Jennifer J. Rayner 1, Ines Abdesselam 1, Joanna d’Arcy 1, Saul G. Myerson 1, Stefan Neubauer 1, Hugh Watkins 2, Vanessa M. Ferreira 1, Oliver J. Rider 1

Contribuții: (I) Concepție și proiectare: JJ Rayner, OJ Rider; (II) Sprijin administrativ: Nici unul; (III) Furnizarea de materiale de studiu sau pacienți: SG Myerson, J d’Arcy, VM Ferreira, H Watkins, S Neubauer; (IV) Colectarea și asamblarea datelor: OJ Rider, JJ Rayner; (V) Analiza și interpretarea datelor: OJ Rider, JJ Rayner; (VI) Scrierea manuscriselor: Toți autorii; (VII) Aprobarea finală a manuscrisului: Toți autorii.

Fundal: Obezitatea provoacă o remodelare cardiacă semnificativă chiar și în sănătate, și totuși contribuția acestei inadaptări la stabilirea unui proces cardiomiopatic suplimentar este slab înțeleasă. Rezonanța magnetică cardiovasculară este instrumentul standard pentru evaluarea geometriei cardiace, în special la o populație obeză, și, prin urmare, este perfect potrivit pentru a investiga această întrebare importantă.

Metode: Folosind datele din registrul nostru extensiv de imagistică (n = 1.554), am documentat relația dintre creșterea IMC și remodelarea ventricularului stâng (VS) la pacienții cu cardiomiopatie dilatată (DCM; n = 529) și hipertrofică (HCM; n = 297), comparată la inima normală (n = 728).

Rezultate: Indiferent de starea cardiacă, creșterea IMC a dus la creșteri similare ale volumului AVC (P> 0,18). Cu toate acestea, a existat o diferență în gradul de dilatare a cavității VS asociat cu această modificare a volumului de accident vascular cerebral; comparativ cu inimile normale [creșterea volumului end-diastolic de 0,7 ml per unitate de creștere a IMC (mL/kg/m 2)], a existat o dilatare a cavității VS de trei ori mai mare în DCM (+2,2 mL/kg/m 2) și de două ori mai mare în HCM (+1,9 mL/kg/m 2, toate P 2, toate P

Trimis la 01 noiembrie 2019. Acceptat pentru publicare 15 iunie 2020.

Introducere

Obezitatea este un factor de risc clar pentru dezvoltarea insuficienței cardiace (1), iar pierderea în greutate poate reduce semnificativ acest risc (2). Acest lucru a fost atribuit, parțial, dilatării caracteristice a cavității ventriculare stângi (VS) și hipertrofie concentrică suplimentară de VS (VSH) care apar în obezitate (3-5), sunt legate de un rezultat slab (6,7) și sunt inversate cu scădere în greutate (8). Cu toate acestea, efectele obezității în bolile cardiace stabilite par a fi mai puțin previzibile și în prezent sunt departe de a fi clare. În timp ce obezitatea îmbunătățește aparent rezultatele insuficienței cardiace sistolice (9,10), aceasta are și un impact negativ asupra evoluției clinice atât în ​​cardiomiopatia hipertrofică (11), cât și în stenoza aortică (12). Motivele acestor diferențe sunt necunoscute, dar acest lucru ridică întrebarea dacă bolile cardiace care se caracterizează prin remodelare concentrică a VS răspund diferit la obezitate decât cele care prezintă un fenotip mai dilatat. Dacă răspunsul inimii la obezitate este modificat de boala de bază, acest lucru ar putea explica variațiile rezultatelor legate de obezitate în diferite patologii cardiace.

