FUNDAMENTO: Os neuro-hormônios estão envolvidos na fisiopatologia da insuficiência cardíaca, mas pouco se sabe sobre seu comportamento na insuficiência aórtica crônica importante (IAo). OBJETIVO: Analisar o comportamento desses mediadores na IAo. MÉTODOS: Analisamos 89 pacientes com IAo, com média etária de 33,6±11,5 anos, 84,6% do sexo masculino, 60% assintomáticos, todos de etiologia reumática. Após avaliação clínica e ecocardiográfica, realizaram-se dosagens plasmáticas de fator de necrose tumoral (TNF), seus antagonistas receptores solúveis tipos I e II (sTNFRI e sTNFRII), interleucina-6 (IL-6), seu receptor solúvel, endotelina-1 e peptídeo natriurético tipo B (BNP). Doze indivíduos saudáveis serviram como controle. RESULTADOS: O valor médio de diâmetro diastólico (DD) do ventrículo esquerdo (VE) foi de 71,9±8,3 mm, e o do diâmetro sistólico (DS) do VE, de 50,4±9,3 mm. Os níveis de neuro-hormônios estavam elevados nos pacientes com IAo: TNF 92,65±110,24 pg/ml vs. 1,67±1,21 pg/ml nos controles, p<0,001; IL-6 7,17±7,78 pg/ml vs. 0,81±0,38 pg/ml nos controles, p = 0,0001; e TNFRI 894,75±348,87 pg/ml vs. 521,42±395,13 pg/ml, p = 0,007. Com exceção dos níveis de BNP, os pacientes sintomáticos e assintomáticos apresentaram perfil neuro-hormonal semelhante. Houve correlação entre TNFRII e diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo (DDVE) (r = -0,329, p = 0,038) e diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo (DSVE) (r = -0,352, p = 0,027). Os níveis de BNP estavam significativamente mais altos em pacientes sintomáticos, e apenas nestes foi possível correlação entre BNP e diâmetros ventriculares. CONCLUSÃO: Pacientes com insuficiência aórtica crônica importante apresentam altos níveis neuro-hormônios, sem correlação com o status sintomático. Os níveis de TNFRII e BNP puderam ser correlacionados com diâmetros ventriculares, mas apenas este último com sintomas.
ARTIGO ORIGINAL
VALVOPATIAS
Perfil neuro-hormonal de pacientes reumáticos com insuficiência aórtica crônica importante
Instituto do Coração (InCor), Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil
A insuficiência aórtica crônica importante (IAo) desenvolve uma das maiores respostas de hipertrofia miocárdica observadas nas doenças cardíacas, sendo um modelo clássico de remodelação ventricular. O paciente mantém-se assintomático por um longo período e, conforme o momento da história natural e do grau de hipertrofia, pode desenvolver quadro de insuficiência cardíaca (ICC) e/ou disfunção ventricular esquerda. Entretanto, os mecanismos responsáveis que norteiam essas evoluções permanecem desconhecidos1.
Durante as duas últimas décadas1, estudos clínicos se basearam primariamente nas dimensões do VE e na função sistólica por meio de ecodopplercardiograma e ventriculografia radioisotópica e hemodinâmica, como indicação do momento ideal para a troca da valva aórtica. Até hoje o momento ideal para interrupção da história natural é controversa.
Há evidências crescentes da necessidade de estudar as citocinas pró-inflamatórias que têm participação na descompensação cardíaca em várias etiologias de ICC2-4. São peptídeos de baixo peso molecular (de 15 a 30 kd), potentes e pleiotrópicos, secretados por uma variedade de células em resposta a diversos estímulos, inclusive estresse mecânico como ocorre na IAo. Além de potentes efeitos inotrópicos negativos, citocinas como o fator de necrose tumoral-alfa (TNF) e a interleucina-6 (IL-6) mostraram ter um papel central na fisiopatologia da remodelação ventricular esquerda, em várias etiologias de ICC2-4.
Sobrecarga de pressão ao miocárdio e distensão das fibras miocárdicas são estímulos suficientes para provocar a secreção de TNF pelos miócitos cardíacos5, aumentando sua expressão gênica5 e deflagrando uma reação em cadeia que aumenta também os níveis de outras citocinas6. Os peptídeos natriuréticos, especialmente o peptídeo natriurético tipo B (BNP), são outros exemplos de proteínas, cuja secreção é estimulada por estresse mecânico ao miocárdio.
O aumento da resistência vascular periférica é evento-chave no desenvolvimento da insuficiência cardíaca, e a endotelina é dos mais potentes vasoconstritores presentes nessa doença7. Além de ação vasoconstritora, a endotelina também estimula a secreção de citocinas8,9 e tem papel importante no desenvolvimento de hipertrofia miocárdica.
Assim, o objetivo do presente estudo foi determinar na IAo o comportamento dos níveis séricos desses mediadores relacionados à resposta de hipertrofia miocárdica e sua correlação com sintomas e remodelação ventricular esquerda.
A IAo foi definida de acordo com os critérios de Spagnuolo e cols.10. Esses critérios exigem um índice cardiotorácico >0,5, evidência eletrocardiográfica de hipertrofia ventricular esquerda, pressão de pulso maior que 80 mmHg e pressão arterial diastólica menor que 60 mmHg. Critérios de exclusão foram qualquer valvopatia que não a IAo, fibrilação atrial, qualquer doença inflamatória em atividade, insuficiência renal ou neoplasias. Como a totalidade dos pacientes era portador de febre reumática, antes da inclusão no protocolo foram realizados exames de atividade inflamatória para excluir fase aguda desse tipo de febre. Também não foram incluídos pacientes com menos de 18 anos ou mais de 60 anos de idade. A etiologia reumática foi definida como paciente com história típica de febre reumática (FR) na infância ou achado ecocardiográfico compatível com FR. Todos os pacientes assinaram termo de consentimento livre e informado antes da participação no estudo.
Todos os pacientes foram avaliados e examinados pelo mesmo observador antes da coleta do perfil neuro-hormonal. Pacientes sintomáticos foram definidos como aqueles que apresentavam insuficiência cardíaca, dor precordial ou síncope.
