Apnéia do Sono e Função Diastólica: Alterações Precoces no Relaxamento do Ventrículo Esquerdo pelo Doppler Tecidual

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1 A r t i g o O r i g i n a l Apnéia do Sono e Função Diastólica: Alterações Precoces no Relaxamento do Ventrículo Esquerdo pelo Doppler Tecidual ISSN Obstructive Sleep Apnea Syndrome: Early Alterations in Diastolic Function by Tissue Doppler Maria E. Otto 1, Marek Belohlavekw 2, Bijoy Khandheria 3,Gregory Gilman 4, Anna Svatikova 5, Virend Somers 6 RESUMO: A Síndrome da Apnéia Obstrutiva do Sono (SAOS) está relacionada ao aumento de risco cardiovascular. Alterações precoces na função ventricular podem estar implicadas nesta associação. O objetivo deste trabalho foi avaliar as características do ventrículo esquerdo (VE) em pacientes portadores de SAOS, sem co-morbidades, utilizando-se a análise ecocardiográfica bi-dimensional, Doppler convencional e Doppler tecidual (DT). Foram estudados 23 pacientes com SAOS isolada, idade: 45±3 anos, índice de massa corpórea (IMC) 34±1 kg/cm 2 ; índice de apnéia-hipopnéia (IAH): 50±7 eventos/hora e 18 voluntários com idade:45±2 anos, IMC: 32±1 kg/cm 2, IAH: 2±0,4 eventos/hora. Os participantes eram homens, normotensos e foram submetidos à polissonografia. A ecocardiografia convencional avaliou os fluxos transvalvares e a função ventricular. As velocidades DT foram adquiridas na região septal do anel mitral do VE. O volume do átrio esquerdo (AE) foi analisado pelo método de Simpson e indexado para altura ao quadrado. Resultados: A fração de ejeção do VE, as velocidades do Doppler mitral e o índice de massa ventricular foram semelhantes nos dois grupos. Na SAOS, em relação ao grupo de voluntários, foi observado: aumento significativo do volume do AE (20.2±1 vs 16.3±1 ml/m2; p=0,02), diminuição da velocidade de diástole precoce do DT (-6.4±0,3 vs -7.9±0,6 cm/s; p=0,049) e aumento da velocidade de diástole tardia (-7,3 ± 0,7 vs -5,7 ± 0,7 cm/s; p=0,007). Conclusões: O DT detectou alterações precoces da função diastólica em pacientes com SAOS. Estas alterações da função diastólica podem ser indicadores precoces de doença cardiovascular na SAOS. Descritores: Síndrome da Apnéia Obstrutiva do Sono, Função Diastólica, Doppler Tecidual. SUMMARY: Obstructive Sleep Apnea (OSA) has been linked to increased cardiovascular risk. Early alteration in diastolic function could be implicated in this association. The aim of the present study was to evaluate left ventricle characteristics in healthy OSA patients with bi-dimensional echocardiography, conventional Doppler and Tissue Doppler. We studied 23 pacientes with OSA, age: 45±3 years, body mass index (BMI) 34±1 kg/cm2; apnea-hypopnea (AHI): 50±7 events/hour and 18 healthy volunteers, age: 45±2 years, BMI:32±1 kg/cm2, AHI: 2±0,4 event/hour. All subjects were normotensive, non-diabetics, and screened for OSA by polysomnography. Conventional echocardiography evaluated left ventricle function and transvalvular flows. Tissue Doppler velocities (TDV) were obtained at septal mitral annulus. Left atrial (LA) volume was obtained by Simpson s rule and corrected by squared hight. Results: In OSA patients compared to normal volunteers we observed: increased LA volume (20.2±1 vs 16.3±1 ml/m2, p=0,02), decreased TDV of early diastole (-6.4±0,3 vs -7.9±0,6 cm/s, p=0,049) and increased TDV of late diastole cm/s (-7,3 ± 0,7 vs -5,7 ± 0,7 cm/s, p=0,007). Conclusions: TDV detected early LV diastolic dysfunction in healthy OSA patients and, together with increased LA size, could be signs of early cardiovascular abnormalities in OSA patients. Descriptors: Obstructive Sleep Apnea, Diastolic Function, Tissue Doppler. Instituição: Instituto do Coração, InCor-DF Correspondência: Maria Estefânia Bosco Otto Instituto do Coração, InCor-DF Estrada Parque Contorno do Bosque, S/N Brasília, Distrito Federal Fone: (61) Fax: (61) otto.maria@mayo.edu 1 Doutora em Cardiologia pela USP; 2 MD, PhD, FACC; 3 MD, FACC; 4 BSN, RDCS, FASE; 5 MD, PhD, FACC Recebido em: 03/05/ Aceito em: 08/06/

