Sažetak | Uvod: Zatajivanje srca (ZS) je kompleksan klinički sindrom koji nastaje kao posljedica strukturnog
i/ili funkcionalnog poremećaja miokarda čime se onemogućava adekvatno punjenje i/ili pražnjenje
krvi iz klijetki za vrijeme srčanog ciklusa. Uz etablirane biljege koji se rutinski mjere u kontekstu ZSa, postoji potreba za novim molekularnim biljezima koji bi mogli pružiti uvid u neki od brojnih
patofizioloških mehanizama koji se aktiviraju u ZS-u, čime bi se mogli otvoriti putevi ka novim
modalitetima liječenja ili bi se mogla facilitirati prognoza u zatajivanju srca. Tako su katestatin, kao
moćan supresor adrenergičke aktivacije te solubilni supresor tumorigeneze 2 (sST2), kao medijator
upalnih signalnih puteva i patološke remodelacije miokarda, dva među mnogim novootkrivenim
proteinima čija se uloga u posljednje vrijeme istražuje u kontekstu kompleksne patofiziologije ZS-a.
Ciljevi istraživanja: Glavni ciljevi ove studije su bili utvrditi potencijalnu razliku u serumskim
koncentracijama katestatina i sST2 između ispitanika s ishemijskom u odnosu na neishemijsku
etiologiju ZS-a te između podskupina ispitanika stratificiranih s obzirom na očuvanost istisne frakcije
lijeve klijetke (LVEF), a koji su bili podijeljeni na 3 klinička fenotipa: ispitanici sa sniženom LVEF
(HFrEF), graničnom LVEF (HFmrEF) i očuvanom LVEF (HFpEF). Također je jedan od glavnih
ciljeva bio ispitati međusoban odnos između serumskih koncentracija katestatina i sST2 te utvrditi
potencijalni odnos navedenih biljega sa stupnjem funkcionalne težine ZS-a izmjerenom posredstvom
NYHA funkcionalne klasifikacije. Sporedni ciljevi istraživanja su bili ispitati odnos serumskih
koncentracija katestatina i sST2 s relevantnim ehokardiografskim, laboratorijskim i
antropometrijskim parametrima ispitanika s akutnim pogoršanjem ZS-a.
Ispitanici i metode: Nakon primjene predefiniranih uključnih i isključnih kriterija, uključeno je
ukupno 90 ispitanika koji su imali znakove i simptome akutnog pogoršanja ZS-a, a bili su
hospitalizirani na Klinici za bolesti srca i krvnih žila KBC-a Split u razdoblju od siječnja 2018. do
veljače 2019. godine. Svim bolesnicima je uzeta anamneza, izvršen fizikalni pregled, uzorkovana krv
za laboratorijske analize, snimljen 12-kanalni EKG te odrađen ultrazvučni pregled srca.
Rezultati: Prosječna dob ispitanika iznosila je 70,3 ± 10,2 godina, a 52,2% su bile žene. Nešto više
od polovice ispitanika (56,0%) je imalo neishemijsku etiologiju ZS-a, a velika većina (78,9%) je
imalo NYHA funkcionalni stupanj ZS-a od III ili više. Relativna većina ispitanika je imala sniženu
LVEF (43,4%) nakon čega je slijedila očuvana LVEF sa 34,4% ispitanika, a 22,2% ispitanika je imalo
graničnu LVEF. Podskupina ispitanika s ishemijskom etiologijom ZS-a je imala značajno više
serumske koncentracije katestatina u odnosu na podskupinu s neishemijskom etiologijom ZS-a (8,94
± 6,39 vs. 4,90 ± 2,74 ng/mL, P=0,001), dok se navedene podskupine nisu značajno razlikovale u
serumskim koncentracijama sST2 (41,98 ± 32,16 vs. 46,15 ± 38,86 ng/mL, P=0,596). Nije utvrđena
statistički značajna razlika u serumskim koncentracijama katestatina među podskupinama ispitanika
142
stratificiranih u 3 klinička fenotipa s obzirom na vrijednost LVEF (7,74 ± 5,64 ng/mL za HFrEF, 5,75
± 4,19 ng/mL za HFmrEF te 5,35 ± 2,77 ng/mL za HFpEF, P=0,143). Također, nije utvrđena značajna
razlika među navedenim skupinama u smislu prosječnih serumskih koncentracija sST2 (47,89 ± 37,74
ng/mL za HFrEF, 34,02 ± 35m89 ng/mL za HFmrEF te 45,01 ± 32,10 ng/mL za HFpEF, P=0,410).