Răspunsul inimii normale la obezitate este complex. Adipozitatea în exces impune o cerere metabolică crescută asupra corpului și, prin urmare, atât debitul cardiac, cât și volumul total de sânge sunt crescute în obezitate (13). Această circulație hiperdinamică determină dilatarea cavității VS și o masă VS crescută (5). În plus, mediul hormonal în obezitate contribuie, insulina și leptina stimulând hipertrofia. Efectele obezității asupra evoluției clinice a bolilor cardiace stabilite nu sunt bine înțelese, nu sunt uniforme și sunt adesea paradoxale. Răspunsul VS la obezitate în boala stabilită este, de asemenea, investigat rar. Studiile au arătat o remodelare ventriculară crescută atât în ​​stenoza aortică (14), cât și în cardiomiopatia hipertrofică (11), boli în care în mod tradițional hipertrofia a fost considerată independentă de influențele mediului. Acest lucru sugerează nu numai că obezitatea ar putea modifica evoluția clinică a bolilor cardiace stabilite, ci și că ar trebui să fie ea însăși considerată un factor de risc modificabil pentru progresia bolii. Înțelegerea modului în care obezitatea afectează inima în bolile cardiace stabilite ne va ajuta să înțelegem dacă pierderea în greutate ar trebui folosită ca o strategie terapeutică suplimentară.

Prin urmare, scopul acestui studiu a fost de a utiliza CMR pentru a investiga (I) dacă adaptarea LV la obezitate are loc în boala cardiacă stabilită, (II) dacă este prezentă, dacă efectul este similar în mărime cu cel observat fără boala cardiacă stabilită și, ( III) dacă modificările sunt similare între o boală caracterizată prin hipertrofie în absența dilatației cavității (cardiomiopatie hipertrofică, HCM) și una prin dilatare (cardiomiopatie dilatată, DCM).

Metode

Am examinat toate scanările de imagistică prin rezonanță magnetică cardiacă (CMR) efectuate în scopuri clinice între 2009 și 2015 (n = 9.068) în unitatea noastră de recomandare terțiară, din Oxford, Regatul Unit. Pentru această analiză am selectat scanările pacienților cu un diagnostic clar de DCM sau HCM, sau cele care au fost raportate fără echivoc ca un studiu cardiac normal, cu masă biventriculară normală, volume și funcție sistolică, fără dovezi de boală valvulară sau de îmbunătățire tardivă a gadoliniului. . Această lucrare a fost compilată din mai multe studii cu aprobarea Comitetului Național de Etică în Cercetare, în conformitate cu Declarația de la Helsinki și Ghidul tripartit armonizat pentru bune practici clinice de la Conferința internațională de armonizare. Consimțământul scris informat a fost obținut de la toți pacienții.

În total, 1.570 scanări (17%) au fost incluse în analiză, separate în următoarele cohorte, determinate de cel puțin un cardiolog consultant cu expertiză semnificativă în CMR (> 5 ani): (I) scanare normală CMR (n = 728; IMC interval, 16-57 kg/m 2), (II) DCM tipic cu FEVS sub 57% (determinat ca limita inferioară a FEVS normală în populația Oxfordshire) fără dovezi de infarct miocardic la imagistica CMR sau antecedente de inimă ischemică boală, (n = 529, intervalul IMC 16-61 kg/m 2) și 3) cardiomiopatie hipertrofică, cu un tipar tipic de hipertrofie asimetrică a VS (> 15 mm grosime a peretelui) și/sau tipar tipic de îmbunătățire a gadoliniului (n = 297, Intervalul IMC: 18-50 kg/m 2). Scanările au fost excluse dacă a fost prezentă mai mult decât o boală cardiacă valvulară ușoară sau orice infarct miocardic. De asemenea, a fost exclusă orice scanare în care au fost identificate mai multe patologii probabile. Pacienții cu vârsta sub 16 ani au fost, de asemenea, excluși.

Imagistica prin rezonanță magnetică a ventriculului stâng

Toate scanările RM pentru evaluarea masei miocardice, a volumelor și a fracției de ejecție au fost efectuate pe un sistem MR 1,5 Tesla (Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germania). Toate imaginile au fost controlate cardiac cu un ECG precordial și au fost dobândite în timpul expirației la sfârșitul perioadei de respirație. Imaginile au fost achiziționate folosind o secvență de precesiune liberă în stare stabilă (SSFP) cu un timp de ecou (TE) de 1,5 ms, un timp de repetare (TR) de 3,0 ms, rezoluție temporală 47,84 ms și un unghi de rotație de 60 ° așa cum s-a descris anterior). Secvențele cinematografice SSFP au fost folosite pentru a obține imagini de localizare urmate de o stivă SSFP ventriculară stângă și dreaptă cu imagini adiacente cu o grosime a feliei de 7 mm și un spațiu interschip de 3 mm.

