abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil h3nTpZHm7YpTXPBgPVrnfkn S0066-782X2013002700009 S0066-782X(13)10100100009 10.5935/abc.20130109 Artigos Originais Relação entre volume do átrio esquerdo e disfunção diastólica em 500 casos de uma população brasileira Aouar Lilia Maria Mameri El Meyerfreud Diana Magalhães Pedro Rodrigues Sérgio Lamêgo Baldo Marcelo Perim Brasil Yara Aouar Sumaya Mameri El Aouar Nabih Amin El Mill José Geraldo Campos Filho Orlando São Paulo São Paulo Universidade Federal de São Paulo Escola Paulista de Medicina Brazil Vila Velha Medcenter Cardiologia Brazil Vitória Espírito Santo Universidade Federal do Espírito Santo Brazil 07 2013 101 1 52 58 16 11 2012 26 02 2013 26 02 2013 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: O aumento do Volume do Átrio Esquerdo Indexado (VAEi) tem sido associado à Disfunção Diastólica (DD) do Ventrículo Esquerdo (VE), considerado marcador de eventos cardiovasculares (fibrilação atrial, acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca, e óbito). OBJETIVO: Avaliar a relação entre VAEi e diferentes graus de DD em pacientes brasileiros submetidos ao ecocardiograma, estudando os determinantes do aumento do VAEi nesta amostra. MÉTODOS: Selecionamos 500 pacientes ambulatoriais submetidos a ecocardiografia, após exclusão de arritmia, cardiopatia valvar ou congênita, marca-passo permanente ou janela ecocardiográfica inadequada. O VAEi foi obtido pelo método de Simpson; classificou-se a DD segundo diretrizes atuais. Variáveis clínicas e ecocardiográficas foram submetidas a análise multivariada de regressão linear. RESULTADOS: A idade média foi de 52 ± 15 anos, 53% do sexo masculino, 55% hipertensos, 9% coronariopatas, 8% diabéticos, 24% obesos, 47% com hipertrofia VE, fração de ejeção média do VE: 69,6 ± 7,2%. A prevalência de DD na amostra foi de 33,8% (grau I: 66%, grau II: 29% e grau III: 5%). Houve aumento progressivo das dimensões do VAEi conforme o grau de DD: 21 ± 4 mL/m² (ausente), 26 ± 7 mL/m² (grau I), 33 ± 5 mL/m² (grau II), 50 ± 5 mL/m2 (grau III) (p < 0,001). Os preditores independentes de aumento do VAEi nesta amostra foram idade, massa ventricular esquerda, espessura relativa de parede, fração de ejeção do VE e relação E/e'. CONCLUSÃO: A DD contribui para o remodelamento atrial esquerdo. O aumento do VAEi expressa a gravidade da DD e está associado de forma independente com idade, hipertrofia ventricular esquerda, disfunção sistólica e aumento das pressões de enchimento do VE.

 Disfunção Ventricular Volume Sistólico Função Atrial Esquerda Brasil 24 05 2013

Relação entre volume do átrio esquerdo e disfunção diastólica em 500 casos de uma população brasileira

Lilia Maria Mameri El AouarI,II; Diana MeyerfreudIII; Pedro MagalhãesIII; Sérgio Lamêgo RodriguesIII; Marcelo Perim BaldoIII; Yara BrasilIII; Sumaya Mameri El AouarII; Nabih Amin El AouarII; José Geraldo MillIII; Orlando Campos FilhoI

IEscola Paulista de Medicina-UNIFESP, São Paulo, SP

IIMedcenter Cardiologia, Vila Velha, ES

IIIUniversidade Federal do Espirito Santo, Vitória, ES - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: O aumento do Volume do Átrio Esquerdo Indexado (VAEi) tem sido associado à Disfunção Diastólica (DD) do Ventrículo Esquerdo (VE), considerado marcador de eventos cardiovasculares (fibrilação atrial, acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca, e óbito).

OBJETIVO: Avaliar a relação entre VAEi e diferentes graus de DD em pacientes brasileiros submetidos ao ecocardiograma, estudando os determinantes do aumento do VAEi nesta amostra.

MÉTODOS: Selecionamos 500 pacientes ambulatoriais submetidos a ecocardiografia, após exclusão de arritmia, cardiopatia valvar ou congênita, marca-passo permanente ou janela ecocardiográfica inadequada. O VAEi foi obtido pelo método de

Simpson; classificou-se a DD segundo diretrizes atuais. Variáveis clínicas e ecocardiográficas foram submetidas a análise multivariada de regressão linear.

RESULTADOS: A idade média foi de 52 ± 15 anos, 53% do sexo masculino, 55% hipertensos, 9% coronariopatas, 8% diabéticos, 24% obesos, 47% com hipertrofia VE, fração de ejeção média do VE: 69,6 ± 7,2%. A prevalência de DD na amostra foi de 33,8% (grau I: 66%, grau II: 29% e grau III: 5%). Houve aumento progressivo das dimensões do VAEi conforme o grau de DD: 21 ± 4 mL/m2 (ausente), 26 ± 7 mL/m2 (grau I), 33 ± 5 mL/m2 (grau II), 50 ± 5 mL/m2 (grau III) (p < 0,001). Os preditores independentes de aumento do VAEi nesta amostra foram idade, massa ventricular esquerda, espessura relativa de parede, fração de ejeção do VE e relação E/e'.

CONCLUSÃO: A DD contribui para o remodelamento atrial esquerdo. O aumento do VAEi expressa a gravidade da DD e está associado de forma independente com idade, hipertrofia ventricular esquerda, disfunção sistólica e aumento das pressões de enchimento do VE.

Palavras-chave: Disfunção Ventricular, Volume Sistólico, Função Atrial Esquerda, Brasil.

Introdução

A Disfunção Diastólica (DD) é muito comum, sobretudo nos idosos, sendo considerada importante indicador prognóstico de diversas condições cardíacas1. É causa relevante de insuficiência cardíaca e tem sido associada ao desenvolvimento de fibrilação atrial2. A prevalência de DD assintomática é de aproximadamente 25% a 30% nos indivíduos acima de 45 anos na população geral3. A DD sintomática pode ocorrer associada à disfunção sistólica do Ventrículo Esquerdo (VE) ou ser determinante de insuficiência cardíaca com função sistólica preservada (fração de ejeção > 50%), responsável por 51% dos casos de insuficiência cardíaca4,5.

A DD na prática médica tem sido identificada de forma simples e inócua pelo ecoDopplercardiograma (Eco)6, caracterizada pela análise dos padrões de fluxo diastólico mitral pelo Doppler pulsátil e pelo estudo da velocidade do anel mitral avaliado pelo Doppler tecidual7.

Mais recentemente, foi proposto o volume do átrio esquerdo indexado pela superfície corporal (VAEi) obtido pelo eco bidimensional, como um índice mais acurado para detecção da dilatação atrial esquerda, superior ao simples diâmetro anteroposterior derivado do eco modo-M3. O aumento do VAEi tem sido sugerido como marcador da gravidade e da duração da DD, como também preditor de eventos cardíacos incluindo fibrilação atrial, insuficiência cardíaca e acidente vascular encefálico embólico2. Além disso, o VAEi tem sido considerado como um dos critérios de avaliação do grau de DD e da estimativa das pressões de enchimento do VE7.

Embora alguns estudos estrangeiros associem o aumento do VAEi à gravidade da DD2, não dispomos de dados exclusivamente nacionais sobre esses aspectos em um grande número de pacientes de uma população brasileira.

Os objetivos deste estudo foram: 1) avaliar a relação entre o VAEi e os diferentes graus de DD em uma série de pacientes ambulatoriais submetidos ao ECO em um serviço diagnóstico de cardiologia brasileiro, com função sistólica preservada ou pouco reduzida; 2) identificar as variáveis clínicas e ecocardiográficas independentemente associadas ao aumento do VAEi nesta amostra.

Métodos

Pacientes

Foram estudados 545 pacientes consecutivos, com indicação de realização de eco transtorácico, no Medcenter Cardiologia, Vila Velha - ES. Os pacientes elegíveis para o estudo foram adultos de 20 anos a 86 anos, em ritmo sinusal, sem história de arritmia atrial ou ventricular, uso de marca-passo, valvopatia maior que discreta, ou cardiopatia congênita. Foram excluídos 45 indivíduos por apresentarem exames inadequados para análise do fluxo diastólico mitral (n = 35) ou do VAEi (n = 10). Os 500 pacientes restantes constituíram a amostra final deste trabalho. A pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética da Escola Paulista de Medicina - Unifesp, e todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Altura, peso, frequência cardíaca e pressão arterial foram medidos no dia do exame ecocardiográfico. Hipertensão arterial foi definida por antecedentes, níveis sistólicos > 140 mmHg e/ou níveis diastólicos > 90 mmHg em pelo menos duas ocasiões. O diagnóstico de diabete melito foi baseado na glicemia de jejum > 125 mg/dL ou uso de hipoglicemiantes orais e/ou insulina. Dislipidemia foi definida como colesterol total > 200 mg/dL e/ou LDL colesterol > 130 mg/dL ou uso de agentes hipolipemiantes. Foram considerados como tabagistas os indivíduos que fumavam na ocasião do estudo. Obesidade foi considerada com índice de massa corporal > 30. Doença arterial coronariana foi definida por história clínica, dados eletrocardiográficos ou presença de disfunção contrátil segmentar ao eco em indivíduo com fatores de risco.

Ecocardiografia

O Eco foi realizado com aparelho Philips Envisior, CHD, com transdutor P 4-2 MHz. Foram obtidas imagens nos cortes paraesternal longitudinal e transversal, apical de 4-câmaras, 2-câmaras e 5-câmaras. As medidas da fração de ejeção do VE, espessura das paredes miocárdicas e massa ventricular esquerda foram realizadas ao eco modo-M. Hipertrofia VE foi considerada quando o índice de massa VE fosse > 95 g/m2 para mulheres e > 115 g/m2 para homens8. Fração de ejeção VE normal foi considerada > 0,50. A função diastólica foi analisada baseando-se no padrão de fluxo transmitral no repouso e durante manobra de Valsalva, quando necessário. Foram medidos, pelo Doppler pulsátil, picos de velocidade das ondas E, onda A, razão E/A e o tempo de desaceleração do fluxo mitral. O tempo de relaxamento isovolumétrico e o fluxo em veias pulmonares não puderam ser obtidos em todos os pacientes, não sendo utilizados para análise. O Doppler tecidual foi realizado para obter a velocidade da onda e' da parede septal ao nível do anulo da valva mitral. Todas as variáveis do Doppler pulsátil e tecidual foram resultantes da média das medidas de três ciclos cardíacos consecutivos. A razão entre o pico da onda E mitral e tecidual (e') foi calculada e expressa como E/e'.

