944 resultados para Endothelial Dysfunction


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High systolic blood pressure caused by endothelial dysfunction is a comorbidity of metabolic syndrome that is mediated by local inflammatory signals. Insulin-induced vasorelaxation due to endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activation is highly dependent on the activation of the upstream insulin-stimulated serine/threonine kinase (AKT) and is severely impaired in obese, hypertensive rodents and humans. Neutralisation of circulating tumor necrosis factor-α (TNFα) with infliximab improves glucose homeostasis, but the consequences of this pharmacological strategy on systolic blood pressure and eNOS activation are unknown. To address this issue, we assessed the temporal changes in the systolic pressure of spontaneously hypertensive rats (SHR) treated with infliximab. We also assessed the activation of critical proteins that mediate insulin activity and TNFα-mediated insulin resistance in the aorta and cardiac left ventricle. Our data demonstrate that infliximab prevents the upregulation of both systolic pressure and left ventricle hypertrophy in SHR. These effects paralleled an increase in AKT/eNOS phosphorylation and a reduction in the phosphorylation of inhibitor of nuclear factor-κB (Iκβ) and c-Jun N-terminal kinase (JNK) in the aorta. Overall, our study revealed the cardiovascular benefits of infliximab in SHR. In addition, the present findings further suggested that the reduction of systolic pressure and left ventricle hypertrophy by infliximab are secondary effects to the reduction of endothelial inflammation and the recovery of AKT/eNOS pathway activation.

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Resultate dieser Arbeit zeigen, dass endotheliale und neuronale NO-Synthasen (eNOS und nNOS) ihr Substrat Arginin nicht ausschließlich aus extrazellulären, sondern auch aus intrazellulären Quellen beziehen. Das Substrat aus den intrazellulären Quellen scheint nicht über Membrantransporter in den Extrazellulärraum gelangen zu können. Dies deutet darauf hin, dass eine enge Assoziation der Arginin-bereitstellenden Enzyme mit eNOS bzw. nNOS vorliegen könnte. Dadurch würde das durch diese Enzyme generierte Arginin direkt an die NOS weitergereicht und nicht über Transporter gegen andere basische Aminosäuren (AS) im Extrazellulärraum ausgetauscht werden. Eine intrazelluläre Substrat-Quelle besteht aus dem so genannten „Recycling“, der Umwandlung des bei der NO-Synthese entstehenden Citrullins in Arginin. Eine Kopplung von Arginin-bereitstellenden „Recycling“-Enzymen mit NOS wird in Endothelzellen und teilweise auch in TGW-nu-I Neuroblastomzellen beobachtet, nicht jedoch in A673 Neuroepitheliomzellen. Die Kopplung scheint daher vom Zelltyp abhängig zu sein. Das zur Arginin-Regeneration benötigte Citrullin kann allen untersuchten Zellen durch den Austausch mit spezifischen neutralen AS, die ausschließlich zum Substratprofil des System N Transporters SN1 passen, entzogen werden. Die Anwesenheit von SN1-Substraten im Extrazellulärraum führt daher indirekt zu einer Depletion der Recycling-Quelle. SN1 mRNA ist in allen untersuchten Zellen nachweisbar. Aus Protein-Abbau stammendes Arginin stellt den zweiten Teil der intrazellulären Arginin-Quelle dar. Dieser ist in allen untersuchten eNOS- oder nNOS exprimierenden Zellen vorhanden. Das Arginin stammt dabei sowohl aus lysosomalem als auch proteasomalen Proteinabbau, wie der Einsatz spezifischer Inhibitoren zeigt. Extrazelluläres Histidin (aber keine andere Aminosäure) kann diese Arginin-Quelle depletieren. Wir vermuten deshalb, dass Histidin über den Peptid-Histidin-Transporter PHT1, der in allen untersuchten Zellen stark exprimiert ist, gegen die durch lysosomalen und proteasomalen Proteinabbau entstehenden Arginin-haltigen Di- und Tripeptide ausgetauscht wird. Der wichtigste endogene NOS-Inhibitor, asymmetrisches Dimethylarginin (ADMA), ein Marker für endotheliale Dysfunktion und Risikofaktor für kardiovaskuläre Erkrankungen, stammt ebenfalls aus Proteinabbau. Die Verfügbarkeit dieser intrazellulären Arginin-Quelle wird deshalb stark vom Methylierungsgrad des Arginins in den abgebauten Proteinen abhängen. Eine lokale ADMA-Anreicherung könnte eine Erklärung für das Arginin-Paradox sein, der unter pathophysiologischen Bedingungen beobachteten Verminderung der endothelialen NO-Synthese bei anscheinend ausreichenden intrazellulären Argininkonzentrationen. Da auch in neurodegenerativen Erkrankungen, wie Morbus Alzheimer, ADMA eine Rolle zu spielen scheint, könnte das Arginin-Paradox auch für die nNOS-vermittelte NO-Synthese von Bedeutung sein. Die Resultate demonstrieren, dass die Substratversorgung der beiden NOS-Isoformen nicht ausschließlich von kationischen Aminosäuretransportern abhängig ist, sondern auch von Transportern für neutrale Aminosäuren und Peptide, und außerdem von Arginin-bereitstellenden Enzymen. Der jeweilige Beitrag der verschiedenen Arginin-Quellen zur Substratversorgung der NOS ist daher abhängig vom Anteil der jeweiligen Aminosäuren und Peptide in der extrazellulären Flüssigkeit.

