The kidney in different stages of the cardiovascular continuum

Patients with chronic kidney disease are at higher risk of developing cardiovascular disease. The complex, interaction between the kidney and the cardiovascular system is incompletely understood, particularly at the early stages of the cardiovascular continuum. The overall aim of this thesis was to clarify novel aspects of the interplay between the kidney and the cardiovascular system at different stages of the cardiovascular continuum; from risk factors such as insulin resistance, inflammation and oxidative stress, via sub-clinical cardiovascular damage such as endothelial dysfunction and left ventricular dysfunction, to overt cardiovascular death. This thesis is based on two community-based cohorts of elderly, Uppsala Longitudinal Study of Adult Men (ULSAM) and Prospective Investigation of the Vasculature in Uppsala Seniors (PIVUS). The first study, show that higher insulin sensitivity, measured with euglycemic-hyperinsulinemic clamp technique was associated to improve estimated glomerular filtration rate (eGFR) in participants with normal fasting plasma glucose, normal glucose tolerance and normal eGFR. In longitudinal analyses, higher insulin sensitivity at baseline was associated with lower risk of impaired renal function during follow-up. In the second study, eGFR was inversely associated with different inflammatory markers (C-reactive protein, interleukin-6, serum amyloid A) and positively associated with a marker of oxidative stress (urinary F2-isoprostanes). In line with this, the urinary albumin/creatinine ratio was positively associated with these inflammatory markers, and negatively associated with oxidative stress. In study three, higher eGFR was associated with better endothelial function as assessed by the invasive forearm model. Further, in study four, higher eGFR was significantly associated with higher left ventricular systolic function (ejection fraction). The 5th study of the thesis shows that higher urinary albumin excretion rate (UAER) and lower eGFR was independently associated with an increased risk for cardiovascular mortality. Analyses of global model fit, discrimination, calibration, and reclassification suggest that UAER and eGFR add relevant prognostic information beyond established cardiovascular risk factors in participants without prevalent cardiovascular disease. Conclusion: this thesis show that the interaction between the kidney and the cardiovascular system plays an important role in the development of cardiovascular disease and that this interplay begins at an early asymptomatic stage of the disease process.

Resposta anormal da função sistólica do ventrículo esquerdo ao exercício submáximo em pacientes submetidos à ventriculectomia parcial esquerda

Introdução. Pacientes com insuficiência cardíaca submetidos à ventriculectomia parcial esquerda apresentam melhora na função sistólica do ventrículo esquerdo em repouso, porém continuam apresentando limitação funcional. Objetivo. Para melhor compreender os mecanismos desta limitação funcional, estudamos a função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo em repouso e durante exercício submáximo em pacientes submetidos a ventriculectomia parcial esquerda e em pacientes com insuficiência cardíaca não operados, pareados para capacidade funcional máxima e submáxima. Métodos. Foram estudados 9 pacientes submetidos previamente a ventriculografia parcial esquerda (VPE) e 9 pacientes com insuficiência cardíaca não operados previamente (IC). Todos os pacientes foram submetidos inicialmente a um teste cardiopulmonar para determinação do consumo de oxigênio no limiar anaeróbio (LA) e de pico (VO2 pico). Após, foram estudados através da ventriculografia radioisotópica e analisadas a fração de ejeção (FE) e a taxa máxima de enchimento (TME) do ventrículo esquerdo, em repouso e exercício na intensidade do LA. Resultados. Os grupos apresentaram capacidade funcional semelhante avaliada pelo VO2 pico (VPE: [média ± DP] 13,1 ± 3,3 ml/kg.min; IC: 14,1 ± 3,6 ml/kg.min; P > 0,05) e LA (VPE: 7,9 ± 1.3 ml/kg.min; IC: 8,5 ± 1,6 ml/kg.min; P > 0,05). A frequência cardíaca máxima foi maior no grupo IC em comparação ao grupo da VPE (VPE: 119 ± 20 bpm; IC: 149 ± 21 bpm; P < 0.05) A FE em repouso era mais elevada no grupo VPE (VPE: 40 ± 12 %; IC: 32 ± 9 %; P < 0,0125), entretanto a FE elevou-se do repouso ao LA apenas no grupo IC (VPE: 44 ± 17 %; IC: 39 ± 11 %; P < 0,0125). A TME foi semelhante em repouso (VPE: 1,41 ± 0,55 VDF/s; IC: 1,39 ± 0,55 VDF/s; P > 0,05) e aumentou na intensidade do LA similarmente em ambos os grupos (VPE: 2,28 ± 0,55 VDF/s; IC: 2,52 ± 1,07 VDF/s; P < 0,0125). Conclusão. Pacientes submetidos a ventriculectomia parcial esquerda apresentam uma o limiar anaeróbio (LA) resposta anormal da função sistólica do ventrículo esquerdo ao exercício na intensidade do LA e uma resposta cronotrópica diminuida ao exercício máximo. Essas respostas anormais podem contribuir para a limitada capacidade ao exercício destes pacientes, a despeito da melhora na função ventricular sistólica em repouso.

