abcimg ABC Imagem Cardiovascular Arq Bras Cardiol: Imagem cardiovasc 2675-312X Sociedade Brasileira de Cardiologia 10.36660/abcimg.20240132i Review Article My Approach to HFpEF Considering Ventricular-Arterial Coupling and Ventricular Interdependence 0000-0002-2901-9480 Braga João Carlos Moron Saes Conception and design of the research acquisition of data analysis and interpretation of the data and writing of the manuscript critical revision of the manuscript for intellectual content 1 2 0000-0002-5153-8420 Assef Jorge Eduardo critical revision of the manuscript for intellectual content 3 0000-0001-8760-2052 Guimarães Fabio Villaça Filho critical revision of the manuscript for intellectual content 2 0000-0001-9580-4703 Silva Raphael Aparecido Barreto da critical revision of the manuscript for intellectual content 2 Faculdade de Medicina de Marília Marília SP Brazil Faculdade de Medicina de Marília, Marília, SP – Brazil Instituto do Coração de Marília Marília SP Brazil Instituto do Coração de Marília, Marília, SP – Brazil Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia São Paulo SP Brazil Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP – Brazil João Carlos Moron Saes Braga • Faculdade de Medicina de Marília. Avenida Monte Carmelo, 800. Postal code: 17519-030. Marília, SP – Brazil E-mail: joaocbraga2002@yahoo.com.br

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

Marcelo Tavares

 27 03 2025 01 2025 38 1 e20240132 7 12 2024 10 12 2024 17 01 2025 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Abstract

Heart failure (HF) is a serious public health issue that impacts the mortality and morbidity of the global population. The prevalence of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is clearly increasing, associated with population aging, obesity, sedentary lifestyle, and cardiometabolic diseases. It is one of the most urgent diagnostic and therapeutic challenges nowadays. Additionally, the obesity phenotype of HFpEF may be associated with HF and occurs as a result of several mechanisms that are deleterious to cardiac function, including the direct action of epicardial adipose tissue (EAT), causing direct restraint of the pericardium and ventricular interdependence, with significant hemodynamic repercussions, decline in functional capacity, and a worse prognosis. The estimation of ventricular-arterial coupling (VAC) in a non-invasive manner by echocardiography allows a better understanding of the interaction between the heart and the arterial system by monitoring hemodynamic changes, which can guide medical therapy and have an impact on prognosis. Although these tools and parameters are promising, new technologies, such as artificial intelligence and machine learning, must be used to enable the applicability of VAC in clinical practice. Further studies are key to standardizing new methods and values in this context.

 Obesity Phenotipe Ventricular-Arterial Coupling Ventricular Interdependence

: My Approach to HFpEF Considering Ventricular-Arterial Coupling and Ventricular Interdependence Development and progression of HFpEF with obesity phenotype. The implications for ventricular interdependence and VAC are highlighted. Source: Adapted from Borlaug et al., 2023.13

Introduction

Heart failure (HF) is a serious public health issue that affects millions of individuals worldwide and has a considerable impact on mortality and quality of life. Although epidemiological data indicate that the global incidence of HF tends to decrease, the prevalence of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) continues to grow, being associated with population aging, obesity, sedentary lifestyle, and cardiometabolic diseases.1-3

The pathophysiology of HFpEF is associated with the primary morbidities that cause cardiac and vascular aggression from a chronic pro-inflammatory state. More specifically, this cardiac structural and functional impairment results from a complex interaction between metabolic abnormalities, damage to microcirculation, changes in the functioning of cellular organelles, autonomic dysfunction, exacerbation of the activity of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS), and maladaptive immune responses.4,5

The diagnosis of HFpEF is challenging in most cases and is usually obtained in the advanced stages of the disease, which limits the therapeutic results. In summary, HFpEF can be diagnosed in the presence of clinical evidence of HF, left ventricular ejection fraction (LVEF) ≥ 50%, and evidence of elevated filling pressures and/or cardiac structural alteration. Therefore, a thorough clinical evaluation, echocardiographic examination, and natriuretic peptide levels remain fundamental diagnostic resources.6

Thus, HFpEF is one of the most pressing diagnostic and therapeutic challenges nowadays, considering its increasing prevalence, underdiagnosis, poor prognosis, limited therapeutic options, and considerable impact on healthcare systems.

HFpEF with obesity phenotype

HFpEF is characterized by the coexistence of multiple cardiac and non-cardiac diseases. In this way, distinct clinical phenotypes can be identified and determined by different risk factors, comorbidities, left ventricular (LV) remodeling, hemodynamic pattern, and organ dysfunction (Table 1).6,7 Obesity, in addition to being unequivocally associated with systemic arterial hypertension (SAH), diabetes mellitus (DM), and insulin resistance, has been identified as the primary cause of HF, mediated by several elements that are deleterious to cardiac function due to altered cardiometabolism and direct restraint of the pericardium (epicardial fat), as well as systemic effects on the lung, skeletal muscle, kidney, and liver because of systemic inflammation, neurohormonal activation, autonomic dysregulation, and altered hemodynamic load (Table 1).7-13

– Structural and functional changes in HFpEF
Cardiac Abnormality Frequency, %
Alteration of LV geometry, concentric hypertrophy, or remodeling 60
Alteration of LV diastolic function (altered relaxation, increased stiffness) 80-90
Myocardial fibrosis Mild 66
Moderate 17
Major 10
Microvascular myocardial dysfunction and/or reduced microvessel density 80
Increased LV stiffness 70
Left atrial enlargement and/or systolic and diastolic dysfunction 70
Increased epicardial fat 40-50 (patients with obesity)
Pericardial constriction with altered LV filling 30
Atrial fibrillation 40-50
Epicardial coronary artery disease 50-65
Pulmonary  
Post-capillary pulmonary hypertension or combined pre- and post-capillary pulmonary hypertension (group 2) 80
Pulmonary arterial, venous, and small vessel remodeling  
Restrictive pulmonary physiology Mild 40-50
Moderate 10
Right heart  
RV diastolic dysfunction 50
RV enlargement and systolic dysfunction 30
Right atrial enlargement and/or right ventricular systolic/diastolic dysfunction 50
Vascular  
Increased arterial stiffness 70
Alteration of systemic microvascular function 70
Reduced systemic venous compliance and capacitance 70
Systemic  
Obesity 60-70
Dysglycemia/insulin resistance 60-70
Neurohumoral activation 30
Reduction of skeletal muscle and replacement with fat 60
Increased visceral fat 70
Renal  
Reduced glomerular filtration rate 60
Reduced sodium excretion 70
Hepatic  
Non-alcoholic fatty liver disease 40-50
Congestive liver disease 10

Table adapted from Redfield et al., 2023.7 LV: left ventricle; RV: right ventricle.

Recent studies on obesity have given greater attention to the location of fat than to the amount of fat itself since subcutaneous adipose tissue (SAT), visceral adipose tissue (VAT), and epicardial adipose tissue (EAT) contribute differently to the overall cardiovascular risk (Figure 1).12,14,15 EAT may favor the onset of HFpEF due to pro-inflammatory paracrine effects, lipid infiltration, and pericardial restraint (Figure 1).12,15

– Different locations where fat can be deposited and the pathological potential of EAT. Source: Adapted from <xref ref-type="bibr" rid="B12">Dronkers et al., 2024</xref>.12 EAT: epicardial adipose tissue; VAT: visceral adipose tissue; SAT: subcutaneous adipose tissue; HFpEF: heart failure with preserved ejection fraction.

It is worth emphasizing that, in HFpEF, arterial hypertension and other comorbidities coexist and lead to a scenario of chronic afterload elevation as a consequence of increased arterial stiffness and impaired vasodilation (dysregulation of the NO-sGC-cGMP-PKG pathway - nitric oxide, soluble guanylate cyclase, cyclic guanosine monophosphate, and protein kinase G), associated with an increase in blood volume and the appearance of early reflected pulse waves in the aorta (AO) (Figure 2). The stiffer (less compliant) artery causes a pulse wave that propagates at a higher speed, causing the corresponding reflex wave to return to the ascending AO earlier, still at the end of systole, with the aortic valve open. This results in an increase in systolic blood pressure (SBP), a reduction in diastolic blood pressure, and a reduction in coronary perfusion, i.e., a vicious cycle of progressive afterload increase and myocardial dysfunction (Figure 2). Ventricular-arterial coupling (VAC) has been used to assess the efficiency of the ventricular-arterial interaction process, and it also appears to represent an accurate marker of early LV dysfunction and potential therapeutic guidance in HFpEF.13,16-22

– A: Pathophysiological mechanism that leads to LV dysfunction. B: Increased aortic stiffness and the emergence of early reflected waves that reach the heart at the end of systole, promoting increased pulse pressure, increased SBP, increased afterload, reduced diastolic blood pressure, and reduced coronary perfusion. Source: Adapted from <xref ref-type="bibr" rid="B16">Ikonomidis et al., 2019</xref>.16 LV: left ventricle; SNS: sympathetic nervous system; SBP: systolic blood pressure; RAP: right atrial pressure.

