Dra. Yeneir Vera Fernández,1 Dr.Emilio F. Buchaca Faxas,2 Dra. Ángela Castro Arca,3 Dra. Lays Rodríguez Amador,4 Dr. Sergio Bermúdez Rojas5 y Lic. Celia Alonso Rodríguez6
Se estudiaron 60 pacientes con diabetes mellitus para correlacionar las alteraciones ecocardiográficas del miocardio, mediante técnica de caracterización hística (variación cíclica), con los trastornos de la glucemia y la presencia de complicaciones microvasculares. Se detectó que existía asociación entre alteraciones de la variación cíclica y presencia de complicaciones microvasculares (p = 0,003). Se obtuvo una correlación lineal entre valores altos de HbA1 y alteraciones de caracterización hística al nivel del septum 2D (p<0,001; r = - 0,4), así como con hiperglucemia posprandial 2h (p < 0,01; r = - 0,3) y enayunas (p < 0,04; r = - 0,2). Igualmente, encontramos correlación lineal inversa entre el tiempo de evolución de la enfermedad y los valores de variación cíclica, tanto para septum 2D (p < 0,003; r = -0,4) y PP2D (p < 0,001; r = - 0,3). Se concluyó que la caracterización hística del miocardio permite detectar alteraciones precoces en diabéticos complicados con daño microvascular, traducidas por disminución de la variación cíclica, correlacionadas con descontrol glucémico y mayor tiempo de evolución de la enfermedad.
Palabras clave: Variación cíclica, caracterización hística por ultrasonidos, hiperglucemia posprandial, miocardiopatía diabética.
Un creciente interés ha motivado el impacto de las alteraciones estructurales propias del miocardio del paciente con diabetes, que pueden conducir a la insuficiencia cardíaca, en ausencia de aterosclerosis coronaria.1-5 Estas alteraciones se relacionan con depósitos de colágeno y fibrosis que producen cambios en las propiedades acústicas (variación cíclica) del miocardio al ser estudiadas con técnicas de caracterización hística por ultrasonidos (CTUS).6 Di Bello y otros han detectado una disminución de la variación cíclica en septum y pared posterior en pacientes diabéticos tipo 1, asociada con la presencia de complicaciones microvasculares.7
La hiperglucemia crónica puede conducir, entre otros, al proceso de glucosilación de proteínas, lo que facilita el depósito de colágeno y contribuye a modificar las propiedades acústicas de los tejidos.8
El objetivo de este estudio fue caracterizar el tejido miocárdico del paciente diabético por técnicas ecocardiográficas y correlacionar estos hallazgos con la presencia de descontrol glucémico.
Utilizando la CTUS se estudiaron 60 pacientes con diabetes mellitus (DM), que acudieron a la consulta de Diabetes Complicada de este centro, 40 correspondían al tipo 2 y 20, al tipo 1, sin hipertensión arterial y con prueba ergométrica normal. Se excluyeron aquellos pacientes tratados con cualquier medicamento que pudiera deteriorar el control glucémico, así como a los que padecen ciertas alteraciones clínicas (sepsis, neoplasias, alcoholismo).
Para su mejor estudio se dividieron en 4 grupos:
Las complicaciones microvasculares evaluadas fueron:
Se determinaron parámetros metabólicos en sangre: hemoglobina glucosilada (HbA1): Por el método de cromatografía de intercambio iónico en batch. Se utilizaron valores de referencia: normal: < 7 %. La glucemia en ayunas y posprandial, por el método de la glucosa oxidasa. En el caso de la glucemia posprandial se midió 2 h después de la administración de un desayuno previamente indicado de acuerdo con el cálculo calórico diario de cada paciente. Se tomaron como valores normales: glucemia en ayunas: < 7,0 mmol/L y glucemia a las 2h < 7,8 mmol/L. Se determinó tiempo de evolución de la enfermedad en años.