Analiza datelor

analize statistice

Toate statisticile au fost analizate folosind un pachet software comercial (SPSS 22; SPSS, Chicago, Ill). A fost efectuată analiza ANOVA, cu corecția Bonferroni pentru a compara variabilele de bază. Analiza de regresie liniară a fost utilizată pentru a evalua efectul IMC asupra masei VS, EDV și raportului masă VV la volum (VV MVR) pentru fiecare dintre grupuri. Reziduurile au fost utilizate pentru a confirma normalitatea distribuției și homoscedasticitatea. Pentru a compara coeficientul de regresie dintre grupurile de boală și inima normală, s-a efectuat o analiză de regresie variabilă. Toate modelele de regresie au fost ajustate pentru a ține cont de efectele vârstei. Valorile P

Rezultate

Date antropomorfe

Tabelul 1 și Figura 1 indică date antropomorfe și ventriculare stângi de la pacienți, separate în grupuri în funcție de boala cardiacă. Deși indicele de masă corporală a fost diferit din punct de vedere statistic între unele grupuri, diferența în intervalul absolut între grupuri (cel mai mic grup IMC inima normală 27 ± 6 kg/m 2; cel mai mare grup IMC HCM 29 ± 5 kg/m 2) a fost mică.

ventriculară

Diferențe de boală în remodelarea geometrică ventriculară la obezitate

Cardiomiopatie dilatativă

Deși volumul AVC a fost corelat pozitiv cu IMC atât în ​​DCM (r = 0,17, P

Discuţie

În absența unei boli cardiace evidente, efectele cardiace ale obezității și ale pierderii în greutate au fost demonstrate anterior și contribuie probabil atât la riscul crescut de a dezvolta insuficiență cardiacă, cât și la reducerea riscului observat la scăderea în greutate (1-4,8). Răspunsul VS la obezitate în boala coexistentă este, de asemenea, rar investigat. Acest studiu a arătat că amploarea remodelării VS poate fi semnificativ mai mare în bolile cardiace stabilite, dilatarea cavității VS ca răspuns la creșterea IMC fiind de trei ori mai mare în DCM și de 2 ori mai mare în HCM decât cea observată în normal inima. În plus, remodelarea concentrică a VS observată în mod normal ca răspuns la obezitate, deși observată în DCM, nu a fost văzută în HCM. Având în vedere legătura dintre modelele de remodelare a VS și mortalitate, aceste observații susțin ideea că obezitatea este un factor de risc modificabil în bolile cardiace stabilite și potențial de o importanță mai mare decât la cei cu inima normală.

Obezitate și cardiomiopatie dilatată

Combinația de expansiune a grăsimii și creșterea mușchilor scheletici (15) în obezitate duce la necesitatea unui volum circulant crescut (17) și, ca urmare, volumul AVC este crescut pentru a satisface aceste cerințe (15). Presupunând că modificările compoziției corpului cu creșterea IMC rămân similare între grupuri, ar fi de așteptat ca această creștere a cererii pentru volumul accident vascular cerebral să fie o sarcină hemodinamică fixă. Acest studiu susține această ipoteză, demonstrând că creșterea volumului AVC care însoțește creșterea IMC nu diferă între pacienții cu și fără DCM și echivalează cu aproximativ 6-7 mL la 10 kg/m 2 creștere a IMC. Cu toate acestea, mijloacele prin care LV acceptă necesitatea acestui volum crescut de accident vascular cerebral par a fi foarte diferite în DCM decât în ​​inima normală.

În principal, inima ar putea crește volumul accidentului vascular cerebral fie prin creșterea volumului diastolic final, fie prin scăderea volumului sistolic final. În inima normală, această creștere a volumului de accident vascular cerebral VS se realizează numai prin creșterea volumului diastolic final (+7 ml la 10 kg/m 2 creștere), fără modificări ale volumului sistolic final (P = 0,24). Această dilatare a cavității ar fi în concordanță cu un răspuns compensatoriu care permite inimii să mărească volumul accidentului vascular cerebral VS cu un grad mai mic de scurtare a fibrelor circumferențiale decât ar fi necesar dacă volumul sistolic final ar fi redus ca mijloc de creștere a volumului AVC Cu toate acestea, avantajul mecanic conferit de această dilatație ventriculară este compensat de creșterea coexistentă a stresului peretelui VS care are loc (în conformitate cu legea LaPlace) și este asociată cu un consum crescut de oxigen miocardic (19). Deoarece dilatarea VS este un predictor cunoscut pentru dezvoltarea insuficienței cardiace (20), acest lucru poate explica în parte de ce obezitatea este un factor de risc independent pentru dezvoltarea disfuncției sistolice.

Spre deosebire de inima normală, dilatarea cavității LV care însoțește creșterea volumului de accident vascular cerebral cu IMC a fost de 3 ori mai mare în DCM (21 ml la 10 kg/m2) decât în ​​normal (7 ml la 10 kg/m2), și a fost de trei ori mai mare decât cea necesară pentru a genera singură modificarea volumului cursei VS.

Volumul end-diastolic a crescut mai mult decât volumul sistolic final (EDV + 2,1 mL față de ESV +1,4 mL per creștere a punctului IMC, P = 0,001). Postulăm că, pentru a obține avantajul mecanic necesar pentru a crește în continuare volumul accidentului vascular cerebral în inima deja dilatată și afectată în DCM, este necesară o dilatare mai mare a cavității. Cu alte cuvinte, este necesară o dilatare mai mare a VS pentru a obține aceeași creștere a volumului de accident vascular cerebral și, pe măsură ce are loc o dilatare end-diastolică mai mare decât este necesară pentru a crește volumul accidentului vascular cerebral, acest lucru explică de ce s-a observat că volumul sistolic final crește odată cu obezitatea în DCM.

Având în vedere că dimensiunea cavității end-diastolice a VS este un factor determinant al rezultatelor clinice mai slabe în insuficiența cardiacă (21), această constatare a dilatării disproporționate a cavității VS în obezitate în DCM ar fi de așteptat să fie dăunătoare. Cu toate acestea, în ceea ce privește valoarea nominală, opusul pare să fie cazul, iar obezitatea în sine este asociată paradoxal cu o supraviețuire mai bună în cardiomiopatiile non-ischemice și ischemice (9). Motivele pentru acest lucru nu sunt încă stabilite și, într-adevăr, concluziile acestui studiu ar indica că numai remodelarea adversă are loc ca urmare a creșterii greutății corporale. Strategiile de tratament care reduc dimensiunea cavității VS în insuficiența cardiacă s-au dovedit a fi benefice (22), iar pierderea intenționată a greutății în obezitate este cunoscută pentru a reduce dimensiunea cavității VS (7) la persoanele altfel sănătoase - prin urmare, pierderea intenționată a greutății în DCM ar fi de așteptat să fie benefic. Cu toate acestea, dovezile în acest sens nu sunt stabilite, fără efectuarea unor studii prospective dedicate pentru pierderea intenționată în greutate în DCM. Această întrebare este deosebit de importantă, având în vedere actuala orientare ESC că la pacienții cu IC cu grade moderate de obezitate, pierderea în greutate nu poate fi recomandată. Este clar că sunt necesare studii dedicate privind pierderea în greutate intenționată în insuficiența cardiacă.

Obezitate și cardiomiopatie hipertrofică

Impactul obezității asupra cardiomiopatiei hipertrofice a fost evaluat recent într-un studiu observațional la 275 de pacienți (11) care utilizează CMR și a arătat că obezitatea a fost asociată cu o creștere a masei LV. Ca urmare, autorii au concluzionat că la pacienții cu HCM, obezitatea poate dicta progresia simptomelor insuficienței cardiace. Acest studiu a reiterat faptul că obezitatea este legată de masa VS, dar a identificat în plus că creșterea masei VS observată (> 2 g per kg/m 2) a fost proporțională numai cu creșterea dimensiunii cavității VS (raportul masă VV: volum și IMC nu fiind înrudit în HCM, r = -0,02, P = 0,63). Acest lucru contrastează cu inimile normale și DCM, unde s-a observat o remodelare concentrică suplimentară a VS, cu un raport de masă VV crescut. În plus, am demonstrat că grosimea maximă a peretelui LV în HCM nu a fost legată de IMC (P = 0,069), așa cum sa arătat anterior, dar nu a fost explicat în studiul menționat anterior (11). Acest lucru ar sugera că în HCM procesele distincte și specifice care determină creșterea grosimii pereților, cum ar fi hipertrofia cardiomiocitară, dezordine miofibrelor și fibroza, sunt independente de cele care reflectă cererea suprafiziologică de obezitate.

