Faculty of Medicine and Psychology University of Rome “La Sapienza” Prevalence of inappropriate left ventricular mass and early ultrasound indexes of systolic dysfunction in a cohort of young naïve hypertensive patients A. Battistoni, G.M. Ciavarella, M. Salvati, G. Tocci, A. Ferrucci, C. Savoia, L. De Biase   Faculty of Medicine and Psychology University of Rome “La Sapienza” Chair and Division of Cardiology Sant’Andrea Hospital of Rome – Italy

Global cardiovascular risk: the role of organ damage 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension

Aim In a population of young patients at first diagnosis of hypertension, not in medical therapy and without echocardiographic LVH we carry out a thorough study in order to detect the presence of any trend, as compared to controls, with a focus on left ventricular mass and indices of systolic/diastolic function

Methods …underwent to… Complete clinical examination Exclusion criteria -Pts with EKG rhythm abnormalities or LVH -Pts affected by cardiovascular diseases Pts affected by diabetes mellitus -Pts affected by autoimmune or neoplastic diseases Inclusion criteria Pts 35-49 yrs aged, affected by newly diagnosed mild hypertension assessed by office BP and 24 ABPM (ESH 2007 Guidelines) not taking anti-hypertensive medications Complete clinical examination Office BP and 24-hrs ABPM EKG Cardiac ColorDoppler US Pulse Wave Analysis …underwent to…

Cohort Cases Controls M/F 12/8 Age 42 ± 7 42 ± 7 (p 0,9) BMI 26 ± 3 SBP 140± 6 115± 10 (p<0,0001) DBP 90± 5 74 ± 6 (p<0,0001)

Results Controls Cases LVMI 70 ± 17 87 ± 13 ( p <0,02) LVM h2,7 70 ± 17 87 ± 13 ( p <0,02) LVM h2,7 28.6 ± 6.4 38.7± 7.8 (p< 0,0003) H/R 0,31± 0,04 0,35 ± 0,05 (p <0,02) ILVM 98± 21 116 ± 19 (<0,01) EF 70,6± 5,4 68,19± 7,2 (ns) FS 40,5 ± 4,4 39,6± 5,5 ns MFS 35 ± 4 39 ± 6 (p <0,01) S wave TDI 16,2± 4 13,8 ± 2 (p <0,03) ES LV Stress 77,3 ± 12 87,9 ± 15,8 (p <0,03) IVRT 63 ±14 69 ± 12 (p 0,1) E/A 1,9± 2 1,1 ± 0,4 ns DT 192 ± 36 217 ± 61 ns E/E’ 3,9 ± 0,9 4± 0,6 ns

Results 2 p<0.02 p<0.003 p<0.02 p<0.01 116 ± 19 % 87± 13 98 ± 21 g/m2 % 70± 17 g/m2 38.7± 7.8 g/h2.7 0,35 ± 0,05 28.6 ± 6.4 0,31± 0,04 g/h2.7 LVMi LVMh2.7 h/r ILVM Cases Controls

Results 3 25 20 15 10 5 ILVM % Controls Cases

Results 4 S wave TDI Cases Controls

Limits Small cohort Secondary hypertension not excluded Hormonal and metabolic profile not assessed Microalbuminuria not investigated

Conclusions The dramatic evolution witnessed in the field of echocardiographic technologies in the recent years has allowed achieving an unpreceded availability of reliable tools to evaluate cardiac systo-diastolic function and dysfunction. A detailed characterization of the various components of cardiac systolic function beyond the determination of EF only can be currently obtained through application of validated echocardiographic techniques. The hypertensive subjects are indistinguishable from controls in respect of several indices of systolic (EF, Fs, mFs) and diastolic function, but become so if we consider the left ventricular systolic longitudinal shortening component which is reduced in cases as described by the lower amplitude of the S wave of tissue Doppler of the lateral wall of the left ventricle

Conclusions Our young naive hypertensive population has a prevalence of ILVM significantly higher than controls. This finding is accompanied by a higher absolute value of the left ventricular mass when considered with allometric indexing and with an initial trend to concentric remodeling of the left ventricle.

We do believe that a more accurate echocardiographic assessment is ready for prime time use in the everyday clinical practice in the echo-lab as it allows a more comprehensive characterization of cardiac function thus theoretically favouring a more appropriate clinical and therapeutical decision making.