U modelu multiple linearne regresije, prilagođene za zbunjujuće faktore, serumske koncentracije
katestatina i sST2 su neovisno, pozitivno i značajno korelirale sa stupnjem zatajivanja srca po NYHA
funkcionalnoj klasifikaciji (β=0,491, P<0,001 za katestatin i β=0,442, P=0,007 za sST2). Utvrđena je
neovisna, pozitivna i statistički značajna međusobna korelacija između serumskih koncentracija
katestatina i sST2 (β=0,283, P=0,014). Utvrđene su brojne neovisne i značajne povezanosti između
katestatina s ehokardiografskim parametrima, dok sST2 nije značajno korelirao ni s jednim
ehokardiografskim parametrom. Nadalje, serumske koncentracije katestatina su značajno negativno
korelirale s vrijednostima hs-cTnI (β= -0,221, P=0,030), a serumske koncentracije sST2 su značajno
pozitivno korelirale s vrijednostima NT-proBNP-a (β=0,365, P=0,007) te CRP-a (β=0,332, P=0,010).
Od lipidnih i glikemijskih parametara, katestatin je značajno negativno korelirao s vrijednostima LDL
kolesterola (β= -0,231, P=0,029), non-HDL kolesterola (β= -0,237, P=0,026) te HbA1c (β= -0,235,
P=0,027) dok je sST2 značajno negativno korelirao s ukupnim kolesterolom (β= -0,246, P=0,042),
non-HDL kolesterolom (β= -0,252, P=0,036), a utvrđena je značajna pozitivna korelacija serumskih
koncentracija sST2 s vrijednostima HbA1c (β=0,336, P=0,004). Nije utvrđena značajna povezanost
serumskih koncentracija katestatina i sST2 s vrijednostima ITM, a sST2 nije značajno korelirao ni s
jednim antropometrijskim parametrom. Suprotno tome, katestatin je značajno negativno korelirao s
omjerom struka i bokova (β= -0,237, P=0,026), srčanom frekvencijom kod prijema (β= -0,201,
P=0,036) te srčanom frekvencijom u mirovanju (β= -0,242, P=0,030). Nisu utvrđene statistički
značajne korelacije serumskih koncentracija katestatina i sST2 s parametrima koagulacije.
Zaključci: Koncentracije oba biljega imaju značajnu povezanost s funkcionalnom težinom simptoma
kojom se prezentiraju bolesnici s akutnim pogoršanjem ZS-a, a povišene koncentracije katestatina
vjerojatno ukazuju na rezidualno povišenu aktivnost simpatičkog živčanog sustava u ispitanika koji
imaju ishemijsku etiologiju ZS-a, dok u navedenom aspektu koncentracije sST2 nemaju diferentnu
ulogu. Povišene serumske koncentracije katestatina povezane su s boljom funkcijom i volumenima
te dimenzijama lijevog srca, dok se serumske koncentracije sST2 ne čine povezane niti ovisne o
sistoličkoj funkciji srca, a zajedno s katestatinom su povezane sa cirkulirajućim biljezima koji imaju
ulogu u akutnoj ozljedi miokarda, sustavnoj upali te volumnom opterećenju srca što bi moglo
implicirati njihovu posredničku ulogu u složenoj patofiziološkoj kaskadi ZS-a. Konačno, u
budućnosti su potrebne nove pretkliničke i translacijske studije koje bi istražile molekularne i signalne
interakcije navedenih biljega u patofiziologiji zatajivanja srca. |
Sažetak (engleski) | Background: Heart failure (HF) is a complex clinical syndrome that is the consequence of the
structural and/or functional disorders of the heart which impair adequate filling and/or emptying of
blood from the ventricles during the cardiac cycle. Along with established biomarkers that are
routinely used in the context of HF, there exists a research interest for new molecular biomarkers that
could provide insights in some of the pathophysiological mechanisms that are activated in HF thus
opening an avenue toward new treatment modalities and facilitation of prognosis in HF. Such novel
biomarkers that are contemporarily being investigated in a context of HF pathophysiology are
catestatin (CST), a potent suppressor of adrenergic system and soluble suppressor of tumorigenicity
2 (sST2), a mediator of proinflammatory pathways and adverse ventricular remodeling.
Aims of the study: Principal goals of the current study were to determine a potential difference in
serum concentrations of CST and sST2 between patients with ischemic vs. non-ischemic etiology of
HF and to determine potential difference in concentrations of these biomarkers among patient
subgroups stratified in three clinical phenotypes according to the left-ventricular ejection fraction
(LVEF): heart failure with reduced LVEF (HFrEF), midrange LVEF (HFmrEF) and preserved LVEF
(HFpEF). Additionally, we examined the relationship of CST and sST2 concentrations and their
association with the functional disease severity as assessed by the NYHA classification. Secondary
goals were to determine potential associations of CST and sST2 concentrations with relevant
echocardiographic, laboratory and anthropometric parameters among enrolled patients.