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Die AMPK ist ein ubiquitär exprimiertes, heterotrimeres Enzym, das bei Energiemangel das Überleben der Zelle sichert. Um diese Funktion ausüben zu können fungiert die AMPK als sogenannter „Energie-Sensor“, der durch steigende AMP Mengen aktiviert wird. In diesem Zustand werden ATP verbrauchende Reaktionen inhibiert und gleichzeitig ATP generierende Vorgänge induziert. Im vaskulären System konnte gezeigt werden, dass die endotheliale NOSynthase durch die AMPK aktiviert, die Angiogenese stimuliert, die Endothelzellapoptose und das Wachstum von Gefäßmuskelzellen inhibiert wird. All diese Prozesse sind fundamental in der Entwicklung von kardiovaskulären Krankheiten, was auf eine protektive Funktion der AMPK im vaskulären System hindeutet. In der vorliegenden Arbeit sollten die Effekte der in vivo Modulation der AMPK Aktivität auf Endothelfunktion, oxidativen Stress und Inflammation untersucht werden. Dazu wurden zwei unterschiedliche Mausmodelle genutzt: Einerseits wurde die AMPK Aktivität durch den pharmakologischen AMPK-Aktivator AICAR stimuliert und andererseits die vaskulär vorherrschende AMPK-Isoform durch knock out ausgeschaltet. Zur Induktion von oxidativem Stress wurde ein bereits charakterisiertes Angiotensin II-Modell angewandt. Zur Untersuchung gehörten neben den Superoxid-Messungen auch die Bestimmung der Stickstoffmonoxid-Mengen in Serum und Aortengewebe, die Relaxationsmessungen in isometrischen Tonusstudien sowie HPLC-basierte Assays. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Aktivierung der AMPK mittels AICAR die Angiotensin II induzierte Endotheldysfunktion, der oxidative Stress und auch die vaskuläre Inflammation verbessert werden konnte. Weiterhin zeigte sich dass der knock out der vaskulären Isoform (α1) im Angiotensin II Modell eine signifikant verstärkte Endotheldysfunktion, oxidativen Stress und Inflammation nach sich zog. Anhand der erhobenen Daten konnte die NADPH-Oxidase als Hauptquelle des Angiotensin II induzierten oxidativen Stresses identifiziert werden, wobei sich diese Quelle als AMPK sensitiv erwies. Durch die Aktivierung konnte die Aktivität der NADPH-Oxidase verringert und durch die α1AMPK Defizienz signifikant erhöht werden. Auch die mitochondriale Superoxidproduktion konnte durch die Modulation der AMPK Aktivität beeinflusst werden. Die vaskuläre Inflammation, die anhand der Surrogaten VCAM-1, COX-2 und iNOS untersucht wurde, konnte durch Aktivierung der AMPK verringert werden, der knock out der α1AMPK führte so einer sehr starken Expressionssteigerung der induzierbaren NO-Synthase, was in einem starken Anstieg der NO-Produktion und somit der Peroxynitritbildung resultierte.Die dargestellten Daten deuten stark auf eine protektive Funktion der AMPK im vaskulären System hin und sollte als therapeutisches Ziel, nicht nur in Bezug auf diabetische Patienten, in Betracht gezogen werden.

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Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit dem Membrantransporter-vermittelten Export von asymmetrischem Dimethyl-L-Arginin (ADMA) aus der Endothelzelle. Da ADMA-Plasmakonzentrationen mit Erkrankungen wie koronaren Herzkrankheiten, Atherosklerose, Bluthochdruck und Endotheldysfunktion in Verbindung gebracht werden, ist ein effektiver ADMA-Export aus der Zelle heraus unabdingbar. Um den Mechanismus hierfür aufzuklären, wurden die immortalisierte Endothelzelllinie EA.hy926 und weitere primäre Endothelzellen (humane Umbilikalvenenendothelzellen und Endothelzellen der großen und kleinen Herzgefäße) auf die Expression basischer Aminosäuretransporter mittels einer qRT-PCR hin untersucht. Dabei zeigte sich, dass alle getesteten Endothelzellen die Aminosäuretransporter hCAT-1, y+LAT1 und y+LAT2 exprimierten. Basierend auf ADMA-Exportdaten, die mit entsprechenden Transporter-überexprimierenden Xenopus laevis-Oozyten gewonnen wurden, wurde festgestellt, dass alle drei Membrantransporter ADMA exportieren konnten. Der physiologisch wichtige Exportweg für intrazellulär anfallendes ADMA scheint dabei der via y+L zu sein, da es sich hierbei um einen aktiven Exportmechanismus handelt, der im Gegentransport von im humanen Plasma reichlich vorhandenen neutralen Aminosäuren und Natriumionen den nach innen gerichteten Natriumgradienten ausnutzt. Die Wichtigkeit des Membrantransportes für die Kontrolle intrazellulärer ADMA-Konzentrationen wurde in vitro durch Entzug von extrazellulären Austauschsubstraten und einer daraus resultierenden Blockade der Transportfunktion gezeigt. Hierbei wurde innerhalb von zwei Stunden ein 2,5-facher Anstieg der intrazellulären ADMA-Konzentration festgestellt, die bei Präsenz von Austauschsubstrat für die Transporter nicht auftrat. Die Relevanz der y+LATs für den ADMA-Export wurde durch Herunterregulation dieser Proteine mittels siRNA sichtbar: Unter diesen Bedingungen konnte ADMA auch in Anwesenheit von Austauschsubstrat für das System y+L weniger effektiv exportiert werden. Eine wichtige Aufgabe des humanen Endothels ist die Bildung bioaktiven Stickstoffmonoxids, das unter anderem eine Vasodilatation der Gefäße bewirkt. Für diese NO-Synthese wird L-Arginin als Substrat von der endothelialen NO-Synthase benötigt. ADMA stellt einen kompetitiven Inhibitor dar, dessen erhöhtes intrazelluläres Vorkommen möglicherweise hemmend auf die NO-Synthase wirken könnte. Es konnten hier allerdings keine Auswirkungen eines um das 4-fache gestiegenen, intrazellulären ADMA-Spiegels auf die Tätigkeit der endothelialen NO-Synthase festgestellt werden. Möglicherweise bedarf es eines noch weiter zu Gunsten des ADMAs verschobenen, intrazellulären L-Arginin:ADMA-Verhältnisses, um eine Hemmung der NO-Synthase festzustellen. Dies könnte bei einem pathologischen Transporterausfall eintreten, der intrazellulär permanent höhere ADMA-Konzentrationen zur Folge hätte. Des Weiteren hätte ein Anstieg der Arginasetätigkeit und damit einhergehend ein Substratdefizit für die NO-Synthase den gleichen Effekt. Der translationale Ansatz mit humanen peripheren mononukleären Blutzellen von Patienten aus der 2. Medizinischen Klinik zeigte die Tendenz einer Korrelation zwischen dem ADMA-Exportvermögen und der Endothelfunktion und brachte zudem die Erkenntnis eines individuell äußerst variablen ADMA-Exportvermögens zutage.