]]> Se realizó un ecocardiograma bidimensional convencional que fue ejecutado en un equipo ALOKA PROSOUND 5500 y transductor multibanda de 2,5 MHz con vistas ecocardiográficas estándar (eje paraesternal largo y corto, vistas de 2 y 4 cámaras). El sistema de CTUS empleado fue el análisis de la retrodispersión integrada en septum y la pared posterior. Se estudió la magnitud de variación cíclica, que es definida como la magnitud en decibelios (dB) de la variación del ciclo diástole-sístole y viene dada por el logaritmo de la razón entre la energía dispersada en diástole y la dispersada en sístole.9 Todas las determinaciones fueron realizadas por un mismo observador que desconocía las características clínicas de los pacientes. El diseño del estudio fue sometido a la aprobación del comité científico de la institución y se solicitó el consentimiento informado de todos los individuos incluidos en la investigación.Las variables cuantitativas se expresaron en media ± desviación estándar (DE). Para comparar los valores medios se utilizó la t- Student cuando las asunciones de normalidad fueron satisfechas y cuando las desviaciones estándar fueron significativamente diferentes se utilizó la prueba de Wilcoxon como una alternativa paramétrica a la t- Student. Para analizar la relación entre las variables cuantitativas se utilizó un análisis de correlación lineal. Se tomó el valor de p < 0,05 como indicador de significación estadística.
Estudiamos 60 pacientes, 40 (66,6 %) presentaban DM tipo 2 y 20 (33,3 %) DM tipo 1; 38 (63,3 %) eran mujeres. Las edades estuvieron comprendidas entre 20 y 65 años con una media de 44,3 ± 9,6 años. El grupo control incluyó 15 voluntarios sanos, 9 (60 %) mujeres, con una media de edad (40 ± 4 años) y un rango entre 27 y 60. De los pacientes estudiados, 40 (66,6 %) tenían complicaciones microvasculares, apareció la neuropatía somática en el 100 % de ellos y retinopatía en el 55 %. El comportamiento de la glucemia en ayunas fue similar en los 3 grupos, con una media de 7,35 ± 2,4 mmol/L. Los valores medios de la glucemia posprandial se encontraban elevados de forma general (11,8 ± 4,4 mmol/L), principalmente en los pacientes complicados. Se obtuvieron diferencias significativas entre los grupos 1 y 3 (p<0,05). La media de la HbA1 fue de 6,5 ± 1,7 %, con diferencias relevantes a señalar al comparar el grupo 1 de pacientes no complicados con el grupo 2 (p< 0,001) y grupo 3 (p<0,05) de pacientes complicados (tabla).
Tabla. Características demográficas y metabólicas de los diferentes grupos
| Parámetros | Grupo 1 | Grupo 2 | Grupo 3 |
| Edad | 51,5 ± 9,5 | ]]> 48,9 ± 9,4 | 31,7 ± 9,9 |
| Tiempo de evolución | 3,2 ± 2,0 | 8,05 ± 6,0 | 17,5 ± 12,3 |
| Glucemia en ayunas | 7,1 ± 2,3 | 7,6 ± 2,6 | 7,2 ± 2,4 |
| ]]> Glucemia posprandial | 10,3 ± 4,5* | 12,1 ± 4,6 | 12,9 ± 3,8* |
| HbA1 | 5,6 ± 1,1*¨ | 7,4 ± 2,0 | 6,7 ± 1,4* |
*p < 0,05. p < 0,001.
Nota: Se excluye al grupo 4 (control) porque no se le tomaron muestras de sangre al ser un grupo formado por personas sanas.
Obtuvimos reducción de la variación cíclica en los pacientes diabéticos complicados, respecto a los no complicados y a los controles sanos, tanto al nivel de septum 2D (3,4 ± 1,3 vs. 4,4 ± 0,4 dB; p < 0,003) (fig. 1), como pared posterior PP2D (3,4 ± 1,3 vs. 6,2 ± 0,4 dB; p<0,001),
]]>
Fig. 1. Variación cíclica septum 2D.
Se obtuvo una importante correlación lineal entre valores altos de HbA1 y alteraciones de la caracterización hística al nivel del septum 2D (p< 0,001; r = - 0,4), así como con niveles altos de glucemia posprandial 2h (p < 0,01; r = -0,3) y glucemia en ayunas (p < 0,04; r = - 0,2) (fig. 2). Encontramos, además, una correlación lineal inversa entre el tiempo de evolución de la enfermedad y los valores de CTUS, tanto para septum 2D (p < 0,003; r = - 0,4) como para PP2D (p < 0,001; r = - 0,3) (fig. 3).
Fig. 2. Correlación entre variables metabólicas y caracterización hística.