Inappropriate Left Ventricular Mass (ILVM) “ The term inappropriate left ventricular mass has been applied to conditions in which the observed level of LVM exceeds the theoretical value predicted by sex, body size, and stroke work” (CUT OFF: 128%) De Simone Hypertension 2002; Chinali J Hypertension 2007

Conclusions The hypertensive subjects are indistinguishable from controls in respect of several indices of systolic (EF, Fs, mFs) and diastolic function, but become so if we consider the left ventricular systolic longitudinal shortening component which is reduced in cases as described by the lower amplitude of the S wave of tissue Doppler of the lateral wall of the left ventricle

Conclusioni L’aumento della % di MVSi non correla con età, BMI e PAS clinica, ma correla positivamente con gli indici di massa ventricolare (totale, indicizzata per SC e h2,7) in tutta la popolazione in studio È negativamente correlata con gli indici di funzione sistolica solo nei controlli normotesi. Nei casi essa è associata alla tendenza alla geometria concentrica del ventricolo sinistro

Conclusioni Nei casi con MVSI >128% essa correla direttamente con i valori di PAS media delle 24 ore, PAS media diurna e PAS media notturna

Faculty of Medicine and Psychology University of Rome “La Sapienza” Prevalenza di massa ventricolare sinistra inappropriata in una popolazione di pazienti ipertesi naive   A. Battistoni, G.M. Ciavarella, M. Salvati, G. Tocci, A. Ferrucci, C. Savoia, L. De Biase, M. Volpe   Faculty of Medicine and Psychology University of Rome “La Sapienza” Chair and Division of Cardiology Sant’Andrea Hospital of Rome – Italy

Rischio cardiovascolare globale del paziente iperteso: il ruolo del danno d’organo 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension

Ipertrofia ventricolare sinistra e rischio cardiovascolare Ganau et al. 1992; Schillaci et al. Hypertension 2000 ; Bluemke et al. JACC 2008

….in presenza o assenza di LVH MVSI La presenza di MVSI nella popolazione ipertesa si associa a: rimodellamento concentrico del ventricolo sinistro diminuzione della frazione di eiezione, che aumenta al regredire della MVSI riduzione del Midwall fractional shortening riduzione della gittata cardiaca prolungamento del IVRT aumento di E/E’ anomalie della cinesi miocardica ….in presenza o assenza di LVH Disfunzione sistolica e diastolica. Pas più bassa per declino della funzione di pompa De Simone Am J Hypertension 2004; Woodiwiss hypertension 2012; Palmieri Am Heart J 2001; Mureddu J Hypertension 2001, Lim KJC 2009

MVSI E’ correlata a: aumento della MAU e della UACR età maggiore diabete mellito BMI elevato PAS più bassa Il suo sviluppo/persistenza si associa ad aumento degli eventi cardiovascolari, mentre la riduzione si associa a diminuzione degli eventi cardiovascolari Disfunzione sistolica e diastolica. Pas più bassa per declino della funzione di pompa Palmieri Am Heart J 2001; Palmieri J Hypertension 2007; Muiesan Hypertension 2007

MVSI: le ipotesi Un meccanismo potrebbe riguardare la presenza di una pressione arteriosa in aorta ascendente maggiore di quanto indicato dalla misurazione a livello dell'arteria brachiale, a causa di cambiamenti nella riflessione dell'onda di pressione periferica nei pazienti ipertesi con ipertrofia vascolare Un altro meccanismo può prevedere uno squilibrio tra fattori di crescita e fattori che inibiscono la crescita (aldosterone, cardiotropina-1, adrenalina plasmatica) Un terzo meccanismo riguarda fattori genetici che in alcune persone comporterebbero una risposta di crescita più ingente per un dato carico di pressione Olsen JHH 2004; Muiesan Hypertension 2008;

Scopo dello studio Valutare la prevalenza di MVSI in una popolazione di pazienti giovani, alla prima diagnosi di ipertensione arteriosa, non in terapia medica Ricercare correlazioni significative tra la presenza di MVSI e parametri antropometrici, ecocardiografici e del profilo pressorio

Materiali e metodi farmacologico (n=20) Soggetti ipertesi di recente diagnosi non in trattamento farmacologico (n=20) Soggetti normotesi di controllo (n=20) CRITERI DI ESCLUSIONE -Soggetti con alterazioni elettrocardiografiche del ritmo cardiaco o criteri di LVH -Soggetti in trattamento per patologie cardiovascolari precedentemente diagnosticate -Soggetti affetti da diabete mellito -Soggetti affetti da patologia autoimmune o neoplastica CRITERI DI INCLUSIONE Pazienti di età compresa tra 30 e 52 anni affetti da ipertensione arteriosa di grado I di nuova diagnosi, effettuata tramite misurazione clinica della PA e monitoraggio delle 24 ore secondo i criteri ESH 2007, non in trattamento farmacologico

Popolazione Ipertesi Normotesi M/F 12/8 Età 42 ± 7 42 ± 7 (p 0,9) BMI 26 ± 3 23 ± 6 (p 0,06) PAS 140± 6 115± 10 (p<0,0001) PAD 90± 5 74 ± 6 (p<0,0001)

Materiali e metodi Raccolta dell’anamnesi e visita clinica generale Rilevazione Pressione Arteriosa ( PA clinica e monitoraggio delle 24 ore) Elettrocardiogramma Esame ecocardiografico standard Pulse Wave Analysis

Risultati Normotesi Ipertesi MVsnI 70 ± 17 87 ± 13 ( p <0,02) 70 ± 17 87 ± 13 ( p <0,02) M h2,7 28.6 ± 6.4 38.7± 7.8 (p< 0,0003) H/R 0,31± 0,04 0,35 ± 0,05 (p <0,02) MVSI 98± 21 116 ± 19 (<0,01) FE 70,6± 5,4 68,19± 7,2 (ns) FS 40,5 ± 4,4 39,6± 5,5 ns MFS 35 ± 4 39 ± 6 (p <0,01) Onda S TDI 16,2± 4 13,8 ± 2 (p <0,03) Stress TS Vsn 77,3 ± 12 87,9 ± 15,8 (p <0,03) E/A 1,9± 2 1,1 ± 0,4 ns DT 192 ± 36 217 ± 61 ns E/E’ 3,9 ± 0,9 4± 0,6 ns

Risultati 3 p<0.02 p<0.003 p<0.02 p<0.01 116 ± 19 % 87± 13 98 ± 21 g/m2 % 70± 17 g/m2 38.7± 7.8 g/h2.7 0,35 ± 0,05 28.6 ± 6.4 0,31± 0,04 g/h2.7 MVsni MVsnh2.7 h/r MVSI ipertesi normotesi

Risultati 2 25 20 15 10 5 MVSI % Normotesi Ipertesi

Risultati 3: Test di Pearson per MVSI Normotesi Ipertesi Età 0,22 0,26 BMI 0,23 0,08 PAS clinica 0,5 PAD clinica 0,36 -0,06 PAS media die PAD media die PAS media diurna PAD media notturna PAS media notturna

Risultati 5 1 -1 -1 Età BMI PAS clinica PAD clinica ipertesi normotesi r di Pearson 1 -1 -1 Età BMI PAS clinica PAD clinica ipertesi normotesi

Risultati 4: Test di Pearson per MVSI Normotesi Ipertesi H/R 0,33 0,69 FE -0.6 -0,1 FS -0,63 MVS 0,89 0,65 MVSi 0,91 MVS h2,7 0,64 Stroke work 0,27 0,22 MFS 0,67 0,46 IC -0,44 -0,04 E/A 0,1 0,3 DT 0,03 S/D 0,4

Risultati 5 1 -1 -1 h/r FE Fs MVS MVSi MVSh2.7 ipertesi normotesi r di Pearson 1 -1 -1 h/r FE Fs MVS MVSi MVSh2.7 ipertesi normotesi

Risultati 5: Test di Pearson per MVSI MVSA Età 0,39 -0,18 BMI 0,57 0,33 PAS clinica 0,02 -0,48 PAD clinica 0,04 -0,44 PAS media die 0,76 0,03 PAD media die 0,43 0,22 PAS media diurna 0,89 0,08 PAD media diurna 0,09 0,2 PAS media notturna -0,27 PAD media notturna 0,51 -0,01

Risultati 5 1 -1 -1 età BMI PAS clinica PAD clinica MVSI MVSA r di Pearson 1 -1 -1 età BMI PAS clinica PAD clinica MVSI MVSA

Risultati 6: Test di Pearson per MVSI MVSA H/R 0,7 0,43 FE -0.35 0,32 FS -0,35 0,26 MVS 0,28 0,52 MVSi 0,36 0,51 MVS 2,7 0,76 0,25 Stroke work 0,14 MFS 0,55 IC 0,65 E/A 0,59 0,13 DT -0,38 0,05 S/D 0.61 0,08

Risultati 5 1 -1 -1 PASm PADm PASm d PADm d PASm n PADm n MVSI MVSA r di Pearson 1 -1 -1 PASm PADm PASm d PADm d PASm n PADm n MVSI MVSA

Limiti del nostro studio Bassa numerosità della popolazione Non esclusione di cause di ipertensione secondaria Non è stato indagato il profilo ormonale e metabolico dei pazienti Non è stata valutata la presenza MAU

Conclusioni La MVSI rappresenta un meccanismo di compenso eccessivo che si verifica nel cuore del paziente iperteso per fare fronte all’aumento del post-carico Questa situazione comporta una disfunzione sisto-diastolica che si associa ad una prognosi peggiore. Nella nostra popolazione di pazienti giovani con recente diagnosi di ipertensione di grado lieve la prevalenza di MVSI è del doppio rispetto ai pazienti normotesi, seppure i pazienti non abbiano altri indici anatomici di “rimodellamento” ipertensivo

Conclusioni L’aumento della % di MVSi non correla con età, BMI e PAS clinica, ma correla positivamente con gli indici di massa ventricolare (totale, indicizzata per SC e h2,7) in tutta la popolazione in studio È negativamente correlata con gli indici di funzione sistolica solo nei controlli normotesi. Nei casi essa è associata alla tendenza alla geometria concentrica del ventricolo sinistro

Conclusioni Nei casi con MVSI >128% essa correla direttamente con i valori di PAS media delle 24 ore, PAS media diurna e PAS media notturna

Chiar.mo Prof. Marta Salvati G.Massimo Ciavarella Matr. 1186235 Tesi di Laurea Sperimentale   “Valutazione strumentale non invasiva delle alterazioni cardiovascolari iniziali in pazienti ipertesi “naive” senza evidente danno d’organo.” Relatore: Laureanda: Chiar.mo Prof. Marta Salvati G.Massimo Ciavarella Matr. 1186235

IPERTENSIONE ARTERIOSA “ L’ipertensione arteriosa rappresenta la più comune patologia cardiovascolare e costituisce uno dei principali fattori di rischio per altre malattie cardio e cerebrovascolari.” MacMahon et al. Lancet 90,335,765

IVS Presente nel 15-55% dei pazienti ipertesi, è un importante fattore predittivo di mortalità e morbilità cardiovascolare. E’ il risultato di un adattamento del cuore al sovraccarico cronico, un tentativo di normalizzare lo stress di parete. (T=Pxr2/h) L’adattamento del cuore può assumere aspetti diversi: ipertrofia concentrica o eccentrica.

MVS In base allo spessore parietale relativo e alla Massa ventricolare sinistra si possono osservare quattro differenti aspetti di geometria ventricolare. Nel cosiddetto rimodellamento concentrico la massa ventricolare sinistra risulta ancora ai limiti normali, ma lo spessore parietale è aumentato rispetto alle dimensioni interne. Ganau, 1992

MVS La presenza di aumentata MVS rappresenta da sola un fattore di rischio per eventi CV! MVSI Massa h 2.7 H/R FE Fs MFSp Casi 116.3±20.2 38.7±7.8 0.35±0.05 68,19±7,2 39.6±5.9 18±0.3 Controlli 96.7±21.7 28.6±6.4 0.31±0.04 70,6±5,4 40.5±4.4 18.3±0.2 p 0.01 0.0003 0.02 0,2 0.5 0.003

Contrattilità Miocardica Difficile quantificazione incruenta Con nuove metodiche ecocardiografiche possiamo valutare l’analisi dello strain miocardico e il fenomeno del twisting. N.B. = Il twisting si modifica con l’età del paziente.

Struttura del ventricolo Torrent-Guasp F 1998

MFS

Tissue Doppler Imaging (TDI) E’ una tecnica ecocardiografica che sfrutta lo stesso principio del Doppler per misurare la velocità dei segmenti del miocardio. E' adatto per la valutazione della funzione ventricolare. Attraverso l’analisi della contrattilità longitudinale della fibra miocardica. La tecnica consente di misurare in modo molto attendibile la funzionalità miocardica regionale ed ha un grande potenziale per la diagnosi di disfunzione diastolica ventricolare sinistra, superando la dipendenza dal carico delle tecniche convenzionali di Doppler.

Stress di Parete Lo stroke Work è il lavoro fatto dal ventricolo per espellere un volume di sangue nell’aorta. Stroke Work = Stroke Volume x Mean Aortic Pressure

H/R Acc Circ Vsn Mvs/h 2,7 Stroke work I Stress TSVsn Inner shell MFSp Onda S TDI HT 0.35±0.05 0.14±0.02 38.7±7.8 117±26 87.9±15.8 17.9±3 18±0.3 13.8±2 NT 0.31±0.04 0.14±0.01 28.8±6.4 91.2±22.8 77.3±12 16±2 18.3±0.2 16.2±4 P 0.02 0.8 0.0003 0.003 0.03 0.04

Conclusioni La nostra popolazione non è distinguibile dai controlli riguardo gli indici di funzione sistolica e diastolica classicamente considerati, ma ad una valutazione più approfondita si osserva: Una inziale tendenza al rimodellamento concentrico del VS Riduzione della funzione sistolica globale con particolare interessamento della componente di accorciamento longitudinale. Nessun segno di alterazione della funzione diastolica.

Grazie a tutti per l’attenzione.