VAC

VAC assesses the relationship between two anatomically and functionally connected structures: the heart and the arteries. To investigate this interaction, a unit common to both systems is used: elastance, which measures changes in pressure for each unitary change in volume - unit: mmHg/ml. Originally, the elastance and VAC data came from the interpretation of the pressure-volume diagram of the cardiac cycle, derived from an invasive hemodynamic study (Figure 3).16

– A classic Pressure-Volume diagram in the cardiac cycle demonstrating the Pressure-Volume relationship curves at the end of diastole and the Pressure-Volume relationship at the end of systole, determining Ea, Ees, and LV-AO VAC. Source: Adapted from Gamarra A et al., 2024.17 Ea: arterial elastance; Ees: end-systolic elastance; LV: left ventricle; AO: aorta; VAC: ventricular-arterial coupling.

Arterial elastance (Ea) is defined as the ratio between ventricular end-systolic pressure and Stroke volume (ESP/Stroke volume), being influenced by vascular resistance, pulsatile load, and heart rate. It is characterized as an index of arterial load for the left ventricle. End-systolic elastance (Ees), usually known as ventricular elastance, is an index of LV contractility, independent of the load, and reflects the slope of the pressure-volume relationship curve at the end of systole (Figure 3), being the ratio between ventricular end-systolic pressure and ventricular end-systolic volume (ESP/ESV). The Ea/Ees ratio (ESP/Stroke volume)/(ESP/ESV) can be simplified as ESV/Stroke volume (removing ESP from the equation).22

VAC is defined as the ratio of Ea/Ees and investigates the contractile capacity of the heart and its ability to adapt to load impositions.21 Previous studies have shown that the ideal VAC value, derived from the Ea/Ees ratio, should vary between 0.5 and 1, reflecting the state in which the LV systolic work is ideal (Figure 4). An Ea/Ees ratio > 1 suggests ventricular-arterial decoupling (Figure 4). Such ventricular-arterial incompatibility is frequently seen in HFpEF, being attributed to diastolic dysfunction induced by increased afterload and subendocardial ischemia, and may be associated with a worse prognosis.16

– Assessment of energy efficiency in blood transfer from the ventricular to the arterial system by calculating VAC. Source: Adapted from Chirinos et al., 2013.18 Ea: arterial elastance; Ees: end-systolic elastance; VE: left ventricle; VA: ventricular-arterial

Left VAC

The gold standard echocardiographic method for assessing LV-AO VAC is the so-called single beat method, developed by Chen et al.23 (Figure 5). Simple non-invasive parameters that can be easily collected should be obtained: systolic and diastolic blood pressure, ejection volume, ejection fraction, pre-ejection period, and total ejection period. As the formulas are relatively complex, it is recommended to use an easy-to-use application (iElastance© - Apple iOS application)24 (Figure 6), which yields fast and reliable results.

– (A) Two-dimensional echocardiographic image in parasternal view, long axis, zooming in on the LV outflow tract diameter measurement. (B) VTI image of the Doppler spectrum of the LV outflow tract flow, which is obtained by tracing the fullest line of the spectrum to calculate the stroke volume. (C)/(D) Two-dimensional echocardiographic image in apical 4-chamber (D) and 2-chamber (C) views to obtain the LVEF value (Simpson method). (E) Apical 5-chamber view of the Doppler spectrum of the LV outflow tract flow and mitral inflow to obtain pre-ejection time (green) and total ejection time (orange). Ea: arterial elastance; SBP: systolic blood pressure; LVOT: left ventricular outflow tract; EDV: end-diastolic volume; ESV: end-systolic volume; VTI: velocity-time integral; LVEF: left ventricular ejection fraction.

– (1) Image reproduced from the mobile application showing how easy it is to use. It is only necessary to fill in the fields with the data obtained, as shown in <xref ref-type="fig" rid="f05">Figure 5</xref>. (2) Practical example of filling in the fields. (3) Immediate result for Ea, Ees: end-systolic elastance, and VAC. Source: Bertini P. iElastance- Apple iOS App. Available at: https://apps.apple.com/br/app/ielastance/id556528864.24

The proposed normal value for Ea is 2.2 (±0.8) mmHg/ml, and for Ees is 2.3 (±1.0) mmHg/ml.

E a = ( S B P × 0.9 ) / Stroke Volume

Ees = [ D B P − ( E ( nor ) ( e s t ) × S B P × 0.9 ) ] / E ( nor ) ( est ) × Stroke Volume where DBP and SBP are the diastolic and systolic cuff blood pressures, measured through the upper arm; E(nor)(est) is the normalized ventricular elastance, estimated at the beginning of ejection; and Stroke volume is derived from the product of the VTI (velocity-time integral) of the Doppler spectrum of the LV outflow tract flow by the measured LV outflow tract diameter.22 Using the dedicated application avoids complex and time-consuming calculations. The user simply fills in the fields with the requested data: SBP (mmHg), diastolic blood pressure (mmHg), LV ejection fraction (%), stroke volume (ml), pre-ejection time (ms), and total ejection time (ms) (Figure 5). The result is immediate with the values of: Ea, Ees, and VAC (Figure 6).

Several methodologies have emerged to assess LV-AO VAC using echocardiography. The measurement of pulse wave velocity (PWV) appears to comprehensively represent arterial load (arterial stiffness, aortic impedance, and early reflected waves) (Figure 2), associated with the measurement of the global longitudinal strain (GLS) of the LV as a marker of myocardial performance. Therefore, the use of the PWV/GLS ratio may be more appropriate in several scenarios to characterize VAC since it incorporates “gold standard” methods to assess arterial load (PWV) and LV contractility (GLS), with prognostic value.16,22,25

The use of 3D echocardiography to measure ventricular volumes, the use of myocardial work to analyze myocardial performance and the increasing incorporation of artificial intelligence and machine learning to calculate ventricular elastance (Ees) represent technical evolution and contribute to greater applicability of VAC in clinical practice in the future.16,17 Studies will be necessary to standardize methods and values in this context.

 Right VAC

The TAPSE/PASP ratio (tricuspid annular plane systolic excursion/pulmonary artery systolic pressure) expresses the relationship between RV contractility and its afterload. It has been shown to have a good correlation with invasive methods deemed the “gold standard” for measuring RV (right ventricle)-PA (pulmonary artery) coupling. Consequently, the TAPSE/PASP ratio has been incorporated into the main guidelines for the assessment of RV and pulmonary hypertension.26-28

TAPSE is measured by M-mode echocardiography (Figure 7A) and assesses RV contractile function. To estimate RV afterload (PASP), the maximum velocity of the tricuspid regurgitation jet is determined by analyzing the continuous Doppler spectral curve and adding the right atrial pressure (RAP), which is estimated by observing the inferior vena cava. As a result, the RVSP (right ventricular systolic pressure) is obtained, which is calculated using the modified Bernoulli equation: 4 x peak velocity (Figure 7B). In the absence of right ventricular outflow tract obstruction or pulmonary stenosis, RVSP is equal to the PASP.

– (A) Tricuspid annular displacement measured by M mode echocardiography - TAPSE. (B) Continuous Doppler spectral curve, demonstrating tricuspid regurgitation flow, allowing the systolic pressure in the pulmonary artery to be estimated. The TAPSE/PASP ratio estimates the value of RV-PA VAC. TAPSE: tricuspid annular plane systolic excursion; PASP: pulmonary artery systolic pressure; RV: right ventricle; PA: pulmonary artery.

In HFpEF with obesity phenotype, right ventricular dysfunction results from several mechanisms acting on preload, afterload, and contractility of the right ventricle. Increased pulmonary pressure (combined pre- and post-capillary) is frequently present, as is right ventricular dilation, primary ventricular sarcomere dysfunction, pericardial constriction, and ventricular interdependence, which further aggravate biventricular filling and pulmonary hypertension.27

RV dysfunction is an independent predictor of mortality and hospitalization risk in HFpEF. Therefore, it should always be investigated. A TAPSE/PASP ratio < 0.48 mm/mmHg was associated with higher all-cause mortality and higher hospitalization for HF in a population with HF with preserved and reduced LVEF.29 Another study has demonstrated that, in the subgroup of patients with HFpEF and pre-capillary pulmonary hypertension, a TAPSE/PASP ratio < 0.36 mm/mmHg was associated with poor clinical outcomes, but suggested that these individuals could respond more favorably to interventions targeting RV afterload.30

It is important to highlight that the RV-GSL/PASP ratio has also been used as an appropriate methodology to assess RV-PA coupling and has proven to be an accurate instrument for assessing patients in different scenarios.26-28