Constatarea că răspunsul la dilatarea cavității VS la obezitate a fost mai mare în HCM decât cel observat în inimile normale din nou sugerează că, pentru a obține avantajul mecanic necesar pentru a crește volumul accident vascular cerebral într-o inimă bolnavă, este necesară o creștere mai mare a dilatației cavității decât în inima normală. Deși disfuncția sistolică evidentă nu este frecventă în istoria naturală (23), există anomalii subclinice mai subtile ale funcției sistolice (24), în timp ce riscul de moarte subită este mai mult legat de grosimea peretelui. Nu se cunoaște dacă creșterea masei VS în HCM, care pare a fi proporțională cu creșterea dimensiunii cavității VS, prezice riscul de a dezvolta insuficiență cardiacă, moarte subită cardiacă sau poate fi modificată cu scăderea în greutate intenționată, dar din nou sunt necesare studii dedicate pentru a răspunde la aceste întrebări.

Limitări de studiu

Aceasta este o analiză retrospectivă a datelor din registrul clinic, în care nu a fost posibilă o analiză clinică detaliată a istoricului medical al fiecărui pacient. Cu toate acestea, acest dezavantaj este depășit de numărul de scanări CMR implicate; în plus, implicațiile clinice potențiale ale acestor constatări trebuie analizate în alte studii prospective.

Concluzii

Obezitatea este asociată cu o remodelare mai mare a VS în bolile cardiace stabilite decât în ​​inima normală, dilatarea VS legată de obezitate crescând de 3 ori în DCM și de 2 ori în HCM. În plus, în timp ce creșterea legată de obezitate a masei VS observată în HCM este proporțională doar cu creșterea cavității VS, există o hipertrofie/remodelare suplimentară în DCM. Având în vedere legătura dintre dimensiunea cavității VS și mortalitatea în insuficiența cardiacă și dovezile că pierderea în greutate a obezității duce la o remodelare inversă benefică, acest lucru ridică posibilitatea incitantă ca obezitatea să fie un factor de risc modificabil, cu o importanță deosebită în cardiomiopatia de bază.

Mulțumiri

Finanțare: SN, OR și HW recunosc sprijinul oferit de Centrul Oxford pentru Fundația Britanică a Inimii Britanice și Centrul de Cercetare Biomedică al Institutului Național Oxford pentru Cercetări în Sănătate. JR este finanțat de o bursă de formare a cercetării clinice a British Heart Foundation (ref FS/14/54/30946).

Notă de subsol

Provenance and Peer Review: Acest articol a fost comandat de editorii invitați (Oliver Rider și Andrew J. Lewis) pentru seria „Utilizarea RMN cardiac avansat în insuficiența cardiacă și hipertrofia cardiacă” publicată în Cardiovascular Diagnosis and Therapy. Articolul a fost trimis pentru o evaluare inter pares externă organizat de editorii invitați și redacție.

Conflicte de interese: Toți autorii au completat formularul de divulgare uniformă ICMJE (disponibil la http://dx.doi.org/10.21037/cdt-19-587). Seria „Utilizarea RMN-ului cardiac avansat în insuficiența cardiacă și hipertrofia cardiacă” a fost comandată de redacție fără finanțare sau sponsorizare. OJR a servit ca editor invitat neplătit al seriei. SN raportează subvenții și taxe personale de la Cytokinetcs, subvenții de la Boerhringer Ingelheim, în afara lucrării depuse. Autorii nu au alte conflicte de interese de declarat.

Declarație etică: Autorii sunt responsabili pentru toate aspectele lucrării, asigurându-se că întrebările legate de acuratețea sau integritatea oricărei părți a lucrării sunt investigate și rezolvate în mod corespunzător. Procesul a fost realizat în conformitate cu Declarația de la Helsinki. Studiile implicate au fost aprobate de Comitetele Naționale de Etică în Cercetare și s-a luat consimțământul informat de la toți pacienții.