Fig. 3. Correlación entre tiempo de evolución y CTUS en pacientes con diabetes mellitus
La miocardiopatía diabética (MCD) comprende cambios bioquímicos y estructurales en la lámina media de las arterias coronarias extramurales, cambios histológicos en la pared de capilares y arteriolas intramurales pequeñas, microaneurismas y engrosamiento de la membrana basal capilar; cambios intersticiales en el miocardio con acumulación de tejido conectivo y glucoproteínas; presencia de neuropatía autonómica cardíaca y disfunción de células miocárdicas por desajustes metabólicos.2,3,9
La CTUS se fundamenta en el principio de que el estado físico del tejido puede expresarse de forma cuantitativa por el análisis de las interacciones entre el ultrasonido y el tejido mismo.10 El colágeno es el determinante principal tanto de la dispersión como de la atenuación del ultrasonido por el tejido miocárdico, al parecer por una sustancia de la que está compuesto llamada hidroxiprolina.11 Se ha sugerido que el depósito de colágeno en los pacientes diabéticos es una consecuencia del proceso de glucosilación de proteínas, con alteraciones subsiguientes de las propiedades acústicas del miocardio.12 En esta investigación correlacionamos variables de control glucémico (HbA1, glucemia posprandial y glucemia en ayunas) con los hallazgos de la CTUS y se demostró la existencia de una importante correlación lineal entre ellos, los valores de variación cíclica disminuían al nivel del septum y la pared posterior, a medida que aumentaban los niveles de estas variables metabólicas. La glucemia se ha considerado un factor de riesgo independiente para el daño microvascular y el macrovascular. La hiperglucemia en períodos posprandiales puede acelerar el proceso de glucosilación y esta sería una de las vía metabólicas que explicarían su influencia sobre el daño vascular.13 En los últimos años se ha insistido en el impacto de los picos hiperglucémicos posprandiales sobre el proceso de aterosclerosis14 y se ha considerado un factor de riesgo cardiovascular independiente de la mortalidad.15 En este estudio se encontró una asociación significativa de la hiperglucemia posprandial con las alteraciones de la CTUS, acorde a su probable efecto sobre el desarrollo de las complicaciones vasculares, es un hecho reconocido previamente su asociación con otros factores de riesgo.16-18 Otros no han coincidido con estos resultados y la controversia sobre el papel de la glucemia como factor de riesgo macrovascular se mantiene hasta nuestros días.19,20 Estos resultados ponen en evidencia que mediante la CTUS podemos detectar cambios muy precoces del miocardio del paciente diabético aún cuando se encuentra asintomático y que estas alteraciones están en relación con estados de hiperglucemia, que pueden traer, como consecuencia final, depósitos de colágeno con cambios en las propiedades acústicas del tejido miocárdico y el desarrollo posterior de una MCD.21-23
En este estudio también observamos una importante correlación entre estas alteraciones del tejido miocárdico y la presencia de complicaciones microvasculares, así como con el tiempo de evolución de la DM, por lo que pensamos que las alteraciones de la CTUS puedan constituir una expresión del inicio de estas complicaciones producto de las modificaciones de las proteínas asociadas al proceso de glucosilación, activación de sistemas enzimáticos (PKC-diacilglicerol) o de estrés oxidativo que acompañan al síndrome diabético,24 lo que justifica el control intensivo de la glucemia,25-29 por lo que se necesitarían nuevos estudios que ayuden a determinar una relación causal entre la hiperglucemia y la reducción de la variación cíclica en el miocardio de pacientes con diabetes, teniendo en cuenta que la CTUS está dejando de ser una técnica experimental para convertirse en una herramienta complementaria en los laboratorios de cardiología, que nos permite diagnosticar, de forma no invasiva, una entidad silenciosa y mortal como es la miocardiopatía diabética, detecta alteraciones miocárdicas muy temprano en comparación con los diagnósticos efectuados por otras técnicas ecocardiográficas.30
]]> Se concluyó que mediante la CTUS es posible detectar alteraciones muy precoces del miocardio diabético en pacientes asintomáticos y con función cardíaca normal al reposo, traducidas por disminución de los valores de variación cíclica al nivel del septum y la pared posterior, con una correlación significativa con las alteraciones del control glucémico, la presencia de complicaciones microvasculares y mayor tiempo de evolución de la enfermedad.Los autores agradecen a la Licenciada en Enfermería Mireya Valdés Rodríguez, su eficiente colaboración en la recogida de los datos y de las muestras, así como su entusiasta cooperación con el desarrollo del presente estudio.