 VAC X HFpEF

In the context of HFpEF, the calculation of the LVEF does not characterize broader aspects of the ventricular-arterial connection, particularly those related to afterload (Ea) or contractility (Ees), which are highly relevant for therapeutic management in patients with clinical symptoms of HF and preserved LVEF. In this scenario, Ees may be normal, while Ea may be increased, resulting in Ea/Ees > 1.0 (VA decoupling). However, Ea/Ees can often occur with a normal result (between 0.5 and 1.0), despite Ea and Ees being elevated. Therefore, it is crucial to identify the value of the elastances individually22 (Figures 5 and 6). Some interventions have shown potential impact on elastances, in addition to improving VAC: antihypertensive drugs,21 angiotensin receptor-neprilysin inhibitors (ARNIs),31 sodium-glucose cotransporter-2 (SGLT2) inhibitors,32 GLP-1 analogs,33 and interleukin IL-134 and IL-12 inhibitors.35

The use of VAC to assess the population with HFpEF has proven to be an accurate tool for stratifying those individuals at greater risk. In a recent study involving patients with LVEF > 40%, it was shown that the subgroup of patients, despite having higher LVEF, had a greater degree of LV hypertrophy, higher LV filling pressures, and a higher rate of LV-AO decoupling with a worse prognosis. On top of that, the subgroup that showed RV-PA decoupling, verified by the TAPSE/PASP ratio, also demonstrated a worse prognosis, regardless of LVEF values, E/e’ ratio, and presence of atrial fibrillation.34

 Pericardial restraint (HFpEF) X ventricular interdependence

Obese patients with HFpEF have peculiar pathophysiological characteristics, including hypervolemia, RV-PA decoupling, biventricular hypertrophy, right ventricular dysfunction, pre- and post-pulmonary capillary hypertension, elevated filling pressures in left chambers, and increased EAT36 (Figure 8).

– A proposed hemodynamic mechanism for HFpEF with obesity phenotype. LV: left ventricle; RV: right ventricle; O2: oxygen; LVEDP: left ventricular end-diastolic pressure; RVEDV: right ventricular end-diastolic volume.

Due to its proximity to the myocardium, excess EAT can promote local inflammatory and mechanical constrictive effects on the cardiac muscle. Pericardial restraint associated with hypervolemia can increase pericardial pressure, promote competition for filling between the RV and LV, cause flattening of the ventricular septum, highlight ventricular interdependence, and lead to RV distension, reduced LV preload, increased LV end-diastolic pressure, and reduced cardiac output (Figure 8). On echocardiography, it is possible to quantify, using the parasternal short-axis plane, the LV eccentricity index, which becomes higher (LV eccentricity index > 1) (Figure 9) as greater pericardial constriction and higher intracardiac pressures are observed, including right atrial, pulmonary arterial, and RV end-diastolic pressures, which are concomitant with a significant reduction in functional physical capacity.37-40

– Illustration showing an increase in the LV eccentricity index due to ventricular interdependence, as proposed for HFpEF with obesity phenotype. Source: modified Borlaug et al., 2019.39

Ventricular interdependence has been a therapeutic target of several current studies. Studies performing transcatheter interventions to reduce tricuspid regurgitation in patients with HFpEF have been designed to improve ventricular interdependence and increase LV filling.40,41 Similarly, a pilot study has demonstrated the potential for surgical pericardiotomy in patients with HFpEF and restraint EAT.42

 Final considerations

The magnitude of the global public health issue of HFpEF, in which obesity has a prevalence of approximately 70% (Table 1), has motivated, in recent years, a more specific investigation of the phenotype of subpopulations for better diagnostic, therapeutic, and prognostic results. Particular attention has been given to excess EAT in this population, which, associated with volume overload, can lead to pericardial restraint with ventricular interdependence, contributing to a more significant increase in left chamber filling pressures, worsening of pulmonary pressure, reduction in cardiac output, low physical capacity, and a worse prognosis. This hemodynamic condition can be identified by echocardiogram (LV eccentricity index > 1).

Non-invasive analysis of VAC by echocardiography appears to be a promising tool to assess hemodynamics in a more individualized manner and customize the treatment of patients with HFpEF. The single-beat echocardiographic method, coupled with a dedicated application, is becoming increasingly feasible. Besides, physicians are gaining more experience with this technology, having a better understanding of the complex interaction between the heart and the vessels. Yet, efforts to develop new methods must continue, both through advanced imaging techniques and new software solutions, artificial intelligence, and machine learning. It is clear that the earlier an accurate diagnosis, etiological definition, and severity estimation are made, and preventive and therapeutic efforts are implemented, the greater the benefits in terms of disease progression and the associated outcomes.

 References 1. Maryniak A, Maisuradze N, Ahmed R, Biskupski P, Jayaraj J, Budzikowski AS. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Update: A Review of Clinical Trials and New Therapeutic Considerations. Cardiol J. 2022;29(4):670-9. doi: 10.5603/CJ.a2022.0051. Maryniak A Maisuradze N Ahmed R Biskupski P Jayaraj J Budzikowski AS Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Update: A Review of Clinical Trials and New Therapeutic Considerations Cardiol J 2022 29 4 670 679 10.5603/CJ.a2022.0051 2. Kittleson M, Panjrath G, Amancherla K, Davis LL, Deswal A, Dixon DL, et al. 2023 ACC Expert Consensus Decision Pathway on Management of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Report of the American College of Cardiology Solution Set Oversight Committee. J Am Coll Cardiol. 2023;81(18):1835-78. doi: 10.1016/j.jacc.2023.03.393 Kittleson M Panjrath G Amancherla K Davis LL Deswal A Dixon DL et al 2023 ACC Expert Consensus Decision Pathway on Management of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Report of the American College of Cardiology Solution Set Oversight Committee J Am Coll Cardiol 2023 81 18 1835 1878 10.1016/j.jacc.2023.03.393 3. Logeart D. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: New Challenges and New Hopes. Presse Med. 2024;53(1):104185. doi: 10.1016/j.lpm.2023.104185. Logeart D Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: New Challenges and New Hopes Presse Med 2024 53 1 104185 10.1016/j.lpm.2023.104185 4. Jasinska-Piadlo A, Campbell P. Management of Patients with Heart Failure and Preserved Ejection Fraction. Heart. 2023;109(11):874-83. doi: 10.1136/heartjnl-2022-321097. Jasinska-Piadlo A Campbell P Management of Patients with Heart Failure and Preserved Ejection Fraction Heart 2023 109 11 874 883 10.1136/heartjnl-2022-321097 5. Bozkurt B, Coats AJ, Tsutsui H, Abdelhamid M, Adamopoulos S, Albert N, et al. Universal Definition and Classification of Heart Failure: A Report of the Heart Failure Society of America, Heart Failure Association of the European Society of Cardiology, Japanese Heart Failure Society and Writing Committee of the Universal Definition of Heart Failure. J Card Fail. 2021;27(4):387-413. doi: 10.1016/j.cardfail.2021.01.022. Bozkurt B Coats AJ Tsutsui H Abdelhamid M Adamopoulos S Albert N et al Universal Definition and Classification of Heart Failure: A Report of the Heart Failure Society of America, Heart Failure Association of the European Society of Cardiology, Japanese Heart Failure Society and Writing Committee of the Universal Definition of Heart Failure J Card Fail 2021 27 4 387 413 10.1016/j.cardfail.2021.01.022 6. Hamo CE, De Jong C, Hartshorne-Evans N, Lund LH, Shah SJ, Solomon S, et al. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Nat Rev Dis Primers. 2024;10(1):55. doi: 10.1038/s41572-024-00540-y. Hamo CE De Jong C Hartshorne-Evans N Lund LH Shah SJ Solomon S et al Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Nat Rev Dis Primers 2024 10 1 55 10.1038/s41572-024-00540-y 7. Redfield MM, Borlaug BA. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Review. JAMA. 2023;329(10):827-38. doi: 10.1001/jama.2023.2020. Redfield MM Borlaug BA Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Review JAMA 2023 329 10 827 838 10.1001/jama.2023.2020 8. Donal E, L'Official G, Kosmala W. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: Defining Phenotypes. J Card Fail. 2020;26(11):929-31. doi: 10.1016/j.cardfail.2020.09.013. Donal E L'Official G Kosmala W Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: Defining Phenotypes J Card Fail 2020 26 11 929 931 10.1016/j.cardfail.2020.09.013 9. Khan SS, Ning H, Wilkins JT, Allen N, Carnethon M, Berry JD, et al. Association of Body Mass Index with Lifetime Risk of Cardiovascular Disease and Compression of Morbidity. JAMA Cardiol. 2018;3(4):280-7. doi: 10.1001/jamacardio.2018.0022. Khan SS Ning H Wilkins JT Allen N Carnethon M Berry JD et al Association of Body Mass Index with Lifetime Risk of Cardiovascular Disease and Compression of Morbidity JAMA Cardiol 2018 3 4 280 287 10.1001/jamacardio.2018.0022 10. Cercato C, Fonseca FA. Cardiovascular Risk and Obesity. Diabetol Metab Syndr. 2019;11:74. doi: 10.1186/s13098-019-0468-0. Cercato C Fonseca FA Cardiovascular Risk and Obesity Diabetol Metab Syndr 2019 11 74 10.1186/s13098-019-0468-0 11. Shams E, Kamalumpundi V, Peterson J, Gismondi RA, Oigman W, Correia MLG. Highlights of Mechanisms and Treatment of Obesity-Related Hypertension. J Hum Hypertens. 2022;36(9):785-93. doi: 10.1038/s41371-021-00644-y. Shams E Kamalumpundi V Peterson J Gismondi RA Oigman W Correia MLG Highlights of Mechanisms and Treatment of Obesity-Related Hypertension J Hum Hypertens 2022 36 9 785 793 10.1038/s41371-021-00644-y 12. Dronkers J, van Veldhuisen DJ, van der Meer P, Meems LMG. Heart Failure and Obesity: Unraveling Molecular Mechanisms of Excess Adipose Tissue. J Am Coll Cardiol. 2024;84(17):1666-77. doi: 10.1016/j.jacc.2024.07.016. Dronkers J van Veldhuisen DJ van der Meer P Meems LMG Heart Failure and Obesity: Unraveling Molecular Mechanisms of Excess Adipose Tissue J Am Coll Cardiol 2024 84 17 1666 1677 10.1016/j.jacc.2024.07.016 13. Borlaug BA, Sharma K, Shah SJ, Ho JE. Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: JACC Scientific Statement. J Am Coll Cardiol. 2023;81(18):1810-34. doi: 10.1016/j.jacc.2023.01.049. Borlaug BA Sharma K Shah SJ Ho JE Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: JACC Scientific Statement J Am Coll Cardiol 2023 81 18 1810 1834 10.1016/j.jacc.2023.01.049 14. Ferrara D, Montecucco F, Dallegri F, Carbone F. Impact of Different Ectopic Fat Depots on Cardiovascular and Metabolic Diseases. J Cell Physiol. 2019;234(12):21630-41. doi: 10.1002/jcp.28821. Ferrara D Montecucco F Dallegri F Carbone F Impact of Different Ectopic Fat Depots on Cardiovascular and Metabolic Diseases J Cell Physiol 2019 234 12 21630 21641 10.1002/jcp.28821 15. Gosh S. Ectopic Fat: The Potential Target for Obesity Management. J Obes Metab Res 2014;1(1):30-8. doi: 10.4103/2347-9906.123883. Gosh S Ectopic Fat: The Potential Target for Obesity Management J Obes Metab Res 2014 1 1 30 38 10.4103/2347-9906.123883 16. Ikonomidis I, Aboyans V, Blacher J, Brodmann M, Brutsaert DL, Chirinos JA, et al. The Role of Ventricular-Arterial Coupling in Cardiac Disease and Heart Failure: Assessment, Clinical Implications and Therapeutic Interventions. A Consensus Document of the European Society of Cardiology Working Group on Aorta & Peripheral Vascular Diseases, European Association of Cardiovascular Imaging, and Heart Failure Association. Eur J Heart Fail. 2019;21(4):402-24. doi: 10.1002/ejhf.1436. Ikonomidis I Aboyans V Blacher J Brodmann M Brutsaert DL Chirinos JA et al The Role of Ventricular-Arterial Coupling in Cardiac Disease and Heart Failure: Assessment, Clinical Implications and Therapeutic Interventions. A Consensus Document of the European Society of Cardiology Working Group on Aorta & Peripheral Vascular Diseases, European Association of Cardiovascular Imaging, and Heart Failure Association Eur J Heart Fail 2019 21 4 402 424 10.1002/ejhf.1436 17. Gamarra A, Díez-Villanueva P, Salamanca J, Aguilar R, Mahía P, Alfonso F. Development and Clinical Application of Left Ventricular-Arterial Coupling Non-Invasive Assessment Methods. J Cardiovasc Dev Dis. 2024;11(5):141. doi: 10.3390/jcdd11050141. Gamarra A Díez-Villanueva P Salamanca J Aguilar R Mahía P Alfonso F Development and Clinical Application of Left Ventricular-Arterial Coupling Non-Invasive Assessment Methods J Cardiovasc Dev Dis 2024 11 5 141 10.3390/jcdd11050141 18. Chirinos JA. Ventricular-Arterial Coupling: Invasive and Non-Invasive Assessment. Artery Res. 2013;7(1):1-24.doi: 10.1016/j.artres.2012.12.002. Chirinos JA Ventricular-Arterial Coupling: Invasive and Non-Invasive Assessment Artery Res 2013 7 1 1 24 10.1016/j.artres.2012.12.002 19. Laurent S, Cockcroft J, van Bortel L, Boutouyrie P, Giannattasio C, Hayoz D, et al. Expert Consensus Document on Arterial Stiffness: Methodological Issues and Clinical Applications. Eur Heart J. 2006;27(21):2588-605. doi: 10.1093/eurheartj/ehl254. Laurent S Cockcroft J van Bortel L Boutouyrie P Giannattasio C Hayoz D et al Expert Consensus Document on Arterial Stiffness: Methodological Issues and Clinical Applications Eur Heart J 2006 27 21 2588 2605 10.1093/eurheartj/ehl254 20. Shah AM, Claggett B, Sweitzer NK, Shah SJ, Anand IS, Liu L, et al. Prognostic Importance of Impaired Systolic Function in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and the Impact of Spironolactone. Circulation. 2015;132(5):402-14. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.115.015884. Shah AM Claggett B Sweitzer NK Shah SJ Anand IS Liu L et al Prognostic Importance of Impaired Systolic Function in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and the Impact of Spironolactone Circulation 2015 132 5 402 414 10.1161/CIRCULATIONAHA.115.015884 21. Iakovou I, Karpanou EA, Vyssoulis GP, Toutouzas PK, Cokkinos DV. Assessment of Arterial Ventricular Coupling Changes in Patients Under Therapy with Various Antihypertensive Agents by a Non-Invasive Echocardiographic Method. Int J Cardiol. 2004;96(3):355-60. doi: 10.1016/j.ijcard.2003.07.022. Iakovou I Karpanou EA Vyssoulis GP Toutouzas PK Cokkinos DV Assessment of Arterial Ventricular Coupling Changes in Patients Under Therapy with Various Antihypertensive Agents by a Non-Invasive Echocardiographic Method Int J Cardiol 2004 96 3 355 360 10.1016/j.ijcard.2003.07.022 22. Holm H, Magnusson M, Jujic A, Bozec E, Girerd N. How to Calculate Ventricular-Arterial Coupling? Eur J Heart Fail. 2022;24(4):600-2. doi: 10.1002/ejhf.2456. Holm H Magnusson M Jujic A Bozec E Girerd N How to Calculate Ventricular-Arterial Coupling? Eur J Heart Fail 2022 24 4 600 602 10.1002/ejhf.2456 23. Chen CH, Fetics B, Nevo E, Rochitte CE, Chiou KR, Ding PA, et al. Noninvasive Single-Beat Determination of Left Ventricular End-Systolic Elastance in Humans. J Am Coll Cardiol. 