Научная статья на тему 'Role of glycaemia level in the development of interstitial collagen in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes'

Role of glycaemia level in the development of interstitial collagen in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
121
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
interstitial collagen volume fraction / type 2 diabetes mellitus / coronary heart disease / об'ємна фракція інтерстиціального колагену / цукровий діабет 2-го типу / ішемічна хвороба серця / объемная фракция интерстициального коллагена / сахарный диабет 2-го типа / ишемическая болезнь сердца

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Rudenko T. A.

A role of blood glucose levels in the development of interstitial collagen has been studied in 84 patients (53 women and 31 men, average age 60 ± 2.4 years) with coronary heart disease (CHD). All patients were divided into twocomparable groups: a study group including patients with coronary heart disease andtype 2 diabetes mellitus (DM) and a control group consisting of patients with coronary heart disease without DM. All patients received standard medical therapy as recommended by the European Society of Cardiology. The level of blood glucose in both groups was assessed by the standard technique, a degree of interstitial collagen volume fraction (ICVF) was measured using the formula of J. Shirani et al. The data were processed by parametric and nonparametric statistical methods. It has been proved that hyperglycemia in type 2 diabetes contributes to the development of ICVF, the degree of which increases with the rise of blood glucose level. A high level ofICVF in patients with coronary heart disease and diabetes type 2 can be a predictor of myocardial dyssynchrony development and heart failure progression, therefore, a close monitoring and timely correction of changes of blood glucose levelsare recommended to prevent the complication development. ICVF evaluation should become a routine diagnostic method in all patients with type 2 diabetes.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

РОЛЬ РІВНЯ ГЛІКЕМІЇ У РОЗВИТКУ IНТЕРСТИЦІАЛЬНОГО КОЛАГЕНУ У ПАЦІЄНТІВ НА ІШЕМІЧНУ ХВОРОБУ СЕРЦЯ ТА ЦУКРОВІЙ ДІАБЕТ 2-ГО ТИПУ

На 84 пацієнтах (53 жінок і 31 чоловіків, середній вік 60 ± 2,4 років) на ішемічну хворобу серця (ІХС) вивчена роль рівня глікемії у розвитку інтерстиціального колагену. Всі пацієнти були розділені на групу спостереження, де були пацієнти з ІХС та цукровим діабетом (ЦД) 2 типу та групу контролю пацієнти з ІХС без ЦД. Всі пацієнти отримували стандартну медикаментозну терапію відповідно до рекомендацій European Society of Cardiology. Рівень глікемії в обох групах оцінювався згідно загальноприйнятої методики, ступінь наявності об'ємної фракції інтерстиціального колагену (ОФІК) вимірювали за допомогою формули J. Shirani та співавторів. Дані обробляли методами параметричної та непараметричної статистики. Доведено, що гіперглікемія при ЦД 2 типу сприяє розвитку ОФІК, ступінь наявності якої зростає зі зростанням рівня глікемії. Високий рівень ОФІК у пацієнтів з ІХС і ЦД 2-го типу може бути предиктором розвитку диссинхроній міокарда та прогресування ХСН, тому рекомендовано ретельний контроль і своєчасна корекція рівня глікемії для попередження розвитку ускладнень. Визначення ОФІК має стати рутинним методом діагностики у всіх пацієнтів на ЦД 2-го типу.

Текст научной работы на тему «Role of glycaemia level in the development of interstitial collagen in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes»

Journal of V. N. Karazin KhNU. 2015

UDC: 612.352.12:616.3 79-008.64:616.12

ROLE OF GLYCAEMIA LEVEL IN THE DEVELOPMENT OF INTERSTITIAL COLLAGEN IN PATIENTS WITH CORONARY HEART DISEASE AND TYPE 2 DIABETES

Rudenko T. A.

Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education, Kharkiv, Ukraine

A role of blood glucose levels in the development of interstitial collagen has been studied in 84 patients (53 women and 31 men, average age 60 ± 2.4 years) with coronary heart disease (CHD). All patients were divided into twocomparable groups: a study group including patients with coronary heart disease andtype 2 diabetes mellitus (DM) and a control group consisting of patients with coronary heart disease without DM. All patients received standard medical therapy as recommended by the European Society of Cardiology. The level of blood glucose in both groups was assessed by the standard technique, a degree of interstitial collagen volume fraction (ICVF) was measured using the formula of J. Shirani et al. The data were processed by parametric and nonparametric statistical methods. It has been proved that hyperglycemia in type 2 diabetes contributes to the development of ICVF, the degree of which increases with the rise of blood glucose level. A high level ofICVF in patients with coronary heart disease and diabetes type 2 can be a predictor of myocardial dyssynchrony development and heart failure progression, therefore, a close monitoring and timely correction of changes of blood glucose levelsare recommended to prevent the complication development. ICVF evaluation should become a routine diagnostic method in all patients with type 2 diabetes.

