Cardiac allograft vasculopathy and erectile dysfunction in male patients undergone to heart transplantation: role of endothelial progenitor cells

Background: Physio-pathological correlation between erectile dysfunction (ED) and cardiovascular diseases are well known; in the Heart Transplantation Centre in Padua, male patients undergone to heart transplant in different periods, show higher prevalence of erectile dysfunction, compared to normal population. Furthermore, patients showing erectile dysfunction, present a multi-district vascular disease, concerning peripheral (femoral and epi-aortic) and cardiac circulation .The mechanism responsible of this multi-district process in heart transplanted patients has not been investigated. Endothelial progenitors cells (EPCs) dysfunction leading to endothelial dysfunction can be the shared mechanisms; furthermore, EPCs are involved in CAV (cardiac allograft vasculopathy). Aim of the study is to analyze the presence of erectile dysfunction, peripheral vasculopathy and cardiac allograft vasculopathy (CAV) in heart transplanted patients and their correlation with levels of progenitor cells (PC), EPC and OCN+-EPC (osteocalcin-positive). Methods and Materials: From march 2009 to June 2010, in Padua heart transplant centre, 77 consecutive male heart transplanted patients, aged between 18 and 80 years, have been enrolled to undergo to the following exams: cardiac angiography, Doppler Echocardiography, CFR (coronary flow reserve), penile-doppler and pharmacologic duplex ultrasonography, carotid and femoral doppler ultrasound.and biochemical, haematological, hormonal and lipid blood tests. Patients were divided depending on the presence of coronaropathy and DE. Results: Prevalence of ED is higher in the Htx pts (67% after Htx vs 24% before Htx). From this study, it is demonstrated that ED significantly correlates with the development of CAV (25.53% vs 8.7%, p<0.05), but also with peripheral vasculopathy. Levels of PC are reduced in pts with ED (1200,13 477,19 vs 929,7 559,71; p<0,04). In pts affected by coronaropathy,circulating OCN+-EPCs are higher (29,79 23,87 vs 14,32 18,43 ; p<0.003), while testosterone is decreased (0,27 0,08 vs 0,31 0,09 ; p<0.05). The coronaropathy correlates significantly also with coronaric flow reserve (2,44 0,74 vs 3,05 1 ; p<0.02) Conclusions: Erectile dysfunction in male heart transplanted-patients is associated with a more frequent development of CAV and peripheral vasculopathy. ED might represent an early marker of endothelial dysfunction, associated with the development of CAV and vasculopathy. Levels of EPCs and testosterone may be involved in the development of the process. For these reasons, we suggest an early diagnosis of ED, as a praecox marker of CAV, in order to improve the quality of life of transplanted patients.

E‘ noto in letteratura che pazienti con malattie cardiovascolari spesso riferiscono disfunzione erettile; presso il Centro Trapianti di Padova, pazienti di sesso maschile sottoposti a trapianti cardiaco presentano una maggiore incidenza di disfunzione erettile in confronto alla popolazione normale. Questo fenomeno è, inoltre, parte di un processo generalizzato e multi-distrettuale di vasculopatia, che riguarda sia la circolazione periferica (femorale e carotidea) sia quella coronarica. Il meccanismo fisio-patologico alla base della vasculopatia nel paziente cardio-trapiantato non è noto. Una riduzione e una disfunzione delle cellule endoteliali progenitrici (EPCs) alla base di una disfunzione endoteliale, possono essere il fattore comune ai danni della micro-e macro-circolazione in questa categoria di pazienti. Tale processo è inoltre anche implicato nell‘insorgenza della vasculopatia dell‘allograft, ancora oggi una delle principali cause di morte dopo trapianto. Scopo dello studio è analizzare l‘esistenza di una correlazione fra disunzione erettile, vasculopatia periferica e vasculopatia dell‘allograft (CAV) nei pazienti di sesso maschile sottoposti a trapianto cardiaco; inoltre, non meno importante, tale studio ha il fine di valutare il ruolo delle cellule endoteliali progenitrici e della loro sotto-popolazione osteocalcina positiva. (PC, EPC e OCN+-EPC) nello sviluppo della vasculopatia. Materiali e metodi: da marzo 2009 a giugno 2010, previo ottenimento del consenso informato, 77 pazienti di sesso maschile, sottoposti a trapianto cardiaco, di età compresa fra i 18 e gli 80 anni sono stati arruolati. I pazienti sono stati sottoposti ad i seguenti esami: cateterismo cardiaco sinistro con coronarografia e ventricolografia, Ecocardio-color Doppler, CFR (coronary flow reserve), Eco-Doppler penieno, femorale e carotideo, esami del sangue con esame emocromocitometrico, profilo biochimico, lipidico, proteico ed ormonale. I pazienti sono stati suddivisi in base alla presenza o assenza di disfunzione erettile e di coronaropatia. Risultati: l‘incidenza di disfunzione erettile è risultata essere molto maggiore nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco, indipendentemente dall‘epoca del trapianto (67% dopo trapianto versus 24% prima del trapianto). Questo studio ha dimostrato che la disfunzione erettile correla positivamente con lo sviluppo della vasculopatia dell‘allograft (25.5% vs 8.7%, p<0.05), ma anche con la vasculopatia periferica. I livelli di cellule progenitrici (PC) sono ridotti nei pazienti con disfunzione erettile (1200,13 477,19 vs 929,7 559,71; p<0,04), mentre, nei pazienti affetti da coronaropatia, i livelli di cellule endoteliali progenitrici osteocalcina positive (OCN+-EPC) sono aumentati (29,79 23,87 vs 14,32 18,43 ; p<0.003), con livelli di testosterone ridotti (0,27 0,08 vs 0,31 0,09 ; p<0.05). Infine la coronaropatia mostra una correlazione positiva anche con la riduzione della riserva coronarica (CFR) (2,44 0,74 vs 3,05 1 ; p<0.02). Conclusioni: la disfunzione erettile nei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco risulta essere associata ad un maggiore sviluppo di vasculopatia dell‘allograft e periferica. La disfunzione erettile può rappresentare un marker precoce di disfunzione endoteliale. I livelli di EPCs e di testosterone possono essere coinvolti nello sviluppo di tale processo multri-distrettuale. Per questi motivi, noi propoiamo una diagnosi precoce di disfunzione erettile come marker precoce di vasculopatia dell‘allograft e con l‘obiettivo finale di migliorare la qualità di vita dei pazienti sottoposti a trapianto cardiaco.