Estudo da função ventricular na técnica de plicatura da parede livre do ventrículo esquerdo em cães

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Experimental myocardial hypertrophy induced by a minimally invasive ascending aorta coarctation

Ascending aorta coarctation was produced by a minimally invasive technique in rabbits. Animal mortality was 5%. Morphometric and hemodynamic parameters were evaluated. A parabiotically isolated heart model was used to assess the hemodynamic parameters. Left ventricular weight/body weight ratio and muscle area showed clear evidence of hypertrophy when compared to control. The hemodynamic changes in the isolated heart model suggested decreased diastolic and systolic function in the coarcted group. The present model produced hypertrophy with low mortality rates as a result of its less invasive nature.

Dysautonomia and ventricular dysfunction in the indeterminate form of Chagas disease

Background: the associations between autonomic function and biventricular function in patients with the indeterminate form of Chagas disease remains to be elucidated.Methods: In 42 asymptornatic patients and 19 healthy volunteers, the autonomic function was assessed by time domain indices of heart rate variability (HRV), analyzed for 24 h; the right ventricular function was assessed by fraction area change, right ventricle shortening, and systolic excursion of the tricuspid valve; and the left ventricular function was assessed by ejection fraction and transmittal flow velocities. Data were expressed as mean SD or medians (including the lower quartile and upper quartile). Groups were compared by Student's t or Mann-Whitney U test. Autonomic and ventricular function were correlated by Pearson's or Spearman's correlation coefficient. The level of significance was 5%.Results: Right and left ventricular systolic function indexes were comparable between groups. Transmittal flow velocities were decreased in the Chagas disease group (p < 0.05). The patients presented impaired HRV as indicated by the values of SDNN-day (80 (64-99) ms vs. 98 (78-127) ms; p = 0.045), SDNNI-24 It (54 (43-71) vs. 65 (54-105) ms; p = 0.027), SDNNI-day (49 (42-64) vs. 67 (48-76) ms; p = 0.045), pNN50-day (2.2 (0.7-5)% vs. 10 (3-11)%; p = 0.033); and pNN50-24 It (3 (1-7)% vs. 12 (8-19)%; p = 0.013). There were no correlations between the left ventricular diastolic indices and autonomic dysfunctional indices (p > 0.05).Conclusion: Patients with the indeterminate form of Chagas disease have both dysautonomia, and left ventricular diastolic dysfunction. However, the right ventricular function is preserved. Importantly, ventricular diastolic dysfunction and dysautonomia. are independent phenomena. (c) 2005 Elsevier B.V.. All rights reserved.

A exposição à fumaça de cigarro intensifica a remodelação ventricular após o infarto agudo do miocárdio

OBJETIVO: Analisar os efeitos da exposição à fumaça de cigarro (EFC) na remodelação ventricular após o infarto agudo do miocárdio (IAM). MÉTODOS: Ratos foram infartados e distribuídos em dois grupos: C (controle, n = 31) e F (EFC: 40 cigarros/dia, n = 22). Após seis meses, foi realizado ecocardiograma, estudo funcional com coração isolado e morfometria. Para comparação, foi utilizado o teste t (com média ± desvio padrão) ou teste de Mann-Whitney (com mediana e percentis 25 e 75). RESULTADOS: Os animais EFC apresentaram tendência a maiores áreas ventriculares diastólicas (C = 1,5 ± 0,4 mm², F = 1,9 ± 0,4 mm²; p = 0,08) e sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm², F = 1,32 ± 0,4 mm²; p = 0,08) do VE. A função sistólica do VE, avaliada pela fração de variação de área, tendeu a ser menor nos animais EFC (C = 31,9 ± 9,3 %, F = 25,5 ± 7,6 %; p = 0,08). Os valores da - dp/dt dos animais EFC foram estatisticamente inferiores (C = 1474 ± 397 mmHg, F = 916 ± 261 mmHg; p = 0,02) aos animais-controle. Os animais EFC apresentaram maior peso do VD, ajustado ao peso corporal (C = 0,8 ± 0,3 mg/g, F = 1,3 ± 0,4 mg/g; p = 0,01), maior teor de água nos pulmões (C = 4,8 (4,3-4,8)%, F = 5,4 (5,1-5,5); p = 0,03) e maior área seccional do miócito do VE (C = 239,8 ± 5,8 µm², F = 253,9 ± 7,9 µm²; p = 0,01). CONCLUSÃO: A exposição à fumaça de cigarro intensifica a remodelação ventricular após IAM.

Insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal

A insuficiência cardíaca com fração de ejeção normal (ICFEN) é uma síndrome complexa que vem sendo largamente estudada, desde a última década. É causada por disfunção ventricular diastólica evidenciada por métodos complementares, como estudo hemodinâmico ou ecocardiograma, na presença de fração de ejeção preservada. Acomete preferencialmente indivíduos mais idosos e com comorbidades, como hipertensão arterial sistêmica, insuficiência coronariana e obesidade. Os mecanismos fisiopatológicos são complexos e multifatoriais, envolvendo a rigidez passiva do miocárdio, a geometria ventricular, a força de contenção do pericárdio e a interação entre os ventrículos. Os objetivos principais do tratamento são reduzir a congestão venosa pulmonar, a frequência cardíaca e controlar as comorbidades. Ainda não há evidências fortes de que o uso de medicações específicas, como inibidores de enzima de conversão ou betabloqueadores, interfiram na mortalidade. Os fatores de pior prognóstico incluem a idade avançada, presença de disfunção renal, diabete, classe funcional III e IV (NYHA) e estágio avançado de disfunção diastólica, com padrão restritivo ao enchimento ventricular. Outro aspecto que vem ganhando espaço na literatura é o questionamento do papel da disfunção sistólica nos quadros de ICFEN. Todos esses aspectos são abordados detalhadamente na presente revisão.

Relação entre a esfericidade, a função ventricular e o tamanho do infarto em ratos

FUNDAMENTO: A esfericidade do ventrículo esquerdo (VE) é fator associado com disfunção ventricular, mas não está bem caracterizada no modelo de ratos infartados. OBJETIVO: Analisar a relação entre o índice de esfericidade, a função ventricular e a área infartada no modelo experimental em ratos. MÉTODOS: Seis meses após infarto (IAM, n=33) ou cirurgia simulada (SHAM, n=18), os animais foram submetidos a ecocardiograma. O índice de esfericidade foi obtido pela razão entre as áreas diastólicas nos eixos maior e menor do VE. RESULTADOS: O grupo IAM apresentou menor índice de esfericidade (1,32 × 0,23 vs 1,57 × 0,33; p=0,002), de função sistólica e espessura relativa (0,13 × 0,003 vs 0,18 × 0,04; p<0,001) e maior índice de estresse parietal (1,27 × 0,33 vs 0,88 × 0,25; p<0,001). Houve correlação significativa entre tamanho do infarto e esfericidade (p=0,046). Na análise de regressão linear, o tamanho de infarto (p=0,014), mas não a esfericidade (p=0,683) e o estresse parietal (p=0,176), foi fator de predição da função sistólica. Remodelação excêntrica (p=0,011), mas não a esfericidade (p=0,183) ou o tamanho de infarto (p=0,101), foi fator preditor do estresse parietal. Adicionalmente, o tamanho do infarto (p=0,046), mas não remodelação excêntrica (0,705), foi fator preditor da esfericidade. O tamanho do infarto (p=0,015) e o estresse parietal (p=0,011), mas não a esfericidade (p=0,705), foram preditores de remodelação excêntrica. CONCLUSÃO: A esfericidade está associada mas não é fator determinante do estresse parietal, da remodelação excêntrica e da função sistólica ventricular no modelo de infarto experimental em ratos.

Food restriction induces in vivo ventricular dysfunction in spontaneously hypertensive rats without impairment of in vitro myocardial contractility

Cardiac structures, function, and myocardial contractility are affected by food restriction (FR). There are few experiments associating undernutrition with hypertension. The aim of the present study was to analyze the effects of FR on the cardiac response to hypertension in a genetic model of hypertension, the spontaneously hypertensive rat (SHR). Five-month-old SHR were fed a control or a calorie-restricted diet for 90 days. Global left ventricle (LV) systolic function was evaluated in vivo by transthoracic echocardiogram and myocardial contractility and diastolic function were assessed in vitro in an isovolumetrically beating isolated heart (Langendorff preparation). FR reduced LV systolic function (control (mean ± SD): 58.9 ± 8.2; FR: 50.8 ± 4.8%, N = 14, P < 0.05). Myocardial contractility was preserved when assessed by the +dP/dt (control: 3493 ± 379; FR: 3555 ± 211 mmHg/s, P > 0.05), and developed pressure (in vitro) at diastolic pressure of zero (control: 152 ± 16; FR: 149 ± 15 mmHg, N = 9, P > 0.05) and 25 mmHg (control: 155 ± 9; FR: 150 ± 10 mmHg, N = 9, P > 0.05). FR also induced eccentric ventricular remodeling, and reduced myocardial elasticity (control: 10.9 ± 1.6; FR: 9.2 ± 0.9%, N = 9, P < 0.05) and LV compliance (control: 82.6 ± 16.5; FR: 68.2 ± 9.1%, N = 9, P < 0.05). We conclude that FR causes systolic ventricular dysfunction without in vitro change in myocardial contractility and diastolic dysfunction probably due to a reduction in myocardial elasticity.

