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Vitamin D, cardio-inflammation, and endothelial dysfunction in older adults after orthopedic surgery: Results from an open-label trial to ameliorate cardiac function - 07/10/20

Vitamine D, cardio-inflammation, et dysfonction endothéliale chez les personnes âgées après chirurgie orthopédique : résultats d’un étude clinique ouvert pour améliorer la fonction cardiaque

Doi : 10.1016/j.nupar.2020.06.003 
Matteo Briguglio a, , Giovanni Lombardi b, c, Veronica Sansoni b, Silvia Perego b, Vito De Gennaro Colonna d, Daniele Stella e, Chiara Colombo e, Marika Bonadies e, Giuseppe De Blasio e, Giuseppe Banfi a, f, Maurizio Turiel e
a IRCCS Orthopedic Institute Galeazzi, Scientific Direction, 20161 Milan, Italy 
b IRCCS Orthopedic Institute Galeazzi, Laboratory of Experimental Biochemistry and Molecular Biology, 20161 Milan, Italy 
c Poznań University of Physical Education, Department of Athletics, Strength and Conditioning, 61-871 Poznań, Poland 
d University of Milan, Department of Clinical Sciences and Community Health, 20122 Milan, Italy 
e IRCCS Orthopedic Institute Galeazzi, Cardiology Unit, 20161 Milan, Italy 
f Vita-Salute San Raffaele University, Faculty of Medicine and Surgery, 20132 Milan, Italy 

Corresponding author at: IRCCS Orthopedic Institute Galeazzi, Scientific Direction, Via Riccardo Galeazzi, 4, 20161 Milan (MI), Italy.IRCCS Orthopedic Institute Galeazzi, Scientific DirectionVia Riccardo Galeazzi, 4Milan (MI)20161Italy
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Wednesday 07 October 2020
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

Objectives

After orthopedic surgery, clinical outcomes are affected by comorbid cardiovascular diseases (CVDs) and low 25-hydroxy-vitamin D (25-(OH)D). Myocardial function was suggested to be influenced by both the pro-inflammatory cytokine tumour necrosis factor alpha (TNFα) and the marker of endothelial dysfunction asymmetric dimethylarginine (ADMA).

Material and methods

We investigated TNFα and ADMA changes in association with serum levels of vitamin D and cardiac function in 47 older adults after major orthopedic surgery. Subjects were characterized for biochemical profiles and transthoracic echocardiographic measures. Assessments were done before and after the correction of hypovitaminosis D through a 6-month supplementation with calcifediol started at post-operative rehabilitation.

Results

The means serum levels of both TNFα and ADMA reduced from 1.39±0.47pg/mL to 1.30±0.37pg/mL (P<0.05) and from 0.69±0.05μmol/L to 0.68±0.04μmol/L (P<0.05), respectively. Significant treatment effects were observed for systolic blood pressure (P<0.05), left ventricular ejection function (P<0.01), global longitudinal strain (P<0.0001), 25-(OH)D (P<0.001), and calcemia (P<0.001).

Conclusion

After the normalization of low levels of vitamin D, we were able to observe a reduction of circulating TNFα and ADMA together with the amelioration of cardiac function. Even if our results suggest that vitamin D might exert cardiac effects indirectly through the decrease in cardio-inflammation and endothelial dysfunction, a better understanding of the precise molecular regulations should be better investigated.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Objectifs

Les maladies cardiovasculaires (MCV) et un faible taux circulant en 25-hydroxyvitamine D (25-(OH)D) influencent les résultats cliniques après chirurgie orthopédique. Il a été suggéré que la fonction cardiaque pourrait être influencée par le facteur de nécrose tumorale (TNFα) et par le marqueur de dysfonction endothéliale diméthyl-arginine asymétrique (ADMA).

Matériel et méthodes

Nous avons étudié les changements dans le niveau hématique de 25-(OH)D et l’amélioration de la fonction cardiaque en association avec les taux de TNFα et ADMA dans le sang de 47 personnes âgées (70,23±8,41 ans) après chirurgie orthopédique. Les paramètres biochimiques et cardiaques ont été évalués avant et après la supplémentation en vitamine D par voie orale dans les six mois suivant la chirurgie.

Résultats

Le niveau hématique de TNF est diminué de 1,39±0,47pg/mL à 1,30±0,37pg/mL (p<0,05) et l’ADMA est diminué de 0,69±0,05μmol/L à 0,68±0,04μmol/L (p<0,05). Nous avons observés des améliorations de la pression systolique (p<0,05), de la fraction d’éjection du ventricule gauche (p<0,01), de le strain (p<0,0001), de la 25-(OH)D (p<0,001), et de la calcémie (p<0,001).

Conclusion

Après normalisation de faibles taux circulants de vitamine D, nous avons observé une réduction du TNFα et de l’ADMA en circulation ainsi qu’une amélioration de la fonction cardiaque. En résumé, nos résultats suggèrent que la vitamine D pourrait avoir des effets positif sur le cœur en diminuant la cardio-inflammation et la dysfonctionnement endothélial. Cependant, une compréhension améliorée des mécanismes moléculaires devrait être étudiée dans les détails.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Vitamin D, Tumor necrosis factor-alpha, Asymmetric dimethylarginine, Global longitudinal strain, Left ventricular ejection fraction

Mots clés : Vitamine D, Facteur de nécrose tumorale, Diméthyl-arginine asymétrique, Strain, Fraction d’éjection du ventricule gauche


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