O diâmetro anteroposterior do átrio esquerdo foi obtido pelo eco modo-M. Utilizando o eco bidimensional, calculou-se o VAEi pela médias dos volumes obtidos pelo método de Simpson nos cortes apicais 4 e 2 câmaras, considerando-se a área atrial máxima antes da sístole ventricular e da abertura mitral, excluindo-se o apêndice atrial esquerdo e a confluência das veias pulmonares9. A diferença do volume atrial esquerdo entre as duas medidas não excedeu 5%. O VAEi foi considerado normal nos valores entre 16-28 mL/m2; aumento leve, entre 29-33 mL/m2; moderado, entre 34-39 mL/m2; e severo. > 40 mL/m2 8.

Todos os exames ecocardiográficos foram realizados e interpretados por um único examinador cego em ralação aos dados clínicos. As medidas do volume atrial esquerdo e da função diastólica foram analisadas separadamente. O padrão de disfunção diastólica foi categorizado como previamente publicado e validado7. A disfunção diastólica foi classificada em graus crescentes de gravidade como: ausente ou padrão normal (0), relaxamento anormal (grau I), padrão pseudonormal (grau II), e padrão restritivo de enchimento ventricular (grau III). As pressões de enchimento do VE foram consideradas elevadas se a razão E/e' fosse > 15 e normais se E/e' fosse < 8. As pressões de enchimento foram consideradas "indeterminadas" se a relação E/e' estivesse entre 8 e 157.

Análise estatística

Diferenças de prevalência entre variáveis categóricas foram testadas através do teste Chi quadrado. Diferenças entre variáveis contínuas foram testadas pelo teste t de Student e análise de variância (ANOVA) de uma via, seguida do teste post-hoc de Tukey. Associações simples entre o VAEi com variáveis clínicas e ecocardiográficas foram estimadas pelo coeficiente de correlação de Pearson. Para determinar os preditores independentes do aumento do VAEi foi feita regressão linear multivariada, com inclusão no modelo apenas das variáveis com correlações parciais significantes do ponto de vista estatístico. As hipóteses estatísticas foram testadas em testes bicaudais com erro tipo I de 5% (P < 0,05). Foram obtidas curva ROC (Receiver Operator Curves) para determinar a sensibilidade e especificidade do VAEi no diagnóstico dos diferentes graus de DD do VE. O melhor ponto de corte foi definido como o que representava a maior sensibilidade e especificidade concomitantes na curva ROC As análises estatísticas foram feitas no programa SPSS (versão 13.0).

Resultados

Na amostra global de 500 pacientes, 53% eram homens e a idade variou de 20 a 86 anos, com média de 52,6 ± 13 anos. Havia 55,4% pacientes hipertensos; 8,6% diabéticos; 9,4% tabagistas; 24,8% obesos; e 47,8% com hipertrofia do VE. Predominaram pacientes com função sistólica VE preservada (98% dos casos), com fração de ejeção média de 69,6 ± 7,2% (intervalo entre 21% e 89%).

A DD esteve presente em 169 pacientes desta amostra, representando uma prevalência de 33,8%, assim distribuída: grau I: 66%, grau II: 29% e grau III: 5%.

As características demográficas e clínicas da amostra, de acordo com os diversos graus de DD, estão demonstradas na tabela 1. Observou-se maior prevalência de hipertensão, tabagismo e hipertrofia VE nos grupos com DD quando comparados com o grupo de função diastólica normal (p < 0,001). A idade e a massa ventricular esquerda foram maiores nos grupos com DD em relação ao grupo com função normal. A fração de ejeção apresentou-se significantemente reduzida apenas no grupo com DD grau III (padrão restritivo de enchimento ventricular).

Na tabela 2 estão apresentados as variáveis ecocardiográficas, incluindo o VAEi, de acordo com os graus de DD. Houve aumento crescente das dimensões e do VAEi com a progressão do grau de DD : 21 ± 4 mL/m2 (ausente), 26 ± 7 mL/m2 (grau I), 33 ± 5 mL/m2 (grau II) e 50,5 ± 5 mL/m2 (grau III); (p < 0,001). Na figura 1, pode ser apreciado o comportamento do VAEi em relação à DD: valores crescentes do VAEi ocorreram à medida que houve um agravamento da DD. Ainda na tabela 2, como esperado, houve diminuição relativa da onda E e da relação E/A, e aumento do tempo de desaceleração mitral no grupo com DD grau I (alteração de relaxamento) em relação ao grupo com função diastólica normal; o inverso foi observado com o grupo com DD grau III (padrão restritivo). A onda e' foi significativamente menor em todos os graus de DD, em comparação ao grupo com função diastólica preservada. Observou-se aumento progressivo da relação E/e' com a piora do grau de DD.