O sangue foi colhido da veia antecubital em tubos com EDTA. Os tubos foram imediatamente imersos em gelo e imediatamente centrifugados a 1.500 rpm a 4ºC por 15 minutos. O plasma foi separado e congelado a -80ºC até análise. As dosagens de citocinas foram feitas por métodos comercialmente disponíveis. Para TNF, IL-6 e interleucina 1-beta, utilizou-se um ensaio automatizado quimioluminescente (Immulite, DPC, Estados Unidos). Para os receptores solúveis de TNF tipos I e II (TNFRI e TNFRII), receptor solúvel de IL-6 e antagonista do receptor de IL-1, utilizou-se ELISA tradicional de placa (Quantikine, RD Systems, Estados Unidos). A endotelina-1 foi medida por um método específico enzimático (Parameter, RD Systems, Estados Unidos). O BNP foi medido por imunoensaio específico (Advia Centaur BNP, Bayer diagnostics, Alemanha).
Ecocardiogramas foram obtidos no máximo 2 semanas após a inclusão dos pacientes no estudo. Mensuraram-se o diâmetro diastólico (DD) do ventrículo esquerdo (VE), o diâmetro sistólico (DS) do VE e a fração de ejeção do VE (FEVE). A
Os valores de corte para análise de diâmetros e função foram definidos previamente. Utilizamos os valores definidos pelos
Os dados são expressos como média ± desvio padrão. Para comparação de médias entre dois grupos independentes, foi utilizado o teste t de Student. Quando a normalidade dos dados foi rejeitada, utilizou-se o teste de Mann-Whitney. Para a análise de três grupos diferentes, foi utilizada a análise de variância (ANOVA). Quando a normalidade dos dados foi rejeitada, utilizou-se o teste de Kruskall-Wallis, com comparações múltiplas pelo teste de Dunn. O coeficiente de correlação de Pearson foi utilizado para determinar as correlações entre neuro-hormônios e medidas de diâmetro e função de VE. Foi também utilizada transformação logarítmica dos níveis de neuro-hormônios para obter a normalização dos dados. Adotou-se p < 0,05 como nível de significância estatística.
Oitenta e nove pacientes ambulatoriais consecutivos cumpriram os critérios de inclusão no período de janeiro de 2004 a dezembro de 2005, sendo 54 (60%) assintomáticos e 35 (40%) sintomáticos. A média etária foi de 33,6±11,5 anos, 84,6% do sexo masculino, todos de etiologia reumática. Na avaliação clínica, 60% estavam assintomáticos e foram orientados para o uso exclusivo de penicilina G benzatina a cada 21 dias, para profilaxia secundária para FR. Os pacientes sintomáticos, enquanto aguardavam tratamento cirúrgico, foram medicados com digital, diuréticos e inibidores da enzima conversora de angiotensina (IECA). Como os IECA podem modificar níveis séricos de citocinas, estes foram suspensos 7 dias antes da coleta das amostras de sangue. O grupo-controle foi constituído de 12 voluntários sadios, com média etária de 30±9,5 anos.
Os pacientes assintomáticos e sintomáticos não diferiram em altura, idade e peso. Os pacientes sintomáticos tinham diâmetros ventriculares maiores e uma fração de ejeção mais baixa, mas ainda dentro de limites da normalidade. A
Os pacientes com IAo apresentaram níveis de TNF, IL-6 e TNFRI significativamente maiores que o grupo-controle. Os pacientes sintomáticos e assintomáticos exibiam níveis semelhantes de neuro-hormônios, com exceção do BNP, que se mostrou significativamente mais elevado nos pacientes sintomáticos. Todos os 89 pacientes tinham níveis de interleucina 1-beta indetectáveis (< 5 pg/ml).
Os níveis séricos de neuro-hormônios nos pacientes assintomáticos e sintomáticos estão resumidos na
Observamos níveis de TNFRII significativamente menores naqueles pacientes com "dilatação ventricular importante", segundo os critérios da AHA9 (DDVE > 75 mm, DSVE>55 mm e fração de ejeção menor – FEVE <0,50) (
Houve correlação significativa entre níveis de TNFRII e DDVE (r = -0,329, p = 0,038) e DSVE (r = -0,352, p = 0,027), com decréscimo dos níveis de TNFRII com o aumento dos diâmetros ventriculares (
Não observamos correlação de TNF, TNFRI, IL-6, IL6R, IL-1RA e endotelina (
O aumento dos diâmetros ventriculares é mecanismo essencial para adaptação do ventrículo esquerdo à sobrecarga de volume-pressão observada na IAo, permitindo a acomodação do grande volume regurgitante com manutenção no nível normal da pressão diastólica final do VE. Mediadores como IL-6 e TNF são fundamentais no processo de hipertrofia miocárdica12,13, o que pode justificar, mesmo na fase assintomática da IAo, as altas concentrações observadas desses mediadores. As citocinas parecem contribuir para a hipertrofia excêntrica e dilatação ventricular5,6,14-16 que auxiliam o miocárdio a lidar com a grande sobrecarga hemodinâmica presente na IAo.
Nossos pacientes apresentaram níveis elevados de neuro-hormônios (médias: TNF - 92,6±110,2 pg/ml, TNFRI - 894,7±348,8 pg/ml, TNFRII - 1879±596,1 pg/ml, IL-6 -7,1±7,7 e endotelina de 7,3±6,8pg/ml), mesmo na fase assintomática, em níveis semelhantes aos de ICC não-valvar . Estudos demonstraram que níveis tão elevados quanto estes, como IL-6 > 6,97 pg/ml17, TNF > 7,8 pg/ml, TNFRI > 1.124 pg/ml, TNFRII > 2.913 pg/ml17 e endotelina > 5 pg/ml18, estão associados a pior prognóstico em pacientes com ICC de origem não-valvar (miocardiopatia isquêmica ou dilatada idiopática). Na ICC de origem não-valvar, pacientes assintomáticos têm baixos níveis de citocinas, que aumentam conforme a piora na classe funcional do paciente17, fenômeno que não observamos na IAo. O significado prognóstico desses níveis em pacientes com IAo ainda não foi estudado.