2001;38(7):2028-34. doi: 10.1016/s0735-1097(01)01651-5. Chen CH Fetics B Nevo E Rochitte CE Chiou KR Ding PA et al Noninvasive Single-Beat Determination of Left Ventricular End-Systolic Elastance in Humans J Am Coll Cardiol 2001 38 7 2028 2034 10.1016/s0735-1097(01)01651-5 24. Bertini P. iElastance - Apple iOS App [Internet]. Cupertino: Apple; 2024 [cited 2025 Jan 6]. Available from: https://apps.apple.com/br/app/ielastance/id556528864. Bertini P iElastance - Apple iOS App Internet Cupertino Apple 2024 cited 2025 Jan 6 https://apps.apple.com/br/app/ielastance/id556528864 25. Ikonomidis I, Katsanos S, Triantafyllidi H, Parissis J, Tzortzis S, Pavlidis G, et al. Pulse Wave Velocity to Global Longitudinal Strain Ratio in Hypertension. Eur J Clin Invest. 2019;49(2):e13049. doi: 10.1111/eci.13049. Ikonomidis I Katsanos S Triantafyllidi H Parissis J Tzortzis S Pavlidis G et al Pulse Wave Velocity to Global Longitudinal Strain Ratio in Hypertension Eur J Clin Invest 2019 49 2 e13049 10.1111/eci.13049 26. Humbert M, Kovacs G, Hoeper MM, Badagliacca R, Berger RMF, Brida M, et al. 2022 ESC/ERS Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension. Eur Heart J. 2022;43(38):3618-731. doi: 10.1093/eurheartj/ehac237. Humbert M Kovacs G Hoeper MM Badagliacca R Berger RMF Brida M et al 2022 ESC/ERS Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension Eur Heart J 2022 43 38 3618 3731 10.1093/eurheartj/ehac237 27. Li H, Ye T, Su L, Wang J, Jia Z, Wu Q, et al. Assessment of Right Ventricular-Arterial Coupling by Echocardiography in Patients with Right Ventricular Pressure and Volume Overload. Rev Cardiovasc Med. 2023;24(12):366. doi: 10.31083/j.rcm2412366. Li H Ye T Su L Wang J Jia Z Wu Q et al Assessment of Right Ventricular-Arterial Coupling by Echocardiography in Patients with Right Ventricular Pressure and Volume Overload Rev Cardiovasc Med 2023 24 12 366 10.31083/j.rcm2412366 28. Houston BA, Brittain EL, Tedford RJ. Right Ventricular Failure. N Engl J Med. 2023;388(12):1111-25. doi: 10.1056/NEJMra2207410. Houston BA Brittain EL Tedford RJ Right Ventricular Failure N Engl J Med 2023 388 12 1111 1125 10.1056/NEJMra2207410 29. Bosch L, Lam CSP, Gong L, Chan SP, Sim D, Teo D, et al. Right Ventricular Dysfunction in Left-Sided Heart Failure with Preserved versus Reduced Ejection Fraction. Eur J Heart Fail. 2017;19(12):1664-71. doi: 10.1002/ejhf.873. Bosch L Lam CSP Gong L Chan SP Sim D Teo D et al Right Ventricular Dysfunction in Left-Sided Heart Failure with Preserved versus Reduced Ejection Fraction Eur J Heart Fail 2017 19 12 1664 1671 10.1002/ejhf.873 30. Gorter TM, van Veldhuisen DJ, Voors AA, Hummel YM, Lam CSP, Berger RMF, et al. Right Ventricular-Vascular Coupling in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and Pre- Vs. Post-Capillary Pulmonary Hypertension. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2018;19(4):425-32. doi: 10.1093/ehjci/jex133. Gorter TM van Veldhuisen DJ Voors AA Hummel YM Lam CSP Berger RMF et al Right Ventricular-Vascular Coupling in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and Pre- Vs. Post-Capillary Pulmonary Hypertension Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2018 19 4 425 432 10.1093/ehjci/jex133 31. Williams B, Cockcroft JR, Kario K, Zappe DH, Brunel PC, Wang Q, et al. Effects of Sacubitril/Valsartan versus Olmesartan on Central Hemodynamics in the Elderly with Systolic Hypertension: The PARAMETER Study. Hypertension. 2017;69(3):411-20. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08556. Williams B Cockcroft JR Kario K Zappe DH Brunel PC Wang Q et al Effects of Sacubitril/Valsartan versus Olmesartan on Central Hemodynamics in the Elderly with Systolic Hypertension: The PARAMETER Study Hypertension 2017 69 3 411 420 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08556 32. Ikonomidis I, Papadavid E, Makavos G, Andreadou I, Varoudi M, Gravanis K, et al. Lowering Interleukin-12 Activity Improves Myocardial and Vascular Function Compared with Tumor Necrosis Factor-a Antagonism or Cyclosporine in Psoriasis. Circ Cardiovasc Imaging. 2017;10(9):e006283. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.117.006283. Ikonomidis I Papadavid E Makavos G Andreadou I Varoudi M Gravanis K et al Lowering Interleukin-12 Activity Improves Myocardial and Vascular Function Compared with Tumor Necrosis Factor-a Antagonism or Cyclosporine in Psoriasis Circ Cardiovasc Imaging 2017 10 9 e006283 10.1161/CIRCIMAGING.117.006283 33. Kosiborod MN, Verma S, Borlaug BA, Butler J, Davies MJ, Jensen TJ, et al. Effects of Semaglutide on Symptoms, Function, and Quality of Life in Patients with Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and Obesity: A Prespecified Analysis of the STEP-HFpEF Trial. Circulation. 2024;149(3):204-16. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067505. Kosiborod MN Verma S Borlaug BA Butler J Davies MJ Jensen TJ et al Effects of Semaglutide on Symptoms, Function, and Quality of Life in Patients with Heart Failure with Preserved Ejection Fraction and Obesity: A Prespecified Analysis of the STEP-HFpEF Trial Circulation 2024 149 3 204 216 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067505 34. Ikonomidis I, Tzortzis S, Lekakis J, Paraskevaidis I, Andreadou I, Nikolaou M, et al. Lowering Interleukin-1 Activity with Anakinra Improves Myocardial Deformation in Rheumatoid Arthritis. Heart. 2009;95(18):1502-7. doi: 10.1136/hrt.2009.168971. Ikonomidis I Tzortzis S Lekakis J Paraskevaidis I Andreadou I Nikolaou M et al Lowering Interleukin-1 Activity with Anakinra Improves Myocardial Deformation in Rheumatoid Arthritis Heart 2009 95 18 1502 1507 10.1136/hrt.2009.168971 35. Reddy YNV, Carter RE, Sorimachi H, Omar M, Popovic D, Alogna A, et al. Effect of Dapagliflozin on Right Heart-Pulmonary Vascular Interaction in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Secondary Analysis of a Randomized Clinical Trial. JAMA Cardiol. 2024;9(9)843-51. doi: 10.1001/jamacardio.2024.1914. Reddy YNV Carter RE Sorimachi H Omar M Popovic D Alogna A et al Effect of Dapagliflozin on Right Heart-Pulmonary Vascular Interaction in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A Secondary Analysis of a Randomized Clinical Trial JAMA Cardiol 2024 9 9 843 851 10.1001/jamacardio.2024.1914 36. Ohte N, Kikuchi S, Iwahashi N, Kinugasa Y, Dohi K, Takase H, et al. Distinctive Left Ventricular-Arterial and Right Ventricular-Pulmonary Arterial Coupling Observed in Patients with Heart Failure and a Higher Left Ventricular Ejection Fraction Range. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2024;25(6):774-81. doi: 10.1093/ehjci/jeae033. Ohte N Kikuchi S Iwahashi N Kinugasa Y Dohi K Takase H et al Distinctive Left Ventricular-Arterial and Right Ventricular-Pulmonary Arterial Coupling Observed in Patients with Heart Failure and a Higher Left Ventricular Ejection Fraction Range Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2024 25 6 774 781 10.1093/ehjci/jeae033 37. Obokata M, Reddy YNV, Pislaru SV, Melenovsky V, Borlaug BA. Evidence Supporting the Existence of a Distinct Obese Phenotype of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Circulation. 2017;136(1):6-19. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.026807. Obokata M Reddy YNV Pislaru SV Melenovsky V Borlaug BA Evidence Supporting the Existence of a Distinct Obese Phenotype of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Circulation 2017 136 1 6 19 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.026807 38. Oduah MT, Sundaram V, Reddy YN. Epicardial Fat in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: Bad Actor or Just Lying Around? Card Fail Rev. 2023;9:e06. doi: 10.15420/cfr.2022.25. Oduah MT Sundaram V Reddy YN Epicardial Fat in Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: Bad Actor or Just Lying Around? Card Fail Rev 2023 9 e06 10.15420/cfr.2022.25 39. Borlaug BA, Reddy YNV. The Role of the Pericardium in Heart Failure: Implications for Pathophysiology and Treatment. JACC Heart Fail. 2019;7(7):574-85. doi: 10.1016/j.jchf.2019.03.021. Borlaug BA Reddy YNV The Role of the Pericardium in Heart Failure: Implications for Pathophysiology and Treatment JACC Heart Fail 2019 7 7 574 585 10.1016/j.jchf.2019.03.021 40. Elsanhoury A, Nelki V, Kelle S, van Linthout S, Tschöpe C. Epicardial Fat Expansion in Diabetic and Obese Patients with Heart Failure and Preserved Ejection Fraction-A Specific HFpEF Phenotype. Front Cardiovasc Med. 2021;8:720690. doi: 10.3389/fcvm.2021.720690. Elsanhoury A Nelki V Kelle S van Linthout S Tschöpe C Epicardial Fat Expansion in Diabetic and Obese Patients with Heart Failure and Preserved Ejection Fraction-A Specific HFpEF Phenotype Front Cardiovasc Med 2021 8 720690 10.3389/fcvm.2021.720690 41. Kresoja KP, Rosch S, Schober AR, Fengler K, Schlotter F, Bombace S, et al. Implications of Tricuspid Regurgitation and Right Ventricular Volume Overload in Patients with Heart Failure with Preserved Ejection Fraction. Eur J Heart Fail 2024;26(4):1025-35. doi: 10.1002/ejhf.3195. Kresoja KP Rosch S Schober AR Fengler K Schlotter F Bombace S et al Implications of Tricuspid Regurgitation and Right Ventricular Volume Overload in Patients with Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Eur J Heart Fail 2024 26 4 1025 1035 10.1002/ejhf.3195 42. Borlaug BA, Schaff HV, Asirvatham SJ, Koepp KE, Mauermann WJ, Rowse PG. Surgical Pericardiotomy to Treat Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A First Clinical Study. Eur Heart J. 2023;44(44):4719-21. doi: 10.1093/eurheartj/ehad620. Borlaug BA Schaff HV Asirvatham SJ Koepp KE Mauermann WJ Rowse PG Surgical Pericardiotomy to Treat Heart Failure with Preserved Ejection Fraction: A First Clinical Study Eur Heart J 2023 44 44 4719 4721 10.1093/eurheartj/ehad620