A análise da curva ROC do VAEi em toda a amostra mostrou 73,4% de sensibilidade e 74,6% de especificidade (VAEi > 25 mL/m2) para a detecção de DD (tabela 3). Porém, quando avaliados separadamente, observamos aumento progressivo do poder do VAEi na detecção da DD (fig. 2). Para a DD grau I, obtivemos 60,4% de sensibilidade e 74,6% de especificidade para um VAEi de 24 mL/m2. Para a identificação da DD grau II a curva mostrou um excelente desempenho (área sob a curva = 0,970) com valores de VAEI > 27,9 mL/m2 apresentando 98% de sensibilidade e 90,6% de especificidade. Já para o grau III de DD, o VAEi > 40 mL/m2 apresentou sensibilidade e especificidade de 100%.

Observamos que o VAEi > 34 mL/m2 estava presente na quase totalidade dos casos com pressão de enchimento VE elevado, ou seja, relação E/e' > 15.

A tabela 4 mostra os resultados da análise univariada entre o VAEi e as demais variáveis clínicas e ecocardiográficas analisadas. Houve correlação significativa e direta entre VAEi com idade, volumes diastólico e sistólico do VE, espessura relativa de parede do VE, massa ventricular esquerda indexada para altura elevada à potência 2,7 e relação E/e' (p < 0,01). Houve correlação significativa e inversa entre VAEi e fração de ejeção do VE, o mesmo ocorrendo com a onda e' do anel mitral septal.

Na análise multivariada modelo stepwise, os fatores que permaneceram no modelo e explicam 57% da variabilidade do VAEi foram idade, massa ventricular esquerda indexada para altura elevada à potência 2,7, espessura relativa de parede, razão E/e' e fração de ejeção do VE.

Discussão

Este foi um dos primeiros estudos de base populacional brasileira a demonstrar aumento progressivo do volume atrial esquerdo com a piora da disfunção diastólica em pacientes adultos com função sistólica relativamente preservada e ocorrência representativa de fatores de risco para doença cardiovascular. Adicionalmente, pudemos verificar nesta casuística os preditores independentes do aumento do VAEi, relacionados a conhecidos fatores de risco, como idade, hipertrofia e disfunção sistólica do VE.

Nosso principal achado foi demonstrar a influência direta da DD no remodelamento atrial esquerdo, assim como foi observado em estudos prévios2. Esses resultados reforçam o conceito do papel prognóstico da dilatação atrial esquerda como marcador de eventos cardiovasculares a exemplo da fibrilação atrial e insuficiência cardíaca2, associados a outros fatores de risco tradicionalmente vinculados à má evolução (idade, hipertrofia de VE, disfunção VE e relação E/e' aumentada).

O remodelamento atrial esquerdo está presente em diversas cardiopatias, resultante de sobrecarga hemodinâmica volumétrica ou pressórica. A DD representa um componente adicional para o remodelamento do átrio esquerdo. Na DD, o relaxamento anormal do VE e diminuição de sua complacência ocorrem como consequência de modificações da interação actina-miosina, aumento do depósito de colágeno e alterações das propriedades viscoelásticas cardíacas10. Nas fases iniciais da DD (grau I), há apenas uma maior participação da contração ativa do átrio esquerdo, mais vigorosa, para vencer a dificuldade de relaxamento, ocasionando aumento da onda A do Doppler mitral, sem alterações estruturais evidentes dessa câmara. Com a progressão da DD, esse mecanismo compensatório falha e a capacidade de esvaziamento total atrial fica prejudicada levando ao remodelamento atrial. A pressão atrial esquerda se eleva para manter um enchimento ventricular esquerdo adequado, resultando em aumento da tensão nas paredes atriais, causando dilatação da câmara e estiramento do miocárdio atrial. O aumento do VAEi reflete portanto a exposição crônica do átrio esquerdo às pressões de enchimento do VE elevadas e à gravidade da DD2.

No presente estudo, o valor médio do VAEi em pessoas com função diastólica normal foi de 21 ± 4 mL/m2. Esse valor está muito próximo daqueles encontrados em estudos realizados em adultos normais, que relatam valores entre 20 ± 6 e 21 ± 7 mL/m2 8,9.

Também estabelecemos valores de corte de VAEi que se associam com DD em grau > ll com alta acurácia. Em nosso estudo, assim como no estudo de Pritchett e cols.11 com 2.042 participantes, e o da Tsang e cols.2, o VAEi apresentou boa sensibilidade e especificidade para identificar graus intermediários (II) ou graves (III) de DD, embora com valores inferiores àqueles por nós observado. Diferenças na composição e seleção da casuística entre os estudos podem em parte justificar tais diferenças. Esses dados valorizam o uso desse índice na prática diária como um critério adicional às demais variáveis do padrão de fluxo diastólico mitral, para análise de DD. Lembramos que os elementos do Doppler pulsátil do fluxo mitral expressam gradientes pressóricos que, por sua vez, refletem o momento hemodinâmico instantâneo. Ao contrário, alterações estruturadas do átrio esquerdo são decorrentes da elevação pressórica sustentada ao longo do tempo. Assim, o estudo das velocidades de fluxo transmitral pelo Doppler pulsátil e do anel mitral, associados à medida do VAEi, poderiam determinar melhor diferenciação de estágios mais avançados de DD, especialmente grau II de disfunção ou o chamado padrão pseudonormal de enchimento ventricular esquerdo12.