O comportamento do TNFRII na IAo pode embasar interessantes hipóteses envolvendo o TNF e suas ações benéficas e deletérias ao coração. Quando o TNF se liga a seus receptores de membrana, a parte extracelular desses receptores se destaca da célula e passa a circular no plasma como receptor solúvel19. Temos, assim, duas formas de receptores de TNF: os solúveis e os de membrana. Os receptores solúveis funcionam como um tampão para o TNF circulante, neutralizando concentrações excessivas e aumentando a meia-vida desse mediador19.
Na IAo encontramos constantemente altos níveis de TNF, mas um significativo declínio das concentrações de TNFRII nos pacientes com IAo com maiores diâmetros ventriculares e disfunção de VE (
Esses achados sugerem que, nos estágios mais avançados da IAo, o TNF se liga preferencialmente aos receptores TNFRI (que leva a apoptose e respostas miocardiotóxicas), diminuindo sua ligação ao TNFRII, o que diminuiria sua concentração plasmática . Uma outra hipótese é que o declínio na concentração de TNFRII na fase avançada, com maior dilatação ventricular da IAo, faz que as altas concentrações de TNF são sejam neutralizadas adequadamente e contribuam para a progressiva dilatação do VE e piora da função miocárdica24.
Os altos níveis de endotelina-1 na IAo reforçam o conceito de que o paciente, na fase assintomática da IAo, se vale de mecanismos compensatórios, que geralmente estão presentes apenas nas fases mais avançadas da insuficiência cardíaca de etiologia não-valvar.
Em conjunto, esses dados reforçam a percepção de que pacientes com IAo têm um perfil neuro-hormonal diferente de outras etiologias de insuficiência cardíaca.
Neuro-hormônios medidos na IAo estavam aumentados, independentemente dos sintomas do paciente, ao contrário das valvopatias até agora estudadas, como a insuficiência mitral5,6, estenose aórtica6 e estenose mitral25, nas quais níveis séricos de neuro-hormônios estavam próximos aos valores normais nos pacientes assintomáticos e aumentaram na presença dos sintomas.
Na insuficiência mitral, Oral e cols.5 demonstraram níveis de TNFRI, TNFRII e IL-6 semelhantes aos encontrados em nosso estudo, porém o nível de TNF em concentrações muito mais baixas (TNF de 3,59± 1,81 pg/ml, no estudo de Oral e cols.5, vs. 92,6±110,2 pg/ml, em nosso estudo). Nesse estudo, os níveis de TNFRII aumentavam conforme o aumento dos diâmetros ventriculares, ao contrário do nosso achado no qual a concentração de TNFRII diminuía com o aumento dos diâmetros ventriculares (
O BNP apresentou comportamento interessante, valores normais em pacientes assintomáticos, mesmo com diâmetros ventriculares bem acima do normal (29% com DDVE > 75 mm, e 12% DSVE > 55 mm). Desse modo, podemos conjecturar que na IAo apenas o aumento do diâmetro VE não é estímulo suficiente para elevação dos níveis de BNP.
Podemos, portanto, conjecturar que a participação da presença de sintomas na IAo é causada principalmente pelo aumento na pressão diastólica final de VE1, por meio do aumento da tensão diastólica da parede Dessa forma, o BNP pode ser um marcador interessante de progressão da história natural em pacientes com IAo e diâmetros ventriculares bastante aumentados (
Essa teoria é corroborada por estudos de IAo de etiologia não-reumática em que o BNP mostrou comportamento semelhante ao nosso estudo: BNP elevados apenas em presença de sintomas26. Entretanto, diferentemente do resultado obtido em nosso estudo, alguns autores27 observaram também correlação do BNP com os diâmetros e função ventricular em todos os pacientes, não só os sintomáticos.
Trabalhos com outra metodologia de dosagem de BNP, a dosagem de NT-pro BNP, demonstraram que valores maiores de BNP estão associados a pior prognóstico em pacientes com IAo27.
Um aspecto limitante é tratar-se de estudo transversal. Por esse motivo, não pudemos investigar eventuais implicações prognósticas desses mediadores. Continuaremos a acompanhar essa coorte de pacientes para que possamos no futuro investigar as implicações prognósticas de nossas pesquisas.
Em suma, pacientes com IAo têm um perfil neuro-hormonal peculiar, com altos níveis de mediadores desde a fase assintomática. O TNFRII correlacionou-se com os diâmetros ventriculares e a FEVE. Somente os pacientes sintomáticos apresentaram correlação entre os níveis de BNP e os diâmetros ventriculares e FEVE. Esses dados aumentam nosso conhecimento do processo de remodelação ventricular presente na IAo e propõem novos mecanismos fisiopatológicos a serem investigados nessa doença.
Estudo apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Auxílio-pesquisa nº 00/09472-2.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi financiado por FAPESP.
Este artigo é parte de tese de Doutorado de Guilherme Sobreira Spina pelo Incor-Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.