KEY WORDS: interstitial collagen volume fraction, type 2 diabetes mellitus, coronary heart disease

РОЛЬ Р1ВНЯ ГЛЖЕМП У РОЗВИТКУ ШТЕРСТИЦ1АЛЫЮГО КОЛАГЕНУ У ПАЦ1СНТ1В НА 1ШЕМ1ЧНУ ХВОРОБУ СЕРЦЯ ТА ЦУКРОВШ Д1АБЕТ 2-ГО ТИПУ

Руденко Т. А.

Харювська медична академ1я шслядипломно! освгги, м. Харюв, Украша

На 84 пащентах (53 ж1нок i 31 чоловпав, середшй вж 60 ± 2,4 роюв) на ¿шем1чну хворобу серця (IXC) вивчена роль р1вня глжемп у розвитку штерстищального колагену. Bei пащенти були роздшеш на групу спостереження, де були пащенти з IXC та цукровим д1абетом (ЦД) 2 типу та трупу контролю - пащенти з IXC без ЦД. Bei пащенти отримували стандартну медикаментозну терашю вщповщно до рекомендацш European Society of Cardiology. Р1вень глжемп в обох трупах оцшювався зпдно загальноприйнято! методики, ступшь наявносп об'емно! фракцп штерстищального колагену (ОФ1К) вим1рювали за допомогою формули J. Shirani та сшвавтор1в. Даш обробляли методами параметрично! та непараметрично! статистики. Доведено, що гшерппкашя при ЦД 2 типу сприяе розвитку ОФ1К, ступшь наявносп яко! зростае 3i зростанням р1вня глжемп. Високий р1вень ОФ1К у пащенпв з IXC i ЦД 2-го типу може бути предиктором розвитку диссинхронш м1окарда та прогресування ХСН, тому рекомендовано ретельний контроль i своечасна корекц1я р1вня raiKeMii для попередження розвитку ускладнень. Визначення ОФ1К мае стати рутинним методом д1агностики у Bcix пащенпв на ЦД 2-го типу.

КЛЮЧОВ1 СЛОВА: об'емна фракщя ¿нтерстиц1ального колагену, цукровий д1абет 2-го типу, ¿шем1чна хвороба серця

РОЛЬ УРОВНЯ ГЛИКЕМИИ В РАЗВИТИИ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНОГО КОЛЛАГЕНА У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА И САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА

Руденко Т. А.

Харьковская медицинская академия последипломного образования, г. Харьков, Украина

На 84пациентах (53 женщин и 31 мужчин, средний возраст 60 ± 2,4 лет) с ишемической болезнью сердца (ИБС) изучена роль уровня гликемии в развитии интерстициального коллагена. Все пациенты были разделены на сопоставимые группу наблюдения, где были пациенты с ИБС и сахарным

© Rudenko Т. А., 2015

Series «Medicine». Issue 30

диабетом (СД) 2 типа и группу контроля - пациенты с ИБС без СД. Все пациенты получали стандартную медикаментозную терапию согласно рекомендациям EuropeanSocietyofCardiology. Уровень гликемии в обеих группах оценивался по общепринятой методике, степень выраженности объемной фракции интерстициального коллагена (ОФИК) измеряли с помощью формулы J. Shirani и соавторов. Данные обрабатывались методами параметрической и непараметрической статистики. Доказано, что гипергликемия при СД 2 типа способствует развитию ОФИК, степень выраженности которой возрастает с ростом уровня гликемии. Высокий уровень ОФИК у пациентов с ИБС и СД 2-го типа может быть предиктором развития диссинхроний миокарда и прогрессирования ХСН, поэтому рекомендуется требуется тщательный контроль и своевременная коррекция уровня гликемии для предупреждения развития осложнений. Определение ОФИК должно стать рутинным методом диагностики у всех пациентов с СД 2-го типа.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: объемная фракция интерстициального коллагена, сахарный диабет 2-го типа, ишемическая болезнь сердца

INTRODUCTION

Coronary heart disease (CHD) remains the leading cause of death and disability among the working-age population. According to P. Heidenreichet al., by 2030 the prevalence of coronary heart disease will increase by 9.3 %, which will be associatedwith the direct medical cost grow by 198 % compared to year 2010 [1]. Concomitant type 2 diabetes significantly increases the severity of patient'sconditiondue to formation ofmyocardial dyssynchrony, progression of heart failure (HF) and a number of other pathological conditions [2]. The cause is hyperglycemia, which triggers the activation of the systemic immune inflammation and mediates the degradation of extracellular matrix and formation of myocardial fibrosis [2-4] with the increase of interstitial collagen volume fraction (ICVF) [5-6].

However, there are no data in the literature on the dependence of glycaemia level from the ICVF levels in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes, which makes this study relevant.

Current work was performed according to the scientific research planof the Chair of Therapy and Nephrology of Kharkiv Medical Academy of Postgraduate Education «Cardiac and neurohumoral mechanisms of chronic heart failure in patients with concomitant diseases» (№ DR 0111U003579).

OBJECTIVE

To study the influence of glycaemia on the formation of interstitial collagen in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes mellitus.

MATERIALS AND METHODS

57 patients (42 women (73 %), 15 men (27 %)) of average age 63 + 2.4 years were enrolled in this study. The enrollment criteriawere coronary heart disease and type 2 diabetes, chronic heart failure of I-III Functional Class according to NYHA with preserved systolic function (ejection fraction > 55 %). Patients were excluded from the analysis in case they had acute coronary disease or chronic renal failure.

The control group consisted of patients with coronary heart disease without DM - 27 participants (16 men (59 %), 11 women (41 %)) of average age 57 + 2.3 years.

The diagnosis of ischemic heart disease was established according to the recommendations of European Society of Cardiology (ESC) on the basis of anamnesis, results of clinical and laboratory examinations, specificfeatures on the ECG, echocardiography [7-8].

The diagnosis of type 2 diabetes was establishe daccording to the recommendations of American Diabetes Association (ADA) and the European Association for the Study of Diabetes (EASD) considering the diagnostic criteria for type 2 diabetes.

According to the recommendations of European Society of Cardiology [9-10], all patients with ischemic heart diseasewere prescribed ACE inhibitors Ramipril 10 mg, p-blocker Nebivolol 5 mg, antiplatelet Acetylsalicylic acid 75 mg, potassium-sparing diuretic Eplerenone50 mg, HMG-CoA reductase inhibitor Rosuvastatin 10 mg, and metabolic drug Trimetazidine 60 mg.

Patients with type 2 diabetes mellitus additionally received oral hypoglycemic agents: Metformin 1500 mg and Glimepiride 4 mg as a daily doseregarding the level of blood glucose. Plasma glucose levels were measured in the fasted state after an 8-14-hour

Journal of V. N. Karazin KhNU. 2015

period of overnight fast. Glucose concentration in the capillary whole blood was measured by enzymatic method using standard kits.

The degree of interstitial collagen volume fraction was calculatedfrom the formula of J. Shirani et al [8]: ICVF (%) = totaiQRS(jmnj x heiakt (ml

(1-1,3*-----—)*100,

LVMM (s)

wherein the normal level of ICVF was set within the range of 1 % and 2 %.

A 12-lead electrocardiogram registration was performed using the apparatus CardioLab (STC «HAI - Medica», Kharkov, Ukraine) according to the standard calculation procedures and guidelines.

LVMMI was calculated as the ratio of the left ventricular myocardial mass (LVMM) to body surface area, the LVMM was evaluated using the echocardiography (Echo-CG) on the following equipment: Siemens Ac USONSC 2000 (Siemens Medical Solution, Mountain View, USA) and ULTIMA PRO-30 («Radmir», Ukraine) applying a 3.5 MHz-

In patients with a glucose concentration of 4.6 ± 1.2 mmol/1 in the capillary whole blood in fasted state, a ICVF level remained within normal limits (1,68 ±0.3%), while the increase of glucose concentration to 6.4 ± 1,3 mmol/1 was associated with ICVF level elevation to 2.2 + 0.51 %. At the blood glucose level of 10.1 + 1.16 mmol/l the ICVF level increased to 2.94 + 0.83 %.

probe with synchronous ECG registration in four cardiac cycles from the standard approaches in accordance with conventional procedure described in the guidelines of American Society of Echocardiography.