Identificamos pela análise multivariada idade, hipertrofia do VE (massa ventricular esquerda e espessura relativa de paredes), relação E/e' e fração de ejeção do VE, como determinantes do aumento do VAEi nessa população. A prevalência de DD avança com a idade; idade avançada é reconhecidamente associada a formas mais graves de DD12, justificando esse achado. Da mesma forma, a hipertrofia ventricular esquerda também é reconhecida como fator intimamente relacionado à DD13. Esses elementos podem ter tido maior participação nas formas mais graves da DD (II e III), associadas à disfunção sistólica e remodelamento ventricular esquerdo com maiores pressões de enchimento.

Limitações

Os dados do presente estudo não podem ser aplicáveis a pacientes com fibrilação atrial, uma vez que foram obtidos exclusivamente em ritmo sinusal. É pouco provável que a insuficiência mitral possa ter tido influência no aumento do VAEi de nossa casuística, uma vez que excluímos a presença de valvopatias primárias significativas ,sobretudo as mitrais, que sabidamente têm maior impacto no remodelamento atrial esquerdo.

O fato de incluirmos apenas pacientes ambulatoriais, com cardiopatias menos graves e menor prevalência de formas graves de DD, poderia ser considerado uma limitação deste estudo. Entretanto, reflete a ocorrência natural da DD nas formas mais leves, sem disfunção sistólica significativa na sua maioria, como acontece na prática diária.

Conclusões

Este estudo em população brasileira sugere que a DD contribui para o remodelamento atrial esquerdo e que o aumento do VAEi expressa a gravidade da DD. Os determinantes do aumento do VAEi nesta amostra, com fração de ejeção média preservada ou pouco reduzida, sem valvopatia significativa, estão em parte relacionados a idade, hipertrofia ventricular esquerda, aumento da pressão de enchimento e declínio da função sistólica do VE.

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Mill JG; Obtenção de dados e Obtenção de financiamento: El Aouar LMM, El Aouar NA; Análise e interpretação dos dados: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Mill JG, Campos Filho O; Análise estatística: Magalhães P, Rodrigues SL, Baldo MP; Redação do manuscrito: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Brasil Y, El Aouar SM, Campos Filho O, Baldo MP; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Mill JG, Campos Filho O.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Lilia M. Mameri El Aouar pela Escola Paulista de Medicina-UNIFESP.

Orlando Campos Filho

Rua Agnaldo Manoel dos Santos, 65, Apto. 81, Jardim Vila Mariana

CEP 04116-250, São Paulo, SP - Brasil

E-mail:

ocampos@cardiol.br

Artigo recebido em 16/11/12; revisado em 26/02/13; aceito em 26/02/13.

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BACKGROUND: Left atrial volume index (LAVI) increase has been associated to left ventricle (LV) diastolic dysfunction (DD), a marker of cardiovascular events (atrial fibrillation, stroke, heart failure, death). OBJECTIVE: To evaluate the relationship between LAVI and diferente grades od DD in Brazilian patients submitted to echocardiogram, studying LAVI increase determinants in this sample. METHODS: We have selected 500 outpatients submitted to echocardiography, after excluding arrhythmia, valvar or congenital cardiopathy, permanent pacemaker or inadequate ecocardiographic window. LAVI was obtained according to Simpson's method. DD was classified according to current guidelines. The clinical and echocardiographic variables were submitted to linear regression multivariate analysis. RESULTS: Mean age was 52 ± 15 years old, 53% were male, 55% had arterial hypertension, 9% had coronary artery disease, 8% were diabetic, 24% were obese, 47% had LV hypertrophy. The mean ejection fraction of the left ventricle was 69.6 ± 7,2%. The prevalence of DD in this sample was 33.8% (grade I: 66%, grade II: 29% e grade III: 5%). LAVI increased progressively according to DD grade: 21 ± 4 mL/m² (absent), 26 ± 7 mL/m² (grade I), 33 ± 5 mL/m² (grade II), 50 ± 5 mL/m2 (grade III) (p < 0,001). In this sample, LAVI increase independent predictors were age, left ventricular mass, relative wall thickness, LV ejection fraction and E/e' ratio. CONCLUSION: DD contributes to left atrial remodeling. LAVI increases as an expression of DD severity and is independently associated to age, left ventricle hypertrophy, systolic dysfunction and increased LV filling pressures.

 Ventricular Dysfunction Stroke Volume Atrial Function Left Brazil

Lilia Maria Mameri El AouarI,II; Diana MeyerfreudIII; Pedro MagalhãesIII; Sérgio Lamêgo RodriguesIII; Marcelo Perim BaldoIII; Yara BrasilIII; Sumaya Mameri El AouarII; Nabih Amin El AouarII; José Geraldo MillIII; Orlando Campos FilhoI

IEscola Paulista de Medicina-UNIFESP, São Paulo, SP

IIMedcenter Cardiologia, Vila Velha, ES

IIIUniversidade Federal do Espirito Santo, Vitória, ES - Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Left atrial volume index (LAVI) increase has been associated to left ventricle (LV) diastolic dysfunction (DD), a marker of cardiovascular events (atrial fibrillation, stroke, heart failure, death).

