A insuficiência cardíaca (IC) é uma complexa síndrome cardiovascular com elevada prevalência, sendo que seu quadro clínico frequentemente é associado à dilatação do ventrículo, à diminuição da contratilidade e à reduzida fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FE). Porém, nas últimas duas décadas, estudos têm mostrado que muitos pacientes com sintomas e sinais de IC apresentam FE normal (maior que 50%). A grande dificuldade dos médicos estaria na identificação desses pacientes que apresentam insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal (ICFEN). Esta dificuldade parece estar relacionada principalmente a alta complexidade da síndrome e a falta de um método padrão para confirmar ou excluir o diagnóstico, que pudesse ser utilizado rotineiramente na prática clínica. Diferentemente da insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFER), em que um único parâmetro - a FE menor que 50% - confirma o diagnóstico da síndrome, na ICFEN diferentes índices diastólicos têm sido empregados para caracterizar a presença ou não da disfunção diastólica (DD). Esta revisão tem o propósito de mostrar novos conceitos relacionados à função diastólica que irão auxiliar no entendimento da fisiopatologia cardiovascular presente na ICFEN. O presente trabalho tem também o objetivo de discutir a nova diretriz da Sociedade Européia de Cardiologia para o diagnóstico e exclusão da ICFEN, baseada nos índices de função cardíaca obtidos pelo ecocardiograma com Doppler tecidual (EDT) e na dosagem do peptídeo natriurético.
IHospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ
IIUniversidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brasil
A insuficiência cardíaca (IC) é uma complexa síndrome cardiovascular com elevada prevalência, sendo que seu quadro clínico frequentemente é associado à dilatação do ventrículo, à diminuição da contratilidade e à reduzida fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FE). Porém, nas últimas duas décadas, estudos têm mostrado que muitos pacientes com sintomas e sinais de IC apresentam FE normal (maior que 50%). A grande dificuldade dos médicos estaria na identificação desses pacientes que apresentam insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal (ICFEN). Esta dificuldade parece estar relacionada principalmente a alta complexidade da síndrome e a falta de um método padrão para confirmar ou excluir o diagnóstico, que pudesse ser utilizado rotineiramente na prática clínica. Diferentemente da insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFER), em que um único parâmetro - a FE menor que 50% - confirma o diagnóstico da síndrome, na ICFEN diferentes índices diastólicos têm sido empregados para caracterizar a presença ou não da disfunção diastólica (DD). Esta revisão tem o propósito de mostrar novos conceitos relacionados à função diastólica que irão auxiliar no entendimento da fisiopatologia cardiovascular presente na ICFEN. O presente trabalho tem também o objetivo de discutir a nova diretriz da Sociedade Européia de Cardiologia para o diagnóstico e exclusão da ICFEN, baseada nos índices de função cardíaca obtidos pelo ecocardiograma com Doppler tecidual (EDT) e na dosagem do peptídeo natriurético.
A avaliação do desempenho cardíaco global através da medida da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FE) tem provocado grandes debates e controvérsias em relação à nomenclatura, à definição e ao diagnóstico da ICFEN1.
A ICFEN é frequentemente referida como insuficiência cardíaca diastólica (ICD) devido à presença de disfunção diastólica (DD) caracterizada por redução do relaxamento e aumento da rigidez ventricular2-4. Porém a utilização do termo ICD não seria adequada já que a disfunção diastólica não é única para estes pacientes, ocorrendo também em pacientes com insuficiência cardíaca (IC) com disfunção sistólica. Portanto, na ausência de um papel diferenciado para disfunção diastólica, pacientes que apresentam IC sem redução da FE seriam mais corretamente definidos pelo termo ICFEN, em vez do termo ICD5.
A distinção entre ICFEN e ICFER é baseada na medida da FE feita pelo ecocardiograma com Doppler. Tal processo dá a impressão de que pacientes com ICFEN têm apenas alterações na função diastólica, com a função sistólica preservada. No entanto, novas técnicas de avaliação da função cardíaca através da medida da velocidade do eixo longitudinal pelo eco Doppler tecidual (EDT) têm se mostrado um índice mais sensível para avaliação da função sistólica do que a FE4.
Logo, a ICFEN seria resultado da disfunção sistólica da bomba muscular ventricular na presença de um desempenho preservado da bomba hemodinâmica6. Isto é, quando avaliamos isoladamente a FE do ventrículo esquerdo podemos não identificar anormalidades presentes na contratilidade miocárdica4,6.
Mesmo com prognóstico desfavorável a ICFEN é hoje uma síndrome clínica pouco valorizada quando comparada ao diagnóstico de outras doenças não cardíacas, tais como câncer e diabete, e de doenças cardíacas como o infarto do miocárdio1. A pouca importância dada ao diagnóstico da ICFEN pode estar relacionada principalmente a alta complexidade da síndrome, ao baixo convencimento devido a dificuldade de identificar um método padrão para quantificar o diagnóstico, que pudesse ser utilizado na prática clínica e também devido às controvérsias que envolvem a definição de disfunção diastólica e de critérios para diagnóstico de ICFEN1.
Recentemente, a Sociedade Européia de Cardiologia publicou uma nova diretriz de como diagnosticar a ICFEN, utilizando dois algoritmos destinados à exclusão e confirmação da síndrome, com ênfase nos achados do EDT e dos peptídeos natriuréticos5.
Atualmente, diferentes autores têm mostrado ser a ICFEN a forma mais comum de apresentação da IC e com prognóstico semelhante a ICFER7,8. Estudos epidemiológicos mostram que a prevalência da ICFEN é superior a 50% entre os pacientes com IC7,8. Em artigo publicado recentemente nos Arquivos Brasileiros de Cardiologia, Moutinho e cols. observaram uma prevalência de ICFEN de 64,2% em uma população de pacientes atendidos no Programa Médico de Família em Niterói - RJ, com sinais e sintomas de IC9.
É importante destacar que as características demográficas e as comorbidades dos pacientes com IC variam de acordo com a FE8. (
Apesar de pacientes com ICFEN terem um melhor prognóstico do que aqueles com ICFER, eles apresentam uma significativa morbimortalidade, sendo o prognóstico ruim, após hospitalização por IC7,8,10, com uma taxa de mortalidade em torno de 20% em um ano9. Embora estratégias baseadas em recentes evidências para tratamento da IC tenham modificado favoravelmente os resultados dos pacientes com ICFER, os estudos vêm mostrando um aumento na prevalência da ICFEN sem mudança da mortalidade nos últimos vinte anos8.
Não existe consenso entre considerar a IC uma síndrome única e a possibilidade de serem a ICFEN e a ICFER duas formas clínicas diferentes11.
Caso a IC seja caracterizada como uma síndrome única12, ela seria definida por um progressivo declínio no desempenho sistólico, podendo ser melhor avaliado através da análise de velocidades ou medidas envolvendo o encurtamento do eixo longitudinal através do EDT, comparado à medida isolada da FE13.
A teoria de que a IC não seria uma síndrome única e sim duas doenças toma como base tanto alterações estruturais, funcionais e moleculares associadas à função diastólica, como também estudos clínicos com intervenção farmacológica. Além disso, ela mostra que pacientes com ICFEN não têm a mesma resposta que pacientes com ICFER, sugerindo a existência de diferentes mecanismos fisiopatológicos11.
Ressaltamos que é completamente artificial separar as duas fases do ciclo cardíaco (sístole e diástole), mas alguns autores11 têm arguido que na ICFEN a função sistólica é completamente normal e que esta condição clínica é devida a uma disfunção diastólica isolada. Em função disso, deveríamos considerar ICFEN e ICFER entidades clínicas diferentes11. Estes estudos estão baseados em medidas globais derivadas da curva volume pressão do VE que não levam em conta as alterações regionais da função do eixo longitudinal4, as quais são compensadas por um aumento da contratilidade do eixo radial do VE. A curva de pressão/volume pode então permanecer normal apesar de mudanças significativas na arquitetura e forma do ventrículo1.
A função diastólica normal permite que o coração tenha um enchimento adequado tanto em repouso quanto no esforço, sem ocorrer aumento das pressões diastólicas. Porém, alterações no relaxamento cardíaco, a presença de hipertrofia miocárdica e o remodelamento são defeitos-chave que alteram a rigidez do ventrículo e as pressões de enchimento, levando à intolerância ao exercício. Esta consequência seria o primeiro sintoma de ICFEN, sendo também o primeiro determinante de redução de qualidade de vida14.
No coração com disfunção diastólica a FE permanece mantida por um bom período. A manutenção do desempenho cardíaco é devida a um período compensatório composto de duas fases - a fase de ativação sistólica e a fase de disfunção sistólica da bomba muscular1.
A fase de ativação sistólica (
Com a manutenção do estresse cardíaco, a ativação sistólica pode progredir para a fase de disfunção sistólica (
Logo, o completo entendimento da disfunção sistólica da bomba muscular na presença de um desempenho preservado da bomba hemodinâmica, ou seja, FE normal, seria, sem dúvida, o caminho essencial para a compreensão da fase inicial da Síndrome de IC, que chamamos de ICFEN1,4.
O relaxamento alterado é uma alteração funcional do coração e um dos três critérios obrigatórios no diagnóstico da ICFEN e não pode ser confundido ou usado como sinônimo de ICFEN15.
O melhor caminho para demonstrar que pacientes com ICFEN têm uma anormalidade do relaxamento é mostrar se a relação pressão/volume diastólica final (R-P/VDF) é maior quando comparada ao seu valor normal. Determinadas condições, tais como a hipertrofia (cardiopatia hipertensiva, miocardiopatia hipertrófica, e/ou estenose aórtica) e a isquemia miocárdica, afetam o relaxamento que se torna mais lento e incompleto causando um aumento do VDF15.A R-P/VDF possibilita mostrar que não só a pressão diastólica intraventricular é elevada como também esta elevação é vista em ventrículos que apresentam uma diminuição do volume de enchimento11.
A demonstração da elevação da R-P/DVF é importante porque na ausência desta alteração, o VDF pode estar aumentado devido ao aumento da pré-carga. Isto pode ser observado em pacientes com insuficiência aórtica e mitral sem danos na contratilidade e sem qualquer mudança significativa nas propriedades de relaxamento, assim como a correção cirúrgica da alteração corrige a sobrecarga16.
A hipertrofia ventricular é considerada um mecanismo adaptativo do coração frente a um aumento de carga. Esta sobrecarga pode gerar, através de mecanismos intracelulares, diferentes respostas que se associam ou não ao comprometimento funcional do miocárdio17.
O conceito de hipertrofia está baseado na identificação do aumento do peso do coração determinado principalmente pelo aumento do tamanho dos cardiomiócitos17. Não podemos esquecer que as células musculares cardíacas constituem a menor porcentagem de todas as células do miocárdio, porém, por serem as maiores, a variação do seu tamanho determinará um impacto significativo no peso final do coração17.
A resposta hipertrófica pode ser desencadeada por mecanismos naturais de sobrecarga como o determinado pelo crescimento, gravidez e o induzido pela atividade física ou então por mecanismos patológicos como hipertensão arterial, estenose e insuficiência valvar, miocardiopatia e infarto do miocárdio.
A hipertrofia patológica vem acompanhada de perda da contratilidade. A análise das fibras do eixo longitudinal de VE pelo EDT mostra uma diminuição da contração em corações hipertrofiados4 resultante da hipertensão arterial, em relação ao observado em corações normais ou corações de atletas com hipertrofia fisiológica17.
As principais diferenças fisiopatológicas entre ICFER e ICFEN são o aumento do volume ventricular e a mudança na forma do ventrículo devido ao processo de remodelamento2. O infarto do miocárdio é um potente estímulo para o processo de remodelação, levando a um aumento do VE e redução da FE. Já na doença cardíaca hipertensiva, o remodelamento é um processo lento, com a hipertrofia do VE levando à disfunção sistólica e diastólica do VE. É neste processo que o aumento compensatório da contração radial tende a normalizar a FE. Contudo, em estágios tardios, a remodelação irá ocorrer com aumento do volume do VE e o paciente então caminhará da ICFEN para a ICFER1.
Atualmente, o emprego de medicamentos que atuam sobre o remodelamento tem se mostrado eficaz no tratamento da IC, considerando que os sinais de remodelamento reverso são um poderoso preditor de melhora clínica2.
Na avaliação da IC, a primeira etapa seria estabelecer o diagnóstico pela presença de sintomas e sinais e quando disponível a dosagem de peptídeos natriuréticos. Em seguida, utilizar um método de cardio-imagem para avaliar objetivamente a função do VE e determinar a principal etiologia e seus mecanismos (ICFEN, ICFER, pericardiopatia e valvopatias). O terceiro passo seria determinar se o remodelamento já estaria presente (aumento de volume do ventrículo) e finalmente buscar pela presença de fatores deletérios adicionais como dissincronia, arritmias e alterações metabólicas e eletrolíticas2.
A Diretriz da SEC5 (Sociedade Européia de Cardiologia) apresenta um modelo algoritmo (
Os sinais e sintomas de IC incluem edema periférico, hepatomegalia, crepitações pulmonares, edema pulmonar, fadiga e dispnéia. O sintoma mais comum e que também leva a maior dificuldade no diagnóstico diferencial é a dispnéia5. Esta dificuldade é mais presente em pacientes idosos e obesos e que correspondem a maior proporção dos pacientes com ICFEN7. Diferentemente dos pacientes hospitalizados, que são admitidos com quadro clássico de IC e geralmente não geram dúvidas no diagnóstico, os pacientes ambulatoriais queixam-se frequentemente de dispnéia sem sinais detectáveis de congestão, o que leva à necessidade de exames para confirmação do diagnóstico5.
A escolha de um ponto de corte do valor da FE para separar ICFEN de ICFER permanece arbitrária5. A Diretriz da SEC estabeleceu o valor de FE
Os critérios da presença de FE normal têm a necessidade de serem implementados com medidas do volume ventricular, por isso o VDF, que deve ser indexado à superfície corporal, não poderá exceder 97 ml/m2 para o diagnóstico de ICFEN5.
A primeira questão é se há necessidade de se avaliar alterações do relaxamento em todos os pacientes com suspeita de ICFEN5.
Pensando nessa possibilidade, Zile MR e cols.18 testaram a hipótese de que medidas da disfunção diastólica não eram sempre necessárias para fazer o diagnóstico de ICFEN. Eles avaliaram pacientes com IC com FE>50% e evidências de remodelamento concêntrico e demonstraram que 92% destes pacientes, tinham uma elevada pressão diastólica final e todos eles tinham pelo menos um índice de relaxamento anormal, enchimento anormal ou rigidez. Neste grupo de pacientes a obtenção dos parâmetros de DD não ofereceu dados adicionais para o diagnóstico, mas somente de confirmação da DD18. Não podemos esquecer que este estudo avaliou pacientes com história de IC estabelecida e logo estes dados não podem ser extrapolados para pacientes que apresentam somente sintomas de dispnéia19.
Um achado importante deste estudo é que evidências de remodelamento concêntrico têm implicação para o diagnóstico de ICFEN e é um potencial substituto para a caracterização da disfunção diastólica18,20. O estudo mostra que um índice de massa da parede do VE > 122 g/m2 para mulheres e > 149 g/m2 para homens é uma evidência suficiente para o diagnóstico de ICFEN quando o EDT não é conclusivo ou quando peptídeos natriuréticos estão elevados18.
O EDT tem um papel fundamental na avaliação desse processo já que a apresentação clínica da ICFEN é indistinguível da ICFER e com certeza a medida da FE não é relevante, sendo mais importantes as avaliações da disfunção sistólica e diastólica através de medidas do eixo longitudinal (S') e velocidade de estiramento no início da diástole (E') pelo EDT5,14,21.
O desenvolvimento de novas técnicas do EDT13 tem permitido uma maior acurácia na avaliação da função ventricular. Em recente estudo, Wang e cols.20 avaliaram que a medida da velocidade de estiramento no inicio da diástole (E') pelo EDT é um forte preditor de mortalidade quando comparado com dados clínicos e o ecocardiograma padrão. Convém também considerar que esta medida de fácil realização adiciona valor significativo no manejo clinico de pacientes com IC20,22.
O E' tem se mostrado como um forte preditor do prognóstico da IC já que esta medida reflete tanto a função sistólica com o diastólica do VE. Além disso, as fibras subendocárdicas, que são responsáveis pela contração do eixo longitudinal, podem ser mais suscetíveis ao efeito da fibrose, da hipertrofia e da isquemia em função de sua posição, o que explicaria o E' como um bom marcador da doença5.
Outra avaliação frequente do ecocardiograma é a medida da velocidade precoce do fluxo pela valva mitral (E), que pode ser obtida no septo ou na face lateral do anel mitral5.
O EDT tem, portanto, permitido a avaliação quantitativa da função sistólica e diastólica do VE12. Recentes estudos22-24 exploraram o papel prognóstico do EDT em diversas doenças cardíacas como a IC, o infarto agudo do miocárdio e a hipertensão arterial.
A relação E/E' tem uma correlação próxima com a pressão de enchimento do VE, sendo que E depende tanto da pressão do átrio esquerdo e do relaxamento do VE, como também da idade, enquanto que E' depende mais especificamente do relaxamento do VE e da idade13.
Portanto, se eliminarmos o relaxamento do VE e a idade na relação E/E' ela se torna a medida da pressão de átrio esquerdo ou a pressão de enchimento do VE13. A relação E/E' pode então ser conceituada como a quantidade de sangue que entra no VE durante a fase de enchimento rápido, sendo E o representante do gradiente necessário para fazer o sangue entrar no VE. Logo, um aumento do E/E' significa um alto gradiente para uma baixa transferência de volume13.
Quando E/E' > 15 as pressões de enchimento do VE estão elevadas e quando a relação < 8 elas são baixas5.
A relação E/E' é então considerada evidência diagnóstica da presença de ICFEN se > 15, e evidência de ausência de ICFEN se < 85,25. Um valor de E/E' entre 8 e 15 é considerado sugestivo, mas não diagnóstico e necessita ser avaliado com outros dados não invasivos para confirmar a ICFEN5.
O aumento das pressões diastólicas do ventrículo esquerdo ocasiona o remodelamento do átrio esquerdo com aumento do seu volume. Portanto, o volume do átrio esquerdo indexado (VAE-I) pode ser visto como a expressão morfológica da disfunção diastólica do ventrículo esquerdo21.
O aumento do VAE-I (>29 ml/m2) seria um marcador, independente da pressão de enchimento do VE em pacientes com suspeita de ICFEN14.O VAE-I poderia então ser considerado o barômetro do coração21.
Quando o E/E' não é conclusivo (15 < E/E' > 8) para diagnóstico da ICFEN a presença de VAE-I >40 ml/m2 oferece evidências suficientes para confirmar o diagnóstico5,25. Do mesmo modo, um VAE-I <26 ml/m2 é proposto como um pré requisito para excluir ICFEN5.
O BNP é produzido no miocárdio em resposta a um aumento no estiramento da diástole ventricular e sua secreção produz natriurese, vasodilatação e melhora o relaxamento ventricular21. Em pacientes com ICFEN, valores de BNP têm correlação com índices que avaliam o relaxamento diastólico precoce e tardio do VE. Valores elevados foram observados em pacientes com relaxamento atrasado ou alterado1.
Como os níveis de BNP podem sofrer influências de diversas condições (septicemia, insuficiência hepática, insuficiência renal, DPOC [doença pulmonar obstrutiva crônica], obesidade), um valor elevado de BNP não oferece evidências suficientes para diagnóstico de disfunção diastólica e requer exames adicionais5. Para o diagnóstico de ICFEN, um alto valor preditivo positivo foi determinado quando da escolha do ponto de corte do BNP (200 pg/ml). Para a exclusão de ICFEN, um alto valor preditivo negativo foi estabelecido para o ponto de corte do BNP (<100 pg/ml)5.
Portanto peptídeos natriuréticos são recomendados principalmente para exclusão de ICFEN e não para diagnóstico. Como BNP isoladamente não oferece evidências para diagnóstico de ICFEN, ele sempre necessita ser utilizado com outros exames não invasivos5,25.
Tão importante como diagnosticar a ICFEN (
Podemos excluir a ICFEN em pacientes com dispnéia que apresentem um BNP < 100pg/ml devido ao seu alto valor preditivo negativo5,25.
Se o ecocardiograma afasta a presença de doença valvar ou do pericárdio, a FE > 50%, o VDF indexado < 76ml/m2, na ausência de fibrilação atrial, dilatação atrial, hipertrofia do ventrículo esquerdo, sendo ainda a relação E/E' < 8, o diagnóstico de ICFEN pode ser descartado5.
A diretriz da SEC que estabeleceu critérios para confirmação do diagnóstico e exclusão da ICFEN deverá, progressivamente, ser utilizada pelos cardiologistas e ecocardiografistas na avaliação dos pacientes com suspeita de ICFEN.
Apesar da FE ser um índice importante para avaliação da bomba cardíaca hemodinâmica, ela não deve ser utilizada como principal critério para diagnóstico e/ou exclusão de IC, já que a avaliação isolada da FE pode não identificar anormalidades presentes na contratilidade miocárdica.
O EDT, apesar de pouco empregado na prática clinica, é atualmente a melhor ferramenta para o diagnóstico da ICFEN, podendo sua utilização substituir gradualmente os critérios clássicos do ecocardiograma transmitral na avaliação da disfunção diastólica.
Gostaríamos de agradecer ao Professor Dirk L. Brutsaert, do Hospital de Middelheim, Universidade de Antuérpia, Bélgica, pelas informações prestadas aos autores e também pela autorização para utilização das figuras nesta revisão.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Antônio Lagoeiro e Evandro Tinoco Mesquita pela Universidade Federal Fluminense.
1. Brutsaert DL, Cardiac dysfunction in heart failure: the cardiologist's love affair with time. Prog Cardiovasc Dis. 2006; 49: 157-81.
Correspondência: Evandro Tinoco Mesquita Rua General Polidoro, 192 - Botafogo 22.280-000, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. E-mail:
Artigo recebido em 29/02/08; revisado recebido em 09/05/08; aceito em 15/05/08.
La insuficiencia cardiaca (IC) es un complejo síndrome cardiovascular con elevada prevalencia, y su cuadro clínico se asocia frecuentemente a la dilatación del ventrículo, la disminución de la contractilidad y la reducida fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FE). Sin embargo, en las últimas dos décadas, estudios han evidenciado que muchos pacientes con síntomas y señales de IC presentan FE normal (mayor que el 50%). La gran dificultad de los médicos estaría en la identificación de esos pacientes que presentan insuficiencia cardiaca con fracción de eyección normal (ICFEN). Esta dificultad parece estar relacionada principalmente a alta complejidad del síndrome y la falta de un método estándar para que se confirme o excluya el diagnóstico que pudiera utilizarse rutinariamente en la práctica clínica. Diferentemente de la insuficiencia cardiaca con fracción de eyección reducida (ICFER), en la que un único parámetro - la FE menor que el 50%- confirma el diagnóstico del síndrome, en la ICFEN diferentes índices diastólicos se han empleado para que se caracterice la presencia o no de la disfunción diastólica (DD). Esta revisión tiene el propósito de revelar nuevos conceptos relacionados a la función diastólica que auxiliarán la comprensión de la fisiopatología cardiovascular presente en la ICFEN. El presente trabajo tiene también por objeto que se discuta la nueva directriz de la Sociedad Europea de Cardiología para el diagnóstico y exclusión de la ICFEN, basada en los índices de función cardiaca obtenidos por el ecocardiograma con Doppler tisular (EDT) y en la dosificación del péptido natriurético.
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Correspondencia
La insuficiencia cardiaca (IC) es un complejo síndrome cardiovascular con elevada prevalencia, y su cuadro clínico se asocia frecuentemente a la dilatación del ventrículo, la disminución de la contractilidad y la reducida fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FE). Sin embargo, en las últimas dos décadas, estudios han evidenciado que muchos pacientes con síntomas y señales de IC presentan FE normal (mayor que el 50%). La gran dificultad de los médicos estaría en la identificación de esos pacientes que presentan insuficiencia cardiaca con fracción de eyección normal (ICFEN). Esta dificultad parece estar relacionada principalmente a alta complejidad del síndrome y la falta de un método estándar para que se confirme o excluya el diagnóstico que pudiera utilizarse rutinariamente en la práctica clínica. Diferentemente de la insuficiencia cardiaca con fracción de eyección reducida (ICFER), en la que un único parámetro -la FE menor que el 50%- confirma el diagnóstico del síndrome, en la ICFEN diferentes índices diastólicos se han empleado para que se caracterice la presencia o no de la disfunción diastólica (DD). Esta revisión tiene el propósito de revelar nuevos conceptos relacionados a la función diastólica que auxiliarán la comprensión de la fisiopatología cardiovascular presente en la ICFEN. El presente trabajo tiene también por objeto que se discuta la nueva directriz de la Sociedad Europea de Cardiología para el diagnóstico y exclusión de la ICFEN, basada en los índices de función cardiaca obtenidos por el ecocardiograma con Doppler tisular (EDT) y en la dosificación del péptido natriurético.
La evaluación del desempeño cardiaco global a través de la medición de la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FE) viene provocando grandes debates y controversias con respecto a la nomenclatura, la definición y al diagnóstico de la ICFEN1.
La ICFEN es frecuentemente referida como insuficiencia cardiaca diastólica (ICD) debido a la presencia de disfunción diastólica (DD) que se caracteriza por la reducción de la relajación y el aumento de la rigidez ventricular2-4. Sin embargo, el empleo del término ICD no sería adecuado ya que la disfunción diastólica no es única para estos pacientes, lo que ocurre en pacientes con insuficiencia cardiaca (IC) con disfunción sistólica. Por lo tanto, ante la ausencia de un rol diferenciado para la disfunción diastólica, pacientes que presentan IC sin reducción de la FE serían más correctamente definidos por el término ICFEN, en lugar del término ICD5.
La distinción entre ICFEN e ICFER está basada en la medición de la FE realizada por el ecocardiograma Doppler. Dicho proceso brinda la impresión de que pacientes con ICFEN tienen solamente alteraciones en la función diastólica, con la función sistólica preservada. No obstante, nuevas técnicas de evaluación de la función cardiaca a través de la medición de la velocidad del eje longitudinal por el ecocardiograma Doppler tisular (EDT) vienen mostrándose como un índice más sensible para la evaluación de la función sistólica que la FE4.
Por lo tanto, la ICFEN seria resultado de la disfunción sistólica de la bomba muscular ventricular en la presencia de un desempeño preservado de la bomba hemodinámica6. Es decir, cuando evaluamos aisladamente la FE del ventrículo izquierdo podemos no identificar anormalidades presentes en la contractilidad miocárdica4,6.
Incluso con pronóstico desfavorable, la ICFEN es hoy un síndrome clínico poco valorizado cuando comparado al diagnóstico de otras enfermedades no cardíacas, tales como cáncer y diabetes, y de enfermedades cardiacas, como el infarto de miocárdio1. La poca importancia dada al diagnóstico de la ICFEN puede estar relacionada principalmente a alta complejidad del síndrome, al bajo convencimiento debido a la dificultad de identificar un método estándar para cuantificar el diagnóstico que pudiera utilizarse en la práctica clínica y también debido a las controversias que implican a la definición de disfunción diastólica y de criterios para diagnóstico de ICFEN1.
Recientemente, la Sociedad Europea de Cardiología publicó una nueva directriz de como diagnosticar la ICFEN, utilizando dos algoritmos destinados a la exclusión y confirmación del síndrome, con énfasis en los hallazgos del EDT y de los péptidos natriuréticos5.
En los días actuales, diferentes autores han evidenciado que la ICFEN es la forma más común de presentación de las IC y con pronóstico semejante a la ICFER7,8. Estudios epidemiológicos revelan que la prevalencia de la ICFEN es superior al 50% entre los pacientes con IC7,8. En un artículo publicado recientemente en
Es importante que se destaque las características demográficas y las comorbilidades de los pacientes con IC varían de acuerdo con la FE8. (
A pesar de que pacientes con ICFEN tengan un mejor pronóstico que aquellos con ICFER, ellos presentan una significativa morbimortalidad, con el pronóstico malo, tras hospitalización por IC7,8,10, con una tasa de mortalidad alrededor del 20% en un año9. Aunque estrategias basadas en recientes evidencias para tratamiento de la IC cambian favorablemente los resultados de los pacientes con ICFER, los estudios han evidenciado un aumento en la prevalencia de la ICFEN sin cambio de la mortalidad en los últimos 20 años8.
No existe consenso entre considerar la IC un síndrome único y la posibilidad de que sea la ICFEN y la ICFER dos formas clínicas distintas11.
Caso la IC se caracterice como un síndrome único12, ella se definiría por un progresivo descenso en el desarrollo sistólico. Se la evaluaría de mejor manera si fuera por medio del análisis de velocidades o medidas que implicaran el acortamiento del eje longitudinal a través del EDT, comparado a la medida aislada de la FE13.
La teoría de que la IC no sería un síndrome único, sino dos enfermedades, toma como base tanto alteraciones estructurales, funcionales y moleculares asociadas a la función diastólica, como también estudios clínicos con intervención farmacológica. Además de eso, ella evidencia que pacientes con ICFEN no tienen la misma respuesta que pacientes con ICFER, y sugiere la existencia de diferentes mecanismos fisiopatológicos11.
Aunque algunos autores11 han argüido que en la ICFEN la función sistólica es completamente normal, y que esta condición clínica se debe a una disfunción diastólica aislada, resaltamos aquí que es completamente artificial separar las dos fases del ciclo cardíaco (sístole y diástole). En razón de eso, deberíamos considerar ICFEN e ICFER como entidades clínicas distintas11. Estos estudios están basados en medidas globales derivadas de la curva volumen presión del VI que no tienen en cuenta las alteraciones regionales de la función del eje longitudinal4, las que se compensan por un aumento de la contractilidad del eje radial del VI. Así que la curva de presión/volumen puede permanecer normal pese a los cambios significativos en la arquitectura y forma del ventrículo1.
La función diastólica normal permite que el corazón tenga un llenado adecuado tanto en reposo como en el esfuerzo, sin ocurrir aumento de las presiones diastólicas. Sin embargo, cambios en la relajación cardiaca, la presencia de hipertrofia miocárdica y la remodelación son defectos claves que alteran la rigidez del ventrículo y las presiones de llenado, conllevando la intolerancia al ejercicio. Esta consecuencia seria el primer síntoma de ICFEN, y también el primer determinante de reducción de calidad de vida14.
En el corazón con disfunción diastólica la FE permanece mantenida por un buen período. El mantenimiento del desempeño cardiaco se debe a un período compensatorio compuesto por dos fases -la fase de activación sistólica y la fase de disfunción sistólica de la bomba muscular1.
La fase de activación sistólica (
Con el mantenimiento del estrés cardíaco, la activación sistólica puede progresar a la fase de disfunción sistólica (
Por lo tanto, el completo entendimiento de la disfunción sistólica de la bomba muscular ante un desempeño preservado de la bomba hemodinámica, o sea, FE normal, sería, sin duda, el camino esencial para la comprensión de la fase inicial del Síndrome de IC, que llamamos ICFEN1,4.
La relajación alterada es una alteración funcional del corazón y uno de los tres criterios obligatorios en el diagnóstico de la ICFEN y no se puede confundir o usar como sinónimo de ICFEN15.
El mejor camino para que se evidencie que pacientes con ICFEN tengan una anormalidad de la relajación es evidenciar si la relación presión/volumen diastólica final (R-P/VDF) es mayor cuando comparada a su valor normal. Determinadas condiciones, tales como la hipertrofia (cardiopatía hipertensiva, miocardiopatía hipertrófica, y/o estenosis aórtica) y la isquemia miocárdica, afectan la relajación que se vuelve más lenta e incompleta, ocasionando un aumento del VDF15. La R-P/VDF posibilita evidenciar que no sólo la presión diastólica intraventricular es elevada, sino también se ve esta elevación en ventrículos que presentan una disminución del volumen de llenado11.
La demostración de la elevación de la R-P/DVF es importante porque en la ausencia de esta alteración, el VDF puede estar aumentado debido al aumento de la precarga. Esto se puede observar en pacientes con insuficiencia aórtica y mitral sin danos en contractilidad y sin cualquier cambio significativo en las propiedades de relajación, y que la corrección quirúrgica de la alteración corrige la sobrecarga16.
Se considera la hipertrofia ventricular como un mecanismo adaptativo del corazón ante un aumento de carga. Esta sobrecarga puede generar, a través de mecanismos intracelulares, diferentes respuestas que se asocian o no al compromiso funcional del miocárdio17.
El concepto de hipertrofia está basado en la identificación del aumento del peso del corazón determinado principalmente por el aumento del tamaño de los cardiomiócitos17. No podemos olvidarnos que las células musculares cardiacas constituyen el menor porcentaje de todas las células del miocardio, sin embargo, por ser las mayores, la variación de su tamaño determinará un impacto significativo en el peso final del corazón17.
Mecanismos naturales de sobrecarga pueden desencadenar la respuesta hipertrófica, como el determinado por el crecimiento o el embarazo, y el inducido por la actividad física; o entonces aquel inducido por mecanismos patológicos como hipertensión arterial, estenosis e insuficiencia valvular, miocardiopatía e infarto de miocardio.
La hipertrofia patológica viene acompañada de pérdida de la contractilidad. El análisis de las fibras del eje longitudinal de VI, por el EDT, evidencia una disminución de la contracción en corazones hipertrofiados4, resultante de la hipertensión arterial, respecto al observado en corazones normales o corazones de atletas con hipertrofia fisiológica17.
Las principales diferencias fisiopatológicas entre ICFER e ICFEN son el aumento del volumen ventricular y el cambio en la forma del ventrículo debido al proceso de remodelación2. El infarto de miocardio es un potente estímulo al proceso de remodelación, conllevando un aumento del VI y la reducción de la FE. No obstante, la enfermedad cardiaca hipertensiva, la remodelación es un proceso lento, con la hipertrofia del VI, lo que conlleva la disfunción sistólica y diastólica del VI. Es en este proceso que el aumento compensatorio de la contracción radial tiende a normalizar la FE. Sin embargo, en estadios tardíos, la remodelación ocurrirá con aumento del volumen del VI y el paciente pasará entonces de la ICFEN a la ICFER1.
En el momento actual, el empleo de medicamentos que actúan sobre la remodelación se está mostrando eficaz en el tratamiento de la IC, considerando que las señales de remodelación reversa son un poderoso predictor de mejora clínica2.
En la evaluación de la IC, la primera etapa sería establecer el diagnóstico por la presencia de síntomas y señales y cuando disponible la dosificación de péptidos natriuréticos. Acto seguido, utilizar un método de cardioimagen para que se evalúe objetivamente la función del VI y se determine la principal etiología y sus mecanismos (ICFEN, ICFER, pericardiopatía y valvulopatías). El tercer paso seria determinar si la remodelación ya estaría presente (aumento de volumen del ventrículo) y finalmente buscar por la presencia de factores dañinos adicionales como disincronía, arritmias y alteraciones metabólicas y electrolíticas2.
La Directriz de la SEC5 (Sociedad Europea de Cardiología) presenta un modelo algoritmo (
Las señales y síntomas de IC incluyen edema periférico, hepatomegalia, crepitaciones pulmonares, edema pulmonar, fatiga y disnea. El síntoma más común y que también lleva la mayor dificultad en el diagnóstico diferencial es la disnea5. Esta dificultad es más presente en pacientes mayores y obesos y que corresponden a una mayor proporción de los pacientes con ICFEN7. Diferentemente de los pacientes hospitalizados, que ingresan con cuadro clásico de IC y generalmente no generan dudas en el diagnóstico, los pacientes ambulatorios se quejan frecuentemente de disnea sin señales detectables de congestión, lo que conlleva la necesidad de exámenes para confirmación del diagnóstico5.
La elección de un punto de corte del valor de la FE para separar la ICFEN de la ICFER permanece arbitrária5. La Directriz de la SEC estableció el valor de FE
Los criterios de la presencia de FE normal necesitan implementarse con medidas del volumen, por eso el VDF, que se debe indexar a la superficie corporal, no podrá exceder a 97 ml/m2 para el diagnóstico de ICFEN5.
La primera cuestión es si hay necesidad de que se evalúe alteraciones de la relajación en todos los pacientes con sospechas de ICFEN5.
Teniendo esta posibilidad en cuenta, Zile MR et al.18 probaron la hipótesis de que medidas de la disfunción diastólica no eran siempre necesarias para que se hiciera el diagnóstico de ICFEN. Ellos evaluaron a pacientes con IC con FE>50% y evidencias de remodelación concéntrica y demostraron que el 92% de esos pacientes tenían una elevada presión diastólica final y todos ellos tenían un índice de relajación anormal, llenado anormal o rigidez, como mínimo. En este grupo de pacientes, la obtención de los parámetros de DD no ofreció datos adicionales al diagnóstico, sino solamente de confirmación de la DD18. No podemos olvidar que este estudio evaluó a pacientes con historia de IC establecida y, por lo tanto, esos datos no pueden extenderse a pacientes que presentan solamente síntomas de disnea19.
Un hallazgo importante de este estudio es que evidencias de remodelación concéntrica son importantes para el diagnóstico de ICFEN y es una potencial sustituta para la caracterización de la disfunción diastólica18,20. El estudio revela que un índice de masa de la pared del VI > 122 g/m2 para mujeres y > 149 g/m2 para varones es una evidencia suficiente para el diagnóstico de ICFEN cuando el EDT no es conclusivo o cuando péptidos natriuréticos están elevados18.
El EDT juega un rol fundamental en la evaluación de ese proceso ya que la presentación clínica de la ICFEN es indistinguible de la ICFER y seguramente la medición de la FE no es relevante. Además de ello, las evaluaciones de la disfunción sistólica y diastólica, a través de mediciones del eje longitudinal (S') y de la velocidad de estiramiento al inicio de la diástole (E'), por el EDT5,14,21son más importantes.
El desarrollo de nuevas técnicas del EDT13 viene permitiendo una mayor exactitud en la evaluación de la función ventricular. En reciente estudio, Wang et al.20 evaluaron que la medición de la velocidad de estiramiento al inicio de la diástole (E') por el EDT es un fuerte predictor de mortalidad cuando comparado a los datos clínicos y el ecocardiograma estándar. Conviene tener en cuenta que esta medición de fácil realización adiciona valor significativo en el manejo clínico de pacientes con IC20,22.
El E' viene mostrándose como un fuerte predictor del pronóstico del IC ya que esta medición refleja tanto la función sistólica como la diastólica del VI. Además de eso, las fibras subendocárdicas, que son responsables de la contracción del eje longitudinal, pueden ser más susceptibles al efecto de la fibrosis, de la hipertrofia y de la isquemia en función de su posición, lo que explicaría lo E' como un buen marcador de la enfermedad5.
Otra evaluación frecuente del ecocardiograma es la medición de la velocidad precoz del flujo por la válvula mitral (E), que se puede obtener en el septo o en la porción lateral del anillo mitral5.
El EDT viene, por lo tanto, permitiendo la evaluación cuantitativa de la función sistólica y diastólica del VE12. Recientes estudios22-24 exploraron el rol pronóstico del EDT en diversas enfermedades cardíacas como la IC, el infarto agudo de miocardio y la hipertensión arterial.
La relación E/E' tiene una correlación próxima a la presión de llenado del VI, teniendo en cuenta que E depende tanto de la presión del atrio izquierdo y de la relajación del VI, como también de la edad, mientras que E' depende más específicamente de la relajación del VI y de la edad13.
Por lo tanto, si eliminamos la relajación del VI y la edad en la relación E/E' ella se convierte en la medición de la presión de atrio izquierdo o la presión de llenado del VI13. Así que la relación E/E' puede conceptuarse como la cantidad de sangre que entra en el VI durante la fase de llenado rápido, con E como el representante del gradiente necesario para que haga con que la sangre entre en el VI. Por lo tanto, un aumento del E/E' significa un alto gradiente para una baja transferencia de volumen13.
Cuando E/E' > 15 las presiones de llenado del VI están elevadas y cuando la relación < 8 ellas son bajas5.
Se considera la relación E/E' como evidencia diagnóstica de la presencia de ICFEN si > 15, y evidencia de ausencia de ICFEN si < 85,25. Y se considera un valor de E/E' entre 8 y 15 como sugestivo, pero como no diagnóstico, y necesita evaluárselo con otros datos no invasivos para que se confirme la ICFEN5.
El aumento de las presiones diastólicas del ventrículo izquierdo ocasiona la remodelación del atrio izquierdo con aumento de su volumen. Por lo tanto, se puede tener el volumen del atrio izquierdo indexado (VAE-I) como la expresión morfológica de la disfunción diastólica del ventrículo izquierdo21.
El aumento del VAE-I (>29 mL/m2) sería un marcador, independientemente de la presión de llenado del VI en pacientes con sospecha de ICFEN14. Así que el VAE-I se podría considerar como el barómetro del corazón21.
Cuando el E/E' no es conclusivo (15 > E/E' > 8) para diagnóstico de la ICFEN la presencia de VAE-I >40 mL/m2 ofrece evidencias suficientes para que se confirme el diagnóstico5,25. De igual modo, un VAE-I <26 mL/m2 se propone como pre requisito para que se excluya ICFEN5.
El BNP se produce en el miocardio en respuesta a un aumento en el estiramiento de la diástole ventricular y su secreción produce natriuresis, vasodilatación y mejora o relajación ventricular21. En pacientes con ICFEN, valores de BNP tienen correlación con índices que evalúan la relajación diastólica precoz y tardía del VI. Valores elevados se observaron en pacientes con relajación retrasada o alterada1.
Como los niveles de BNP pueden sufrir influencias de diversas condiciones (septicemia, insuficiencia hepática, insuficiencia renal, EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica), obesidad), un valor elevado de BNP no ofrece evidencias suficientes para diagnóstico de disfunción diastólica y requiere exámenes adicionales5. Para le diagnóstico de ICFEN, un alto valor predictivo positivo se determinó cuando de la elección del punto de corte del BNP (200 pg/mL). Para la exclusión de ICFEN, un alto valor predictivo negativo se estableció para el punto de corte del BNP (<100 pg/mL)5.
Por lo tanto, péptidos natriuréticos se recomiendan principalmente a la exclusión de ICFEN y no para diagnóstico. Como BNP aisladamente no ofrece evidencias para diagnóstico de ICFEN, él siempre necesita utilizarse con otros exámenes no invasivos5,25.
Tan importante como diagnosticar la ICFEN (
Podemos excluir la ICFEN en pacientes con disnea que presenten un BNP < 100pg/ml debido a su alto valor predictivo negativo5,25.
Si el ecocardiograma aleja la presencia de enfermedad valvular o del pericardio, la FE > 50%, el VDF indexado < 76ml/m2, ante la ausencia de fibrilación atrial, dilatación atrial, hipertrofia del ventrículo izquierdo -y aún con la relación E/E'- < 8, el diagnóstico de ICFEN se puede descartar5.
Los cardiólogos y ecocardiografistas deberán utilizar, progresivamente, la directriz de la SEC que estableció criterios para confirmación del diagnóstico y exclusión de la ICFEN en la evaluación de los pacientes con sospecha de ICFEN.
A pesar de que sea la FE un índice importante para la evaluación de la bomba cardiaca hemodinámica, ella no se debe utilizar como principal criterio para diagnóstico y/o exclusión de IC, ya que la evaluación aislada de la FE puede no identificar anormalidades presentes en la contractilidad miocárdica.
El EDT, a pesar de poco empleado en la práctica clínica, es actualmente el mejor instrumento para el diagnóstico de la ICFEN, y su utilización puede sustituir gradualmente los criterios clásicos del ecocardiograma transmitral en la evaluación de la disfunción diastólica.
Nos gustaría agradecer al Profesor Dirk L. Brutsaert, del Hospital de Middelheim, Universidad de Antuérpia, Bélgica, por las informaciones prestadas a los autores y también por la autorización para que utilizáramos las figuras en esta revisión.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.
Este artículo forma parte de tesis de Maestría de Antônio Lagoeiro y Evandro Tinoco Mesquita por la Universidad Federal Fluminense.
Heart failure (HF) is a highly prevalent complex cardiovascular syndrome, and its clinical presentation is usually associated with ventricular dilatation, decreased contractility and reduced left ventricular ejection fraction (EF). However, in the past two decades studies have demonstrated that many patients with signs and symptoms of HF have normal EF (higher than 50%). The great challenge for doctors lies in the identification of patients presenting heart failure with normal ejection fraction (HFNEF) and this challenge seems to be mainly related to the high complexity of the syndrome and to the lack of a standardized method to confirm or exclude the diagnosis that could be used in the daily clinical practice. Unlike in heart failure with reduced ejection fraction (HFREF) in which one single parameter - EF lower than 50%, is sufficient to confirm the diagnosis of the syndrome, in HFNEF different diastolic indexes have been used to characterize the presence or absence of diastolic dysfunction (DD). The purpose of this review is to show new concepts related to the diastolic function that will help understand the cardiovascular pathophysiology of HFNEF, and to discuss the new guideline of the European Society of Cardiology for the diagnosis and exclusion of HFNEF based on cardiac function indices obtained using tissue Doppler imaging (TDI) and natriuretic peptide determination.
IHospital Pró-Cardíaco, Rio de Janeiro, RJ
IIUniversidade Federal Fluminense, Niterói, RJ - Brasil
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Heart failure (HF) is a highly prevalent complex cardiovascular syndrome, and its clinical presentation is usually associated with ventricular dilatation, decreased contractility and reduced left ventricular ejection fraction (EF). However, in the past two decades studies have demonstrated that many patients with signs and symptoms of HF have normal EF (higher than 50%). The great challenge for doctors lies in the identification of patients presenting heart failure with normal ejection fraction (HFNEF) and this challenge seems to be mainly related to the high complexity of the syndrome and to the lack of a standardized method to confirm or exclude the diagnosis that could be used in the daily clinical practice. Unlike in heart failure with reduced ejection fraction (HFREF) in which one single parameter - EF lower than 50%, is sufficient to confirm the diagnosis of the syndrome, in HFNEF different diastolic indexes have been used to characterize the presence or absence of diastolic dysfunction (DD). The purpose of this review is to show new concepts related to the diastolic function that will help understand the cardiovascular pathophysiology of HFNEF, and to discuss the new guideline of the European Society of Cardiology for the diagnosis and exclusion of HFNEF based on cardiac function indices obtained using tissue Doppler imaging (TDI) and natriuretic peptide determination.
Assessment of the overall cardiac performance using left ventricular (LV) ejection fraction measurement has raised heated debates and controversies regarding nomenclature, definition and diagnosis of HFNEF1.
HFNEF is frequently referred to as diastolic heart failure (DHF) because of the presence of diastolic dysfunction (DD) characterized by reduced relaxation and increased ventricular stiffness2-4. However, the utilization of the term DHF may not be appropriate since the diastolic dysfunction does not occur only in these patients, but also in those with HF with systolic dysfunction. Thus, in the absence of a differentiated role for diastolic dysfunction, patients presenting with HF without EF reduction would be better defined by the term HFNEF than by DHF5.
The differentiation between HFNEF and HFREF is based on the EF measurement by Doppler echocardiography, and this gives the impression that patients with HFNEF have only diastolic function changes with preserved systolic function. However, new techniques to evaluate cardiac function with measurement of the long axis velocity using tissue Doppler imaging have proven to be a more sensitive index for the assessment of systolic function than EF4. Thus, HFNEF would be the result of the systolic dysfunction of the ventricular muscular pump in the presence of a preserved performance of the hemodynamic pump6, that is, when the EF is analyzed separately from the left ventricle, the identification of myocardial contractility abnormalities may be missed4,6.
Despite its unfavorable prognosis, HFNEF is currently a poorly valued clinical syndrome in comparison with other non-cardiac conditions such as cancer and diabetes, and heart diseases such as myocardial infarction.1 The little importance given to the diagnosis of HFNEF may be mainly related to the high complexity of the syndrome, poor approval by the medical establishment due to the difficulty in identifying a standardized method to quantify the diagnosis that could be used in the clinical practice, and also due to controversies involving the definition of diastolic dysfunction, as well as of criteria for the diagnosis of HFNEF1.
Recently, the European Society of Cardiology published a new guideline on how to diagnose HFNEF using two algorithms to exclude or confirm the syndrome with emphasis on the findings of TDI and natriuretic peptides5.
Different authors have demonstrated that HFNEF is currently the most common form of presentation of HF, with a prognosis similar to that of HFREF7,8. Epidemiological studies show that the prevalence of HFNEF is higher than 50% among patients with HF7,8. In a recent article published in
It is important to point out that the demographics and comorbidities of patients with HF vary according to EF (
Although patients with HFNEF have a better prognosis than those with HFREF, they present significant morbidity and mortality, and the prognosis after hospitalization for HF is poor7,8,10, with a mortality rate of approximately 20% in one year9. Although strategies based on recent evidences for the treatment of HF have favorably modified the outcomes for patients with HFREF, studies have shown increased prevalence rates of HFNEF without change in mortality over the past 20 years8.
There is no consensus as to whether HF should be considered a single syndrome or whether HFNEF and HFREF are two different clinical forms11.
If HF were characterized as a single syndrome12, it would be defined by a progressive decline in the systolic performance that can be better evaluated by the analysis of velocities or measurements involving the long axis shortening using TDI than by using the EF measurement alone13.
The theory that HF is not a single syndrome but rather two diseases is supported by structural, functional and molecular changes associated with the diastolic function as well as by clinical studies with pharmacological intervention showing that patients with HFNEF do not have the same response as patients with HFREF, thus suggesting the existence of different pathophysiological mechanisms11.
We emphasize that it is totally artificial to split the two phases of the cardiac cycle (systole and diastole), but some authors11 have argued that in HFNEF the systolic function is completely normal, and that this clinical condition is due to DD alone. Hence, HFNEF and HFREF should be considered different clinical entities11. These studies are based on global measurements derived from the LV volume pressure curve that do not take into consideration regional changes of the long axis function4, which are compensated by an increase in contractility of the LV short axis. The pressure/volume curve may thus remain normal despite significant changes in the ventricular architecture and shape1.
The normal diastolic function allows the heart to have adequate filling both at rest and during exercise, without the occurrence of increased diastolic pressures. However, changes in cardiac relaxation, the presence of myocardial hypertrophy, and remodeling are key defects that change the ventricular stiffness and filling pressures, thus leading to exercise intolerance, which would be the first symptom of HFNEF and the first determinant of reduced quality of life14.
In the heart with diastolic dysfunction, EF remains normal for quite a while. Maintenance of the cardiac performance is due to a compensatory period composed of two phases - the systolic activation phase, and the systolic dysfunction phase of the muscular pump1.
The systolic activation phase (
If cardiac stress is maintained, the systolic activation may progress to the systolic dysfunction phase (
Therefore, the complete understanding of the systolic dysfunction of the muscular pump in the presence of a preserved performance of the hemodynamic pump, that is, normal EF, would undoubtedly be a key pathway to the understanding of the initial stage of the HF syndrome, which we call HFNEF1,4.
Abnormal relaxation (DD) is a functional alteration of the heart and one of the three mandatory criteria for the diagnosis of HFNEF, and should not be mistaken for or used as synonymous with HFNEF15.
The best way to demonstrate that patients with HFNEF have abnormal relaxation is to show whether the end-diastolic pressure/volume ratio (EDPVR) is higher when compared to its normal value. Certain conditions such as hypertrophy (hypertensive heart disease, hypertrophic cardiomyopathy and/or aortic stenosis) and myocardial ischemia affect relaxation making it slower and incomplete, thus leading to increased EDV15. The P/EDV-R allows for the demonstration that not only is the intraventricular diastolic pressure elevated but also that this elevation is seen in ventricles presenting decreased filling volume11.
Demonstration of increased EDPVR is important because in the absence of this alteration, the EDV may be increased because of an increase in preload, such as can be observed in patients with aortic and mitral regurgitation with no contractility impairment and no significant change in the relaxation properties, and because a surgical correction of the alteration also corrects the overload16.
Ventricular hypertrophy is considered an adaptive mechanism of the heart in face of an increased load. Through intracellular mechanisms this overload may elicit different responses that can or not be associated with functional myocardial impairment17.
The concept of hypertrophy is based on the identification of increased heart weight which is mainly determined by the increase in cardiomyocyte size.17 We should not forget that cardiac muscle cells comprise the least percentage of all myocardial cells; however, given that they are the largest cells, variation in their size will determine a significant impact on the final heart weight17.
The hypertrophic response may be triggered by natural overload mechanisms such as those determined by growth, pregnancy, and those induced by physical activity, or also by pathological mechanisms such as hypertension, heart valve stenosis and regurgitation, cardiomyopathy, and myocardial infarction.
Pathological hypertrophy is accompanied by loss of contractility. The analysis of the fibers of the LV long axis on TDI shows decreased contraction in hypertrophic hearts4 due to hypertension in comparison with normal hearts or athletes' hearts with physiological hypertrophy17.
The main pathophysiological difference between HFNEF and HFREF is the increased ventricular volume and the change in the ventricular shape because of the remodeling process2. Myocardial infarction is a powerful stimulus to the remodeling process, leading to enlargement of the LV and reduction of EF, whereas in the hypertensive heart disease the remodeling is a slow process, with LV hypertrophy leading to LV systolic and diastolic dysfunction, in which the compensatory increase in radial contraction tends to normalize the EF. However, in late stages, remodeling will occur with LV volume increase and the patient will go from HFNEF to HFREF1.
Currently, the use of medications that act on remodeling have proven to be efficient in the treatment of HF, and signs of reverse remodeling are a powerful predictor of clinical improvement2.
The first step in the assessment of HF is to establish its diagnosis by the presence of signs and symptoms and, when available, with BNP determination. Next, a heart imaging method should be used to objectively assess LV function and determine the main etiology and its mechanisms (HFNEF, HFREF, pericardial diseases and heart valve diseases). The third step is to determine whether remodeling is already present (increased ventricular volume), and finally, to look for the presence of additional deleterious factors such as dyssynchrony, arrhythmias, and metabolic and electrolyte changes2.
The ESC guideline5 presents an algorithm model (
The signs and symptoms of HF include peripheral edema, hepatomegaly, lung crepitations, pulmonary edema, fatigue and breathlessness. Breathlessness is the most common symptom and also leads to a greater difficulty in the differential diagnosis5. This difficulty is more frequently seen in elderly and obese patients, who represent the largest proportion of patients with HFNEF7. Unlike hospitalized patients who are admitted with a classical presentation of HF which usually leaves no doubt as to the diagnosis, outpatients frequently complain of breathlessness with no detectable signs of congestion, which leads to the need for tests to confirm the diagnosis5.
The choice of a cut-off point to the EF value to discriminate HFNEF from HFREF remains arbitrary5. The ESC guideline established the value of EF
Criteria for the presence of normal EF need to be implemented with measures of ventricular volume. Thus EDV, which must be indexed to body surface, should not exceed 97 ml/m2 for the diagnosis of HFNEF5.
The first question is whether it is necessary to evaluate relaxation changes in all patients with suspected HFNEF5.
Considering this possibility, Zile et al18 tested the hypothesis that measurements of diastolic function are not always necessary to establish the diagnosis of HFNEF. The authors evaluated patients with HF who had EF >50% and evidences of concentric remodeling and demonstrated that 92% of these patients had high end-diastolic pressure and all had at least one abnormal relaxation index, abnormal filling or stiffness. In this group of patients, the DD parameters obtained did not add data for the diagnosis, but only confirmed DD18. We should keep in mind that this study evaluated patients with history of established HF and, therefore, these data cannot be extrapolated to patients presenting only symptoms of breathlessness19.
An important finding of this study is that the evidence of concentric remodeling has implications for the diagnosis of HFNEF and is a potential substitute for the characterization of diastolic dysfunction18,20. The study shows that a LV wall mass index > 122g/m2 for women and > 149 g/m2 for men is sufficient evidence for the diagnosis of HFNEF when TDI is not conclusive or when plasma BNP is elevated18.
TDI has a fundamental role in the assessment of this process since the clinical presentation of HFNEF is indistinguishable from that of HFREF and the EF measurement is certainly not relevant. Thus, assessments of systolic and diastolic dysfunction using measurements of the long axis and strain velocity in early diastole (E') with TDI are more important5,14,21.
The development of new TDI techniques13 has provided greater accuracy in the assessment of the ventricular function. In a recent study, Wang et al20 showed that the measurement of strain velocity in early diastole (E') is a strong predictor of mortality in comparison with clinical data and standard echocardiography. This measurement is easy to be taken and adds significant value to the clinical management of patients with HF20,22.
E' has proven to be a strong predictor of the prognosis of HF, since this measurement reflects both the LV systolic and diastolic function. Additionally, the subendocardial fibers, which are responsible for contraction of the long axis, may be more susceptible to the effect of fibrosis, hypertrophy and ischemia due to their position, and this would explain why E' is a good marker of the disease5.
Another frequently used echocardiographic parameter is the measurement of the early mitral valve flow velocity (E), which can be obtained either at the septal or at the lateral side of the mitral annulus5.
TDI has, therefore, permited the quantitative assessment of the LV systolic and diastolic function12. Recent studies22-24 investigated the prognostic role of TDI in several heart diseases such as HF, acute myocardial infarction and hypertension.
The E/E' ratio correlates closely with LV filling pressures. E depends on the left atrial pressure, LV relaxation, and age, whereas E' depends mostly on the LV relaxation and age13.
Therefore, in the E/E' ratio, effects of LV relaxation and age are eliminated and the ratio becomes a measurement of the left atrial pressure or LV filling pressure13. The E/E' ratio can thus be conceptualized as the amount of blood entering the LV during the fast filling phase, where E represents the gradient necessary to make this blood enter the LV. Thus, an increase in E/E' means a high gradient to a low shift in volume13.
When E/E' is higher than 15, LV filling pressures are elevated and when the ratio is lower than 8 these pressures are low5.
The E/E' ratio is therefore considered diagnostic evidence of the presence of HFNEF if greater than 15, and evidence of absence of HFNEF if lower than 85,25. E/E' values between 8 and 15 are considered suggestive, but not diagnostic and needs to be evaluated with other non-invasive data to confirm HFNEF5.
Increased left ventricular diastolic pressures lead to left atrial remodeling with increased LA volume. Therefore, the left atrial volume index (LAV-I) may be seen as a morphologic expression of the left ventricular diastolic dysfunction21.
Increased LAV-I (>29 mL/m2) would be a load-independent marker of LV filling pressure in patients with suspected HFNEF14. LAV-I could then be considered the barometer of the heart21.
When E/E' is not conclusive (15 < E/E' > 8) for the diagnosis of HFNEF, the presence of LAV-I > 40 ml/m2 provides sufficient evidence to confirm the diagnosis5,25. Similarly, a LAV-I < 26 ml/m2 is proposed as a prerequisite for the exclusion of HFNEF5.
BNP is produced in the myocardium in response to an increase in ventricular diastolic stretch, and its secretion results in natriuresis, vasodilatation, and improved ventricular relaxation21. In patients with HFNEF, BNP values correlate with indices that evaluate the early and late LV diastolic relaxation. High values have been observed in patients with late or abnormal relaxation1.
Since BNP levels may be influenced by different conditions (sepsis, liver failure, kidney failure, COPD, obesity), high BNP values do not provide sufficient evidence for the diagnosis of diastolic dysfunction, requiring additional tests5. For the diagnosis of HFNEF, a high positive predictive value was determined when the BNP cut-off point was chosen (200 pg/ml). For the exclusion of HFNEF, a high negative predictive value was determined for the choice of the BNP cut-off point (<100 pg/ml)5.
Therefore, natriuretic peptides are mainly recommended for exclusion, and not for diagnosis, of HFNEF. Since BNP alone does not provide evidence for the diagnosis of HFNEF, it should always be used with other non-invasive tests5,25.
Diagnosing HFNEF (
We can exclude HFNEF in patients with breathlessness who present lower than 100 pg/ml BNP values because of its high negative predictive value5,25.
If echocardiography rules out the presence of heart valve or pericardial disease, if the EF is higher than 50% and the EDV index is lower than 76 ml/m2, if there is no atrial fibrillation, atrial dilatation or left ventricular hypertrophy, and if the E/E' ratio is lower than 8, the diagnosis of HFNEF can be ruled out5.
The ECS guideline which established criteria for diagnostic confirmation and exclusion of HFNEF should be increasingly more frequently used by cardiologists and echocardiographers in the assessment of patients with suspected HFNEF.
Although EF is an important index to assess the hemodynamic heart pump, it should not be used as the main criterion for the diagnosis and/or exclusion of HF, since the assessment of EF alone may not identify myocardial contraction abnormalities.
Although uncommonly used in the clinical practice, TDI is currently the best tool for the diagnosis of HFNEF, and its utilization will gradually replace the conventional transmitral echocardiographic criteria in the assessment of diastolic dysfunction.
We would like to thank Professor Dirk L. Brutsaert, from Middelheim Hospital, University of Antwerp, Belgium, for the information provided to the authors, and also for authorizing the use of the figures in this review.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of Master submitted by Antônio Lagoeiro e Evandro Tinoco Mesquita, from Universidade Federal Fluminense.