Participants and Methods: After applying predefined inclusion and exclusion criteria, a total of 90
participants that had signs and symptoms consistent with the acute worsening of HF and were
hospitalized at the Clinic for Cardiovascular Diseases of UHC Split from January 2018 until February
2019, were included in the final analysis. All participants have undergone detailed physical
examination and history taking along with anthropometric measurements, peripheral blood sampling,
12-lead ECG recording and a standard transthoracic echocardiography examination.
Results: The mean age of participants was 70.3 ± 10.2 years and 52.2% were women. A slightly more
than half of participants (56.0%) had non-ishemic etiology of the disease while vast majority (78.9%)
were in NYHA III or IV functional class of HF. The relative majority of participants had reduced
LVEF (43.4%), followed by the preserved LVEF in 34.4% participants, and a midrange LVEF in
22.2% of participants. A subgroup of participants with ischemic etiology of HF had significantly
higher serum CST concentrations compared with a subgroup with non-ischemic etiology of HF (8.94
± 6.39 vs. 4.90 ± 2.74 ng/mL, P=0.001) while both of these groups did not significantly differ in terms
of serum sST2 concentrations (41.98 ± 32.16 vs. 46.15 ± 38.86 ng/mL, P=0.596). There was no
significant difference in serum concentrations of CST among subgroups stratified in three clinical
145
phenotypes based on the LVEF values (7.74 ± 5.64 ng/mL for HFrEF, 5.75 ± 4.19 ng/mL for
HFmrEF, and 5.35 ± 2.77 ng/mL for HFpEF, P=0.143). Similarly, there was no significant difference
among these groups in respect to mean sST2 concentrations (47.89 ± 37.74 ng/mL for HFrEF, 34.02
± 35.89 ng/mL for HFmrEF, and 45.01 ± 32.10 ng/mL for HFpEF, P=0.410). In the multiple linear
regression model, adjusted for confounding variables, concentrations of both CST and sST2 exhibited
independent and significant positive correlation with the degree of functional disease burden as
assessed by the NYHA classification (β=0.491, P<0.001 for CST and β=0.442, P=0.007 for sST2).
There was an independent and significant positive correlation of CST concentrations with
concentrations of sST2 (β=0.283, P=0.014). CST concentrations were in independent and significant
correlation with many echocardiographic parameters while no significant associations were observed
between sST2 concentrations and any of the echocardiographic parameter. Furthermore, CST
concentrations were in a significant and negative correlation with circulating levels of hs-cTnI (β= -
0.221, P=0.030) while concentrations of sST2 were in significant and positive correlation with levels
of NT-proBNP (β=0.365, P=0.007) and CRP (β=0.332, P=0.010). Regarding the lipid and glycemic
parameters, CST exhibited significant and negative correlation with LDL cholesterol (β= -0.231,
P=0.029), non-HDL cholesterol (β= -0.237, P=0.026) and HbA1c (β= -0.235, P=0.027) while sST2
significantly and negatively correlated with total cholesterol (β= -0.246, P=0.042), non-HDL
cholesterol (β= -0.252, P=0.036), and had a positive and significant correlation with HbA1c (β=0.336,
P=0.004). No significant associations were observed between CST and sST2 in respect to BMI, while
sST2 levels did not correlate significantly with any of the anthropometric parameters. CST levels
were in significant and negative correlation with waist-to-hip ratio (β= -0.237, P=0.026), admission
heart rate (β= -0.201, P=0.036), and resting heart rate (β= -0.242, P=0.030). No significant
associations were found between concentrations of CST/sST2 and coagulation parameters.
Conclusions: Both biomarkers have a direct association with the severity of symptoms at patient
presentation while elevated serum CST concentrations might implicate high residual activity of the
sympathetic nervous system among participants with ischemic etiology of HF, while sST2
concentrations showed no differential role in this regard. Furthermore, higher serum CST
concentrations were significantly associated with better function and smaller dimensions and volumes
of the left heart locally while sST2 seem to not be dependent on the systolic function of the heart.
Both CST and sST2 are differentially associated with circulating biomarkers that reflect acute
myocardial injury, systemic inflammation and pressure/volume overload of the heart which may
implicate their role in the mediation of pathophysiological cascade in HF. Finally, future basic and
translational studies are required in order to elucidate molecular and signal interactions of these two
biomarkers in the context of complex HF pathophysiology. |