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Erhöhte arteriosklerotische und thrombotische Vorfälle sind ein Hauptgrund für die gesteigerten Zahlen kardiovaskulärer Todesfälle von Patienten mit chronisch entzündlichen Erkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis (RA). Diese erhöhte Mortalität ist nicht auf die traditionellen Risikofaktoren, wie Alter, Geschlecht, Bluthochdruck oder Diabetes zurückzuführen. Man nimmt an, dass die systemische Entzündung einen nicht-traditionellen Risikofaktor für die erhöhten kardiovaskulären Todesfälle von RA-Patienten darstellt. Da die derzeitige Behandlung der RA zum Teil schwere Nebenwirkungen zur Folge haben kann, war es das Ziel dieser Doktorarbeit, die Zusammenhänge zwischen RA und Arteriosklerose (AS) näher zu untersuchen, sowie die neue antiinflammatorische Substanz Galiellalacton (Gal) für die Behandlung der AS zu charakterisieren.rnIn dem chronisch inflammatorischen Tiermodell der TTP-defizienten Mäuse, dessenrnPhänotyp dem einer humanen RA-Erkrankung ähnelt, konnte eine verschlechterternEndothelfunktion, die als ein erstes Symptom einer erworbenen AS gilt, nachgewiesen werden. Dies konnte auf eine erhöhte Stabilität der Nox2-mRNA zurückgeführt werden, die unabhängig von der erhöhten Expression des Entzündungsmarkers TNFα war. Diese gesteigerte Nox2-Menge führte wiederum zu einer erhöhten Bildung von reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies und somit zu einer verringerten Menge an bioaktivem Stickstoffmonoxid, welches die endotheliale Dysfunktion (eDF) bedingte.rnAls ein traditioneller Risikofaktor für das Auftreten von kardiovaskulären Ereignissen gilt unter anderem eine Diabeteserkrankung. Durch die Ausbildung einer Nitrattoleranz bei der Therapie mit organischen Nitraten wie NTG, ISMN oder ISDN kommt es zu der Entwicklung einer eDF. PETN, ein weiteres organisches Nitrat zeigt diese Nebenwirkung nicht. PETN, vermittelt seinen antioxidativen Effekt über die Nrf2-abhängige Induktion der HO-1-Promotoraktivität.rnDie Behandlung von arteriosklerotischen Mäusen (ApoE-/-- und ApoE-/-TFPI+/--Mäuse) mit dem antiinflammatorischen Pilzsekundärmetaboliten Gal zeigte eine verringerte mRNA-Expression von arteriosklerotischen und inflammatorischen Mediatoren, sowie eine reduzierte Thrombenbildung durch eine verringerte Plättchenadhäsion.rnZusammenfassend konnte gezeigt werden, dass inflammationsabhängiger oxidativerrnStress ein Hauptgrund für die entzündungsgetriebene Artheriogenese ist und Galrneine neue Leitsubstanz für die Behandlung dieser Erkrankung ist.

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Smoking not only increases the risk that coronary heart disease will develop but also morbidity and mortality in patients with known coronary atherosclerosis and after coronary artery bypass grafting. Excessive generation of reactive oxygen species (ROS) has been implicated as the final common pathway for the development of endothelial dysfunction in various cardiovascular risk factors. This study assessed the influence of smoking on two different human arteries routinely used as coronary artery bypass graft conduits.

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Endothelial dysfunction is a marker for development and progression of atherosclerosis. Statin therapy improves endothelial function in cardiovascular patients by reducing LDL-cholesterol and by pleiotropic effects. B-group vitamin supplementation restores endothelial function mainly by reducing homocysteine-induced oxidative stress. Thus, we evaluated the effect of rosuvastatin, B-group vitamins and their combination on endothelial function in high-risk cardiovascular patients.

