Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC tSSdM4HwSjjvJyHf89MXBQH S0066-782X2016004400446 S0066-782X2016005025102 10.5935/abc.20160145 Original Articles Influence of Angiotensin-Converting-Enzyme Gene Polymorphism on Echocardiographic Data of Patients with Ischemic Heart Failure Duque Gustavo Salgado 1 Silva Dayse Aparecida da 2 Albuquerque Felipe Neves de 1 Schneider Roberta Siuffo 1 Gimenez Alinne 1 Pozzan Roberto 1 Rocha Ricardo Mourilhe 1 Albuquerque Denilson Campos de 1 Universidade Estadual do Rio de Janeiro Hospital Universitário Pedro Ernesto RJ Brazil Hospital Universitário Pedro Ernesto - Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ); RJ - Brazil Universidade do Estado do Rio de Janeiro Universidade do Estado do Rio de Janeiro Instituto de Biologia Laboratório de Diagnósticos por DNA RJ Brazil Laboratório de Diagnósticos por DNA do Instituto de Biologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, RJ - Brazil Universidade do Estado do Rio de Janeiro Mailing Address: Gustavo Salgado Duque, Rua Bambina, 56, sala 202, Botafogo. Postal Code 22251-050, Rio de Janeiro, RJ - Brazil E-mail: gustavosduque@gmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Albuquerque DC; Acquisition of data: Duque GS, Albuquerque FN, Schneider RS, Gimenez A, Rocha RM; Analysis and interpretation of the data: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Albuquerque FN, Schneider RS, Pozzan R, Albuquerque DC; Statistical analysis: Duque GS, Pozzan R; Obtaining financing: Albuquerque DC; Writing of the manuscript: Duque GS; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Schneider RS, Pozzan R, Rocha RM, Albuquerque DC.

Potential Conflict of Interest

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

 27 10 2016 11 2016 107 05 446 454 18 02 2016 06 01 2016 27 06 2016 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

Association between angiotensin-converting-enzyme (ACE) gene polymorphisms and different clinical and echocardiographic outcomes has been described in patients with heart failure (HF) and coronary artery disease. Studying the genetic profile of the local population with both diseases is necessary to assess the occurrence of that association.

 Objectives:

To assess the frequency of ACE gene polymorphisms in patients with ischemic HF in a Rio de Janeiro population, as well as its association with echocardiographic findings.

 Methods:

Genetic assessment of I/D ACE polymorphism in association with clinical, laboratory and echocardiographic analysis of 99 patients.

 Results:

The allele frequency was: 53 I alleles, and 145 D alleles. Genotype frequencies were: 49.5% DD; 47.48% DI; 3.02% II. Drug treatment was optimized: 98% on beta-blockers, and 84.8% on ACE inhibitors or angiotensin-receptor blocker. Echocardiographic findings: difference between left ventricular diastolic diameters (ΔLVDD) during follow-up: 2.98±8.94 (DD) vs. 0.68±8.12 (DI) vs. -11.0±7.00 (II), p=0.018; worsening during follow-up of the LV systolic diameter (LVSD): 65.3% DD vs. 19.0% DI vs. 0.0% II, p=0.01; of the LV diastolic diameter (LVDD): 65.3% DD vs. 46.8% DI vs. 0.0% II, p=0.03; and of the LV ejection fraction (LVEF): 67.3% DD vs. 40.4% DI vs. 33.3% II, p=0.024. Correlated with D allele: ΔLVEF, ΔLVSD, ΔLVDD.

 Conclusions:

More DD genotype patients had worsening of the LVEF, LVSD and LVDD, followed by DI genotype patients, while II genotype patients had the best outcome. The same pattern was observed for ΔLVDD.

 Keywords: Heart Failure Polymorphism, Genetic Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitors Echocardiography / methods Introduction

Heart failure is a complex syndrome, and there is strong evidence that gene polymorphisms play an important role in its pathophysiology and progression.1,2 In addition, neuro-hormonal activation has a role in heart failure course. Angiotensin-converting-enzyme (ACE), a key player in the renin-angiotensin-aldosterone system, is essential to heart function regulation.3,4

Angiotensin-converting-enzyme gene polymorphisms (ACEGP) have been associated with heart failure prognosis, and several studies have shown the association of D allele and DD genotype with worse echocardiographic outcomes in patients with systolic dysfunction.5,6

The DD genotype is associated with higher frequency of acute myocardial infarction in several populations, in addition to major ischemic defects after occlusion of a coronary artery.7,8

Coronary artery disease (CAD) is a common cause of heart failure,9 and, similarly to the presence of the D allele and DD genotype, is associated with both CAD and heart failure independently.5,10 Thus, we decided to study the frequency of ACEGP in a population of patients with CAD and heart failure, assessing their echocardiographic findings, and comparing them in the different genotype groups.

 Methods

Observational, retrospective cohort of 3 years and 4 months, with data collected from the medical records of patients of a university-affiliated hospital, in addition to genetic analysis at the same university.

This study assessed 101 patients, 99 of whom completed the genotyping process for ACE gene alleles, constituting this study's sample. The alleles were determined at the time of patients' inclusion in the study, their clinical follow-up being then retrospectively assessed.

The patients were assessed by a multidisciplinary team, their guidance and treatment following the Brazilian Society of Cardiology guidelines. Data were collected during visits to the outpatient clinic by doctors participating in the study, and were reviewed by the main author of the study.

The inclusion criteria were as follows: age over 18 years; heart failure diagnosis according to the Framingham criteria; left ventricular ejection fraction (LVEF) <50% on echocardiography, assessed with the Simpson's method at any time of clinical follow-up; CAD demonstrated on coronary angiography with evidence of significant obstructive disease (≥ 75%)11 or previous acute myocardial infarction or previous percutaneous coronary angioplasty or surgical myocardial revascularization. The exclusion criteria were as follows: unavailable or inappropriate medical records; non-ischemic etiology of heart failure; and loss to follow-up by the end of the study.

This study was approved by the Ethics Committee of the University, being included in the Brazilian system of Ethics in Research. All patients provided written informed consent before the beginning of the study, which abided by the principles of the Declaration of Helsinki.

The procedures of data analysis and collection from the medical records were blind to the researchers. The genotype was known only at the end of the review of the medical record; therefore, no physician knew that information at the time of the medical visits.

Skin color was observed by the physician, the individuals being classified as white, black, mixed or other (yellow/Asian).

Echocardiographic variables

All patients underwent at least two echocardiographic assessments at different times, undergoing new tests at the clinical discretion of the medical team. Data of the first echocardiography and of another conducted at the end of the follow-up were collected, in two device models, GE Vivid 3 and HD7 Philips, with a 2.75-MHz transducer, the test being performed by a physician blinded to the patients' genotypes.

The following echocardiographic data were assessed: LVEF (Simpson's method); left ventricular systolic and diastolic diameters (LVSD and LVDD, respectively). The methodology to measure echocardiographically the ventricular diameters and muscle thickness followed the rules of the American Society of Echocardiography.

Echocardiographic outcomes were assessed by calculating the differences between the final and initial values of the parameters measured (LVEF, LVSD and LVDD) as follows: variation of the left ventricular ejection fraction (ΔLVEF), variation of the LVSD (ΔLVSD), and variation of the LVDD (ΔLVDD). In addition, objective improvement or worsening of those parameters during follow-up was assessed, with the creation of the following variables: FΔLVEF, for LVEF improvement or worsening during follow-up; FΔLVSD and FΔLVDD, for improvement or worsening of LVSD and LVDD, respectively, during follow-up.

 Genetic analysis

Blood samples were collected and stored at 5-15ºC for genetic analysis with DNA extraction, according to the salting-out method, genotyping with polymerase chain reaction, and later classification as DD, DI or II genotypes.

 Statistical analysis

All data obtained were analyzed with an IBM PC computer by using the SPSS for Windows statistical program, version 17.0 of 2008. The following tests were used: Tukey, chi-square (χ2), analysis of variance (F) and Pearson correlation. The statistical significance level adopted was 5%. Categorical variables were presented as absolute values and their respective percentages. Continuous variables were presented as mean ± standard deviation. To assess the distribution of the variables studied, skewness analysis was used. Gene and haplotype frequencies were tested for Hardy-Weinberg equilibrium, using ARLEQUIN software, version 2000.