OBJECTIVE: To evaluate the relationship between LAVI and diferente grades od DD in Brazilian patients submitted to echocardiogram, studying LAVI increase determinants in this sample.

METHODS: We have selected 500 outpatients submitted to echocardiography, after excluding arrhythmia, valvar or congenital cardiopathy, permanent pacemaker or inadequate ecocardiographic window. LAVI was obtained according to Simpson's method. DD was classified according to current guidelines. The clinical and echocardiographic variables were submitted to linear regression multivariate analysis.

RESULTS: Mean age was 52 ± 15 years old, 53% were male, 55% had arterial hypertension, 9% had coronary artery disease, 8% were diabetic, 24% were obese, 47% had LV hypertrophy. The mean ejection fraction of the left ventricle was 69.6 ± 7,2%. The prevalence of DD in this sample was 33.8% (grade I: 66%, grade II: 29% e grade III: 5%). LAVI increased progressively according to DD grade: 21 ± 4 mL/m2 (absent), 26 ± 7 mL/m2 (grade I), 33 ± 5 mL/m2 (grade II), 50 ± 5 mL/m2 (grade III) (p < 0,001). In this sample, LAVI increase independent predictors were age, left ventricular mass, relative wall thickness, LV ejection fraction and E/e' ratio.

CONCLUSION: DD contributes to left atrial remodeling. LAVI increases as an expression of DD severity and is independently associated to age, left ventricle hypertrophy, systolic dysfunction and increased LV filling pressures.

Keywords: Ventricular Dysfunction; Stroke Volume; Atrial Function, Left; Brazil

Introduction

Diastolic dysfunction (DD) is very common, especially in the elderly, and is considered an important prognostic indicator of various cardiac diseases1. It is a major cause of heart failure and has been associated to atrial fibrillation development2. The prevalence of asymptomatic DD is approximately 25% to 30% of the individuals older than 45 years in the general population3. Symptomatic DD can occur in association to left ventricular (LV) systolic dysfunction or be a determinant of heart failure with preserved systolic function (ejection fraction >50%), which is responsible for 51% of the heart failure cases4,5.

In medical practice, DD has been identified in a simple and innocuous matter by eco-Doppler-cardiography (Eco)6 and characterized by the analysis of the mitral diastolic flow by pulsatile Doppler and the study of the mitral ring velocity by tissue Doppler7.

More recently, left article volume indexed by body surface (LAVI), measured by bidimensional echo was proposed as a more accurate index for the detection of left atrial dilation, superior than the simple anteroposterior diameter derived by the M-mode echo3. LAVI has been suggested as a marker of the severity and duration of DD, as ell as predictor of cardiac events such as atrial fibrillation, heart failure and embolic stroke2. Besides that, it has been considered on the evaluation criteria of the DD grade and LV filling pressure estimates7.

Although some studies performed abroad associate LAVI increase to DD severity2, we do not have exclusively national data on this subject in a great number of patients from a Brazilian population.

This study's objectives were: 1) to evaluate the relationship between LAVI and the various DD degrees in a series of outpatients with preserved or slightly reduced systolic function submitted to ECHO in a Brazilian cardiologic diagnostic center; 2) to identify the clinical and echocardiographic variables independently associated to LAVI increase in this subset of patients.

Methods

Patients

Five hundred forty five consecutive patients in whom a transthoracic echo was indicated were studied at Medcenter Cardiologia, Vila Velha. The eligible patients were adults aged 20 to 86 years, who presented sinus rhythm and had no history of atrial or ventricular arrhythmia, pacemaker use, valvular disease (other than mild) or congenital cardiopathy. Forty five individuals were excluded since their exams were not adequate for analyzing mitral diastolic flow (n = 35) or LAVI (n = 10). The 500 remaining patients comprised the final sample for this study. The research was approved by the Ethics Committee of Unifesp (Escola Paulista de Medicina) and all patients signed an informed consent document.

Height, weight, heart rate and blood pressure were measured on the same day of the echocardiographic exam. Arterial hypertension was defined by the history, systolic levels > 140 mmHg and/or diastolic levels > 90 mmHg on at least two occasions. The diagnosis of diabetes mellitus was based on fasting glucose levels > 125 mg/dl or oral hypoglycemic drug and/or insulin use. Dyslipidemia was defined as total cholesterol levels > 200 mg/dl and/or LDL cholesterol > 130 mg/dl or hypolipidemic agents. Individuals who smoked at time the study was performed were considered smokers. Body mass index > 30 was considered indicative of obesity. Coronary artery disease was defined by medical history, electrocardiographic data or presence of segmental contractile dysfunction at the echocardiogram in individuals with risk factors.