2 INTRODUÇÃO A Síndrome da Apnéia Obstrutiva do Sono (SAOS) é sabidamente um risco independente de desenvolvimento de doença cardiovascular 1. As principais complicações cardiovasculares associadas a SAOS são hipertensão 2,3 insuficiência cardíaca 4, arritmias cardíacas 5 e doença coronariana 6. Muito embora a etiologia das complicações cardiovasculares na SAOS ainda não esteja devidamente elucidada, algumas causas tem sido sugeridas, tais como a ocorrência de alterações mecânicas e hemodinâmicas durante os episódios de apnéia como o desvio do septo interventricular para a esquerda 7, o aumento da pós carga pela maior ativação simpática 8 e a diminuição do débito cardíaco Estas alterações podem resultar em anormalidades precoces na função sistólica e diastólica de pacientes portadores de SAOS. Recentemente a função diastólica tem sido utilizada como um índice independente de morte cardiovascular 12 e evolução de insuficiência cardíaca 13. Entretanto, estudos da função diastólica na SAOS observaram resultados conflitantes na análise do Doppler convencional da valva mitral 14,15. Avanços recentes na imagem de Doppler Tecidual aumentaram a acurácia do ecocardiograma na identificação de anormalidades precoces da sístole 16,17 e diástole 18 do ventrículo esquerdo. Conseqüentemente, a utilização do Doppler Tecidual pode ser útil no esclarecimento da presença de disfunção diastólica em pacientes com SAOS. MÉTODOS CASUÍSTICA O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa da Mayo Clinic de Rochester, Minnesota e todos os pacientes forneceram consentimento por escrito. Foram estudados 23 pacientes com SAOS isolada e 18 voluntários pareados. Todos os participantes eram homens, com três medidas de pressão arterial abaixo de 140/90 mmhg, sem história clínica de diabetes, asma, doença coronariana e eletrocardiograma normais. Quinze voluntários e 17 pacientes com SAOS realizaram espirometria que constatou a relação FEV1/FVC maior que 80%. Todos os participantes do presente estudo foram submetidos a polissonografia para confirmação diagnóstica ou exclusão de SAOS. O índice de apnéia-hipopnéia (IAH) foi calculado baseado na convenção da Sociedade Americana de Doenças do Sono, onde a gravidade da SAOS é classificada em discreta quando IAH<15 eventos/ hora, moderada IAH: eventos/hora e acentuada IAH>30 eventos/hora 19. AQUISIÇÃO DOS DADOS ECOCARDIOGRÁFICOS Os exames de ecocardiograma foram realizados no aparelho de ultra-sonografia Vivid 7 (GE Healthcare) com um transdutor fásico de 2.5- MHz. As velocidades de fluxo transvalvar foram adquiridas pelo Doppler convencional com um volume de amostragem de 5 mm para as valvas mitral e tricúspide. Imagens da região septal do anel mitral foram obtidas com a utilização de Doppler tecidual (DT) colorido, com o ângulo de insonância reduzido para permitir a aquisição > 200 quadros por segundo, paralelo com o eixo da parede em estudo. Todas as imagens foram armazenadas digitalmente. ANÁLISE DE DADOS ECOCADIOGRÁFICOS A massa ventricular foi determinada pela fórmula de Devereux 20 e ajustada para altura ao quadrado (alt 2 ) 21. A fração de ejeção foi calculada pelo método modificado de Quinones 22. O volume do átrio esquerdo foi calculado pelo método de Simpson e corrigido para altura ao quadrado 23. Em todos os participantes não se observou alterações de contratilidade regional do ventrículo esquerdo ao ecocardiograma bidimensional. Cada valor representativo das medidas ecocardiográficas foi obtido da média de três ciclos cardíacos. As medidas ecocardiográficas foram realizadas off line por um observador sem conhecimento do diagnóstico do paciente, utilizando o programa EchoPAC (GE Healthcare, Milwaukee, WI). ANÁLISE DO DOPPLER TECIDUAL As velocidades de diástole precoce (e ), diástole 40

3 tardia (a ) e sístole no DT foram obtidas a partir da incidência apical quatro câmaras com um volume de amostragem de 1,2 mm colocado na região basal do anel mitral. A análise das imagens de Doppler tecidual colorido para aquisição das velocidades mencionadas foi realizada off line no programa GCMat (GE Healthcare, Millwaukee, WI), estendido sobre uma plataforma de programa de cálculos denominado MATLAB (The MathWorks, Inc., Natick, MA). O valor final de cada velocidade foi obtido pela média de três ciclos cardíacos. O ângulo de insonância do ultra-som de cada imagem em relação à parede ventricular foi < 20. ANÁLISE ESTATÍSTICA Os valores representados estão expressos em média ± erro padrão. As variáveis contínuas foram analisadas pelo teste t não pareado ou pelo teste de Wilcoxon, dependendo de sua distribuição respectivamente paramétrica ou não paramétrica. As variáveis qualitativas foram analisadas pelo teste de Chi-quadrado ou teste exato de Fisher, quando freqüência fosse menor que 5. Os dados foram analisados no programa JMP (SAS Institute). O valor de P < 0,05 foi considerado significativo. RESULTADOS CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS As características clínicas dos voluntários e pacientes com SAOS estão representadas na Tabela 1. Não houve diferença entre os dois grupos com relação à idade, índice de massa corpórea, freqüência cardíaca, glicemia de jejum, pressão arterial sistólica e diastólica. Os pacientes do grupo SAOS foram classificados, pelo resultado da polissonografia, como portadores da doença de grau moderado ou acentuado, pois todos apresentaram IAH>15 eventos/hora 20. CARACTERÍSTICAS DO VENTRÍCULO ESQUERDO As principais medidas ecocardiográficas do ventrículo esquerdo estão apresentadas na Tabela 2. A fração de ejeção, o índice de massa do ventrículo esquerdo, as velocidades de Doppler mitral convencional, o tempo de desaceleração e o tempo de relaxamento isovolumétrico foram semelhantes nos dois grupos. O volume do átrio esquerdo foi significativamente maior no grupo SAOS, comparativamente aos voluntários pareados, apesar dos valores estarem dentro da normalidade. A velocidade sistólica do DT do anel mitral foi semelhante nos dois grupos. A velocidade de diástole precoce (e ) foi menor no grupo SAOS, enquanto a velocidade de diástole tardia (a ) foi maior neste mesmo grupo (Tabela 3). Também, a proporção de pacientes com relação e /a > 1 foi significativamente menor no grupo de pacientes com SAOS (Tabela 3). DISCUSSÃO O novo e importante achado desta investigação é que pacientes com SAOS isolada e não tratada Voluntários (n=18) SAOS (n=23) Idade (anos) 45 ± 2 45 ± 3 0,98 IMC (Kg/m2) 32,3 ± 0,9 33,7 ± 0,8 0,28 PAS (mmhg) 126 ± ± 2 0,54 PAD (mmhg) 79 ± 2 76 ± 1 0,11 FC (bpm) 67 ± 3 71 ± 2 0,25 Glicemia (mg/dl) 96 ± 2 96 ± 2 0,92 IAH (eventos/hora) 2 ± ± 7 < P Tabela 1. Características clínicas. IMC = índice de massa corpórea; PAS = pressão arterial sistólica; PAD = pressão arterial diastólica; FC = freqüência cardíaca; IAH= índice de apnéia-hipopnéia 41

4 Voluntários (n=18) SAOS (n=23) Velocidade de diástole precoce E mitral (cm/s) 72 ± 3 66 ± 3 0,16 Velocidade de diástole tardia A mitral (cm/s) 59 ± 2 61 ± 2 0,57 E/A mitral>1 83% 61% 0,06 Tempo de relaxamento Isovolumétrico (ms) 88 ± 3 90 ± 2 0,69 Tempo de desaceleração (ms) 188 ± ± 9 0,81 Fração de Ejeção (%) 62,7± 1,1 60,1± 1,0 0,11 Índice de volume de átrio esquerdo (ml/m2) 16,3 ± 1,2 20,2 ± 1,0 0,02 Índice de massa de ventrículo esquerdo (g/m2) 117 ± ± 7 0,97 P Tabela 2. Características do Ventrículo Esquerdo Voluntários (n=18) SAOS (n=23) P Velocidade sistólica S (cm/s) 5,8 ± 0.3 6,2 ± 0.4 0,34 Velocidade de diástole precoce e (cm/s) -7,9 ± 0.6-6,4 ± 0.3 0,049 Velocidade de diástole tardia a (cm/s) -5,7 ± 0.7-7,3 ± 0.7 0,007 Relação e /a >1 82% 26% 0,001 Table 3. Características do Doppler tecidual do anel mitral septal apresentam alterações precoces da função diastólica do ventrículo esquerdo, as quais foram claramente verificadas pelo Doppler tecidual, muito embora as medidas obtidas pelo Doppler convencional mitral estivessem dentro dos valores normais. Resultados de estudos clínicos prévios com Doppler convencional da valva mitral sugeriram a presença de disfunção diastólica na SAOS 14,24, entretanto incluíram pacientes com SAOS e outras co-morbidades como hipertensão e diabetes. Em contrapartida, Niroumand et al. descreveram função diastólica normal pelo Doppler convencional na SAOS 15, embora não tenham realizado a análise do Doppler tecidual ou do volume do átrio esquerdo. Este protocolo foi o primeiro a demonstrar, com a utilização do Doppler tecidual, a presença precoce de disfunção diastólica em pacientes com SAOS sem co-morbidades. Os mecanismos possíveis para a presença de disfunção diastólica nesta patologia incluem os episódios repetidos de hipoxemia, aumento da pós carga 8,10 e diminuição de débito cardíaco 7,9,10 verificados nos episódios de apnéia durante o sono. Em apoio aos nossos resultados, Nagueh et al 18 observaram que o DT é capaz de detectar alterações precoces do relaxamento ventricular esquerdo e estimar pressões de enchimento ventriculares antes de qualquer modificação mensurável do Doppler mitral convencional. Outro importante achado do presente estudo foi o aumento significativo do volume do átrio esquerdo nos pacientes com SAOS, o qual encontra-se claramente associado com disfunção diastólica 25, aumento do risco para desenvolvimento de fibrilação atrial 25 e representa um marcador de risco cardiovascular aumentado 26. Corroborando este achado, recentemente observou-se que pacientes com SAOS apresentam um risco aumentado para o desenvolvimento de fibrilação atrial recorrente 5. Pode-se especular que disfunção diastólica crônica na SAOS pode levar ao remodelamento do átrio 42

5 esquerdo e estar associada ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca 4 e aumento da incidência de arritmias 27. As principais limitações do presente estudo foram a ausência de inclusão de pacientes do sexo feminino e o número limitado de participantes, necessitando de estudos com maior número de indivíduos para a confirmação dos achados. Todavia, deve ser ressaltado que a inclusão de voluntários onde a SAOS foi descartada com polissonografia e a inclusão de pacientes com SAOS de grau moderado ou acentuado e sem outras co-morbidades, reforça a importância dos achados do presente estudo. CONCLUSÕES A disfunção diastólica detectada pelo Doppler tecidual e o remodelamento do átrio esquerdo estão presentes em pacientes com Síndrome da Apnéia Obstrutiva do Sono e podem ser alterações cardiovasculares precoces desta doença. AGRADECIMENTOS M.E.B.O. recebeu apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação E. J. Zerbini (InCor), São Paulo Brazil. Agradecemos à Eileen McMahon, PhD e Carolyn Fieseler pelo excelente suporte técnico e ao Dr. Álvaro Valentim Lima Sarabanda pela revisão ortográfica. 43

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 01. Wolk R, Kara T, Somers VK. Sleep-disordered breathing and cardiovascular disease. Circulation. 2003;108: Kales A, Bixler EO, Cadieux RJ, Schneck DW, Shaw LC 3rd, Locke TW et al. Sleep apnea in a hypertensive population. Lancet. 1984;2: Peppard PE, Young T, Palta M, Skatrud J. Prospective study of association between sleep-disordered breathing and hypertension. N Engl J Med. 2000;342: Tkacova R, Rankin F, Fitzgerald FS, Floras JS, Bradley TD et al. Effects of continuous positive airway pressure on obstructive sleep apnea and left ventricular afterload in patients with heart failure. Circulation. 1998;98: Kanagala R, Murali NS, Friedman PA, Ammash NM, Gersh BJ, Ballman KV et al. Obstructive sleep apnea and the recurrence of atrial fibrillation. Circulation. 2003;107: Schafer H, Koehler U, Ewig S, Hasper E, Tasci S, Luderitz B et al. Obstructive sleep apnea as a risk marker in coronary artery disease. Cardiology. 1999;92: Shiomi T, Guilleminault C, Stoohs R, Schnittger I. Leftward shift of the interventricular septum and pulsus paradoxus in obstructive sleep apnea syndrome. Chest. 1991;100: Leuenberger U, Jacob E, Sweer L, Waravdekar N, Zwillich C, Sinoway L et al. Surges of muscle sympathetic nerve activity during obstructive apnea are linked to hypoxemia. J Appl Physiol. 1995;79: Tolle FA, Judy WV, Yu PL, Markand ON. Reduced stroke volume related to pleural pressure in obstructive sleep apnea. J Appl Physiol: Respir, Env & Ex Physiol. 1983;55: Bradley TD, Hall MJ, Ando S, Floras JS. Hemodynamic effects of simulated obstructive apneas in humans with and without heart failure. Chest. 2001;119: Parker JD, Brooks D, Kozar LF, Render-Teixeira CL, Horner RL, Douglas Bradley T et al. Acute and chronic effects of airway obstruction on canine left ventricular performance. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160: Bella JN, Palmieri V, Roman MJ, Liu JE, Welty TK, Lee ET et al. Mitral ratio of peak early to late diastolic filling velocity as a predictor of mortality in middle-aged and elderly adults: the Strong Heart Study. Circulation. 2002;105: Aurigemma GP, Gottdiener JS, Shemanski L, Gardin J, Kitzman D et al. Predictive value of systolic and diastolic function for incident congestive heart failure in the elderly: the cardiovascular health study. J Am Coll Cardiol. 2001;37: Fung JW, Li TS, Choy DK, Yip GW, Ko FW, Sanderson JE et al. Severe obstructive sleep apnea is associated with left ventricular diastolic dysfunction. Chest. 2002;121: Niroumand M, Kuperstein R, Sasson Z, Hanly PJ. Impact of obstructive sleep apnea on left ventricular mass and diastolic function. Am J Respir Crit Care Med. 2001;163: Sutherland GR, Stewart MJ, Groundstroem KW, Moran CM, Fleming A, Guell-Peris FJ et al. Color Doppler myocardial imaging: a new technique for the assessment of myocardial function. J Am Soc Echoc. 1994;7: Nikitin NP, Witte KK, Clark AL, Cleland JG. Color tissue Doppler-derived long-axis left ventricular function in heart failure with preserved global systolic function. Am J Cardiol. 2002;90: Nagueh SF, Middleton KJ, Kopelen HA, Zoghbi WA, Quinones MA et al. Doppler tissue imaging: a noninvasive technique for evaluation of left ventricular relaxation and estimation of filling pressures. J Am Coll Cardiol. 1997;30: The Report of an American Academy of Sleep Medicine Task Force.Sleep-related breathing disorders in adults: recommendations for syndrome definition and measurement techniques in clinical research. Sleep. 1999;22: Devereux RB, Reichek N. Echocardiographic determination of left ventricular mass in man. Anatomic validation of the method. Circulation. 1977;55: Lauer MS, Anderson KM, Kannel WB, Levy D. The impact of obesity on left ventricular mass and geometry. The Framingham Heart Study. JAMA. 1991;266: Quinones MA, Waggoner AD, Reduto LA, Nelson JG, Young JB, Winters WL Jr et al. A new, simplified and accurate method for determining ejection fraction with two-dimensional echocardiography. Circulation. 1981;64: Bartunek J, Vantrimpont PJ, De Bruyne B. Left atrial-volume determination by echocardiography. Validation by biplane angiography in the setting of mitral balloon valvuloplasty. Int J Card Im. 1994;10: Kraiczi H, Caidahl K, Samuelsson A, Peker Y, Hedner J et al. Impairment of vascular endothelial function and left ventricular filling : association with the severity of apnea-induced hypoxemia during sleep. Chest. 2001;119: Tsang TS, Barnes ME, Gersh BJ, Bailey KR, Seward JB et al. Left atrial volume as a morphophysiologic expression of left ventricular diastolic dysfunction and relation to cardiovascular risk burden. Am J Cardiol. 2002;90: Ommen SR, Tsang TS, Ammash NM, Mahoney DW, Seward JB et al. Usefulness of serial echocardiographic parameters for predicting the subsequent occurrence of atrial fibrillation. Am J Cardiol. 2001;87: Mooe T, Gullsby S, Rabben T, Eriksson P. Sleep-disordered breathing: a novel predictor of atrial fibrillation after coronary artery bypass surgery. Cor Art Dis. 1996;7: