Effects of exercise on endothelial progenitor cells in patients with cardiovascular disease: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials

• Main Authors: Suiane L. Cavalcante, Susana Lopes, Lucimere Bohn, Iván Cavero-Redondo, Celia Álvarez-Bueno, Sofia Viamonte, Mário Santos, José Oliveira, Fernando Ribeiro
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2019-11-01
• Series: Revista Portuguesa de Cardiologia
• Online Access: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0870255120300081

The therapeutic potential of exercise training in the mobilization of endothelial progenitor cells (EPCs) into the peripheral blood in patients with cardiovascular disease is not yet clear. A systematic review and meta-analysis was performed in order to assess the effectiveness of exercise training in increasing the number of circulating EPCs in patients with cardiovascular disease. A literature search was conducted across the PubMed, Scopus, Web of Science and EBSCO databases, including the reference lists of relevant papers. The quality of randomized clinical trials was evaluated using the PEDro scale. The primary outcome data were circulating EPC levels. Six studies (236 participants) – three on heart failure (n=111), one on peripheral arterial disease (n=40) and two on coronary artery disease (n=85) – were included. There was an increase in EPC levels in the exercise training groups (effect size [ES]=0.57; 95% CI: 0.01-1.12), with considerable heterogeneity (I2=75.6%; p<0.001). In subgroup analyses, patients with heart failure showed a significant increase in EPCs in the exercise training groups (ES=0.52; 95% CI: 0.15-0.90), with low heterogeneity (I2=0.0%; p=0.648), while no significant increase (ES=0.67; 95% CI: -0.70-2.04; I2=91.2%; p<0.001) was observed in patients with arterial disease. The only study in patients with peripheral arterial disease showed a significant increase in EPC levels. This meta-analysis indicates that exercise training may be a therapeutic option to improve EPC levels and potentially to enhance endothelial function and repair in patients with heart failure. Resumo: O potencial terapêutico do exercício físico na mobilização das células progenitoras endoteliais para circulação em doentes com doença cardiovascular não está ainda completamente estabelecido. Foi realizada uma revisão sistemática e meta-análise com o objetivo de determinar a eficácia do exercício físico no aumento do número circulante de células progenitoras endoteliais em doentes com doença cardiovascular. Foi realizada uma pesquisa nas bases de dados PubMed, Scopus, Web of Science e EBSCO, incluindo a lista de referências de artigos relevantes. A qualidade dos estudos foi avaliada pela escala PEDro. Foram incluídos seis estudos (236 participantes), três em doentes com insuficiência cardíaca (n=111), um com doença arterial periférica (n=40) e dois em doença das artérias coronárias (n=85). O exercício físico melhorou o número de células progenitoras endoteliais em doentes com doença cardiovascular (ES=0,57; IC95%: 0,01; 1,12), com considerável heterogeneidade (I2=75,6%; p<0,001). Na análise de subgrupo, os doentes com insuficiência cardíaca apresentaram um aumento significativo nas células progenitoras endoteliais em favor do grupo de exercício (ES=0,52; IC95%: 0,15; 0,90), com baixo risco de heterogeneidade (I2=0,0%; p=0,648), não se observando aumento significativo (ES=0,67; IC95%: -0,70; 2,04; I2=91,2%; p<0,001) nos doentes com doença arterial. O único estudo em doentes com doença arterial periférica reportou um aumento significativo nas células progenitoras endoteliais. Esta meta-análise indica que o exercício físico pode ser uma opção terapêutica para melhorar os níveis das células progenitoras endoteliais e, potencialmente, melhorar a função e regeneração endotelial, em doentes com insuficiência cardíaca. Keywords: Endothelial progenitor cells, Flow cytometry, Cardiovascular disease, Physical exercise, Cardiac rehabilitation, Palavras-chave: Células progenitoras endoteliais, Citometria de fluxo, Doenças cardiovasculares, Exercício físico, Reabilitação cardíaca