Correspondência: Guilherme Sobreira Spina Av. Dr. Eneas de Carvalho Aguiar, 44 - Unidade Clinica de Valvopatia, Cerqueira César 05.403-000, São Paulo, SP, Brasil E-mail:
Artigo recebido em 12/03/08; revisado recebido em 01/07/08; aceito em 01/07/08.;
BACKGROUND: Neurohormones are involved in the physiopathology of heart failure, but little is known about its behavior in significant chronic aortic regurgitation (AR). We aimed at analyzing the behavior of these mediators in AF. OBJECTIVE: We aimed at analyzing the behavior of these mediators in AF. METHODS: We analyzed 89 patients with AF, whose mean age was 33.6±11.5 years and of whom 84.6% were males, 60% asymptomatic, all with rheumatic etiology. After the clinical and echocardiographic assessment, plasma measurements of tumor necrosis factor (TNF), soluble TNF receptor types I and II (sTNFRI e sTNFRII), interleukin-6 (IL-6), its soluble receptor (sIL6R), endothelin-1 and B-type natriuretic peptide (BNP) were carried out; 12 healthy individuals were used as controls. RESULTS: The mean values of the left ventricle diastolic diameter (LVDD) were 71.9±8.3mm, whereas the mean values of the LV systolic diameter (LVSD) were 50.4±9.3mm. The neurohormonal levels were elevated in patients with AF (TNF 92.65±110.24 pg/mL vs. 1.67±1.21 pg/ml in controls, p<0.001), (IL-6 7.17±7.78pg/ml vs. 0.81±0.38pg/mL in controls, p=0.0001) and TNFRI (894.75±348.87pg/mL vs. 521.42±395.13pg/ml, p=0.007). Except for the BNP levels, symptomatic and asymptomatic patients presented a similar neurohormonal profile. There was a correlation between TNFRII and LVDD (r=-0.329, p=0.038) and LVSD (r=-0.352, p=0.027). BNP levels were significantly higher in symptomatic patients and only in the latter it was possible to establish a correlation between BNP and ventricular diameters. CONCLUSION: Patients with significant chronic AF present high neurohormonal levels, with no correlation with the symptomatic status. The TNFRII and BNP levels could be correlated with ventricular diameters, but only the latter could be correlated with symptoms.
Instituto do Coração (InCor), Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil.
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The significant chronic aortic regurgitation (AR) causes one of the most important myocardial hypertrophy responses observed in cardiac diseases, being a classic model of ventricular remodeling. The patient remains asymptomatic for a long period and, according to the moment of the natural history and the degree of hypertrophy, can develop chronic heart failure (CHF) or left ventricular dysfunction. However, the mechanisms that direct these evolutions remain unknown1.
During the last two decades1, the clinical studies were mainly based on the left ventricle (LV) dimensions and the systolic function through the Doppler echocardiogram, radioisotope ventriculography and hemodynamics as an indication of the ideal moment for the aortic valve replacement. To date, the ideal moment for the interruption of the natural history is controversial.
There is increasing evidence of the need to study pro-inflammatory cytokines that participate in the cardiac decompensation in different etiologies of CHF2-4. They are low-molecular-weight (15 to 30 Kd), potent and pleiotropic peptides, secreted by a variety of cells in response to several stimuli, including mechanical stress, as it occurs in AF. In addition to the potent negative inotropic effects, cytokines such as the tumor necrosis factor alpha (TNF-a) and interleukin-6 (IL-6) showed to have a central role in the physiopathology of the left ventricular remodeling, in different etiologies of CHF2-4.
Myocardial pressure overload and myocardial fiber distension provide sufficient stimulation to stimulate the secretion of TNF by the cardiac myocytes5, increasing their genic expression5 and triggering a chain reaction that also increases the levels of other cytokines6. The natriuretic peptides, especially the B-type natriuretic peptide (BNP) are other examples of proteins of which secretion is stimulated by mechanical stress to the myocardium.
The increase in the peripheral vascular resistance is a key event in the development of heart failure and endothelin is one of the most potent vasoconstrictors in this disease7. In addition to the vasoconstriction, endothelin also stimulates the cytokine secretion8,9 and has an important role in the development of myocardial hypertrophy.
Thus, the objective of the present study was to determine the behavior of serum levels of these mediators related to the myocardial hypertrophic response in AF and their correlation with left ventricular symptoms and remodeling.
AF was defined according to the criteria of Spagnuolo et al10, which require a cardiothoracic index >0.5, electrocardiographic evidence of left ventricular hypertrophy, pulse pressure > 80 mmHg and diastolic arterial pressure < 60 mmHg. The exclusion criteria included any valvulopathy except AF, atrial fibrillation, any active inflammatory disease, renal failure or neoplasias. As all of the patients presented rheumatic fever, prior to their inclusion in the protocol they underwent inflammatory activity tests to exclude those in the acute phase of rheumatic fever. Patients younger than 18 years or older than 60 years were also excluded. The rheumatic etiology was defined as a patient with a typical history of rheumatic fever (RF) in childhood or echocardiographic finding compatible with RF. All patients signed the free and informed consent form prior to study enrollment.
All patients were evaluated and examined by the same observer before the collection of the neurohormonal profile. Symptomatic patients were defined as those that presented heart failure, precordial pain or syncope.
The blood was collected from the antecubital vein in tubes with EDTA. The tubes were immediately immersed in ice water and centrifuged at 1500 rpm at 4ºC for 15 minutes. The plasma was separated and frozen at -80ºC until the analysis. The measurement of cytokines was carried out by commercially available methods. An automated chemiluminescent assay (Immulite, DPC, USA), was used for TNF, IL-6 and interleukin 1-beta; for the soluble TNF receptors types I and II (TNFRI and TNFRII), soluble IL-6 receptor and IL-1 receptor antagonist, traditional plate ELISA was used (Quantikine, R & D Systems, USA). Endothelin-1 was measured by a specific enzymatic method (Parameter, R & D Systems, USA). BNP was measured by a specific immunoassay (Advia Centaur BNP, Bayer Diagnostics, Germany).
Echocardiograms were obtained no later than 2 weeks after the patient's inclusion in the study. The left ventricular diastolic diameter (LVDD), systolic diameter (LVSD) and ejection fraction (LVEF) were measured.
The cutoff values for the analysis of diameters and function have been previously defined. We used the values defined by the guidelines of the American Heart Association (AHA) such as "significant left ventricular dilation"11: these cutoff values for the analysis were LVDD > 75mm, LVSD > 55mm and LVEF < 0.50.
The data are expressed are means ± SD. For the comparison of means between two independent groups, we used the Student's
Pearson's coefficient of correlation was used to determine the correlations between the neurohormones and the diameter and LV function measurements. The logarithmic transformation of the neurohormone levels was also used to obtain the normalization of the data. The level of significance was set at p<0.05.