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

There were no external funding sources for this study.

 10.36660/abcimg.20240132 Artigo de Revisão Como Eu Faço a Avaliação da ICFEp Considerando o Acoplamento Ventrículo-Arterial e a Interdependência Ventricular 0000-0002-2901-9480 Braga João Carlos Moron Saes Concepção e desenho da pesquisa obtenção de dados análise e interpretação dos dados e redação do manuscrito revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 2 0000-0002-5153-8420 Assef Jorge Eduardo revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 3 0000-0001-8760-2052 Guimarães Fabio Villaça Filho revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 2 0000-0001-9580-4703 Silva Raphael Aparecido Barreto da revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 2 Brasil Faculdade de Medicina de Marília, Marília, SP – Brasil Brasil Instituto do Coração de Marília, Marília, SP – Brasil Brasil Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP – Brasil João Carlos Moron Saes Braga • Faculdade de Medicina de Marília. Avenida Monte Carmelo, 800. CEP: 17519-030. Marília, SP – Brasil E-mail: joaocbraga2002@yahoo.com.br

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Marcelo Tavares

 Abstract

A insuficiência cardíaca (IC) é um grave problema de saúde pública, com impacto na mortalidade e na morbidade populacional global. A prevalência da insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEp) revela-se em evidente crescimento, associada a fatores como envelhecimento da população, obesidade, sedentarismo e doenças cardiometabólicas, caracterizando-se como um dos desafios diagnósticos e terapêuticos mais urgentes da atualidade. Além disso, a ICFEp fenótipo obesidade pode estar relacionada à IC, ocorrendo como resultado de diversos mecanismos deletérios à função cardíaca, incluindo a ação direta do tecido adiposo epicárdico (TAE), provocando restrição direta do pericárdio e interdependência ventricular, com intensa repercussão hemodinâmica, declínio da capacidade funcional e pior prognóstico. A estimativa do acoplamento ventrículo-arterial (AVA) de modo não invasivo por meio da ecocardiografia permite compreender melhor a interação entre o coração e o sistema arterial por meio do monitoramento das alterações hemodinâmicas, podendo guiar a terapia médica, com impacto no prognóstico. Embora essas ferramentas e parâmetros sejam promissores, faz-se necessária a incorporação cada vez maior de novas tecnologias, como a inteligência artificial e o machine learning, de forma a viabilizar a aplicabilidade do AVA na prática clínica. Estudos futuros são fundamentais para a normatização de novos métodos e valores nesse contexto.

 Fenótipo Obesidade Acoplamento Ventrículo-Arterial Interdependência

: Como Eu Faço a Avaliação da ICFEp Considerando o Acoplamento Ventrículo-Arterial e a Interdependência Ventricular Desenvolvimento e progressão da ICFEp fenótipo obesidade. Destaque para as implicações na interdependência ventricular e no AVA. Fonte: Adaptada de Borlaug et al., 2023.13 VD: ventrículo direito; ICFEp: insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada.

Introdução

A insuficiência cardíaca (IC) é um grave problema de saúde pública que afeta milhões de indivíduos mundialmente e apresenta impacto considerável na mortalidade e na qualidade de vida. Embora dados epidemiológicos indiquem que a incidência global de IC tende a diminuir, a prevalência da insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEp) continua crescendo, estando associada a fatores como envelhecimento da população, obesidade, sedentarismo e doenças cardiometabólicas.1-3

A fisiopatologia da ICFEp está relacionada às morbidades primárias geradoras de agressão cardíaca e vascular a partir de um estado pró-inflamatório crônico. Mais especificamente, tal comprometimento estrutural e funcional do coração é resultado de uma complexa interação entre anormalidades metabólicas, prejuízos à microcirculação, modificações no funcionamento das organelas celulares, disfunção autonômica, exacerbação da atividade do sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) e respostas imunes mal adaptativas.4,5

O diagnóstico da ICFEp é desafiador na maioria dos casos e acaba sendo realizado em fases avançadas da doença, o que limita os resultados terapêuticos. Em síntese, a ICFEp pode ser diagnosticada na presença de evidências clínicas de IC, fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) ≥ 50% e evidências de elevação das pressões de enchimento e/ou alteração estrutural cardíaca. Deste modo, a avaliação clínica minuciosa, o exame ecocardiográfico e a dosagem de peptídeos natriuréticos mantêm-se como recursos diagnósticos fundamentais.6

Consequentemente, a ICFEp se configura como um dos desafios diagnósticos e terapêuticos mais imperativos da atualidade, considerando a prevalência crescente, o subdiagnóstico, o mau prognóstico, opções terapêuticas limitadas e o impacto considerável sobre os sistemas de saúde.

ICFEp fenótipo obesidade

A ICFEp caracteriza-se pela coexistência de múltiplas doenças cardíacas e não cardíacas, de modo que fenótipos clínicos distintos podem ser identificados e determinados por diferentes fatores de risco, comorbidades, remodelamento do ventrículo esquerdo (VE), padrão hemodinâmico e disfunção orgânica (Tabela 1).6,7A obesidade, além de sua associação inequívoca com a hipertensão arterial sistêmica (HAS), o diabetes mellitus (DM) e a resistência insulínica, tem sido apontada como causa primária da IC, mediada por vários elementos deletérios à função cardíaca por alteração do cardiometabolismo e restrição direta do pericárdio (gordura epicárdica), bem como efeitos sistêmicos sobre o pulmão, o músculo esquelético, o rim e o fígado, em decorrência de inflamação sistêmica, ativação neuro-hormonal, desregulação autonômica e carga hemodinâmica alterada (Tabela 1).7-13

– Alterações estruturais e funcionais na ICFEp
Anormalidade cardíaca Frequência, %
Alteração da geometria do VE, hipertrofia concêntrica ou remodelamento 60
Alteração da função diastólica do VE (alteração do relaxamento, aumento da rigidez) 80-90
Fibrose miocárdica Discreta 66
Moderada 17
Importante 10
Disfunção miocárdica microvascular e/ou redução da densidade dos microvasos 80
Aumento da rigidez do VE 70
Aumento atrial esquerdo e/ou disfunções sistólica e diastólica 70
Aumento da gordura epicárdica 40-50 (pacientes com obesidade)
Restrição pericárdica com alteração do enchimento do VE 30
Fibrilação atrial 40-50
Doença das artérias coronárias epicárdicas 50-65
Pulmonar  
Hipertensão pulmonar pós-capilar ou combinação pré e pós-capilar pulmonar (grupo 2) 80
Remodelamento arterial pulmonar, venoso e de pequenos vasos  
Fisiologia pulmonar restritiva Discreta 40-50
Moderada 10
Coração direito  
Disfunção diastólica do VD 50
Aumento do VD e disfunção sistólica 30
Aumento do átrio direito e/ou disfunção sistólica/diastólica do ventrículo direito 50
Vascular  
Aumento da rigidez arterial 70
Alteração da função microvascular sistêmica 70
Redução da complacência e da capacitância venosa sistêmica 70
Sistêmica  
Obesidade 60-70
Disglicemia/resistência insulínica 60-70
Ativação neuro-humoral 30
Redução da musculatura esquelética e substituição por gordura 60
Aumento da gordura visceral 70
Renal  
Redução da taxa de filtração glomerular 60
Redução da excreção de sódio 70
Hepática  
Doença hepática gordurosa não alcoólica 40-50
Hepatopatia congestiva 10

Tabela adaptada de Redfield et al., 2023.7 VE: ventrículo esquerdo; VD: ventrículo direito.

Estudos recentes relacionados à obesidade têm dado maior atenção à localização da gordura do que à quantidade de gordura propriamente dita, visto que o tecido adiposo subcutâneo (TAS), o tecido adiposo visceral (TAV) e o tecido adiposo epicárdico (TAE) contribuem de forma distinta para o risco cardiovascular global (Figura 1).12,14,15 O TAE pode favorecer o surgimento da ICFEp em função de efeitos parácrinos pró-inflamatórios, infiltração lipídica e restrição pericárdica (Figura 1).12,15

– Diferentes locais onde a gordura pode ser depositada e o potencial patológico do TAE. Fonte: Adaptada de <xref ref-type="bibr" rid="B12">Dronkers et al., 2024</xref>.12 TAE: tecido adiposo epicárdico; TAV: tecido adiposo visceral; TAS: tecido adiposo subcutâneo; ICFEp: insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada.

É importante ressaltar que, na ICFEp, a hipertensão arterial e outras comorbidades coexistem e produzem um cenário de elevação crônica da pós-carga em consequência do aumento da rigidez arterial e do comprometimento da vasodilatação (desregulação da via NO-sGC-GMPc-PKG - óxido nítrico, guanilato ciclase solúvel, monofosfato cíclico de guanosina e proteína cinase G), associado ao incremento da volemia e ao surgimento das ondas de pulso refletidas precoces na aorta (Figura 2). A artéria mais rígida (menos complacente) provoca uma onda de pulso que se propaga com maior velocidade, fazendo com que a onda refletida correspondente retorne à aorta ascendente mais precocemente, ainda no final da sístole, com a valva aórtica aberta, fato que resulta em elevação da pressão arterial sistólica (PAS), redução da pressão arterial diastólica e redução da perfusão coronária, ou seja, um ciclo vicioso de aumento progressivo da pós-carga e disfunção miocárdica (Figura 2). O acoplamento ventrículo-arterial (AVA) tem sido aplicado na avaliação da eficiência desse processo de interação ventrículo-arterial e parece representar um marcador acurado de disfunção precoce do VE e potencial guia terapêutico na ICFEp.13,16-22

– A: Mecanismo fisiopatológico que acarreta disfunção do VE. B: O aumento da rigidez da aorta e o surgimento de ondas refletidas precoces que alcançam o coração no final da sístole, promovendo elevação da pressão de pulso, elevação da PAS, aumento da pós-carga, redução da pressão arterial diastólica e redução da perfusão coronária. Fonte: Adaptada de <xref ref-type="bibr" rid="B16">Ikonomidis et al., 2019</xref>.16 VE: ventrículo esquerdo; SNS: sistema nervoso simpático; PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica.

AVA

O AVA avalia a relação entre duas estruturas conectadas anatômica e funcionalmente: o coração e as artérias. Para investigar essa interação, utiliza-se uma unidade comum aos dois sistemas: elastância, que mede as mudanças na pressão para cada mudança unitária no volume - unidade: mmHg/ml. Originalmente, os dados de elastância e do AVA procediam da interpretação do gráfico Pressão x Volume do ciclo cardíaco, oriundos de estudo hemodinâmico invasivo (Figura 3).16

– Gráfico de Pressão x Volume clássico no ciclo cardíaco, demonstrando as curvas da relação Pressão x Volume no final da diástole e da relação Pressão x Volume no final da sístole, determinando a Ea, a Ees e o AVA (VE-AO). Fonte: Adaptada de <xref ref-type="bibr" rid="B17">Gamarra et al., 2024</xref>.17 Ea: elastância arterial; Ees: elastância sistólica final; VE: ventrículo esquerdo; AO: aorta.

A elastância arterial (Ea) é definida como a razão entre a pressão sistólica final ventricular e o volume ejetado (PSF/volume ejetado), sendo influenciada por resistência vascular, carga pulsátil e frequência cardíaca, e configura-se como um índice de carga arterial para o VE. Já a elastância sistólica final (Ees), usualmente denominada elastância ventricular, é um índice da contratilidade do VE, independente de carga, e reflete a inclinação da curva da relação Pressão x Volume no final da sístole (Figura 3), sendo a razão entre a pressão sistólica final ventricular e o volume sistólico final ventricular (PSF/VSF). A relação Ea/Ees (PSF/volume ejetado)/(PSF/VSF) pode ser simplificada como VSF/volume ejetado (removendo PSF da equação).22

O AVA é definido como a razão de Ea sobre Ees e investiga a capacidade contrátil do coração e sua capacidade de adaptação às imposições de carga.21Estudos prévios demonstraram que o valor ideal do AVA, derivado da razão Ea/Ees, deve variar entre 0,5 e 1, refletindo o estado em que o trabalho sistólico do VE é ideal (Figura 4). Uma relação Ea/Ees > 1 sugere desacoplamento ventrículo-arterial (Figura 4). Tal incompatibilidade ventrículo-arterial é frequentemente observada na ICFEp, sendo atribuída à disfunção diastólica induzida por aumento da pós-carga e isquemia subendocárdica, e pode estar associada a um pior prognóstico.16

– Avaliação da eficiência energética na transferência de sangue do sistema ventricular para o arterial pelo cálculo do AVA. Fonte: Adaptada de Chirinos et al., 2013.18 Ea: elastância arterial; Ees: elastância sistólica final; VE: ventrículo esquerdo; VA: ventrículo-arterial.

AVA esquerdo

O método ecocardiográfico padrão-ouro para a avaliação do AVA VE-AO (aorta) é o chamado método single beat, desenvolvido por Chen et al. (Figura 5).23 Devem-se obter parâmetros simples não invasivos que podem ser coletados facilmente: pressões arteriais sistólica e diastólica, volume ejetado, fração de ejeção, período de pré-ejeção e período ejetivo total. Como as fórmulas são relativamente complexas, recomenda-se o uso de um aplicativo de fácil manuseio (iElastance ©-aplicativo Apple iOS)24 (Figura 6), com resultado rápido e confiável.

– (A) Imagem ecocardiográfica bidimensional em corte paraesternal, eixo longo, evidenciando em zoom a medida de diâmetro da via de saída do VE. (B) Imagem da VTI do espectro Doppler do fluxo da via de saída do VE, que é obtido tracejando-se a linha mais cheia do espectro para se calcular o volume ejetado. (C)/(D) Imagem ecocardiográfica bidimensional em corte apical 4 câmaras (D) e 2 câmaras (C) para se obter o valor da FEVE (método de Simpson). (E) Imagem em corte apical 5 câmaras do espectro Doppler do fluxo da via de saída do VE e do fluxo mitral, para se obter o tempo de pré-ejeção (verde) e o tempo de ejeção total (laranja). Ea: elastância arterial; PAS: pressão arterial sistólica; VSVE: via de saída do ventrículo esquerdo; VDF: volume diastólico final; VSF: volume sistólico final; VTI: integral velocidade-tempo; FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo.

– (1) Imagem reproduzida do aplicativo de celular evidenciando sua fácil utilização; é necessário apenas preencher os campos com os dados obtidos, conforme <xref ref-type="fig" rid="f05002">Figura 5</xref>. (2) Exemplo prático de preenchimento dos campos. (3) Resultado imediato para Ea, Ees e AVA. Fonte: Bertini P. iElastance – Aplicativo Apple iOS. Disponível em: https://apps.apple.com/br/app/ielastance/id556528864.24 Systolic pressure: PAS; Diastolic pressure: pressão arterial diastólica; Ejection fraction: fração de ejeção; Stroke volume: volume ejetado; Pre-ejection time: tempo de pré-ejeção; Total ejection time: tempo de ejeção total.

O valor normal proposto para Ea = 2,2 (±0.8) mmHg/ml e para Ees = 2,3 (±1.0) mmHg/ml.

E a = ( P A S × 0 , 9 ) / volume ejetado.

Ees = [ P A D − ( E ( nor ) ( est ) × PAS × 0 , 9 ) ] / E ( nor ) ( est ) × Volume Ejetado , onde PAD (pressão atrial direita) e PAS são, respectivamente, as pressões arteriais diastólica e sistólica do manguito, aferidas no braço, E(nor)(est) é a elastância ventricular normalizada, estimada no início da ejeção, e Volume Ejetado é o resultado do produto da Integral Velocidade-Tempo (VTI) do espectro Doppler do fluxo da via de saída do VE pela medida de diâmetro da via de saída do VE.22 O uso do aplicativo dedicado para tal fim evita que sejam realizados cálculos complexos e demorados, bastando preencher os campos com os respectivos dados solicitados: PAS (mmHg), pressão arterial diastólica (mmHg), fração de ejeção do VE (%), volume ejetado (ml), tempo de pré-ejeção (ms) e tempo total de ejeção (ms) (Figura 5). O resultado é imediato com os valores de: Ea, Ees e AVA (Figura 6).

Inúmeras metodologias têm surgido de forma a possibilitar a avaliação do AVA VE-AO por meio da ecocardiografia. A medida de Velocidade de Onda de Pulso (VOP) parece representar, de maneira abrangente, a carga arterial (rigidez arterial, impedância aórtica e ondas refletidas precoces) (Figura 2), associada à medida do strain longitudinal global (SLG) do VE como marcador de performance miocárdica. Logo, o uso da razão VOP/SLG pode ser mais apropriado em vários cenários para caracterizar o AVA, uma vez que incorpora métodos padrão-ouro na avaliação da carga arterial (VOP) e da contratilidade do VE (SLG), com valor prognóstico.16,22,25

A utilização da ecocardiografia 3D para a mensuração dos volumes ventriculares, o uso do trabalho miocárdico para a análise de performance miocárdica e a incorporação cada vez maior de inteligência artificial e machine learning para o cálculo da elastância ventricular (Ees) representam uma evolução técnica e contribuem para uma maior aplicabilidade futura do AVA na prática clínica.16,17 Nesse contexto, serão necessários estudos para a normatização de métodos e de valores.

 AVA direito

A relação TAPSE/PSAP (excursão sistólica do plano anular tricúspide/pressão sistólica da artéria pulmonar) expressa a relação entre a contratilidade do VD e sua pós-carga, demonstrando boa correlação com métodos invasivos considerados padrão-ouro para medir o acoplamento ventrículo direito-artéria pulmonar (VD-AP). Consequentemente, a relação TAPSE/PSAP tem sido incorporada nas principais diretrizes para avaliação do VD e da hipertensão pulmonar.26-28

A TAPSE é mensurada por meio de ecocardiografia em modo M (Figura 7A) e avalia a função contrátil do VD. Para se estimar a pós-carga do VD (PSAP), determina-se a velocidade máxima do jato de regurgitação tricúspide a partir da análise da curva espectral do Doppler contínuo e adiciona-se a PAD, estimada por meio de observação da veia cava inferior. Obtém-se, assim, a PSVD (pressão sistólica ventricular direita), calculada por meio da equação de Bernoulli modificada: 4 x velocidade de pico2 (Figura 7B). Na ausência de obstrução do trato de saída do ventrículo direito ou estenose pulmonar, a PSVD é igual à PSAP.

– (A) Mensuração do deslocamento do anel tricúspide pelo modo M - TAPSE. (B) Curva espectral do Doppler contínuo, demonstrando o fluxo de regurgitação tricúspide; pode-se estimar a pressão sistólica em artéria pulmonar. A relação TAPSE/PSAP estima o valor do AVA (VD-AP). TAPSE: tricuspid anular plane systolic excursion; PSAP: pressão sistólica em artéria pulmonar; VD: ventrículo direito; AP: artéria pulmonar.

Na ICFEp fenótipo obesidade, a disfunção ventricular direita decorre de diversos mecanismos atuantes na pré-carga, na pós-carga e na contratilidade do ventrículo direito. É frequente ainda a presença de pressão pulmonar aumentada (pré e pós-capilar combinada), dilatação ventricular direita, disfunção primária do sarcômero ventricular, restrição pericárdica e interdependência ventricular, que agravam ainda mais o enchimento biventricular e a hipertensão pulmonar.27

A disfunção do VD é um preditor independente de risco de mortalidade e hospitalização na ICFEp, portanto, deve ser sempre investigada. Uma relação TAPSE/PSAP < 0,48 mm/mmHg foi associada a uma maior mortalidade por todas as causas e a uma maior hospitalização por IC em população com IC com FEVE preservada e reduzida.29 Outro estudo demonstrou que, no subgrupo de pacientes com ICFEp e hipertensão pulmonar pré-capilar, uma relação TAPSE/PSAP < 0,36mm/mmHg foi associada a piores desfechos clínicos, mas sugeriu que esses indivíduos poderiam responder de forma mais favorável às intervenções direcionadas à pós-carga do VD.30

É relevante destacar que a relação do strain global longitudinal do VD (SGL-VD)/PSAP também tem sido empregada como metodologia apropriada para avaliar o acoplamento VD-AP e tem se revelado um instrumento acurado para a avaliação dos pacientes em diferentes cenários.26-28

 AVA x ICFEp

No contexto da ICFEp, o cálculo da FEVE não caracteriza aspectos mais amplos da conexão ventrículo-arterial, particularmente aqueles relacionados à pós-carga (Ea) ou à contratilidade (Ees), que são altamente relevantes para a conduta terapêutica em pacientes com quadro clínico de IC e FEVE preservada. Nesse cenário, a Ees pode estar normal, enquanto a Ea pode apresentar aumento, resultando em Ea/Ees > 1.0 (desacoplamento VA). No entanto, a Ea e a Ees podem frequentemente apresentar resultado normal (entre 0,5 e 1.0), apesar de tanto a Ea quanto a Ees estarem elevadas. Dessa forma, é essencial identificar o valor das elastâncias individualmente22(Figuras 5 e 6). Algumas intervenções têm demonstrado potencial para atuar nas elastâncias e melhorar o AVA, como drogas anti-hipertensivas,21 INRA (inibidor da neprilisina e do receptor da angiotensina),31 inibidores do cotransportador de sódio-glicose-2 (SGLT2),32 análogos de GLP-133 e inibidores de interleucinas IL-134 e IL-12.35

A utilização do AVA para a avaliação da população com ICFEp tem se mostrado uma ferramenta acurada para a estratificação daqueles indivíduos sob maior risco. Em um estudo recente envolvendo pacientes com FEVE > 40%, evidenciou-se que o subgrupo de pacientes, a despeito de apresentar FEVE mais elevada, demonstrou maior grau de hipertrofia ventricular esquerda, maiores pressões de enchimento do VE e maior taxa de desacoplamento VE-AO, com pior prognóstico. Além disso, o subgrupo que apresentou desacoplamento VD-AP, verificado pela relação TAPSE/PSAP, também demonstrou evoluir com pior prognóstico, independentemente dos valores da FEVE, relação E/e’ e presença de fibrilação atrial.34

 Restrição pericárdica (ICFEp) X interdependência ventricular

Pacientes obesos com ICFEp apresentam características patofisiológicas peculiares, incluindo hipervolemia, desacoplamento VD-AP, hipertrofia biventricular, disfunção ventricular direita, hipertensão pré e pós-capilar pulmonar, pressões de enchimento elevadas em câmaras esquerdas e aumento do TAE36 (Figura 8).

– Mecanismo hemodinâmico proposto para a ICFEp fenótipo obesidade. VE: ventrículo esquerdo; VD: ventrículo direito; O2: oxigênio; PDFVE: pressão diastólica final do ventrículo esquerdo; VDFVD: volume diastólico final do ventrículo direito; ICFEp: insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada.

Devido à proximidade com o miocárdio, o excesso de TAE pode promover efeitos locais inflamatórios e mecânicos restritivos ao músculo cardíaco. A restrição pericárdica associada à hipervolemia pode elevar a pressão pericárdica, promover uma disputa por enchimento entre o VD e o VE, ocasionar um achatamento do septo ventricular, destacar a interdependência ventricular e acarretar distensão do VD, redução da pré-carga do VE, aumento da pressão diastólica final do VE e redução do débito cardíaco (Figura 8). No ecocardiograma, é possível quantificar, utilizando o plano paraesternal de eixo curto, o índice de excentricidade do VE, que se torna mais elevado (índice de excentricidade do VE > 1) (Figura 9) à medida que se constatam maior restrição pericárdica e maiores pressões intracardíacas, incluindo pressões atrial direita, arterial pulmonar e diastólica final do VD, concomitantes com uma redução significativa na capacidade física funcional.37-40

– Ilustração evidenciando aumento do índice de excentricidade do VE devido a interdependência ventricular, proposto para a ICFEp fenótipo obesidade. Fonte: modificada de Borlaug et al., 2019.39 VE: ventrículo esquerdo; VD: ventrículo direito; AP: anteroposterior; SL: septolateral.

A interdependência ventricular tem sido alvo terapêutico de inúmeros estudos da atualidade. Estudos que efetuam intervenções transcateter para a redução da regurgitação tricúspide em pacientes com ICFEp têm sido elaborados com o intuito de melhorar a interdependência ventricular e aumentar o enchimento do VE.40,41 De maneira análoga, um estudo-piloto demonstrou o potencial para a pericardiotomia cirúrgica em pacientes com ICFEp e TAE restritivo.42

 Considerações finais

A magnitude do problema de saúde pública global da ICFEp, no qual a obesidade tem uma prevalência de aproximadamente 70% (Tabela 1), motivou nos últimos anos uma investigação mais específica de fenotipagem de subpopulações, com o objetivo de aprimorar os resultados diagnósticos, terapêuticos e de prognóstico. Atenção destacada tem sido dada ao excesso de TAE nessa população, o qual, quando associado à sobrecarga de volume, pode acarretar restrição pericárdica com interdependência ventricular, contribuindo para uma elevação mais significativa das pressões de enchimento das câmaras esquerdas, piora da pressão pulmonar, redução do débito cardíaco, baixa capacidade física e pior prognóstico. Essa condição hemodinâmica pode ser identificada pelo ecocardiograma (índice de excentricidade do VE > 1).

A análise não invasiva do AVA pela ecocardiografia parece ser uma ferramenta promissora para avaliar a hemodinâmica de forma mais individualizada e personalizar o tratamento de pacientes com ICFEp. O método ecocardiográfico de single beat, combinado ao uso de um aplicativo dedicado, está se tornando cada vez mais factível e os médicos estão ganhando mais experiência com essa tecnologia, ampliando-se, assim, o conhecimento sobre a interação complexa entre o coração e os vasos. Contudo, os esforços para o desenvolvimento de novos métodos devem continuar, seja por meio de técnicas avançadas de imagem, seja através da criação de novos softwares, inteligência artificial e machine learning. Assim, resta claro que, quanto mais precoces forem o diagnóstico preciso, a definição etiológica e a estimativa da gravidade, somados à implementação de esforços preventivos e terapêuticos, maior será o ganho com relação à progressão da doença e aos desfechos correlatos.

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.