Echocardiography

The exam was performed with Philips Envisior, CHD device and a P 4 - 2 MHz transducer. Images were obtained of the transversal and longitudinal parasternal, 4-chamber, 2-chamber and 5-chamber slices. LV ejection fraction, myocardial wall thickness and left ventricular mass were measured with M-mode echo. LV hypertrophy was diagnosed when LV mass index was > 95 g/m2 (women) or > 115 g/m2 (men)8. LV ejection fractions > 0.50 were considered normal. Diastolic function was analyzed according to the transmitral flow pattern at rest and during Valsalva maneuver, when necessary. Peak E-wave velocity, A-wave, E/A ratio and mitral flow deceleration time were measured by pulsed Doppler. Isovolumetric relaxation time and pulmonary vein flow could not be obtained in all patients, and were not used in the analysis. Tissue Doppler was performed in order to obtain septal wall e' wave velocity at the mitral valve anulus level. All tissue and pulsatile Doppler variables resulted from the mean measurement of three consecutive cardiac cycles. The ratio between mitral and tissue (e') E-wave peak was calculated and expressed as E/e'.

Left atrial anteroposterior diameter was obtained by M-mode echo. Using bidimensional echo, LAVI was calculated by the mean volumes obtained by Simpson method at 2- and 4-chamber apex slices, considering maximum atrial area before ventricular systole and mitral opening, and excluding left atrial appendage and pulmonary vein confluency9. The difference in left atrial volumes between both measurements was inferior to 5%. LAVI was considered normal if 16-28 mL/m2; slightly increased, 29-33 mL/m2; moderate, 34-39 mL/m2; and severe. > 40 mL/m28.

All echocardiographic exams were performed and interpreted by a single investigator, blind to clinical data. Left ventricle volume and diastolic function measurements were analyzed separately. The diastolic dysfunction patter was classified according to previously published and validated guidelines7. Diastolic dysfunction as classified in increasing severity grades, such as: absent or normal (0), abnormal relaxation (grade I), pseudo normal (grade II) and left ventricular restriction (grade III). LV filling pressures were considered high if E/e' ratio was > 15 and normal if it was < 8. Filling pressures were considered "undetermined" if E/e' ratio was 8-157.

Statistical analysis

Prevalence differences between categorical variables were tested by Chi square test. Differences between continuous variables were tested by t Student test and one-way variance analysis (ANOVA) followed by Tukey post-hoc test. Simple associations between LAVI and clinical and echocardiographic variables were estimated by Pearson's correlation coefficient. Multivariate linear regression was done to determine independent predictors of LAVI increase, including in the model only variables with statistically significant partial correlations. Statistical hypotheses were tested in two-tailed tests with 5% type I error (p < 0.05). ROC curves were obtained for determining sensitivity and specificity of LAVI for the diagnostic of different grade LVDD. The best cutoff was defined as the one which presented the higher simultaneous sensitivity and specificity in the ROC curve. Statistical analysis was done by SPSS software (version 13.0).

Results

On the global 500 patient set, 53% were men aged 20-86 years old (mean 52.6 ± 13 years); 55.4% were hypertensive, 8.6% diabetic; 9.4% smokers; 24.8% obese and 47.8% had LV hypertrophy. Patients with preserved LV systolic function (98% of the cases) with mean ejection fraction of 69.6 ± 7.2% (range, 21% - 89%) predominated.

DD was present in 169 patients in this set, which represented a 33.8% prevalence, distributed as: grade I = 66%, grade II = 29%, grade III = 5%.

The demographic and clinical characteristics of the sample, according to different grade DD, are shown in Table 1. Hypertension, smoking and LV hypertrophy were more prevalent in the DD group in comparison to the group with normal diastolic function (p < 0.001). Age and left ventricular mass were higher in the DD groups as compared to the normal function group. The ejection fraction was markedly reduced only in the grade III DD group (ventricular filling restriction pattern).

Echocardiographic variables, including LAVI, are presented in Table 2, according to DD grades. LAVI and dimensions progressively increased with DD grade increase: 21 ± 4 mL/m2 (absent), 26 ± 7 mL/m2 (grade I), 33 ± 5 mL/m2 (grade II), 50.5 ± 5 mL/m2 (grade III) (p < 0.001). Figure 1 shows LAVI behavior in relation to DD: increasing LAVI values occurred as DD worsened. Still in Table 2, as expected, there was a relative decrease of the E-wave and E/A ratio, and an increase of the mitral deceleration time in the grade I DD groups (altered relaxation) in comparison to the group with normal diastolic function; the opposite was observed in the group with grade III DD (restrictive pattern). The e' wave was significantly smaller in all DD grades, in comparison to the group with preserved diastolic function. Progressive increase of the E/e' ratio was observed with worsening DD.

LAVI ROC curve analysis in the whole sample showed 73.4% sensitivity and 74.6% specificity (LAVI > 25 mL/m2) for DD detection (Table 3). However, when evaluated separately, a progressive increase of LAVI power for DD detection was observed (Fig. 2). For grade I DD, we found 60.45 sensitivity and 74.6¨% specificity for LAVI = 24 mL/m2. The curve showed excellent performance for identification of grade II DD (AUC = 0.970) with LAVI> 27,9 mL/m2 showing 98% sensitivity and 90.6% specificity. For grade III DD, LAVI> 40 mL/m2 was 100% sensible and specific.

LAVI was > 34 mL/m2 in almost all cases with high LV filling pressure, i.e., E/e' ratio > 15.