Eighty-nine consecutive outpatients met the inclusion criteria from January 2004 to December 2005, with 54 of them (60%) being asymptomatic and 35 (40%), symptomatic. The mean age was 33.6±11.5 years and 84.6% of them were males, all of rheumatic etiology. At the clinical assessment, 60% were asymptomatic and were prescribed exclusively Penicillin G benzathine every 21 days for secondary prophylaxis for RF. The symptomatic patients, while waiting for surgical treatment, received digitalis, diuretics and angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEI). As the ACEI can modify the serum levels of cytokines, these were withdrawn for 7 days prior to the collection of blood samples. The control group consisted of 12 healthy volunteers, with a mean age of 30±9.5 years.
The asymptomatic and symptomatic patients did not differ in height, age and weight. The symptomatic patients had higher ventricular diameters and lower ejection fraction, but still within the normality range.
Patients with AF presented significantly higher levels of TNF, IL-6 and TNFRI when compared to the control group. The asymptomatic and symptomatic patients had similar levels of neurohormones, except for BNP, which was significantly higher in the symptomatic patients. All 89 patients had undetectable levels of interleukin 1-β (< 5pg/ml).
The serum levels of neurohormones in asymptomatic and symptomatic patients are shown in
We observed significantly lower levels of TNFRII in patients with "significant ventricular dilation", according to the criteria of the AHA9 (LVSD > 55 mm and lower EF (LVEF < 0.50) (
BNP was higher in patients with higher ventricular diameters and lower ejection fraction (
There was a significant correlation between the levels of TNFRII and LVDD (r=-0.329, p=0.038) and LVSD (r=-0.352, p=0.027), with a decrease in the TNFRII levels with the increase in ventricular diameters (
There was no correlation of TNF, TNFRI, IL-6, IL6R, IL-1RA and endothelin (
The increase in the ventricular diameters is an essential mechanism to adapt the left ventricle to the volume-pressure overload observed in AF, allowing the adjustment of the large regurgitating volume with the maintenance of the left ventricular end-diastolic pressure at normal levels. Mediators such as IL-6 and TNF are essential in the process of myocardial hypertrophy12,13, which can justify, even in the asymptomatic phase of AF, the observed high concentrations of these mediators. Cytokines seem to contribute to the eccentric hypertrophy and ventricular dilation5,6,14-16 that help the myocardium to deal with the high hemodynamic overload present in AF.
Our patients presented high levels of neurohormones (means - TNF: 92.6±110.2 pg/ml; TNFRI: 894.7±348.8 pg/ml; TNFRII: 1,879±596.1 pg/ml, IL-6: 7.1±7.7 and endothelin: 7.3±6.8pg/ml), even in the asymptomatic phase, at levels that were similar to those of non-valvular CHF. Studies have demonstrated that levels as elevated such as these of IL-6 > 6.97 pg/ml17, TNF > 7.8pg/ml, TNFRI > 1,124pg/ml, TNFRII > 2,913pg/ml17 and endothelin > 5pg/ml18 are associated to a worse prognosis in patients with non-valvular CHF (ischemic myocardiopathy or idiopathic dilated myocardiopathy). In the non-valvular CHF, the asymptomatic patients present low cytokine levels, which increase with the worsening of the patient's functional class17, a phenomenon that we did not observe with AF. The prognostic significance of these levels in patients with AF has yet to be studied.
The behavior of the TNFRII in the AF can yield interesting hypotheses involving TNF and its beneficial and deleterious effects for the heart. When the TNF binds to its membrane receptors, the extracellular part of these receptors detaches itself from the cell and starts circulating in the plasma as a soluble receptor19. Thus, there are two forms of TNF receptors: the soluble and the membrane ones. The soluble receptors function as a buffer for the circulating TNF, neutralizing excessive concentrations and increasing the half-life of this mediator19.
In AF, we constantly observed high levels of TNF, but a significant decrease in the TNFRII levels in patients with AF with higher ventricular diameters and LV dysfunction (
These findings suggest that in the more advanced stages of AF, the TNF binds preferentially to the TNFRI receptors (which leads to apoptosis and myocardiotoxic responses), decreasing its binding to TNFRII, which would decrease its plasma concentration. Another hypothesis is that the decrease in the TNFRII concentration in the advanced phase, with higher ventricular dilation of the AF, would prevent the high TNF concentrations from being adequately neutralized and contribute to the progressive dilation of the LV and worsening of the myocardial function24.
The high levels of endothelin-1 in the AF support the concept that the patient in the asymptomatic phase of AF takes advantage of compensatory mechanisms, which are usually present only in the more advanced phases of heart failure of non-valvular etiology.
Together, these data reinforce the perception that the patients with AF have a different neurohormonal profile from other heart failure etiologies. Neurohormones measured in the AF were increased, regardless of the patients' symptoms, differently from the valvulopathies studied to date, such as mitral failure5,6, aortic stenosis6 and mitral stenosis25, in which serum levels of neurohormones were close to normal values in asymptomatic patients and increased in the presence of symptoms.
In mitral failure, Oral et al5 demonstrated TNFRI, TNFRII and IL-6 levels that were similar to those found in our study; however, the TNF levels were much lower (TNF levels of 3.59± 1.81pg/ml in the study by Oral et al5
The BNP presented an interesting behavior, with normal values in asymptomatic patients, even in those with ventricular diameters that were rather higher than the normal ones values (29% with LVDD > 75mm, and 12% with LVSD > 55mm). Thus, we can postulate that in AF, the LV diameter increase alone is not sufficient stimulus to elevate the BNP levels.
Therefore, we can hypothesize that the presence of symptoms in AF is caused mainly by the increase in the left ventricular end-diastolic pressure1, through the increase in the diastolic wall tension. Thus, BNP can be an interesting marker of the natural history progression in patients with AF and rather increased ventricular diameters (
This theory is corroborated by studies of AF of non-rheumatic etiology where the BNP showed a behavior that was similar to that in our study, i.e., elevated BNP in the presence of symptoms26; however, differently from the results observed in our study, these authors also observed a correlation of the BNP with the ventricular diameter and function in all patients, not only in the symptomatic ones.
Studies that used a different methodology for BNP measurement, the measurement of NT-pro BNP, showed that higher BNP levels are associated to a worse prognosis in patients with AF27.
A limitation of the present study is the fact that it is a transversal study. Therefore, we could not investigate eventual prognostic implications of these mediators. This cohort of patients is still being followed, so that in the future we will be able to investigate the prognostic implications of our researches.
In conclusion, patients with AF have a particular neurohormonal profile, with high levels of mediators since the asymptomatic phase. The TNFRII correlated with the ventricular diameters and the LVEF. Only the symptomatic patients presented a correlation between the BNP levels and the ventricular diameters and LVEF. These data increase our knowledge of the process of ventricular remodeling present in AF and proposes new physiopathological mechanisms to be investigated in this disease.
This study was supported by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), grant # 00/09472-2.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was funded by FAPESP.
This article is part of the thesis of Ddoctoral submitted by Guilherme Sobreira Spina, from Incor-Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.
FUNDAMENTO: Las neurohormonas están involucradas en la fisiopatología de la insuficiencia cardiaca, pero poco se sabe sobre su comportamiento en la insuficiencia aórtica crónica severa (IAo severa). OBJETIVO: Analizar el comportamiento de estos mediadores en la IAo severa. MÉTODOS: Analizamos a 89 pacientes con IAo severa, con un promedio de edad de 33,6±11,5 años, el 84,6% del sexo masculino, el 60% asintomáticos, todos de etiología reumática. Después de una evaluación clínica y ecocardiográfica, se realizaron dosificaciones plasmáticas de factor de necrosis tumoral (TNF), sus antagonistas receptores solubles tipos I y II (sTNFRI y sTNFRII), interleucina-6 (IL-6), su receptor soluble, endotelina-1 y péptido natriurético tipo B (BNP). Un grupo de 12 individuos saludables sirvieron como control. RESULTADOS: El valor promedio de diámetro diastólico (DD) del ventrículo izquierdo (VI) fue de 71,9±8,3 mm, y el del diámetro sistólico (DS) del VI, de 50,4±9,3 mm. Los niveles de neurohormonas estaban elevados en los pacientes con IAo severa: TNF 92,65±110,24 pg/ml vs 1,67±1,21 pg/ml en los controles, p<0,001; IL-6 7,17±7,78 pg/ml vs 0,81±0,38 pg/ml en los controles, p<0,0001; y TNFRI 894,75±348,87 pg/ml vs 521,42±395,13 pg/ml, p = 0,007. Con excepción de los niveles de BNP, los pacientes sintomáticos y asintomáticos presentaron perfil neurohormonal similar. Se registró una correlación entre el TNFRII y el diámetro diastólico del ventrículo izquierdo (DDVI) (r = -0,329, p = 0,038) y el diámetro sistólico del ventrículo izquierdo (DSVI) (r = -0,352, p = 0,027). Los niveles de BNP se presentaban significativamente más altos en pacientes sintomáticos, y sólo en ellos fue posible una correlación entre BNP y los diámetros ventriculares. CONCLUSIÓN: Pacientes con insuficiencia aórtica crónica severa presentan altos niveles de neurohormonas, sin correlación con el status sintomático. Los niveles de TNFRII y BNP se pudieron correlacionar con los diámetros ventriculares, pero sólo este último con síntomas.
Instituto do Coração (InCor), Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil
Correspondencia
La insuficiencia aórtica crónica severa (IAo severa) desarrolla una de las mayores respuestas de hipertrofia miocárdica observadas en las enfermedades cardiacas, siendo un modelo clásico de remodelación ventricular. El paciente se mantiene asintomático por un largo período y, según el momento de la historia natural y el grado de hipertrofia, puede desarrollar un cuadro de insuficiencia cardiaca (IC) y/o disfunción ventricular izquierda. No obstante, los mecanismos responsables que orientan estas evoluciones permanecen desconocidos1.
Durante las dos últimas décadas1, estudios clínicos se fundamentaron primariamente en las dimensiones del VI y en la función sistólica por medio de ecocardiograma doppler y ventriculografía radioisotópica y hemodinámica, como indicación del momento ideal para el cambio de la válvula aórtica. Hasta hoy, el momento idea para la interrupción de la historia natural es controvertida.
Hay evidencias crecientes de la necesidad de estudiarse las citocinas proinflamatorias que tienen participación en la descompensación cardiaca en varias etiologías de IC2-4. Son péptidos de bajo peso molecular (de 15 a 30 kd), potentes y pleiotrópicos, secretados por una variedad de células en respuesta a diversos estímulos, inclusive esfuerzo mecánico como ocurre en la IAo severa. Además de potentes efectos inotrópicos negativos, citocinas con el factor de necrosis tumoral-alfa (TNF) y la interleucina-6 (IL-6) mostraron tener un papel central en la fisiopatología de la remodelación ventricular izquierda, en varias etiologías de IC2-4.
Sobrecarga de presión al miocardio y distensión de las fibras miocárdicas son estímulos suficientes para provocar la secreción de TNF por los miocitos cardiacos5, aumentando su expresión génica5 y disparando una reacción en cadena que aumenta también los niveles de las otras citocinas6. Los péptidos natriuréticos, especialmente el péptido natriurético tipo B (BNP), son otros ejemplos de proteínas, cuya secreción es estimulada por esfuerzo mecánico al miocardio.
El aumento de la resistencia vascular periférica es un evento clave en el desarrollo de la insuficiencia cardiaca, y la endotelina es uno de los más potentes vasoconstrictores presentes en esa enfermedad7. Además de la acción vasoconstrictora, la endotelina también estimula la secreción de citocinas8,9 y tiene un papel importante en el desarrollo de hipertrofia miocárdica.
Así, el objetivo del presente estudio fue determinar en la IAo severa el comportamiento de los niveles séricos de estos mediadores relacionados con la respuesta de hipertrofia miocárdica y su correlación con síntomas y remodelación ventricular izquierda.
La IAo severa fue definida de acuerdo con los criterios de Spagnuolo et al10. Estos criterios exigen un índice cardiotorácico >0,5, evidencia electrocardiográfica de hipertrofia ventricular izquierda, presión de pulso superior a 80 mmHg y presión arterial diastólica inferior a 60 mmHg. Los criterios de exclusión fueron cualquier valvulopatía diferente de la IAo severa, fibrilación atrial, cualquier enfermedad inflamatoria en actividad, insuficiencia renal o neoplasias. Como la totalidad de los pacientes era portadora de fiebre reumática, antes de la inclusión en el protocolo se realizaron exámenes de actividad inflamatoria para excluirse fase aguda de este tipo de fiebre. Tampoco se incluyeron pacientes con menos de 18 años o más de 60 años de edad. La etiología reumática fue definida como paciente con historia típica de fiebre reumática (FR) en la infancia o hallazgo ecocardiográfico compatible con FR. Todos los pacientes firmaron el formulario de consentimiento informado antes de la participación en el estudio.
Todos los pacientes fueron evaluados y examinados por el mismo observador antes de la recolección del perfil neurohormonal. Pacientes sintomáticos fueron definidos como aquellos que presentaban insuficiencia cardiaca, dolor precordial o síncope.
La sangre se recolectó de la vena antecubital en tubos con EDTA. Los tubos fueron inmediatamente sumergidos en hielo y centrifugados inmediatamente a 1.500 rpm a 4ºC por 15 minutos. El plasma se separó y se congeló a -80ºC hasta su análisis. Las dosificaciones de citocinas se realizaron por métodos comercialmente disponibles. Para TNF, IL-6 e interleucina 1-beta, se utilizó un ensayo automatizado quimioluminiscente (Immulite, DPC, Estados Unidos). Para los receptores solubles de TNF tipos I y II (TNFRI y TNFRII), receptor soluble de IL-6 y antagonista del receptor de IL-1, se utilizó ELISA tradicional de placa (Quantikine, RD Systems, Estados Unidos). Se midió la endotelina-1 fue por medio de un método enzimático específico (Parameter, RD Systems, Estados Unidos). El BNP se midió por inmunoensayo específico (Advia Centaur BNP, Bayer diagnostics, Alemania).
Los ecocardiogramas se obtuvieron, como máximo, 2 semanas después de la inclusión de los pacientes en el estudio. Se midieron el diámetro diastólico (DD) del ventrículo izquierdo (VI), el diámetro sistólico (DS) del VI y la fracción de eyección del VI (FEVI). La
Se definieron previamente los valores de corte para análisis de diámetros y función. Utilizamos los valores definidos por los
Los datos se expresan como promedio ± desviación estándar. Para la comparación de promedios entre dos grupos independientes, se utilizó la prueba t de Student. Cuando la normalidad de los datos era rechazada, se utilizó la prueba de Mann-Whitney. Para el análisis de tres grupos diferentes, se utilizó el análisis de varianza (ANOVA). Cuando la normalidad de los datos era rechazada, se utilizó la prueba de Kruskall-Wallis, con comparaciones múltiples por la prueba de Dunn. El coeficiente de correlación de Pearson se utilizó para determinar las correlaciones entre neurohormonas y medidas de diámetro y función del VI. También se utilizó la transformada logarítmica de los niveles de neurohormonas para obtener la normalización de los datos. Se adoptó p < 0,05 como nivel de significancia estadística.
Ochenta y nueve pacientes ambulatorios consecutivos cumplieron los criterios de inclusión en el período de enero de 2004 a diciembre de 2005, siendo 54 (60%) asintomáticos y 35 (40%) sintomáticos. El promedio de edades fue de 33,6±11,5 años, el 84,6% del sexo masculino, todos de etiología reumática. En la evaluación clínica, el 60% estaban asintomáticos y fueron orientados para el uso exclusivo de penicilina G benzatina a cada 21 días, para profilaxis secundaria para FR. Los pacientes sintomáticos, mientras aguardaban tratamiento quirúrgico, fueron medicados con digitalina, diuréticos e inhibidores de la enzima conversora de angiotensina (IECA). Como los IECA pueden modificar los niveles séricos de citocinas, éstos fueron suspendidos 7 días antes de la recolección de las muestras de sangre. El grupo control fue constituido por 12 voluntarios sanos, con promedio de edades de 30±9,5 años.
Los pacientes asintomáticos y sintomáticos no diferían en altura, edad y peso. Los pacientes sintomáticos tenían diámetros ventriculares mayores y una fracción de eyección más baja, pero aun dentro de límites normales. La
Los pacientes con IAo severa presentan niveles de TNF, IL-6 y TNFRI significativamente mayores que el grupo control. Los pacientes sintomáticos y asintomáticos exhibían niveles similares de neurohormonas, con excepción del BNP, que se mostró significativamente más elevado en los pacientes sintomáticos. Los 89 pacientes tenían niveles de interleucina 1-beta no detectables (< 5 pg/ml).
Los niveles séricos de neurohormonas en los pacientes asintomáticos y sintomáticos están resumidos en la
Observamos niveles de TNFRII significativamente menores en aquellos pacientes con "dilatación ventricular severa", según los criterios de la AHA9 (DDVI > 75 mm, DSVI > 55 mm y fracción de eyección menor – FEVI <0,50) (
Se registró correlación significativa entre niveles de TNFRII y DDVI (r = -0,329, p = 0,038) y DSVI (r = -0,352, p = 0,027), con disminución de los niveles de TNFRII con el aumento de los diámetros ventriculares (
No observamos correlación de TNF, TNFRI, IL-6, IL6R, IL-1RA y endotelina (
El aumento de los diámetros ventriculares es mecanismo esencial para adaptación del ventrículo izquierdo a la sobrecarga de volumen-presión observada en la IAo severa, permitiendo la acomodación del gran volumen regurgitante con mantenimiento en el nivel normal de la presión diastólica final del VI. Mediadores como IL-6 y TNF son fundamentales en el proceso de hipertrofia miocárdica12,13, lo que puede justificar, aun en la fase asintomática de la IAo severa, las altas concentraciones observadas de estos mediadores. Las citocinas parecen contribuir a la hipertrofia excéntrica y dilatación ventricular5,6,14-16 que ayudan al miocardio a enfrentar la gran sobrecarga hemodinámica presente en la IAo severa.
Nuestros pacientes presentaron niveles elevados de neurohormonas (promedios: TNF - 92,6±110,2 pg/ml, TNFRI - 894,7±348,8 pg/ml, TNFRII - 1879±596,1 pg/ml, IL-6 -7,1±7,7 y endotelina de 7,3±6,8pg/ml), aun en la fase asintomática, en niveles similares a los de IC no valvular. Estudios demostraron que niveles tan elevados como estos, IL-6 > 6,97 pg/ml17, TNF > 7,8 pg/ml, TNFRI > 1.124 pg/ml, TNFRII > 2.913 pg/ml17 y endotelina > 5 pg/ml18, están asociados a un peor diagnóstico en pacientes con IC de origen no valvular (miocardiopatía isquémica o dilatada idiopática). En la IC de origen no valvular, pacientes asintomáticos tienen bajos niveles de citocinas, que aumentan conforme el empeoramiento en la clase funcional del paciente17, fenómeno que no observamos en la IAo severa. El significado pronóstico de estos niveles en pacientes con IAo severa todavía no ha sido estudiado.
El comportamiento del TNFRII en la IAo severa puede servir de fundamento para interesantes hipótesis involucrando el TNF y sus acciones benéficas y deletéreas al corazón. Cuando el TNF se enlaza a sus receptores de membrana, la parte extracelular de estos receptores se escinde de la célula y pasa a circular en el plasma como receptor soluble19. Tenemos así, dos formas de receptores de TNF: los solubles y los de membrana. Los receptores solubles funcionan como una solución tampón para el TNF circulante, neutralizando concentraciones excesivas y aumentando la vida media de este mediador19.
En la IAo severa encontramos constantemente altos niveles de TNF, pero una disminución significativa de las concentraciones de TNFRII en los pacientes con IAo severa con mayores diámetros ventriculares y disfunción del VI (
Estos hallazgos sugieren que, en los estados más avanzados de la IAo severa, el TNF se enlaza preferentemente a los receptores TNFRI (que lleva a la apoptosis y respuestas tóxicas para el miocardio), disminuyendo su enlace al TNFRII, lo que reduciría su concentración plasmática. Otra hipótesis es que la disminución en la concentración de TNFRII en la fase avanzada, con mayor dilatación ventricular de la IAo severa, hace que las altas concentraciones de TNF no sean neutralizadas adecuadamente y contribuyan para la progresiva dilatación del VI y a un empeoramiento de la función miocárdica24.
Los altos niveles de endotelina-1 en la IAo severa refuerzan el concepto de que el paciente, en la fase asintomática de la IAo severa, se vale de mecanismos compensatorios, que generalmente están presentes sólo en las fases más avanzadas de la insuficiencia cardiaca de etiología no valvular.
En conjunto, estos datos refuerzan la percepción de que pacientes con IAo severa presentan un perfil neurohormonal diferente de otras etiologías de insuficiencia cardiaca.
Las neurohormonas medidas en la IAo severa estaban aumentadas, independientemente de los síntomas del paciente, al contrario de las valvulopatías estudiadas hasta ahora, como la insuficiencia mitral5,6, estenosis aórtica6 y estenosis mitral25, en las cuales los niveles séricos de neurohormonas eran próximos a los valores normales en los pacientes asintomáticos y aumentaron ante la presencia de los síntomas.
En la insuficiencia mitral, Oral et al5 mostraron niveles de TNFRI, TNFRII e IL-6 similares a los encontrados en nuestro estudio, aunque el nivel de TNF estaba presente en concentraciones mucho más bajas (TNF de 3,59± 1,81 pg/ml, en el estudio de Oral et al5,
El BNP presentó un comportamiento interesante, valores normales en pacientes asintomáticos, aun con diámetros ventriculares muy por arriba de lo normal (29% con DDVI > 75 mm, y 12% DSVI > 55 mm). De este modo, podemos suponer que en la IAo severa solamente el aumento del diámetro VI no es estímulo suficiente para la elevación de los niveles de BNP.
Podemos, por lo tanto, presumir que la participación de la presencia de síntomas en la IAo severa es causada principalmente por el aumento en la presión diastólica final de VI1, por medio del aumento de la tensión diastólica de la pared. De esta forma, el BNP puede ser un marcador interesante de progresión de la historia natural en pacientes con IAo severa y diámetros ventriculares bastante aumentados (
Esta teoría es corroborada por estudios de IAo severa de etiología no reumática en que el BNP mostró un comportamiento similar al de nuestro estudio: BNP elevados sólo en presencia de síntomas26. No obstante, a diferencia del resultado obtenido en nuestro estudio, algunos autores27 observaron también una correlación del BNP con los diámetros y la función ventricular en todos los pacientes, no sólo los sintomáticos.
Trabajos con otra metodología de dosificación de BNP, la dosificación de NT-pro BNP, demostraron que valores mayores de BNP están asociados a un peor pronóstico en pacientes con IAo severa27.
Un aspecto limitante es el hecho de tratarse de un estudio transversal. Por ese motivo, no pudimos investigar eventuales implicaciones pronósticas de estos mediadores. Seguiremos acompañando esta cohorte de pacientes para que podamos, en el futuro, investigar las implicaciones pronósticas de nuestras investigaciones.
En resumen, pacientes con IAo severa tienen un perfil neurohormonal peculiar, con altos niveles de mediadores desde la fase asintomática. El TNFRII se correlacionó con los diámetros ventriculares y la FEVI. Solamente los pacientes sintomáticos presentaron correlación entre los niveles de BNP y los diámetros ventriculares y la FEVI. Estos datos aumentan nuestro conocimiento del proceso de remodelación ventricular presente en la IAo severa y proponen nuevos mecanismos fisiopatológicos a ser investigados en esta enfermedad.
Estudio apoyado por la Fundación de Amparo a la Investigación del Estado de São Paulo (Fapesp, por su sigla en portugués), Auxilio investigación Nº 00/09472-2.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio fue financiado por FAPESP.
Este artículo forma parte de tesis de Doctorado de Guilherme Sobreira Spina del InCor-HCFMUSP.