 Weight of D allele

In addition to categorizing ACE genotypes into three groups (DD, DI and II) and assessing their relationship with the other variables, an analysis model was elaborated to test the isolated impact of each D allele on echocardiographic findings. Thus, a mathematical model was created to simulate the behavior of the ACE gene codominance, in which each copy of the D allele was assigned weight 1 in the analysis, so that the genotypes had the following weights: 0 (II genotype), 1 (DI genotype) and 2 (DD genotype), depending on the number of D alleles. Therefore, a categorical variable of ACEGP was transformed into a numerical variable (0, 1, 2) to simulate the weight of each copy of the D allele in the echocardiographic findings.

 Results Genetic profile of the sample

Regarding the allele frequency, I alleles occurred 53 times, while D alleles, 145 times. Genotype frequencies were 3.02% II, 47.48% DI and 49.5% DD. The genetic profile was tested and showed no deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium.

 Characteristics of the population

Mean age was 65.4±11.4 years, with a wide range (36 years - 94 years). The distribution of skin color was as follows: white, 69.7%; mixed, 16.2%; black, 14.1%. There were no Asians. There were more males (73 men and 26 women) in the population and in the groups with D alleles, but not in the II group. There were more white individuals in all groups, with lower evidence in the DD group, with no statistically significant difference (Table 1). Drug treatment was assessed, and most patients were on ACE inhibitors and beta-blockers. There was no statistically significant variation between the gene groups assessed (Table 1).

Clinical characteristics, tests and drug treatment of the population
Variable Total (n=99) DD (n=49) DI (n=47) II (n=3) Statistical test p
Age 65.40±11.42 65.38±12.41 65.34±10.27 66.64±16.28 F= 0.018 0.982
Male sex 73 (73.7%) 37 (75.5%) 35 (74.5%) 1 (33.3%) Χ2 = 2.621 0.270
Female sex 26 (26.3%) 12 (24.5%) 12 (25.5%) 2 (66.7%)
White color 69 (69.7%) 28 (57.1%) 38 (80.9%) 3 (100%) Χ2 = 8.525 0.074
Non-white/non-black 16 (16.2%) 10 (20.4%) 6 (12.8%) 0 (0%)
Black color 14 (14.1%) 11 (22.4%) 3 (6.4%) 0 (0%)
T. diagn (months) 108.10±86.50 107.84±90.76 102.07±79.23 206.81±95.28 F= 2.115 0.126
Follow-up (months) 54.95±43.57 56.43±45.74 53.43±41.62 54.70±53.53 F= 0.056 0.946
Weight (Kg) 74.437±15.23 72.62 ±17.94 76.16±12.14 77.13±10.33 F= 0.694 0.502
Height (m) 1.64±0.87 1.63±0.93 1.65 ±0.80 1.60±0.93 F= 0.795 0.455
BMI (kg/m2) 27.66±4.83 27.06±5.11 28.13 ±4.52 30.09±4.9 F= 0.976 0.381
AC (cm) 96.14±11.71 94.48±12.52 97.39±10.87 102.5±9.99 F= 1.190 0.309
SAH 79 (79.8%) 37 (75.5%) 39 (83.0%) 3 (100%) Χ2 = 1.613 0.446
DM 32 (32.3%) 15 (30.6%) 15 (31.9%) 2 (66.7%) Χ2 = 1.687 0.430
Smoking currently 9 (9.1%) 6 (12.2%) 2 (4.3%) 1 (33.3%) Χ2 = 5.132 0.274
Ex-smoker 54 (54.5%) 26 (53.1%) 26 (53.3%) 2 (66.7%)
Never smoked 36 (36.4%) 17 (34.7%) 19 (40.4%) 0 (0%)
Alcoholism currently 12 (12.1%) 6 (12.2%) 6 (12.8%) 0 (0%) Χ2 = 5.931 0.204
Ex-alcoholic 17 (17.2%) 9 (18.4%) 6 (12.8%) 2 (66.7%)
Dyslipidemia 75 (75.8%) 38 (77.6%) 34 (72.3%) 3 (100%) Χ2 = 1.345 0.511
FH HF 8 (8.1%) 3 (6.1%) 5 (10.6%) 0 (0%) Χ2 = 0.931 0.628
FH CAD 46 (46.5%) 23 (46.9%) 23 (48.9%) 0 (0%) Χ2 = 2.724 0.256
SBP1 (mmHg) 126.27 ± 20.52 127.35 ± 20.22 124.64±20.86 134.33±25.03 F= 0.443 0.644
DBP1 (mmHg) 75.46±12.93 75.98±12.23 74.60±13.47 80.67±19.01 F= 0.383 0.683
HR1 (bpm) 73.06±14.85 72.86±14.42 72.02±14.73 92.67±14.01 F= 2.839 0.063
SBP2 (mmHg) 116.02±16.49 117.31±15.76 113.68±15.15 131.67±39.31 F= 2.014 0.139
DBP 2 (mmHg) 71.79±10.68 72.76±10.49 70.21±10.49 80.67±14.74 F= 1.776 0.175
HR2 (bpm) 70.27±11.80 71.57±11.52 69.04±12.32 69.33±8.51 F= 0.529 0.591
ΔSBP (mmHg) -10.25±20.45 -10.04±21.11 -10.96±19.75 -2.67±27.03 F= 0.233 0.792
ΔDBP (mmHg) -3.68±14.30 -3.22±13.75 -4.38±14.39 0±26 F= 0.178 0.837
ΔHR (bpm) -2.79±15.67 -1.35±14.58 -2.98±15.80 -23.33±22.50 F= 2.897 0.06
Hb (g/dL) 13.72 ± 1.71 13.32 ± 1.90 14.12±1.39 14.00±2.17 F= 2.790 0.066
UA (mg/dL) 6.42±2.28 6.72±2.02 6.01±2.52 7.83±0.681 F= 1.797 0.171
TC (mg/dL) 178.19±52.12 176.27±56.81 183.64±46.22 124.33±37.54 F= 1.927 0.151
Na (mEq/L) 138.66±3.79 138.37±3.94 139.02±3.47 137.67±7.10 F= 0.457 0.635
Cr (mg/dL) 1.28±0.99 1.45±1.31 1.10±0.48 1.38±0.45 F= 1.592 0.209
CrCl (ml/min) 70.30±31.29 66.68±36.19 75.17±25.20 53.25±24.42 F= 1.352 0.264
QRS>120ms 14 (14.1%) 6 (12.2%) 7 (14.9%) 6 (12.2%) Χ2=1.077 0.584
LBBB 21 (21.2%) 10 (20.4%) 10 (20.4%) 1 (33.3%) Χ2= 0.283 0.868
BB 97 (98.0%) 49 (100%) 45 (95.7%) 3 (100%) Χ2=2.258 0.323
BB target 65.49%±3.9% 60.59%±5.3% 70.63%±5.8% 66.67%±16.7% F= 0.825 0.441
ACEI 47 (47.5%) 20 (40.8%) 24 (51.1%) 3 (100%) Χ2=4.433 0.109
ACEI target 46.35%%±4.5% 46.35%±7.4% 42.06%±5.4% 75%±25% F= 1.551 0.223
ARB 37 (37.4%) 20 (40.8%) 17 (36.2%) 0 (0%) Χ2=2.068 0.356
Spiro 37 (37.4%) 18 (36.7%) 19 (40.4%) 0 (0%) Χ2=1.986 0.370
Digitalis 19 (19.2%) 12 (24.5%) 6 (12.8%) 1 (33.3%) Χ2=2.525 0.283
Furos 49 (49.5%) 25 (51.0%) 21 (44.7%) 3 (100%) Χ2=3.543 0.170
Furos dose 70.98±56.3 80±70 57.27±36.2 93.3±23 Χ2=1.232 0.301
HCTZ 12 (12.1%) 4 (8.2%) 8 (17.0%) 0 (0%) Χ2=2.194 0.334
Stat 92 (92.9%) 44 (89.8%) 45 (95.7%) 3 (100%) Χ2=1.527 0.466
Allop 13 (13.1%) 8 (16.3%) 4 (8.5%) 1 (33.3%) Χ2=2.392 0.302

Continuous variables: mean ± standard deviation; categorical variables: n (%).