After database formation the data were processed using Microsoft Excel and program «Statistica». Parametric (M, sd) and non-parametric (absolute and relative - proportions (p, %) and criterion yv2) criteria were used for statistical evaluation of the results. The chance of differences between groups was calculated by nonparametric Mann-Whitney U-test criterion. The expected result was evaluated by the confidence level p < 0.01 and p < 0.05.

RESULTS AND DISCUSSION

The figure shows the dependence of the degree of ICVF from blood glucose levels in patients with coronary heart disease.

These data confirm that hyperglycemia provokes the ICVF level elevation that, in turn, is a poor prognostic sign for coronary heart disease, heart failure and other related diseases.

The present study underscores the relevance of glycaemia control in patients with type 2 diabetes and timely determination of ICVF that will allow to prevent the occurrence of myocardial dyssynchrony and progression of heart failure [11-12].

CONCLUSIONS

1. The hyperglycemia in patients with type 2 diabetes contributes to the development of interstitial collagen volume fraction.

2. The study showed a significant increase of the level of interstitial collagen volume fraction associated with the glycaemia level elevation.

3. A high level of interstitial collagen volume fraction in patients with coronary heart disease and type 2 diabetes can be a predictor of myocardial dyssynchrony development and heart failure progression.

4. A close monitoring of blood glucose levels is required in patients with type 2

Series «Medicine». Issue 30

diabetes to prevent the complication development.

5. Determination of ICVF should become a routine diagnostic method in all patients with diabetes and subsequent correction of changes is necessary in the early stages of type 2 diabetes.

PROSPECTS FOR FUTURE STUDIES

It is necessary to investigate further the specificfeatures of interstitial collagen changes depending on the therapy application aimed to reduce myocardial fibrosis.

REFERENCES

1. Heidenreich P.A. Forecasting the Future of Cardiovascular Disease in the United States A Policy Statement From the American Heart Association / J. G. Trogdon, O. A. Khavjou // Circulation. - 2011. -№ 123. - P. 933-944.

2. American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetes mellitus / American Diabetes Association // Diabetes Care. - 2010. - № 33. - P. 62-69.

3. Miki T. Diabetic cardiomyopathy: pathophysiology and clinical features / T. Miki, S. Yuda, H. Kouzu, T. Miura // Heart Failure Reviews. - 2013. - № 18 (2). - P. 149-166.

4. Belenkov U. N. Lechenie cerdechnoy nedoststochnosty v XXI veke: dostyjenie, voprosy I uroki dokazatelnoy mediciny/ U. N. Belenkov, V. U. Mareev // Kardiologia. - 2013. - № 2. - P. 6-16.

5. Shabalin V. N. Diagnostic markers in the structures of human biological liquids / V. N. Shabalin, S. N. Shatokhma // Singapore med. J. - 2007. - Vol. 48. - P. 440^47.

6. Takawale A. Extracellular matrix communication and turnover in cardiac physiology and pathology / A. Takawale, S. S. Sakamun, Z. Kassin // Compr Physiol. - 2015. - № 5 (2). - P. 687-719.

7. Huxley R. Excess risk of fatal coronary heart disease associated with diabetes in men and women: metaanalysis of 37 prospective cohort studies / R. Huxley, F. Barzi // BMJ. - 2006. - Vol. 332, № 7533. - P. 73-78.

8. Shirani J. Usefulness of the Electrocar diagram and Echocar diagram in predictingtheamount of inter stitialmyocardialcjllagen in endomyocardial biopsy specimens of patients with chronic heart failure/ J. Shirani, R. Pick, Y. Quo //Am. J. Cardiol. - 1992. -№69. - P. 1502.

9. McMurray J. J. ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2012: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2012 of the European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the Heart Failure Association (HFA) of the ESC / J. J. McMurray, S. Adamopoulos, S. D. Anker [et al.] // Eur J Heart Fail. - 2012. - № 14 (8). - P. 803-869.

10. Montalescot G. ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease / G. Montalescot, U. Sechtem // Eur. Heart J. - 2013. - № 34 (38). - P. 2949-3003.

11. Marcinkevich G. I. Elektro mechanicheskaya assinhronnost I geterogennost serdca pri serdechnoy nedostatochnosty / G. I. Marcinkevich, A. A. Sokolov // Serdechnaya nedostatochnost. - 2005. - Vol 6, № 3. - P. 120- 123.

12. Calizio N. O. Which patients with congestive heart failure may benefit from biventricular pacing? / N. O. Calizio, R. Pesce, E. Valero [et al.] //Pacing Clin. Electrophysiol. - 2003. - Vol. 26, № 1-2. - P. 158-161.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.