], p = 0,032) et sICAM-1 (DMS : –0,282 [IC à 95 % : –0,477 à –0,086], p = 0,005). L’analyse des sous-groupes a révélé une réduction significative du taux de hs-CRP par rapport au groupe témoin (p < 0,05) pour les modalités suivantes : âge moyen, âge avancé, surpoids, entraînement aérobie, entraînement combiné, entraînement à intensité élevée ou modérée, suivi à court terme, à long terme et à très long terme. Une réduction significative des taux d’IL-6 et de sICAM-1 a également été observée par rapport au groupe témoin (p < 0,05) pour les modalités suivantes : âge moyen, entraînement aérobie, entraînement à intensité modérée et suivi à court terme. Enfin, une réduction du taux de TNF-α a été observée chez les patients d’âge moyen par rapport au groupe témoin (p < 0,05). Conclusions: Ces changements liés à l’exercice (amélioration des marqueurs d’inflammation et d’adhésion vasculaire), qui entraînent des bienfaits cliniques en général, mais plus particulièrement dans le cadre d'une réadaptation cardiaque, améliorent l’évolution clinique et la survie chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque de différentes causes (numéro d’enregistrement = CRD42021271423).