Papel da lipoperoxidação na intensificação da remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto

FUNDAMENTO: Os mecanismos envolvidos na maior remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto são desconhecidos. OBJETIVO: Analisar o papel da lipoperoxidação na remodelação ventricular após o infarto do miocárdio, em ratos suplementados com betacaroteno. MÉTODOS: Ratos foram infartados e distribuídos em dois grupos: C (controle) e BC (500mg/kg/dieta). Após seis meses, foram realizados ecocardiograma e avaliação bioquímica. Utilizamos o teste t, com significância de 5%. RESULTADOS: Os animais do grupo BC apresentaram maiores médias das áreas diastólicas (C = 1,57 ± 0,4 mm²/g, BC = 2,09 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) e sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm²/g, BC = 1,61 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) do VE, ajustadas ao peso corporal do rato. A função sistólica do VE, avaliada pela fração de variação de área, foi menor nos animais suplementados com betacaroteno (C = 31,9 ± 9,3 %, BC = 23,6 ± 5,1 %; p = 0,006). Os animais suplementados com betacaroteno apresentaram valores maiores da relação E/A (C = 2,7 ± 2,5, BC = 5,1 ± 2,8; p = 0,036). Não foram encontradas diferenças entre os grupos em relação aos níveis cardíacos de GSH (C = 21 ± 8 nmol/mg de proteína, BC = 37 ±15 nmol/mg de proteína; p = 0,086), GSSG (C = 0,4 (0,3-0,5) nmol/g de proteína, BC = 0,8 (0,4-1,0; p = 0,19) de proteína; p = 0,246) e lipoperóxidos (C = 0,4 ± 0,2 nmol/mg de tecido, BC = 0,2 ± 0,1 nmol/mg de tecido; p = 0,086). CONCLUSÃO: A maior remodelação em animais infartados e suplementados com betacaroteno não depende da lipoperoxidação.

Ecocardiografia de pacientes talassêmicos sem insuficiência cardíaca em tratamento com transfusões sanguíneas e quelação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Diet-induced obesity causes metabolic, endocrine and cardiac alterations in spontaneously hypertensive rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cardiac remodeling in a rat model of diet-induced obesity

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atrophic Cardiac Remodeling Induced by Taurine Deficiency in Wistar Rats

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ventricular Remodeling Induced by Tissue Vitamin A Deficiency in Rats

Background/Aims: Experimental studies suggest that vitamin A plays a role in regulating cardiac structure and function. We tested the hypothesis that cardiac vitamin A deficiency is associated with adverse myocardial remodeling in young adult rats. Methods: Two groups of young female rats, control (C - n = 29) and tissue vitamin A deficient (RVA - n = 31), were subjected to transthoracic echocardiography exam, isolated rat heart study and biochemical study. Results: The RVA rats showed a reduced total vitamin A concentration in both the liver and heart [vitamin A in heart, mu mol/kg (C = 0.95 +/- 0.44 and RVA = 0.24 +/- 0.16, p = 0.01)] with the same serum retinol levels (C = 0.73 +/- 0.29 mu mol/L e RVA = 0.62 +/- 0.17 mu mol/L, p = 0.34). The RVA rats showed higher left ventricular diameters and reduced systolic function. The RVA rats also demonstrated increased lipid hydroperoxide/total antioxidant capacity ratio and cardiac levels of IFN-gamma and TNF-alpha but not of metalloproteinase (MMP)-2 and -9 activity. on the other hand, the RVA rats had decreased levels of beta-hydroxyacylcoenzyme A dehydrogenase and lactate dehydrogenase. Conclusions: Tissue vitamin A deficiency stimulated cardiac remodeling and ventricular dysfunction. Additionally, the data support the involvement of oxidative stress, energy metabolism, and cytokine production in this remodeling process. Copyright (C) 2010 S. Karger AG, Basel