DD: deletion/deletion genotype; DI: deletion/insertion genotype; II: insertion/insertion genotype; T. diagn: time to disease diagnosis; BMI: body mass index; AC: abdominal circumference; SAH: systemic arterial hypertension; DM: diabetes mellitus; FH HF: family history of heart failure; FH CAD: family history of coronary artery disease; SBP1 and SBP2: systolic blood pressure at the first and second medical visits, respectively; DBP1 and DBP2: diastolic blood pressure at the first and second medical visits, respectively; HR1 and HR2: heart rate at the first and second medical visits, respectively; ΔSBP: difference between systolic blood pressure at the second and first medical visits; ΔDBP: difference between diastolic blood pressure at the second and first medical visits; ΔHR: difference between heart rate at the second and first medical visits; Hb: hemoglobin; UA: uric acid; TC: total cholesterol; Na: sodium; Cr: creatinine; CrCl: estimated creatinine clearance; QRS: QRS complex on electrocardiogram; LBBB: left bundle-branch block; BB: beta-blocker; ACEI: angiotensin converting-enzyme inhibitor; ARB: angiotensin receptor blocker; Spiro: spironolactone; Furos: furosemide; HCTZ: hydrochlorothiazide; Stat: statin; Allop: allopurinol; BB target: target dose of beta-blocker; ACEI target: target dose of angiotensin-converting-enzyme inhibitor; Furos dose: mean dose of furosemide at the last medical visit.

 Echocardiographic results

Figure 1 shows the LVEF findings at the initial and final echocardiographic tests.

Echocardiographic findings of left ventricular ejection fraction (LVEF) at the initial and final tests in the study sample.

Initially most patients (37.38%) were in the LVEF range of 35-45%, being followed by those in the LVEF range of 46-55% (24.24%). On the final echocardiogram, there was a change in that pattern, most patients (33.34%) being in the LVEF range of 26-35% (one LVEF range below that of most patients on the first test), followed by those in the LVEF range of 36-45% (21.21%) (one LVEF range below the second highest percentage of patients on the first echocardiogram).

Table 2 shows the mean values of LVEF, LVSD and LVDD on both echocardiograms assessed, without statistical difference between the values found.

Echocardiographic parameters in the population and their evolution according to ACE gene polymorphisms (ACEGP)
Variable Total ACEGP (n=99) DD (n=49) DI (n=47) II (n=3) F p
LVEF1 (%) 38.84±11.11 39.51±9.39 38.50±12.36 33.33±18.90 0.475 0.623
LVSD1 (mm) 48.85±15.09 49.96±17.48 46.98±12.14 60±11.53 1.321 0.272
LVDD1 (mm) 62.21±15.71 63.31±20.37 60.57±8.99 70±9.64 0.739 0.480
LVEF2 (%) 38.45±13.71 36.07±14.29 40.83±12.87 40±14.80 1.487 0.231
LVSD2 (mm) 50.24±12.15 52.16±11.84 48.26±12.58 50±7 1.248 0.292
LVDD2 (mm) 62.39±10.03 63.71±10.29 61.23±9.98 59±2.65 0.909 0.407
ΔLVEF (%) - 0.39 ±15.02 - 3.44±14.70 2.34±15.26 6.67±6.66 2.165 0.120
ΔLVSD (mm) 2.41±10.51 4.06±10.47 1.49±10.31 - 10 ± 4.60 2.991 0.055
ΔLVDD (mm) 1.46±8.79 2.98±8.94 0.68±8.12 - 11 ± 7.00 4.184 0.018

Variables expressed as mean ± standard deviation. ACEGP: angiotensin-converting-enzyme gene polymorphisms; DD: genotype deletion/deletion; DI: genotype deletion/insertion; II: genotype insertion/insertion; LVEF1: LV ejection fraction on the first echocardiogram; LVSD1: LV systolic diameter on the first echocardiogram; LVDD1: LV diastolic diameter on the first echocardiogram; LVEF2: LV ejection fraction on the final echocardiogram; LVSD2: LV systolic diameter on the final echocardiogram; LVDD2: LV diastolic diameter on the final echocardiogram; ΔLVEF: difference between LV ejection fraction on the final and on the first echocardiograms; ΔLVSD: difference between the LV systolic diameters on the final and on the first echocardiograms; ΔLVDD: difference between the LV diastolic diameters on the final and on the first echocardiograms; DD: deletion/deletion genotype; DI: deletion/insertion genotype; II: insertion/insertion genotype.

Figure 2 shows the mean LVEF value changes during follow-up between final and initial echocardiographies in the sample and in the genotype groups.

Mean left ventricular ejection fraction (LVEF) value changes during follow-up between final and initial echocardiographies in the sample and according to the genotype groups.

The changes during follow-up in the echocardiographic parameters, regarding their improvement or worsening, were objectively assessed, and the differences were quantified. Table 2 shows the differences between the two echocardiographic assessments of LVSD, LVDD and LVEF (ΔLVSD, ΔLVDD and ΔLVEF).

The ΔLVDD was positive in the sample and individuals with DD and DI genotypes, showing and increase in LVDD. Patients with II genotype had negative ΔLVDD (mean, -11), evidencing a reduction in LVDD. That ΔLVDD assessment was statistically significant in the analysis between the groups (p=0.018).

The ΔLVSD showed the same trend in the genotype groups and in the sample (increase in the DD and DI genotypes, and decrease in the II genotype), but with no statistical significance.

The ΔLVEF was negative in the sample and individuals with DD genotype, showing a decrease in LVEF, and positive in DI and II genotypes, showing an increase in LVEF. However, differently from ΔLVDD, there was no statistical significance.

To objectively assess whether there was improvement or worsening of the parameters analyzed (LVEF, LVDD and LVSD) during follow-up, FΔLVEF, FΔLVSD and FΔLVDD were obtained.

Figure 3 evidences, with statistical significance (Χ2= 7.497, p=0.024), the improvement or worsening during follow-up of LVEF (FΔLVEF) according to the ACEGP genotypes, with each cylinder representing 100.0% of genotype groups, and the colors green and blue representing the percentages of patients with LVEF improvement and worsening, respectively.

Left ventricular ejection fraction change during follow-up according to the genotype groups.

Worsening of the LVEF was observed in most DD genotype patients (67.3%), in 40.4% of DI genotype patients and in only 33.3% of genotype II patients.

Regarding FΔLVSD, worsening was observed in most DD genotype patients (65.4%) and in 40.4% of DI genotype patients, with statistical significance (p=0.010), while all II genotype patients (100.0%) had improvement of that parameter (Table 3).

Analysis of left ventricular systolic diameter variation during follow-up (FΔLVSD) according to the genotype groups studied.
FΔLVSD DD DI II χ2 p
Improvement 17 (34.7) 28 (59.6) 3 (100.0) 9.233 0.010
Worsening 32 (65.3) 19 (40.4) 0 (0.0)
Total 49 (100.0) 47 (100.0) 3 (100.0)

DD: deletion/deletion genotype; DI: deletion/insertion genotype; II: insertion/insertion genotype; χ2: chi-square test.

The same analysis was performed for FΔLVDD, evidencing worsening, that is dilation, in 32 DD genotype patients (65.3%) and 22 (46,8%) DI genotype patients, but in no II genotype patient, with statistical significance (Χ2 = 7.023; p=0.030) (Figure 4).

Left ventricular diastolic diameter variation during follow-up (FΔLVDD) according to the genotype groups studied.

Table 4 shows the correlations between the echocardiographic variables and D allele weight (Pearson correlation - r). Significant correlation was evidenced with ΔLVEF, ΔLVSD and ΔLVDD.

Table of correlations with D allele weight
Variable r p
LVEF1 0.081 0.426
LVSD1 0.025 0.803
LVDD1 0.035 0.730
LVEF2 0.162 0.110
LVSD2 0.142 0.159
LVDD2 0.136 0.179
ΔLVEF - 0.207 0.040
ΔLVSD 0.205 0.042
ΔLVDD 0.232 0.021

LVEF1: LV ejection fraction on the first echocardiogram ; LVSD1: LV systolic diameter on the first echocardiogram; LVDD1: LV diastolic diameter on the first echocardiogram; LVEF2: LV ejection fraction on the final echocardiogram; LVSD2: LV systolic diameter on the final echocardiogram; LVDD2: LV diastolic diameter on the final echocardiogram ΔLVEF: difference between LV ejection fraction on the final and on the first echocardiograms; ΔLVSD: difference between the LV systolic diameters on the final and on the first echocardiograms; ΔLVDD: difference between the LV diastolic diameters on the final and on the first echocardiograms.

 Discussion

The allele frequency obtained in this study differs from that of most national and international studies, because we found a lower number of II genotype patients, only 3% of the population. In patients with CAD or heart failure, higher D allele frequency than that in the general population and higher prevalence of the DI genotype have been reported, which differs from the findings in this study, where the DD genotype was the most prevalent.

Remodeling after acute myocardial infarction is a predictor of heart failure and mortality, and the increase in ventricular diameters in patients with heart failure is associated with clinical worsening. The renin-angiotensin-aldosterone system and ACE are known to contribute to those processes; thus, some studies assessing ACEGP in those populations have also assessed echocardiographic parameters, similarly to the present study. Higher serum levels of ACE and angiotensin II in patients with DD and DI genotypes can be related to worse outcome for those patients.

Some studies have reported different echocardiographic outcomes for patients with heart failure and CAD, depending on the ACEGP.12 Nagashima et al.13 have shown, in patients with old anteroseptal infarction, the higher influence of DD and DI genotypes on left ventricular remodeling as compared with that of II genotype patients. In addition, He et al.14 have reported that the I/D ACEGP can have an important role in late ventricular remodeling after acute myocardial infarction. Ohmichi et al.9 have shown that the D allele presence can be a risk factor for the development of heart failure with left ventricular dysfunction after acute myocardial infarction.

The present study found worsening in the LVEF ranges during follow-up, with most patients with ejection fraction values lower than those in the initial test, despite drug treatment. Analyzing the mean values of ejection fraction and ventricular systolic diameters, a trend towards worsening is observed in DD genotype individuals, but with no statistical significance between the ACEGP groups.

However, there was echocardiographic worsening of the mean values of LV diastolic volume in DD genotype patients, with an increase in the ΔLVDD, with statistical significance in the analysis between the ACEGP groups. In addition, the objective analysis of improvement or worsening of the echocardiographic parameters during follow-up evidenced, with statistical significance, more DD genotype patients with worsening, followed by DI genotype patients, while most II genotype patients improved those parameters. This suggests a pattern in which the D allele presence would be associated with worsening of echocardiographic parameters, more evident in the DD genotype group than in the DI genotype group.

Assessing the importance of the D allele, there was a significant correlation between its weight and the echocardiographic variables ΔLVEF, ΔLVSD and ΔLVDD, evidencing that, in that population, ACEGP associated with different echocardiographic outcomes, according to the D allele presence and genotypes of that polymorphism. Such results are in accordance with literature reports of higher severity of those patients and worse echocardiographic outcome.5,12

A Brazilian study conducted in 200515 with patients with heart failure of all causes, 63 of ischemic etiology, has shown the trend towards greater left ventricular diameters, mainly the LVSD in patients with the DD genotype, meaning worse outcome for the DD genotype; however, the present study did not find the same statistical impact. Another study16 has reported the association of the D allele presence with left ventricular dysfunction in patients with acute myocardial infarction, but at a more acute phase of the infarction, differently from that proposed in the present study.

In a study17 assessing 142 patients with acute myocardial infarction, echocardiographic assessment including the measurement of LVEF and left ventricular diastolic and systolic volumes has shown no statistical difference between the mean values of the tests performed in each genotype group. However, differently from the results of the present study, those authors have reported improvement during follow-up of LVEF and both diameters in patients with the DD genotype, as well as improvement in LVEF during follow-up in DI genotype patients, but not in II genotype patients.

Other studies support the thesis that drug treatment with ACE inhibitors18 or with beta-blockers12 has a more positive influence on the echocardiographic parameters of DD genotype patients. The Russian study18 assessing patients with ischemic heart failure has reported greater improvement in ejection fraction and systolic and diastolic diameters in the DD genotype patients who started treatment with perindopril. In those studies, the rates of ACE inhibitor use were higher than those of this study, which, considering the reports on the benefit of the use of those drugs in D allele patients, could partially explain the difference in results; that, however, cannot be applied when analyzing the use of angiotensin-receptor blockers.17 The beta-blocker use across the genotypes was very high and very similar (100% DD, 95.7% DI and 100% II). In addition, the rates of use of ACE inhibitors or angiotensin-receptor blockers were high and similar, with no statistically significant difference in treatment according to the genotypes. The same occurs regarding the target dose of ACE inhibitors and beta-blockers, because, although higher doses could lead to a different outcome, the genotype groups studied did not significantly differ regarding the target dose.

Possible limitations of this study include the number of patients, mainly in the II genotype group; however, although several studies have larger samples,19 genetic studies with smaller numbers of patients have been reported.20 In addition, several pertinent results were obtained with evident statistical significance. The small number of patients with II genotype might somehow be related to the severity of the population studied, mostly composed by patients with DD and DI genotypes, reported as related to worse outcome. The analysis of genotype subgroups reported in the literature comprises always the three subgroups, without gathering any of them. This study evidenced the correlation of the D allele presence (none in II, one in DI and two in DD) with echocardiographic outcome, emphasizing the importance of analyzing each genotype separately, despite the difference in the number of patients in each genotype group. Another limitation relates to data collection from medical records, which can generate errors, but that was reduced by the fact that the population was cared for at a university center of teaching and research with experienced professionals.

 Conclusions

In a population of 99 patients with ischemic heart failure:

The allele and genotype frequencies related to ACEGP found in this study differed from those of the national and international literature. Only 3% of the population had II genotype.

The ACEGP studied associated with the echocardiographic outcome: there were more DD genotype patients with worsening of the LVEF, LVSD and LVDD, followed by DI genotype patients, while II genotype patients had the best outcome. Echocardiographic analysis of the difference between LVDD during follow-up showed the same pattern.

Sources of Funding

This study was partially funded by FAPERJ.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Gustavo Salgado Duque, from Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

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Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Albuquerque DC; Obtenção de dados: Duque GS, Albuquerque FN, Schneider RS, Gimenez A, Rocha RM; Análise e interpretação dos dados: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Schneider RS, Pozzan R, Albuquerque DC; Análise estatística: Duque GS, Albuquerque FN, Pozzan R; Obtenção de financiamento: Albuquerque DC; Redação do manuscrito: Duque GS; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Duque GS, Silva DA, Albuquerque FN, Schneider RS, Pozzan R, Rocha RM, Albuquerque DC.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamentos:

Associação entre polimorfismos genéticos da enzima conversora da angiotensina (ECA) e diferentes evoluções clínicas e ecocardiográficas foi descrita em pacientes com insuficiência cardíaca (IC) e coronariopatia. O estudo do perfil genético da população local com as duas doenças torna-se necessário para verificar a ocorrência dessa associação.

 Objetivos:

Avaliar a frequência dos polimorfismos genéticos da ECA em pacientes com IC de etiologia isquêmica de uma população do Rio de Janeiro e sua associação com achados ecocardiográficos.

 Métodos:

Avaliação genética do polimorfismo I/D da ECA associada a análise de dados clínicos, laboratoriais e ecocardiográficos de 99 pacientes.

 Resultados:

Foram encontrados 53 alelos I, 145 alelos D, quanto aos genótipos da ECA: 49,5% DD, 47,48% DI, 3,02% II. O tratamento medicamentoso foi otimizado com 98% usando betabloqueadores e 84,8%, IECA ou bloqueador do receptor de angiotensina. Achados ecocardiográficos: diferença entre os diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo (ΔVED): 2,98±8,94 (DD) vs. 0,68±8,12 (DI) vs. -11,0±7,00 (II), p=0,018; piora evolutiva do diâmetro sistólico do VE (VES): 65,3 % DD vs. 19,0 % DI vs. 0,0 % II, p=0,01; do diâmetro diastólico do VE (VED): 65,3 % DD vs. 46,8 % DI vs. 0,0 % II, p=0,03; e da fração de ejeção do VE (FEVE): 67,3 % DD vs. 40,4 % DI vs. 33,3 % II, p=0,024. Correlação com alelo D: ΔFEVE, ΔVES, ΔVED.