Hyperglycaemia and acoustic abnormalities of the myocardial tissue of the patient with diabetes mellitus
60 patients with diabetes mellitus were studied to correlate the echocardiographic alterations of the myocardium, by histic characterization technique (cyclical variation), with glycaemia disorders and the presence of microvascular complications. An association between the alterations of cyclical variation and the presence of microvascular complications was found (p = 0.003). It was obtained a lineal correlation between the high values of HbA1 and the histic characterization alterations at the level of the septum 2D (p< 0.001; r = - 0.4), as well as with postprandial hyperglycaemia 2h (p<0.01; r = - 0.3) and under fasting conditions (p<0.04; r = - 0.2). Likewise, it was observed an inverse lineal correlation between the time of evolution of the disease and the values of cyclical variation, both for septum 2D (p<0.003; r = -0.4) and PP2D (p < 0.001; r = - 0.3). It was concluded that the histic characterization of the myocardium allows to detect early alterations in diabetic patients complicated with microvascular damage, expressed by the decrease of the cyclical variation, correlated with glycaemia decontrol and a longer time of evolution of the disease.
Key words: Cyclical variation, histic characterization by ultrasound, postprandial hyperglycaemia, diabetic myocardiopathy.
1. Batista ME, Licea MP. Corazón y diabetes mellitus. Enfermedad muscular cardiaca diabética. Endocrinología y Nutrición. 1999;46 (1):43-56.
2. Bell DS. Diabetic cardiomiopathy. A unique entity or a complication of coronary artery disease? Diabetes Care. 1995;18 (5):479-86.
3. The Diabetes Control and Complications Trial Research Group: The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus. N Engl J Med. 1993,329:977-86.
4. American Diabetes Association. Consensus development conference on the diagnosis of coronary heart disease in people with diabetes. Diabetes Care. 1998;21:1551-9.
5. Fernández FA, Cabrera R, Hernández A. Cardiomiopatía en diabetes mellitus. Med Clin (Barc). 2000;115 (1):27-35.
6. Segovia E, Pérez JE. Caracterización tisular miocárdica por ultrasonidos: Backscatter. Rev Española de Cardiología.1999;52:708-15.
7. Di Bello V, Giampietro O, Matteucci E. Ultrasonic Tissue Characterization analysis in type 1 diabetes: early index of diabetes cardiomiopathy? G Italic Cardiol. 1998;28 (10):1128-37.
8. Pérez JE, McGill JB, Santiago JV, Schechtman KB, Waggoner AD, Miller JG, et al. Abnormal myocardial acoustic properties in diabetic patients and their correlation with the severity of disease. J Am Cardiol. 1992;19 (6):1154-62.
9. Finch-Johnston AE, Gussak HM, Mobley J, Holland MR, Petrovic O, Pérez JE, et al. Cyclic variation of integrated backscatter: dependence of time delay on the ecocardiographic view used and the myocardial segment analyzed. J Am Soc Echocardiogr. 2000;13:9-17.
10. Codinach HP, Freixa PR. Diabetic cardiomiopathy: concept, heart fuction, and pathogenesis. Ann Inter Med. 2002;19 (6):313-20.
11.Paredes MP. Caracterización tisular mediante ultrasonidos. Rev Esp Cardiol. 1995;16:32-8.
12. Shimizu M, Umeda K, Sugihara N, Yoshio H, Ino H, Takeda R, et al. Collagen remodeling in myocardium of patients with diabetes. J Clin Pathol. 1998;46(1):32-6.
13. Brownlee MB, Cerami A, Vlassara H. Advanced glycosylation endproducts in tissue and biochemical basis of diabetic complications. N Engl J Med. 1998;318:1315-21.
14. Temelkova-Kurktschiev T, Koehler C, Henkel E, Leonhardt W, Fuecker K, Hanefeld M. Postchallenge plasma glucosa an glycemic spikes are more strongly associated with atherosclerosis than fasting glucosa or HbA1c level. Diabetes Care. 2000;23:1830-4.
15. Saydah S, Miret M, SPNG J, Varas C, Gause D, Brancati F. Postchallenge Hyperglycemia and mortality in a national sample of US. Adults. Diabetes Care. 2001;24:1397-402.