Table 4 shows the results of the univariate analysis of LAVI and the other clinical and echocardiographic variables that were analyzed. There was a significant and direct correlation of LAVI and age, LV diastolic and systolic volumes, LV wall relative thickness, LV mass indexed to height raised to 2.7 power and E/e' ratio (p < 0.01). There was an inverse and significant correlation between LAVI and LV ejection fraction; the same occurred for e' wave and septal mitral anulus.

In the stepwise multivariate analysis, the factors that remained in the model and explain 575 of LAVI variability were age, LV mass indexed for height raised to 2.7 power, relative wall thickness, E/e' ratio and LV ejection fraction.

Discussion

This was one of the first studies based on the Brazilian population to demonstrate progressive increase in left atrial volume with worsening diastolic dysfunction in adults with relatively preserved systolic function and representative occurrence of cardiovascular disease risk factors. Additionally, we were able to verify in this series the independent predictors of LAVI increase, related to known risk factors such as age and LV hypertrophy and systolic dysfunction.

Our main finding was the demonstration of the direct influence DD exerts on left atrial remodeling, as previously observed2. These results reinforce the concept of the prognostic role of left atrial dilation as cardiovascular event marker (as exemplified by atrial fibrillation and heart failure)2, associated to other risk factors traditionally linked to bad prognosis (age, LV hypertrophy, LV dysfunction and increased E/e' ratio).

Left atrial remodeling can be seen in various cardiac diseases, resulting from volumetric or pressoric hemodynamic overload. DD represents an additional component to left atrial remodeling. In DD, abnormal LV relaxation and reduced LV compliance occur as a consequence of modifications in the interaction between actin and myosin, increased collagen deposition and cardiac viscoelastic properties changes10. On the initial DD phases (grade I), there is only increased participation of left atrial active contraction, which becomes more vigorous in order to surpass the relaxation difficulty, leading to A wave increase in mitral Doppler, without evident structural alterations in this chamber. With the progression of DD, this compensatory mechanism fails and the total atrial filling capacity is compromised, leading to atrial remodeling. Left atrial pressure increases to maintain adequate left ventricular filling, leading to increasing tension at the atrial walls, chamber dilation and atrial myocardial stretching. LAVI increase reflects, thus, the chronic exposure of the left atrium to high LV filling pressures and DD severity2.

In the present study, LAVI mean value in persons with normal diastolic function was 21 ± 4 mL/m2. This value is very close to the ones found in normal adults, which show values between 20 ± 6 and 21 ± 7 mL/m28,9.

We have also established LAVI cutoff values associated to grade > ll grade DD with high accuracy. In our study, as well as Pritchett et al11 study, which included 2042 subjects, and the study by Tsang et al2, LAVI showed good sensitivity and specificity in the identification of intermediate (II) and severe (II) grade DD, although the values were inferior to ours. Differences in the selection of cases may justify the differences. These data highlight the use of this index in daily practice as an additional criterion to the other variables of mitral diastolic flow pattern for DD analysis. One must remember that mitral flow pulsatile Doppler elements express pressoric gradients that reflect the hemodynamic moment. On the other side, structural changes in the left atrium are caused by pressure increase sustained through time. Thus, the study of the transmitral flow and mitral anulus velocities by pulsed Doppler, associated to LAVI measurement, could better differentiate the most advanced stages of DD, especially grade II dysfunction or the so-called pseudo normal left ventricle filling pattern12.

We have identified, using multivariate analysis, that age, LV hypertrophy (left ventricular mass and relative wall thickness), E/e' ratio and LV ejection fraction as the determinant factors for LAVI increase in this population.VE DD prevalence increases with age and advanced age is admittedly associated to more severe DD presentation12, justifying this finding. LV hypertrophy is also admittedly a factor intimately related to DD13. These elements may have had greater participation in the most severe DD presentations (grades II and III), associated to systolic dysfunction and left ventricular remodeling with higher filling pressures.

Limitations

The data from the present study may not be applicable to patients with atrial fibrillation, since they were obtained exclusively in sinus rhythm. It is unlikely that mitral insufficiency has influenced LAVI increase in our series, since we have excluded significant primary valvular disease, especially mitral valve disease, that are associated to greater impact in left atrial remodeling.

The fact that we have included only outpatients with less severe cardiac disease and smaller prevalence of severe DD can be considered a limitation of this study. However, it reflects the natural occurrence of milder DD without significant systolic dysfunction, as seen in daily practice.

Conclusion

This study in a Brazilian population suggests that DD contributes to left atrial remodeling and LAVI increase is an expression of DD severity. LAVI increase determinants in this sample with preserved or slightly reduced mean ejection fraction and no significant valvular heart disease are partly related to age, left ventricular hypertrophy, increased filling pressure and decreased LV systolic function.

Author contributions

Conception and design of the research: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Mill JG; Acquisition of data and Obtaining funding: El Aouar LMM, El Aouar NA; Analysis and interpretation of the data: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Mill JG, Campos Filho O; Statistical analysis: Magalhães P, Rodrigues SL, Baldo MP; Writing of the manuscript: El Aouar LMM, Meyerfreud D, Brasil Y, El Aouar SM, Campos Filho O, Baldo MP; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Mill JG, Campos Filho O.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Lilia M. Mameri El Aouar, from Escola Paulista de Medicina-UNIFESP.

References