 Conclusões:

Foram identificados mais pacientes com piora evolutiva da FEVE e dos diâmetros cavitários do VE no genótipo DD, seguido do DI, sendo o II o de melhor evolução. O mesmo padrão foi observado na ΔVED.

 Palavras-chave: Insuficiência Cardíaca Polimorfismo Genético Inibidores da Enzima Conversora de Angiotensina Ecocardiografia / métodos Introdução

A insuficiência cardíaca é uma síndrome complexa e há fortes evidências de que os polimorfismos genéticos desempenham um papel importante na fisiopatologia e na progressão da doença.1,2 Ativação neuro-hormonal também é importante na progressão da insuficiência cardíaca. A enzima conversora de angiotensina (ECA), uma enzima chave no sistema renina-angiotensina-aldosterona, é essencial na regulação da função cardíaca.3,4

Polimorfismos genéticos da ECA (PGECA) têm sido associados com o prognóstico na insuficiência cardíaca, e vários estudos têm demonstrado associação da presença do alelo D e do genótipo DD com piores resultados ecocardiográficos em pacientes com disfunção sistólica.5,6

Genótipo DD está ligado a uma maior frequência de infarto agudo do miocárdio em várias populações e também está relacionado a defeitos isquêmicos maiores após a oclusão de uma artéria coronária.7,8

A doença arterial coronariana (DAC) é causa comum de insuficiência cardíaca,9 e como a presença do alelo D e do genótipo DD está associada tanto com DAC e insuficiência cardíaca de forma independente,5,10 decidimos estudar em uma população de pacientes com DAC e insuficiência cardíaca a frequência de PGECA, avaliando os resultados ecocardiográficos desses pacientes, comparando com os diferentes grupos de genótipos.

 Métodos

Coorte observacional, retrospectivo, por 3 anos e 4 meses, com dados coletados a partir da análise de prontuários médicos de pacientes de hospital universitário e análise genética na mesma universidade.

Foram avaliados 101 pacientes, dos quais 99 completaram o processo de genotipagem para os alelos do gene da ECA, constituindo a amostra deste estudo. Os alelos foram determinados no momento da inclusão do paciente no estudo e a partir daí foi avaliada de forma retrospectiva o seu acompanhamento clínico.

Os pacientes foram avaliados por equipe multidisciplinar, com orientações e tratamento seguindo as diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia. Os dados foram coletados durante as consultas pelos médicos dos ambulatórios participantes do estudo, e revisados pelo autor principal deste estudo.

Foram considerados critérios de inclusão: idade maior que 18 anos; diagnóstico de insuficiência cardíaca pelos critérios de Framingham; fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) <50% ao ecocardiograma, avaliado pelo método de Simpson em qualquer momento do seguimento clínico; DAC demonstrada por coronariografia com evidência de doença obstrutiva significativa (≥75%)11 ou infarto agudo do miocárdio prévio ou realização prévia de angioplastia coronária percutânea ou cirurgia de revascularização miocárdica. Critérios de exclusão incluíram registros médicos indisponíveis ou inadequados, etiologia da insuficiência cardíaca não isquêmica e perda de seguimento ao final do estudo.

O trabalho passou pela aprovação do Comitê de Ética da Universidade e inclusão no sistema nacional de ética em pesquisa. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido antes do início do estudo e essa pesquisa foi realizada de acordo com os princípios da Declaração de Helsinki.

Os procedimentos referentes ao estudo, como análise e obtenção de dados do prontuário médico, foram realizados de forma cega para os investigadores. A informação do genótipo só foi conhecida ao final da revisão de prontuários; portanto, nenhum dos médicos tinha conhecimento dessa informação durante as consultas realizadas.

A cor da pele foi observada pelo próprio médico e os indivíduos classificados em branco, negro, pardo ou outros (amarelo/asiático).

Variáveis ecocardiográficas

Todos os pacientes possuíam, no mínimo, duas avaliações ecocardiográficas em momentos distintos e realizavam novos exames conforme a decisão clínica da equipe médica. Foram coletados dados relacionados ao exame mais antigo e ao final do acompanhamento, em dois modelos de aparelhos, GE Vivid 3 e Philips modelo HD7, utilizando transdutor de 2,75 MHz, realizados por médicos que não conheciam o genótipo dos pacientes.

Foram avaliados dados pertinentes ao exame ecocardiográfico, a saber: FEVE (pelo método de Simpson); diâmetros sistólico e diastólico do ventrículo esquerdo (VES e VED). A metodologia de obtenção das medidas ecocardiográficas correspondentes aos diâmetros cavitários e espessuras musculares obedeceram às normas da Sociedade Americana de Ecocardiografia.

A avaliação da evolução ecocardiográfica foi realizada com a criação de algumas variáveis. As diferenças entre os valores final e inicial dos parâmetros anotados (FEVE, VES e VED) criaram a variação da fração de ejeção (ΔFEVE), a variação do VES (ΔVES) e a variação do VED (ΔVED). Anotou-se também se houve objetivamente melhora ou piora evolutiva desses parâmetros durante o seguimento, com a criação das variáveis FΔFEVE, com resultado de melhora ou piora da FEVE evolutivamente, frente ao resultado da ΔFEVE; FΔVES e FΔVED, com o mesmo conceito: melhora ou piora evolutiva desses parâmetros, entre os exames inicial e final.

 Análise genética

Análise genética foi feita com amostras de sangue coletadas e armazenadas em temperatura de 5-15ºC, com extração de DNA pelo método de Salting-out e posterior genotipagem pela reação de polimerização em cadeia e classificação em DD, DI ou II.

 Análise estatística

Todos os dados obtidos foram analisados por computador IBM PC, através do programa estatístico SPSS for Windows, versão 17.0, de 2008. Foram utilizados o teste de Tukey, qui-quadrado (χ2), análise de variância (F) e teste de correlação de Pearson. O nível de significância estatística adotado foi de 5%. As variáveis categóricas foram apresentadas em valores absolutos e seus respectivos percentuais. Para as variáveis contínuas, foram apresentadas medidas expressas como média ± desvio-padrão. Para a análise da distribuição das variáveis estudadas, foi utilizado o Teste de Análise de Skewness. As frequências gênicas e haplotípicas foram testadas para o equilíbrio de Hardy-Weinberg, utilizando o software ARLEQUIN, versão 2000.

 Peso do alelo D

Além de analisar categoricamente os genótipos da ECA em três grupos (DD, DI e II) e sua relação com as demais variáveis, também foi elaborado um modelo de análise para testar o impacto isolado de cada alelo D nos achados ecocardiográficos. Com esse intuito, foi produzido um modelo matemático para simular o comportamento de codominância apresentado pelo gene da ECA. Nesse modelo, cada cópia do alelo D teve peso 1 na análise, de forma que os genótipos tivessem os pesos 0 (genótipo II), 1 (genótipo DI) e 2 (genótipo DD), dependendo da quantidade de alelos D. Dessa maneira, uma variável categórica do PGECA foi transformada em uma variável numérica (0, 1, 2) para simular o peso de cada cópia do alelo nos achados ecocardiográficos.

 Resultados Perfil genético da amostra

Quanto à frequência alélica, alelos I ocorreram 53 vezes, enquanto os alelos D, 145 vezes. A frequência genotípica foi de 3,02% II, 47,48% DI e 49,5% DD. O perfil genotípico foi testado e está em equilíbrio segundo o teorema de Hardy-Weinberg.

 Características da população

A média de idade foi de 65,4±11,4 anos, com variação ampla (36 anos - 94 anos). A distribuição da cor da pele foi: branca, 69,7%; parda, 16,2%; negra, 14,1%. Não houve asiáticos. Havia mais homens (73 homens e 26 mulheres) na população e nos grupos com alelo D, mas não no grupo II. Houve maior presença de brancos em todos os grupos, com menor evidência no grupo DD, sem diferença estatística significativa (Tabela 1). O tratamento medicamentoso também foi avaliado, com a maioria dos pacientes usando inibidores da ECA e betabloqueadores. Não ocorreram variações estatisticamente significativas entre os grupos genéticos avaliados (Tabela 1).

Características clínicas, exames e tratamento farmacológico da população
Variável Total (n=99) DD (n=49) DI (n=47) II (n=3) Teste estatístico p
Idade 65,40±11,42 65,38±12,41 65,34±10,27 66,64±16,28 F= 0,018 0,982
Sexo masculino 73 (73,7%) 37 (75,5%) 35 (74,5%) 1 (33,3%) Χ2 = 2,621 0,270
Sexo feminino 26 (26,3%) 12 (24,5%) 12 (25,5%) 2 (66,7%)
Cor branca 69 (69,7%) 28 (57,1%) 38 (80,9%) 3 (100%) Χ2 = 8,525 0,074
Não branca / não negra 16 (16,2%) 10 (20,4%) 6 (12,8%) 0 (0%)
Cor negra 14 (14,1%) 11 (22,4%) 3 (6,4%) 0 (0%)
T. diagn (meses) 108,10±86,50 107,84±90,76 102,07±79,23 206,81±95,28 F= 2,115 0,126
T. acomp (meses) 54,95±43,57 56,43±45,74 53,43±41,62 54,70±53,53 F= 0,056 0,946
Peso (Kg) 74,437±15,23 72,62 ±17,94 76,16±12,14 77,13±10,33 F= 0,694 0,502
Altura (m) 1,64±0,87 1,63±0,93 1,65 ±0,80 1,60±0,93 F= 0,795 0,455
IMC (Kg/m2) 27,66±4,83 27,06±5,11 28,13 ±4,52 30,09±4,9 F= 0,976 0,381
CA (cm) 96,14±11,71 94,48±12,52 97,39±10,87 102,5±9,99 F= 1,190 0,309
HAS 79 (79,8%) 37 (75,5%) 39 (83,0%) 3 (100%) Χ2 = 1,613 0,446
DM 32 (32,3%) 15 (30,6%) 15 (31,9%) 2 (66,7%) Χ2 = 1,687 0,430
Tabagismo atual 9 (9,1%) 6 (12,2%) 2 (4,3%) 1 (33,3%) Χ2 = 5,132 0,274
Ex-tabagista 54 (54,5%) 26 (53,1%) 26 (53,3%) 2 (66,7%)
Nunca fumou 36 (36,4%) 17 (34,7%) 19 (40,4%) 0 (0%)
Etilismo atual 12 (12,1%) 6 (12,2%) 6 (12,8%) 0 (0%) Χ2 = 5,931 0,204
Ex-etilista 17 (17,2%) 9 (18,4%) 6 (12,8%) 2 (66,7%)
Dislipidemia 75 (75,8%) 38 (77,6%) 34 (72,3%) 3 (100%) Χ2 = 1,345 0,511
HF IC 8 (8,1%) 3 (6,1%) 5 (10,6%) 0 (0%) Χ2 = 0,931 0,628
HF DAC 46 (46,5%) 23 (46,9%) 23 (48,9%) 0 (0%) Χ2 = 2,724 0,256
PAS1 (mmHg) 126,27 ± 20,52 127,35 ± 20,22 124,64±20,86 134,33±25,03 F= 0,443 0,644
PAD1 (mmHg) 75,46±12,93 75,98±12,23 74,60±13,47 80,67±19,01 F= 0,383 0,683
FC1 (bpm) 73,06±14,85 72,86±14,42 72,02±14,73 92,67±14,01 F= 2,839 0,063
PAS2 (mmHg) 116,02±16,49 117,31±15,76 113,68±15,15 131,67±39,31 F= 2,014 0,139
PAD2 (mmHg) 71,79±10,68 72,76±10,49 70,21±10,49 80,67±14,74 F= 1,776 0,175
FC2 (bpm) 70,27±11,80 71,57±11,52 69,04±12,32 69,33±8,51 F= 0,529 0,591
ΔPAS (mmHg) -10,25±20,45 -10,04±21,11 -10,96±19,75 -2,67±27,03 F= 0,233 0,792
ΔPAD (mmHg) -3,68±14,30 -3,22±13,75 -4,38±14,39 0±26 F= 0,178 0,837
ΔFC (bpm) -2,79±15,67 -1,35±14,58 -2,98±15,80 -23,33±22,50 F= 2,897 0,06
Hb (g/dL) 13,72 ± 1,71 13,32 ± 1,90 14,12±1,39 14,00±2,17 F= 2,790 0,066
AU (mg/dL) 6,42±2,28 6,72±2,02 6,01±2,52 7,83±0,681 F= 1,797 0,171
CT (mg/dL) 178,19±52,12 176,27±56,81 183,64±46,22 124,33±37,54 F= 1,927 0,151
Na (mEq/L) 138,66±3,79 138,37±3,94 139,02±3,47 137,67±7,10 F= 0,457 0,635
Cr (mg/dL) 1,28±0,99 1,45±1,31 1,10±0,48 1,38±0,45 F= 1,592 0,209
ClCr(ml/min) 70,30±31,29 66,68±36,19 75,17±25,20 53,25±24,42 F= 1,352 0,264
QRS>120ms 14 (14,1%) 6 (12,2%) 7 (14,9%) 6 (12,2%) Χ2=1,077 0,584
BRE 21 (21,2%) 10 (20,4%) 10 (20,4%) 1 (33,3%) Χ2= 0,283 0,868
BB 97 (98,0%) 49 (100%) 45 (95,7%) 3 (100%) Χ2=2,258 0,323
Alvo BB 65,49%±3,9% 60,59%±5,3% 70,63%±5,8% 66,67%±16,7% F= 0,825 0,441
IECA 47 (47,5%) 20 (40,8%) 24 (51,1%) 3 (100%) Χ2=4,433 0,109
Alvo IECA 46,35%%±4,5% 46,35%±7,4% 42,06%±5,4% 75%±25% F= 1,551 0,223
BRA 37 (37,4%) 20 (40,8%) 17 (36,2%) 0 (0%) Χ2=2,068 0,356
Espiro 37 (37,4%) 18 (36,7%) 19 (40,4%) 0 (0%) Χ2=1,986 0,370
Digital 19 (19,2%) 12 (24,5%) 6 (12,8%) 1 (33,3%) Χ2=2,525 0,283
Furos 49 (49,5%) 25 (51,0%) 21 (44,7%) 3 (100%) Χ2=3,543 0,170
Dose furos 70,98±56,3 80±70 57,27±36,2 93,3±23 Χ2=1,232 0,301
HCTZ 12 (12,1%) 4 (8,2%) 8 (17,0%) 0 (0%) Χ2=2,194 0,334
Estat 92 (92,9%) 44 (89,8%) 45 (95,7%) 3 (100%) Χ2=1,527 0,466
Alop 13 (13,1%) 8 (16,3%) 4 (8,5%) 1 (33,3%) Χ2=2,392 0,302

Variáveis contínuas: média ± desvio-padrão, variáveis categóricas: n (%). DD: genótipo deleção/deleção; DI: genótipo deleção/inserção; II: genótipo inserção/inserção; T. diagn: tempo de diagnóstico da doença; T. acomp: tempo de acompanhamento médico no serviço da UERJ; IMC: índice de massa corporal; CA: circunferência abdominal; HAS: hipertensão arterial sistêmica; DM: diabetes mellitus; HF IC: história familiar de insuficiência cardíaca; HF DAC: história familiar de coronariopatia; PAS1 e PAS2: pressão arterial sistólica na primeira e segunda consulta, respectivamente; PAD1 e PAD2: pressão arterial diastólica na primeira e segunda consulta, respectivamente; FC1 e FC2: frequência cardíaca na primeira e segunda consulta, respectivamente; ΔPAS: diferença entre a pressão sistólica na segunda e na primeira consulta; ΔPAD: diferença entre a pressão diastólica na segunda e naprimeira consultas; ΔFC: diferença entre a frequência cardíaca na segunda e na primeira consultas; Hb: hemoglobina; AU: ácido úrico; CT: colesterol total; Na: sódio; Cr: creatinina; ClCr: clearance de creatinina estimado; QRS: complexo QRS no eletrocardiograma; BRE: bloqueio de ramo esquerdo; BB: betabloqueador; IECA: inibidor da enzima conversora de angiotensina; BRA: bloqueador do receptor de angiotensina; Espiro: espironolactona; Furos: furosemida; HCTZ: hidroclorotiazida; Estat: estatina; Alop: alopurinol; Alvo BB: dose alvo de betabloqueador; Alvo IECA: dose alvo de inibidor da enzima conversora de angiotensina; Dose furos: dose média de furosemida utilizada na última consulta.