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Cardiovascular disease (CVD) is a major cause of morbidity and mortality worldwide. Epidemiologic research of the last half-century has clearly shown that psychosocial factors related to the social environment, personality characteristics, and negative affect increase the risk of incident CVD and also impact prognosis of cardiac patients. Several mechanisms may explain this link, including a genetic predisposition, poor lifestyle choices, low adherence to health recommendations, and direct pathophysiologic perturbations. The latter include alteration of the hypothalamic-pituitary adrenal axis and autonomic dysfunction resulting in endothelial dysfunction, inflammation, and a prothrombotic state further downstream. Screening for psychosocial factors seems appropriate as part of the standard history and based on the clinician's knowledge of the patient and the purpose of the visit. Psychological interventions generally alleviate distress in cardiac patients, but whether they reduce the risk of hard cardiovascular endpoints and all-cause mortality is less evident. Cardiac patients with more severe depression may particularly profit from antidepressant medications. Due to their pharmacologic properties, selective serotonin reuptake inhibitors were shown to improve cardiovascular outcome. The most effective psychosocial treatment is multicomponent therapy that combines elements of cognitive behaviour therapy ("stress management") and changes in health behaviours, including the adoption of a regular exercise regimen. Gender-specific issues should probably be considered. The field of behavioural cardiology has accumulated a wealth of epidemiological, mechanistic and clinical knowledge that undoubtedly has furthered our understanding about the important role of psychosocial risk factors in patients with a heart disease.

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There exists an association between pathologic events occurring during early life and the development of cardiovascular disease in adulthood. For example, transient perinatal hypoxemia predisposes to exaggerated hypoxic pulmonary hypertension and preeclampsia predisposes the offspring to pulmonary and systemic endothelial dysfunction later in life. The latter finding offers a scientific basis for observations demonstrating an increased risk for premature cardiovascular morbidity in this population. Very recently, we showed that offspring of assisted reproductive technologies also display generalized vascular dysfunction and early arteriosclerosis. Studies in animal models have provided evidence that oxidative stress and/or epigenetic alterations play an important pathophysiological role in the fetal programming of cardiovascular disease.

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In cirrhosis, hepatic endothelial dysfunction as a result of oxidative stress contributes to the postprandial increase in hepatic venous pressure gradient (HVPG).

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BACKGROUND: Insufficient control of von Willebrand factor (VWF) multimer size as a result of severely deficient ADAMTS-13 activity results in thrombotic thrombocytopenic purpura associated with microvascluar thrombosis and platelet consumption, features not seldom seen in severe sepsis and septic shock. METHODS: ADAMTS-13 activity and VWF parameters of 40 patients with severe sepsis or septic shock were compared with those of 40 healthy controls of the same age and gender and correlated with clinical findings and sepsis outcome. RESULTS: ADAMTS-13 activity was significantly lower in patients than in healthy controls [median 60% (range 27-160%) vs. 110% (range 63-200%); P < 0.001]. VWF parameters behaved reciprocally and both VWF ristocetin cofactor activity (RCo) and VWF antigen (VWF:Ag) were significantly (P < 0.001) higher in patients compared with controls. Neither ADAMTS-13 activity nor VWF parameters correlated with disease severity, organ dysfunction or outcome. However, a contribution of acute endothelial dysfunction to renal impairment in sepsis is suggested by the significantly higher VWF propeptide and soluble thrombomodulin levels in patients with increased creatinine values as well as by their strong positive correlations (creatinine and VWF propeptide r(s) = 0.484, P < 0.001; creatinine and soluble thrombomodulin r(s) = 0.596, P < 0.001). CONCLUSIONS: VWF parameters are reciprocally correlated with ADAMTS-13 activity in severe sepsis and septic shock but have no prognostic value regarding outcome.

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Flash pulmonary edema (FPE) is a general clinical term used to describe a particularly dramatic form of acute decompensated heart failure. Well-established risk factors for heart failure such as hypertension, coronary ischemia, valvular heart disease, and diastolic dysfunction are associated with acute decompensated heart failure as well as with FPE. However, endothelial dysfunction possibly secondary to an excessive activity of renin-angiotensin-aldosterone system, impaired nitric oxide synthesis, increased endothelin levels, and/or excessive circulating catecholamines may cause excessive pulmonary capillary permeability and facilitate FPE formation. Renal artery stenosis particularly when bilateral has been identified has a common cause of FPE. Lack of diurnal variation in blood pressure and a widened pulse pressure have been identified as risk factors for FPE. This review is an attempt to delineate clinical and pathophysiological mechanisms responsible for FPE and to distinguish pathophysiologic, clinical, and therapeutic aspects of FPE from those of acute decompensated heart failure.

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Diabetes mellitus is becoming increasingly prevalent and magnifies the risk of cardiovascular complications. Endothelial dysfunction caused by oxidative stress is a hallmark of diabetes and is responsible for the ubiquitous manifestations of vascular disease in diabetics. Compared with non-diabetic patients, coronary artery disease is more severe and the clinical outcome impaired in diabetic patients undergoing revascularisation. Despite these limitations the benefit of revascularisation therapy is particularly pronounced in diabetics. The optimal revascularisation strategy (coronary artery bypass graft surgery versus percutaneous coronary intervention) in diabetic patients with coronary artery disease depends on clinical and anatomical considerations.

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Endothelial dysfunction is recognized as the primum movens in the development of atherosclerosis. Its crucial role in both cardiovascular morbidity and mortality has been confirmed. In the past, research was hampered by the invasive character of endothelial function assessment. The development of non-invasive and feasible techniques to measure endothelial function has facilitated and promoted research in various adult and paediatric subpopulations. To avoid user dependence of flow-mediated dilation (FMD), which evaluates nitric oxide dependent vasodilation in large vessels, a semi-automated, method to assess peripheral microvascular function, called peripheral arterial tonometry (Endo-PAT®), was recently introduced. The number of studies using this technique in children and adolescents is rapidly increasing, yet there is no consensus with regard to either measuring protocol or data analysis of peripheral arterial tonometry in children and adolescents. Most paediatric studies simply applied measuring and analysing methodology established in adults, a simplification that may not be appropriate. This paper provides a detailed description of endothelial function assessment using the Endo-PAT for researchers and clinicians. We discuss clinical and methodological considerations and point out the differences between children, adolescents and adults. Finally, the main aim of this paper is to provide recommendations for a standardised application of Endo-PAT in children and adolescents, as well as for population-specific data analysis methodology.

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BACKGROUND Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) represents a growing health burden associated with substantial mortality and morbidity. Consequently, risk prediction is of highest importance. Endothelial dysfunction has been recently shown to play an important role in the complex pathophysiology of HFpEF. We therefore aimed to assess von Willebrand factor (vWF), a marker of endothelial damage, as potential biomarker for risk assessment in patients with HFpEF. METHODS AND RESULTS Concentrations of vWF were assessed in 457 patients with HFpEF enrolled as part of the LUdwigshafen Risk and Cardiovascular Health (LURIC) study. All-cause mortality was observed in 40% of patients during a median follow-up time of 9.7 years. vWF significantly predicted mortality with a hazard ratio (HR) per increase of 1 SD of 1.45 (95% confidence interval, 1.26-1.68; P<0.001) and remained a significant predictor after adjustment for age, sex, body mass index, N-terminal pro-B-type natriuretic peptide (NT-proBNP), renal function, and frequent HFpEF-related comorbidities (adjusted HR per 1 SD, 1.22; 95% confidence interval, 1.05-1.42; P=0.001). Most notably, vWF showed additional prognostic value beyond that achievable with NT-proBNP indicated by improvements in C-Statistic (vWF×NT-proBNP: 0.65 versus NT-proBNP: 0.63; P for comparison, 0.004) and category-free net reclassification index (37.6%; P<0.001). CONCLUSIONS vWF is an independent predictor of long-term outcome in patients with HFpEF, which is in line with endothelial dysfunction as potential mediator in the pathophysiology of HFpEF. In particular, combined assessment of vWF and NT-proBNP improved risk prediction in this vulnerable group of patients.