16. The DECODE Study Group on Behalf of the European Diabetes Epidemiology Group. Is the current definition for diabetes relevant to mortality risk from all causes and cardiovascular and noncardiovascular diseases. Diabetes Care. 2003;26:688-96.
17. Blake DR, Meigs JB, Muller DC, Najjar SS, Andres R; Nathan DM. Impared Glucose Tolerance, but not Impaired Fasting Glucose, is associated with increased levels of Coronary Heart risk factors. Diabetes. 2004; 53 (8):2095-100.
18. Gerich JE. Physiology and Pathophysiology of Postprandial Glucose Regulation. Medscape Diabetes & Endocrinology. 2004, 6 (2).http://medscape.com/viewarticle/491410
19. Gerstein H, Anand S, Long Yi QQ, Vuksan V, Lonn E, Teo K, et al. The relationship between dysglycemia and atherosclerosis in South Asian, Chinese, and European individuals in Canada. Diabetes Care. 2003;26:144-9.
20. Orchard T, Olson J, Erbey J, Williams K, Forrest KY, Zinder LS, et al. Insulin resistance-related factors, but not glicemia, predict coronary artery disease in type 1 diabetes.Diabetes Care. 2003;26:1374-9.
21. Wagner RF, Wear KA, Pérez JE, Megill JB, Schechtman KB, Miller JG. Quantitative assesment of myocardial ultrasound tissue characterization through receiver operating characteristics analysis of bayesian classifiers. J Am Coll Cardiol. 1995;25 (7):1706-11.
22. Naito J, Koretsune Y, Shuta R, Yoshida J. Transmural heterogeneity of myocardial integrated backscatter in diabetic patients without over cardiac disease. Diabetes Res Clin Pract. 2001;52 (1):11-20.
23. Perez JE, Miller E, Holland MR. Ultrasonic tissue characterization: integrated backscatter imaging for detecting myocardial structural properties and on line quantitation of cardiac function. J Am Cardiac Imag.1994;8 (2):106.
24. Ceriello A. The post-prandial state and cardiovascular disease: relevance to diabetes mellitus. Diabetes Metab Res Rev. 2000;16:125-32.
25. Krinsley JS. Effect of an intensive glucose management protocol on the mortality of critically ill adult patients. Mayo Clin Proc. 2004;79:992-1000.
26. Kramer H, Molitch ME. Screening for kidney disease in adults with diabetes. Diabetes Care. 2005;28(7):1813-6.
27. Leslie RDG, Williams R, Pozzilli P. Type 2 Diabetes and latent Autoinmune Diabetes in Adults: one end of the Rainbow. J Clin Endocrinol Metab. 2006;91(5):1654-9.
28. Fourlanos S, Perry C, Sstein M, Stankovich J, Charrison L, Colman PG. A clinical screening tool Identifies Autoinmune Diabetes. Diabetes Care. 2006;29(5):970-5.
29. Thirone CP, JeBailey L, Bilan PJ, Klip A.
Opposite Effect of JAK2 on Insulin-Dependent Activation of Mitogen-Activated Protein kinases and akt in muscle cells: possible target to amilorate insulin resistance. Diabetes. 2006;55(4):942 – 51.
30. Sozzi FB, Elhendy A, Roelandt JRTC, Van Domburg RT, Schinkel AFL, Vourvouri EC, et al.Prognostic value of dobutamine stress echocardiography in patients with diabetes. Diabetes Care. 2003;26:1074-8.
Recibido: 9 de julio de 2007. Aprobado: 17 de agosto de 2007.
Dra. Yeneir Vera Fernández. Hospital Clinicoquirúrgico "Hermanos Ameijeiras" San Lázaro No. 701 entre Belascoaín y Marqués González, Centro Habana, Ciudad de La Habana, Cuba. Correo electrónico: yeneir@infomed.sld.cu
1Especialista de I Grado en Cardiología.
2Especialista de II Grado en Medicina Interna. Profesor Auxiliar.
3Especialista de I Grado en Cardiología. Profesora Asistente.
4Especialista de I Grado en Medicina Interna. Profesora Asistente.
5Especialista de I Grado en Medicina Interna. Profesor Auxiliar.
6Licenciada en Bioquímica. Profesora Auxiliar.