 Resultados ecocardiográficos

A Figura 1 apresenta os achados nos exames inicial e final, quanto à FEVE.

Achados ecocardiográficos nos exames inicial e final quanto à fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) na amostra

Conforme se pode observar, inicialmente a maior parte dos pacientes (37,38%) está na faixa de FEVE de 35-45%, seguida por aqueles com FEVE de 46-55% (24,24%). No último exame, há uma mudança nesse padrão, com a maioria dos pacientes (33,34%) na faixa de FEVE de 26-35% (uma "faixa" de FEVE abaixo da maioria no primeiro ecocardiograma), seguida por aqueles com FEVE de 36-45% (21,21%) (uma "faixa" de FEVE abaixo da segunda maior porcentagem de pacientes no primeiro exame).

A Tabela 2 apresenta as médias dos valores de FEVE, VES e VED nos dois ecocardiogramas analisados, mas sem diferença estatística entre os valores encontrados.

Parâmetros ecocardiográficos na população e evolução dos mesmos de acordo com os polimorfismos genéticos da ECA (PGECA).
Variável Total PGECA (n=99) DD (n=49) DI (n=47) II (n=3) F p
FEVE1 (%) 38,84±11,11 39,51±9,39 38,50±12,36 33,33±18,90 0,475 0,623
VES1 (mm) 48,85±15,09 49,96±17,48 46,98±12,14 60±11,53 1,321 0,272
VED1 (mm) 62,21±15,71 63,31±20,37 60,57±8,99 70±9,64 0,739 0,480
FEVE2 (%) 38,45±13,71 36,07±14,29 40,83±12,87 40±14,80 1,487 0,231
VES2 (mm) 50,24±12,15 52,16±11,84 48,26±12,58 50±7 1,248 0,292
VED2 (mm) 62,39±10,03 63,71±10,29 61,23±9,98 59±2,65 0,909 0,407
ΔFEVE (%) - 0,39 ±15,02 - 3,44±14,70 2,34±15,26 6,67±6,66 2,165 0,120
ΔVES (mm) 2,41±10,51 4,06±10,47 1,49±10,31 - 10 ± 4,60 2,991 0,055
ΔVED (mm) 1,46±8,79 2,98±8,94 0,68±8,12 - 11 ± 7,00 4,184 0,018

Variáveis expressas em média ± desvio-padrão. PGECA: polimorfismos da enzima conversora de angiotensina; DD: genótipo deleção/deleção; DI: genótipo deleção/ inserção; II: genótipo inserção/inserção; FEVE1: fração de ejeção do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; VES1: diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; VED1: diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; FEVE2: fração de ejeção do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; VES2: diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; VED2: diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; ΔFEVE: diferença entre as frações de ejeção do ventrículo esquerdo no último e no primeiro ecocardiograma; ΔVES: diferença entre os diâmetros sistólicos do ventrículo esquerdo no último e no primeiro ecocardiograma; ΔVED: diferença entre os diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo no último e no primeiro ecocardiograma; DD: genótipo deleção/deleção; DI: genótipo deleção/inserção; II: genótipo inserção/inserção.

A Figura 2 mostra as mudanças evolutivas nas médias de FEVE entre os exames na amostra e nos grupos genotípicos.

Evolução ecocardiográfica das médias da fração de ejeção do ventrículo esquerdo entre os exames inicial e final.

Para avaliar as mudanças evolutivas dos pacientes em relação aos parâmetros ecocardiográficos, foram utilizadas análises objetivas quanto à melhora ou piora dos parâmetros e quantificadas as diferenças.

A Tabela 2 apresenta as diferenças entre os valores de VES, VED e FEVE avaliados nos dois exames ecocardiográficos.

A ΔVED apresentou valores positivos na amostra e nos indivíduos com genótipos DD e DI, demonstrando um aumento evolutivo. Por outro lado, pacientes com genótipo II apresentaram ΔVED negativo (média de -11), evidenciando redução evolutiva dos diâmetros cavitários diastólicos. Essa avaliação do ΔVED apresentou significância estatística na análise entre os grupos (p=0,018).

A ΔVES apresentou a mesma tendência entre os grupos genotípicos e na amostra (aumento dos diâmetros na amostra e nos genótipos DD e DI, com redução dos mesmos no II), porém sem significância estatística.

A ΔFEVE evidenciou valores negativos na amostra e no genótipo DD, ou seja, queda evolutiva da FEVE, e valores positivos nos genótipos DI e II, ou seja, aumento da FEVE; porém, ao contrário da ΔVED, não houve significância estatística.

Para se analisar de maneira objetiva se evolutivamente houve melhora ou piora dos parâmetros analisados (FEVE, VED e VES), obteve-se o FΔFEVE, FΔVES e FΔVED.

A Figura 3 evidencia, com significância estatística (Χ2=7,497, p=0,024), a melhora ou piora evolutiva da FEVE (FΔFEVE) conforme os genótipos do PGECA, com cada cilindro representando 100,0% dos grupos genotípicos, e as cores verde e azul representando os percentuais de pacientes com melhora e piora evolutiva da FEVE, respectivamente.

Evolução da fração de ejeção, de acordo com os grupos genotípicos.

Conforme se observa, a maioria dos pacientes (67,3%) no genótipo DD apresentou piora, enquanto que 40,4% do grupo DI e apenas 33,3% dos II apresentaram piora.

Quanto à FΔVES, com significância estatística (p=0,010), houve piora na maioria dos pacientes (65,4%) com genótipo DD, em 40,4% dos pacientes com genótipo DI, e em nenhum do grupo II (100,0 % com melhora) (Tabela 3).

Análise evolutiva da variação do diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo (FΔVES) nos grupos genotípicos estudados
FΔVES DD DI II χ2 p
Melhora 17 (34,7) 28 (59,6) 3 (100,0) 9,233 0,010
Piora 32 (65,3) 19 (40,4) 0 (0,0)
Total 49 (100,0) 47 (100,0) 3 (100,0)

FΔVES: variação do diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo; DD: genótipo deleção/deleção; DI: genótipo deleção/inserção; II: genótipo inserção/inserção; χ2: qui-quadrado.

A mesma análise foi realizada em relação à FΔVED, observando-se piora, ou seja, dilatação, em 32 (65,3%) pacientes com genótipo DD, 22 (46,8%) pacientes do grupo DI e em nenhum do grupo II, com significância estatística (Χ2= 7,023; p=0,030) (Figura 4).

Variação do diâmetro diastólico do VE (FΔVED) de acordo com os grupos genotípicos.

Na Tabela 4, com a correlação de Pearson (r), estão representadas as correlações entre as variáveis ecocardiográficas e a variável peso alelo D. Houve correlação significativa entre ΔFEVE, ΔVES, ΔVED.

Tabela de correlações com o peso do alelo
Variável r p
FEVE1 0,081 0,426
VES1 0,025 0,803
VED1 0,035 0,730
FEVE2 0,162 0,110
VES2 0,142 0,159
VED2 0,136 0,179
ΔFEVE - 0,207 0,040
ΔVES 0,205 0,042
ΔVED 0,232 0,021

FEVE1: fração de ejeção do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; VES1: diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; VED1: diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo no primeiro ecocardiograma; FEVE2: fração de ejeção do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; VES2: diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; VED2: diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo no último ecocardiograma; ΔFEVE: diferença entre as frações de ejeção no último e primeiro ecocardiograma; ΔVES: diferença entre os diâmetros sistólicos do ventrículo esquerdo no último e no primeiro ecocardiograma; ΔVED: diferença entre os diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo no último e no primeiro ecocardiograma.

 Discussão

A frequência alélica encontrada neste estudo difere daquela da maioria dos estudos nacionais e internacionais, pois encontramos um número menor de pacientes com genótipo II, apenas 3% da população. Em relatos de pacientes portadores de DAC ou insuficiência cardíaca, a frequência do alelo D é mais prevalente do que na população geral, porém o genótipo DI é o mais encontrado, diferentemente deste estudo, onde o genótipo mais prevalente foi o DD.

O desenvolvimento de remodelamento após infarto agudo do miocárdio é preditor de insuficiência cardíaca e mortalidade, assim como o aumento dos diâmetros cavitários evolutivamente em pacientes com insuficiência cardíaca está associado à piora clínica. Sabe-se que o sistema renina-angiotensina-aldosterona e a ECA contribuem para esses processos, razão pela qual estudos nessas populações de pacientes que avaliaram PGECA muitas vezes avaliam também parâmetros ecocardiográficos, como o presente estudo. A presença de níveis séricos mais elevados de ECA e angiotensina II em pacientes com genótipos DD e DI pode estar relacionada à evolução pior nesses pacientes.

Existem estudos com diferentes evoluções ecocardiográficas em pacientes com insuficiência cardíaca e coronariopatia, dependendo do PGECA.12 Nagashima et al.13 demonstraram que, em pacientes com infarto anterosseptal antigo, genótipos DD e DI têm maior influência no remodelamento ventricular esquerdo do que a encontrada em pacientes com genótipo II. He et al.14 também descrevem que o polimorfismo I/D da ECA pode ter papel importante no remodelamento ventricular tardio após infarto agudo do miocárdio. Ohmichi et al.9 evidenciaram que a presença do alelo D pode ser fator de risco para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca com disfunção ventricular esquerda após infarto agudo do miocárdio.

O presente estudo encontrou na amostra uma mudança evolutiva nas faixas de FEVE, com uma piora evolutiva nessa avaliação, com a maioria dos pacientes em faixas de fração de ejeção menores que no exame inicial, apesar do tratamento medicamentoso. Quando são analisadas as médias dos valores de fração de ejeção e dos diâmetros cavitários sistólicos, observa-se uma tendência à pior evolução desses parâmetros em indivíduos com genótipo DD, porém sem relevância estatística entre os polimorfismos da ECA.

Por outro lado, encontrou-se, com relevância estatística na análise entre os grupos do PGECA, pior evolução ecocardiográfica quanto às médias de volume diastólico do ventrículo esquerdo entre pacientes com genótipo DD, com ΔVED demonstrando um aumento evolutivo. Além disso, de maneira mais evidente, ao se analisar com critérios objetivos de melhora ou piora evolutiva dos parâmetros ecocardiográficos, em todos eles houve, com significância estatística, mais pacientes com piora evolutiva no grupo DD, seguido pelo DI, apresentando o grupo II, em sua maioria, melhora dos parâmetros. Isso sugere um padrão no qual a presença do alelo D estaria associada à pior evolução ecocardiográfica, mais evidente no DD que no DI.

Ao se verificar a importância do alelo D nos resultados, houve correlação significativa entre a variável peso alelo D e as variáveis ecocardiográficas ΔFEVE, ΔVES e ΔVED, evidenciando que, nessa população, o PGECA esteve associado a diferentes evoluções ecocardiográficas, de acordo com a presença do alelo D e dos genótipos desse polimorfismo. Esses resultados são compatíveis com a descrição na literatura de maior gravidade desses pacientes e com relatos de pior evolução ecocardiográfica.5,12

Estudo nacional realizado em 200515 com população de pacientes com insuficiência cardíaca de todas as causas, dos quais 63 pacientes portadores de etiologia isquêmica, demonstrou tendência de maiores diâmetros cavitários do ventrículo esquerdo, notadamente o VES em pacientes com genótipo DD, ou seja, pior evolução no genótipo DD, mas não obteve o mesmo impacto estatístico da presente análise. Em outro relato,16 a presença de disfunção ventricular esquerda em pacientes com infarto agudo do miocárdio também esteve associada à presença do alelo D, porém com análise em fase mais aguda do infarto, diferentemente do proposto no presente trabalho.

Em estudo17 com 142 pacientes com infarto agudo do miocárdio, a avaliação ecocardiográfica que incluiu as medidas da FEVE e volumes diastólico e sistólico do ventrículo esquerdo também não mostrou diferenças estatísticas entre as médias dos exames realizados em cada grupo genotípico, demonstrando por outro lado, diferentemente dos resultados aqui encontrados, melhora evolutiva nos valores de fração de ejeção e de ambos os diâmetros cavitários em pacientes com genótipos DD e melhora na fração de ejeção evolutiva no genótipo DI, sem essas melhoras no genótipo II.

Outros estudos reforçam a tese de que o tratamento medicamentoso com inibidores da ECA18 ou com betabloqueadores12 influencia mais positivamente os parâmetros ecocardiográficos dos pacientes com genótipo DD, como relatado na Rússia18 com pacientes portadores de insuficiência cardíaca de etiologia isquêmica que melhoraram mais a fração de ejeção e os diâmetros sistólico e diastólico nos pacientes DD que iniciaram tratamento com perindopril. Nesses estudos, os pacientes apresentavam taxas de uso de inibidores da ECA superiores às encontradas na população aqui estudada, o que, frente aos relatos do maior benefício do uso dessas drogas em pacientes com alelo D, poderia explicar em parte a diferença entre os resultados; essa justificativa, porém, não se aplica se for analisado o uso substituto de bloqueadores do receptor de angiotensina (BRA).17 O uso de betabloqueador entre os genótipos foi muito elevado e quase sem diferenças (100% DD, 95,7% DI e 100% II) e quando avaliamos o uso de inibidores da ECA ou BRA as taxas também são elevadas e próximas e, o mais pertinente, não houve diferença estatisticamente significativa na análise do tratamento entre os genótipos. O mesmo ocorre com relação à dose-alvo de inibidor da ECA e betabloqueador, uma vez que embora doses maiores pudessem levar a um desfecho diferente, não houve diferença estatisticamente significativa com relação à análise da dose-alvo entre os grupos estudados.

Possíveis limitações desse trabalho referem-se ao número de pacientes, principalmente no grupo II; porém, enquanto vários estudos apresentam números maiores,19 estudos genéticos com números de pacientes menores são descritos.20 Além disso, foram obtidos vários resultados pertinentes com evidente significância estatística. Talvez o número pequeno de pacientes com genótipo II esteja de alguma forma relacionado à gravidade da população estudada, com a maioria de genótipos DD e DI, descritos na literatura como relacionados à pior evolução. A análise de subgrupos genotípicos na literatura se dá sempre com os 3 subgrupos, não agrupando nenhum deles. Nosso estudo inclusive evidenciou a correlação da presença de alelo D (nenhum no II, um no DI e dois no DD) com a evolução ecocardiográfica, o que reforça a importância da análise de cada genótipo separadamente, mesmo com a diferença do número de pacientes encontrada nessa população. Outra limitação possível se refere à coleta de dados em prontuários, que pode gerar erros, mas reduzida pelo fato de se tratar de população atendida em centro universitário de ensino e pesquisa, com profissionais experientes.

 Conclusões

Concluímos que, em uma população de 99 portadores de insuficiência cardíaca de etiologia isquêmica:

As frequências alélicas e genotípicas relacionadas ao PGECA encontradas diferem daquelas da literatura nacional e internacional. Apenas 3% da população apresentou genótipo II.

Houve associação do PGECA estudado com a evolução ecocardiográfica: mais pacientes com piora evolutiva da fração de ejeção e dos diâmetros cavitários do ventrículo esquerdo no genótipo DD, seguido do DI e o II com a melhor evolução. O mesmo padrão foi observado na análise da diferença entre os diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo entre os ecocardiogramas.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi parcialmente financiado pela FAPERJ.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de Dissertação de Mestrado de Gustavo Salgado Duque pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro.