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Mestrado em Medicina e Oncologia Molecular ATENUAÇÃO DO SISTEMA DE PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS NA INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CRÓNICA – ASSOCIAÇÃO COM A GRAVIDADE E COM O PROGNÓSTICO Ana Patrícia Leite Martins Lourenço Porto 2008 Orientador: Paulo Bettencourt

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Mestrado em Medicina e Oncologia Molecular

ATENUAÇÃO DO SISTEMA DE PEPTÍDEOS

NATRIURÉTICOS NA INSUFICIÊNCIA

CARDÍACA CRÓNICA – ASSOCIAÇÃO COM A

GRAVIDADE E COM O PROGNÓSTICO

Ana Patrícia Leite Martins Lourenço

Porto 2008

Orientador: Paulo Bettencourt

2

ÍNDICE

Página

I – Introdução 3

Paradigmas da Insuficiência Cardíaca 3

Exaustão dos peptídeos natriuréticos na Insuficiência Cardíaca 4

Atenuação da resposta a peptídeos natriuréticos 7

Possível papel da guanosina monofosfato cíclico na perda de 9

eficiência dos peptídeos natriuréticos na Insuficiência Cardíaca

II – Racional do estudo da possível atenuação dos efeitos do 13

sistema dos Peptídeos natriuréticos na IC humana

III- Objectivos 17

IV – Material e métodos 18

Desenho de estudo 18

Recolha de amostras biológicas e procedimentos laboratoriais 19

Índices calculados 19

V – Atenuação da resposta ao Pepídeo Natriurético Tipo-B na Insuficiência 20 Cardíaca crónica avançada (trabalho submetido para publicação)

VI – Discussão 43 VII – Resumo 51

VII- Summary 52

VIII – Bibliografia 53

3

I - INTRODUÇÃO:

Paradigmas da Insuficiência Cardíaca

A Insuficiência Cardíaca, segundo Eugene Brunwald, pode ser entendida como

‘a patophysiological state in which an abnormality of cardiac function is responsible for

the failure of the heart to pump blood at a rate commensurate with the requirements of

the metabolizing tissues and/or allows it to do so only from an abnormally elevated

diastolic volume’. Vários paradigmas foram propostos para interpretar o síndrome

clínico de Insuficiência cardíaca (IC) ao longo do tempo; estes modelos, contudo, não

têm demonstrado capacidade para substituir os anteriores, antes para os complementar

(Cerqueira Gomes, 2000). O paradigma mais antigo remonta à primeira metade do

século XX e corresponde ao paradigma cardiorrenal, no qual a IC era resultante de uma

desrregulação renal com a consequente retenção hidrossalina. Entre as décadas de 60 e

80, prevaleceu o paradigma hemodinâmico, que valorizava principalmente a

vasoconstrição periférica e diminuição do débito cardíaco. A partir dos anos 80, e numa

tentativa de explicar o carácter auto-progressivo da IC, surgiu o paradigma

neurohumoral, segundo o qual a IC decorre da perpetuação e maladaptação de

mecanismos homeostáticos de defesa tendentes a preservar a perfusão de orgãos nobres.

Neste paradigma, os mecanismos neurohumorais activados na IC podem entender-se em

dois grandes grupos: mecanismos reguladores, vasoconstritores e antinatriuréticos

(sistema renina-angiotensina; simpático-adrenal, arginina-vasopressina e endotelina) e

mecanismos contra-reguladores, vasodilatadores e natriuréticos (peptídeos natriuréticos,

sistemas dopaminérgicos locais, prostaglandinas e óxido nítrico). Mais recentemente,

desde a descrição inicial da activação de citocinas inflamatórias em doentes com IC

(Levine, 1990), tem sido crescente o interesse sobre o papel que este sistema pode

4

desempenhar na fisiopatologia da IC. O reconhecimento desta activação inflamatória e

de que muitos aspectos do síndrome clínico de Insuficiência Cardíaca podem ser

explicados pelos efeitos biológicos de várias citocinas pró-inflamatórias, constituem a

base de um novo paradigma, o paradigma inflamatório.

Exaustão dos Peptídeos Natriuréticos na Insuficiência Cardíaca

O sistema de peptídeos natriuréticos (PN) é activado precocemente na IC,

desempenhando acções compensatórias e benéficas reconhecidas – diuréticas,

natriuréticas, vasodilatadoras, anti-hipertróficas e anti-fibróticas (Nakao, 1992;

Nakagawa, 1995; Daniels, 2007). Há 3 tipos principais de peptídeos natriuréticos – o

peptídeo natriurético atrial (ANP); o peptídeo natiurético tipo B (BNP) e o peptídeo

natriurético tipo C (CNP). O ANP é sintetizado e secretado principalmente nas aurículas

e armazenado em grânulos; o BNP quase não é armazenado em grânulos, antes é

sintetizado e secretado por pulsos, preferencialmente nos ventrículos (Yasue, 1994); e o

CNP é produzido principalmente no endotélio vascular. Mais recentemente, foi

identificado no plasma e miocárdio atrial de humanos um outro peptideo natriurético,

DNP, cujo significado fisiopatológico e possível valor como instrumento na abordagem

de doentes com IC ainda não está esclarecido (Schirger, 1999; Lisy, 2001; Ha, 2006).

O peptídeo natriurético tipo B, quer a sua porção carboxi-terminal

biologicamente activa, o BNP, quer a sua porção amino-terminal sem actividade

biológica, NT-proBNP, tem valor estabelecido no diagnóstico de IC, sobretudo no

contexto de doentes com dispneia aguda. Apesar do seu papel ser mais determinante na

exclusão do diagnóstico, também foram sugeridos pontos de corte para validação do

diagnóstico de IC aguda. No estudo Breathing Not Properly (Maisel, 2002), foram

avaliados 1586 doentes que recorreram ao Serviço de Urgência por dispneia aguda,

5

tendo-se verificado que um valor de BNP de 100pg/mL tinha uma sensibilidade de 90%

e uma especificidade de 76% no diagnóstico de IC como causa da dispneia. No estudo

PRIDE (Januzzi, 2005), foi doseado o NT-proBNP a 599 doentes com dispneia aguda e

sugerido o valor 300pg/mL para exclusão do diagnóstico de IC. Utilizando em conjunto

os dados de 1256 doentes - estudo PRIDE e duas outras populações de doentes com

dispneia aguda (Lainchbury, 2003; Bayes-Genis, 2004) - foi sugerido que o NT-proBNP

poderia ser um instrumento de validação do diagnóstico de IC utilizando os valores de

450, 900 e 1800 pg/ml de acordo com estrato etário, < 50, entre 50 e 75 e >75 anos,

respectivamente (van Kimmenade, 2006, ICON study). A utilidade dos peptídeos

natriuréticos para o diagnóstico de IC no contexto de dispneia aguda foi recentemente

reforçada pelo estudo IMPROVE-CHF, no qual 500 doentes observados em contexto de

urgência por dispneia aguda foram randomizados para uma abordagem com e sem

conhecimento do valor de NT-proBNP. Neste estudo, a inclusão do NT-proBNP na

abordagem do doente traduziu-se em melhora da acuidade diagnóstica, redução do

tempo de permanência no Serviço de Urgência, redução de readmissões hospitalares e

redução global dos gastos com a saúde. (Moe, 2007). Estes resultados expandiram

resultados prévios que mostram relação custo/beneficio muito favorável associada ao

uso de BNP em doentes com dispneia aguda (Muller, 2004).

O papel dos níveis circulantes de BNP e NT-proBNP na avaliação do

prognóstico de doentes com IC aguda é já um dado estabelecido (Cheng, 2001;

Bettencourt, 2002; Bettencourt; 2004; van Kimmenade, 2006; Doust, 2005), com a

associação de níveis mais altos a pior prognóstico.

A utilidade dos peptídeos natriuréticos no diagnóstico de IC em doentes

ambulatórios não é consensual. Não há nenhum valor de BNP ou NT-proBNP aceite

como diagnóstico no caso de IC crónica e os doentes com IC crónica tratada, estável,

têm uma grande dispersão de valores possíveis de BNP, sendo que até 20% dos doentes

6

podem ter níveis de BNP inferiores a 100pg/mL (ponto de corte aceite para excluir IC

em contexto agudo) (McGeoch, 2002; Tang, 2003).

O valor prognóstico dos peptídeos natriuréticos na IC crónica tem sido

consistente em vários estudos (Bettencourt, 2000; Berger, 2002; Fisher, 2003; Gardner,

2003; Doust, 2005); níveis mais altos estão associados a risco aumentado de eventos

cardiovasculares e morte. Por cada 100pg/mL de aumento do valor de BNP o risco

relativo de morte aumenta 35% (Doust, 2005). Esta associação com pior prognóstico

ocorre em todo o espectro de gravidade de doentes com IC, verificando-se mesmo em

doentes referênciados para transplante cardíaco (Gardner, 2003).

O entendimento de que a valores mais altos de peptídeos natriuréticos

corresponde um pior prognóstico na IC foi recentemente posto em causa por estudos

clínicos, os quais sugerem que, em doentes com IC grave, valores mais baixos, e não

mais alto, estariam associados a pior prognóstico. Em 2005, Miller estudou 40 doentes

com IC crónica avançada, internados por descompensação de IC e verificou que os

doentes que morreram ao fim de um seguimento médio de 10 meses tinham valores

significativamente mais baixos de peptídeos natriuréticos (Miller, 2005).

Posteriormente, (Sun, 2007) em 50 doentes admitidos no hospital em classe III/IV de

New York Heart Association (NYHA) verificou-se que o valor de BNP era

significativamente mais alto nos sobreviventes no final de um ano de seguimento. Estes

trabalhos sugeriram que, numa população específica de doentes com IC – doentes com

IC crónica avançada – haveria quase que uma ‘exaustão’ do sistema de peptídeos

natriuréticos, sendo os ventrículos incapazes de sintetizar e secretar quantidades

crescentes de peptídeos natriuréticos. Estes resultados não tiveram grande impacto na

comunidade científica e, possivelmente, estarão relacionados com problemas nos

desenhos dos estudos, nomeadamente um tamanho amostral reduzido e uma definição

7

dúbia de IC crónica avançada; no entanto, estas descrições salientaram a necessidade de

se compreender melhor o papel deste sistema na evolução da IC.

Uma importante questão que permanece por esclarecer é a de saber quais os

mecanismos que determinam a transição da IC de um estado compensado para um

estado descompensado e refractário, isto é, qual ou quais os factores que desencadeiam

a progressão da IC até à fase crónica avançada. O ‘esgotamento’ neurohumoral do

miocárdio não é actualmente aceite como um factor determinante nesta transição.

Atenuação da resposta a Peptídeos Natriuréticos

As acções compensatórias diuréticas, natriuréticas e vasodilatadoras dos

peptídeos natriuréticos têm progressivamente menor expressão à medida que a IC

progride (Cody, 1986; Hirooka, 1990; Margulies, 1991, Margulies, 1995, Nakamura,

1998). Em modelos animais, o bloqueio do sistema de peptideos natriurétcos está

associado a uma deterioração de parâmetros hemodinâmicos e neurohumorais e a uma

retenção de sódio e água (Yamamoto, 1997; Fukai, 1998).

Diversos mecanismos poderão estar envolvidos neste processo de perda de

eficiência/atenuação do sistema. (Charloux, 2003):

a) aumento da degradação dos peptídeos natriuréticos, podendo esta resultar de

um aumento da expressão/actividade dos receptores de clearance – receptores de

peptídeos natriuréticos tipo C (NPR-C) e/ou de um aumento da degradação pela via

enzimática por acção da endopeptidase neutra 24.11 (NEP).

b) downregulation do receptor – receptor de peptídeos natriuréticos do tipo A ou

Guanilil ciclase A (NPR-A/GC-A) – que constitui o principal receptor biológico de

ANP e BNP.

8

c) alteração ao nível das vias de sinalização intracelular, mais concretamente

alteração do processamento de guanosina monofosfato cíclico (GMPc) ou aumento de

degradação de GMPc intracelular.

d) activação de mecanismos mais tendentes á vasoconstrição e antinatriurese.

Os receptores de clearance NPR-C não têm actividade guanilil ciclase; da

ligação dos peptídeos natriuréticos ao receptor resulta internalização e degradação dos

PN. Foi demonstrado um aumento da densidade de receptores de clearance nas

plaquetas de doentes com IC crónica (Andreassi 2001). Também foi demonstrado que o

RNA mensageiro, concentração proteica e actividade da NEP estão significativamente

aumentadas na IC (Margulies, 1995, Knecht 2002 e Chen 1999). A NEP é uma

metaloprotease que se localiza em maior quantidade no rim e que degrada vários

peptídeos vasoactivos, nomeadamente ANP e BNP, mas também cininas, angiotensina,

endotelina e substância P. A possibilidade de haver uma downregulation de receptores

biológicos de PN (Tsutamoto, 1993; Bryan, 2006; Yechieli, 1993) ainda é uma questão

controversa. Em modelos animais de IC, foi demonstrada uma diminuição da densidade

a nível renal (Bryan 2006), mas a downregulation de receptores de PN não foi estudada

em humanos, nomeadamente a nível renal, tendo apenas sido descrita uma diminuição

nas plaquetas de doentes com IC (Schiffrin 1988). Alterações ao nível das vias de

sinalização intracelular são outro possível ponto de quebra nas acções dos PN. Os

receptores NPR (A e B), são receptores transmembranares que possuem um domínio

extracelular de ligação ao ligando, um domínio transmembranar e um domínio

intracelular de homologia a cínase, que regula a actividade da guanilato ciclase.

9

Possível papel da guanosina monofosfato cíclico na perda de

eficiência dos peptídeos natriuréticos na IC

O GMPc é o segundo mensageiro intracelular dos peptídeos natriuréticos e

também do óxido nítrico (NO) (Gerzer, 1985; Takahashi, 2003). Sabe-se que os eventos

de sinalização desencadeados por PN envolvem a geração de GMPc, uma vez que

muitos dos efeitos induzidos pelo ligando podem ser mimetizados pela administração de

análogos do GMPc (Silberbach, 2001). O GMPc é produzido por receptores enzimáticos

guanilil ciclase, podendo estes ser solúveis ou ligados a membranas (Garbers, 1994;

Kuhn, 2003). Os receptores guanilil ciclase solúveis são os receptores de ligação a NO;

os receptores guanilil ciclase ligados a membrana podem ser de 7 tipos. O receptor

guanilil ciclase A (GC-A) medeia os efeitos endócrinos do ANP e BNP. O receptor

guanilil ciclase B é um receptor específico de CNP desempenhando uma função

parácrina na regeneração celular e ossificação endocondral. A GC-C é um receptor de

guanilina, uroguanilina e enterotoxinas bacterianas e está envolvido no transporte de

água e electrólitos no intestino e no crescimento celular epitelial. A GC-D é específica

do epitélio olfactivo; as GC-E e F existem em células fotorreceptoras da retina

desempenhando um papel na fototransdução e a GC-G, apesar de amplamente

distribuida (pulmão, intestino e músculo esquelético), aguarda ainda clarificação

relativamente à sua função.

O GMPc tem 3 proteínas de ligação conhecidas: a) cinases de proteínas

dependentes de GMPc (PKG); b) fosfodiesterases (PDE) de ligação ao GMPc e c)

canais iónicos activados por nucleotídeos cíclicos. Os efeitos do GMPc melhor

estudados ocorrem através de PKGs. As PKGs, que são cinases de serina e treonina

activadas por ligação do GMPc, têm alvos celulares citoplasmáticos, mas também

nucleares (Potter 2006) com possibilidade de efeitos a longo prazo, por regulação da

10

transcrição genética. O GMPc regula ainda outras classes proteicas, nomeadamente as

fosfodiesterases, que são, por sua vez, reguladores importantes das concentrações

intracelulares de GMPc. Há 11 famílias diferentes de fosfodiesterases; as

fosfodiesterases PDE5, PDE6 e PDE9 são específicas do GMPc e no caso da PDE 5,

p.e., a ligação do GMPc a PDE5 aumenta a sua actividade e acelera a degradação do

GMPc. O GMPc medeia ainda respostas celulares através de canais iónicos, mas não há

dados na literatura que relacionem canais iónicos a funções específicas dos peptídeos

natriuréticos.

A diminuição da capacidade de resposta por alterações da sinalização

intracelular pode resultar de alterações do processamento do guanosina monofosfato

cíclico (GMPc) ou de um aumento da degradação do GMPc. Em modelos animais de

retenção de sódio e formação de edema (incluindo a insuficiência cardíaca), está bem

documentado o aumento da degradação intracelular de GMPc e uma atenuação da

resposta, em termos de produção de GMPc, a agonistas (Wilkins 1990, Supaporn 1996,

Lee 1996, Ni 2004). O aumento da actividade fosfodiesterásica foi demonstrado a nível

renal e poderá contribuir para uma perda do efeito natriurético e aquarético dos

peptídeos natriuréticos e para uma retenção patológica de sódio. A velocidade de

hidrólise de GMPc por homogeneizados de células de ductos colectores da medular

interna de ratos nefríticos é quase o dobro da observada em homogeneizados celulares

similares de rins de ratos normais (Valentin, 1996); isto constitui uma evidência directa

de um aumento da actividade de fosfodiesterase sobre o GMPc como explicação para a

resistência renal aos peptídeos natriuréticos na doença renal proteinúrica. Em

glomérulos isolados de cães com IC experimental (modelo de IC crónica induzido por

pacing ventricular rápido), Supaporn (1996) verificou a existência de maior actividade

basal de fosfodiesterase e menor acumulação glomerular de GMPc em resposta a

estimulação com peptídeos natriuréticos. Os mecanismos subjacentes a este aumento da

11

actividade PDE permanecem por esclarecer. A angiotensina II e a vasopressina (que

estão aumentadas na IC) podem frenar rápida e substancialmente aumentos de GMPc

intracelular induzidos pelo ANP, sendo estes efeitos abolidos pela inibição de

fosfodiesterases (Smith 1987)

O GMPc sai rapidamente das células alvo após ligação do ANP aos receptores

Guanilil ciclase particulados/membranares (Wong 1988, Margulies 1991) e, portanto, o

GMPc extracelular pode ser visto como um marcador biológico útil da acção dos

peptídeos natriuréticos, pelo menos em condições patológicas como a IC, que cursa com

níveis aumentados de ANP e BNP. A concentração de GMPc no sangue periférico

aumenta com a gravidade da IC (definida de acordo com a classe NYHA) e

correlaciona-se positivamente com o nível de peptídeos natriuréticos (Tsutamoto 1997).

Do mesmo modo que o GMPc plasmático é um marcador de eficiência

sistémica, e considerando o rápido equilíbrio entre GMPc extracelular e o GMPc

produzido intracelularmente, o GMPc urinário também pode ser visto como um

marcador de sensibilidade renal aos peptídeos natriuréticos. Assumir que o GMPc

urinário representa capacidade de resposta do rim aos PNs e é um indicador conveniente

da resposta de sinalização intracelular aos PNs constitui provavelmente uma

supersimplificação do metabolismo do GMPc ao nível do rim. Esta supersimplificação

parece, no entanto, aceitável, se considerarmos dados da literatura: a) a administração

de ANP exógeno acompanha-se de um aumento progressivo da excreção de GMPc

urinário no contexto não IC em animais (Huang 1986, Wong 1988), mas também em

humanos (Gerzer 1986); b) ao contrário da relação directa entre infusão de ANP e

aumento do GMPc urinário há pouca alteração da excreção urinária de GMPc em

resposta á administração de muitas outras hormonas, nomeadamente paratormona,

tiroxina, corticóides, glicagina entre outras (Wong 1988, Broadus 1970, Hardman 1969)

e c) há ainda uma base fisiológica para esta produção de GMPc em resposta a peptídeos

12

natriuréticos – há receptores NPR no rim, ao nível da membrana basolateral tubular

(Hori, 1985; Charloux, 2003). Assim, podemos considerar que o GMPc urinário é um

marcador de sensibilidade renal ao sistema de peptídeos natriuréticos e, em modelos

animais de IC, foi demonstrada uma hiporresponsividade a nível renal (Margulies 1991,

Margulies 1995; Forfia 2007)

O GMPc excretado na urina, além de traduzir eficiência do sistema de PN,

representa uma produção renal intrínseca: a) estudos prévios sugerem que o GMPc não

é substanciamente reabsorvido ou secretado ao nível dos túbulos renais (Huang 1986);

b) o GMPc que entra no fluido extracelular renal é a principal fonte de GMPc urinário

(Wong, 1988) e c) a secreção de GMPc a partir do sangue é pouco significativa (Wong,

1988). O conjunto destes dados, bem como o facto de a excreção fraccional de GMPc

ser superior a 1 na presença de ANP endógeno ou exógeno (Wong, 1988), permitem-

nos concluir que a maioria do GMPc urinário tem origem renal. A produção renal de

GMPc em resposta a peptídeos natriuréticos (estudada apenas a estimulação com ANP)

parece ocorrer principalmente a nível glomerular (Nonoguchi 1987, Strokes 1986) e a

nível dos ductos colectores medulares (Nonoguchi 1987, Tramslay 1985).

A atenuação sistémica dos peptídeos natriuréticos ao nível do segundo

mensageiro, isto é, uma diminuição da formação de GMPc induzida por PN, foi já

demonstrada em animais (Forfia 2007) e em humanos (Tsutamoto 1993,) com

atingimento de um plateau de resposta de GMPc com o aumento de BNP. A razão

GMPc plasmático/ BNP plasmático traduz sensibilidade sistémica ao BNP

A atenuação da resposta a nível renal só foi estudada em animais (Margulies

1995, Forfia 2007), com atingimento de um plateau na capacidade de produção renal de

GMPc à medida que a IC se torna progressivamente mais grave. A razão GMPc

urinário/BNP plasmático é um marcador de eficiência do sistema de peptídeos

natriuréticos a nível renal.

13

II - RACIONAL DO ESTUDO DA POSSÍVEL ATENUAÇÃO DOS

EFEITOS DOS PEPTÍDEOS NATRIURÉTICOS NA

INSUFICIÊNCIA CARDÍACA HUMANA

Do reconhecimento de que, apesar de novos paradigmas da fisiopatologia da IC

e do crescente interesse no novo paradigma inflamatório, os mecanismos neurohumorais

são activados precocemente e, nomeadamente os peptídeos natriuréticos, têm um

fortíssimo valor prognóstico, pareceu-nos importante tentar aprofundar o estudo dos

mecanismos de perda de eficiência deste sistema. Uma vez que a exaustão/perda de

capacidade ventricular de produção destes mediadores não parece ser o mecanismo

subjacente, a hipótese de um bloqueio a jusante da produção surge como hipótese de

trabalho atractiva.

Dentro do bloqueio a montante, já vários pontos foram alvo de estudo e de

tentativa de intervenção farmacológica. Considerando um aumento da degradação de

peptídeos natriuréticos, uma abordagem possível é o uso de análogos destes peptídeos,

nomeadamente o nesiritide. O nesiritide foi aprovado em 2001 para uso na IC

agudamente descompensada, dado haver evidência, construida com base em ensaios

clínicos, de alívio da dispneia e diminuição da pressão de enchimento ventricular

esquerda (Colucci 2000, Publication committee for the VMAC Investigators 2002;

Burger 2002); em nenhum destes estudos havia referência a melhor sobrevida associada

ao uso de nesiritide. Posteriormente, estudos com referência a efeitos laterais

importantes, nomeadamente deterioração da função renal (Sackner-Bernstein, 2005 b) e

aumento de mortalidade no primeiro mês em comparação com placebo (Sackner-

Bernstein, 2005 a) diminuíram o interesse nesta abordagem. A infusão crónica de

Nesiritide não mostrou benefício sobre o placebo no estudo FUSION II (second follow-

14

up serial infusions of nesiritide in advanced heart failure) - não havia diferenças

significativas em termos de mortalidade (qualquer causa ou cardiovascular) e de

hospitalização cardiorrenal e as alterações em termos de função renal eram similares em

doentes sob nesiritide comparados com doentes sob placebo (Yancy, 2007). Este estudo,

apesar de neutro, garante alguma segurança na administração a longo prazo. A utilidade

do nesiritide permanece controversa e ainda é alvo de estudo no contexto de

descompensação aguda de IC.

Outra forma de ultrapassar o aumento da degradação dos peptídeos natriuréticos

é inibir essa mesma degradação – pela inibição da NEP ou através do bloqueio dos

receptores de clearance. O bloqueio da NEP foi tentado com o Omapatrilat. Os

peptídeos natriuréticos (ANP e BNP), bem como a adrenomodulina e a bradicinina são

metabolizadas pela endopeptidase neutra 24.11– NEP. Os inibidores da NEP aumentam

as concentrações plasmáticas destas neuro-hormonas contra-reguladoras. O Omapatrilat

é um inibidor de longa duração de acção da NEP e da enzima conversora da

angiotensina (ACE), e é o mais estudado de uma classe de agentes conhecidos como

inibidores da vasopeptidase. Nos ensaios clínicos iniciais mostrou redução da pressão

de enchimento ventricular esquerda, pressão arterial sistólica e resistência vascular

sistémica; efeitos que se mantinham após 12 semanas (McClean 2002). No estudo

IMPRESS (Rouleau 2000), em que 573 doentes foram randomizados para omapatrilat

ou lisinopril, às 24 semanas havia uma tendência para benefício em relação ao endpoint

combinado de morte ou readmissão por IC nos doentes sob Omapatrilat. Porém, no

estudo OVERTURE (Packer 2002), um estudo com 5770 doentes randomizados para

Omapatrilat ou enalapril, não se verificaram diferenças no endpoint combinado morte

por qualquer causa ou hospitalização por IC. Posteriormante, (Kostis, OCTAVE study,

2004) a documentação de elevada incidência (>2%) de angioedema com omapatrilat

levou ao abandono do fármaco. O bloqueio dos receptores de clearance de peptídeos

15

natriuréticos – NPR-C - também foi explorado. Os receptores NPR-C constituem a

maioria dos receptores de peptídeos natriuréticos e estão localizados em vários tecidos

incluindo o endotélio vascular e músculo liso, coração, glândula adrenal e rim (Espiner

1995, Kukkonen 1992). Foi sugerido que o clearance mediado por receptores

desempenha um papel dominante no caso de concentrações fisiológicas de peptídeos

natriuréticos, em que a ocupação de receptores será inferior a 5% (Nakao, 1992); e que

o seu papel será menor na IC devido à maior taxa de ocupação dos receptores

(Hashimoto, 1994). Outro estudo (Rademaker, 1997) não confirmou a saturação dos

receptores e verificou que a inibição da NEP 24.11 e o bloqueio de NPR-C afectavam

de igual modo o clearance de peptídeos natriuréticos endógenos em animais com IC.

Wegner (1995) demonstrou que o uso combinado de um inibidor da NEP (S-tiorphano)

e de um bloqueador do receptor C (AP-811) em cães com IC experimental tinha

melhores efeitos em termos de parâmetros hemodinâmicos e renais do que cada um

destes agentes isoladamente. Esta abordagem terapêutica, apesar de conceptualmente

interessante e de resultados positivos em modelos animais, ainda não está validada em

humanos com IC.

Recentemente (Johns, 2007), foi descrita uma interacção farmacológica directa

do dendroaspis (DNP – peptídeo natriurético mais recentemente descrito) com NPR-C,

levantando a hipótese de que a administração de DNP poderia constituir uma

abordagem terapêutica da IC, tanto por aumentar os níveis de peptídeos natriuréticos

directamente como, indirectamente, ao bloquear os receptores de clearance.

Um dos elos mais a jusante da cadeia de eventos corresponde ao segundo

mensageiro, o GMPc, parecendo plausível que, se todas as abordagens terapêuticas a

montante deste segundo mensageiro não foram suficientemente eficazes, talvez seja

preciso bloquear o sistema mais distalmente. Uma abordagem possível corresponde a

16

inibir a degradação do GMPc pelas fosfodiesterases (enzimas ubíquas nos fluídos

corporais).

Com o trabalho desenvolvido, pretendemos avaliar o racional desta última

abordagem, estudando em doentes com formas mais graves de IC a existência, ou não,

de falência em termos de capacidade de produção do segundo mensageiro.

17

III – OBJECTIVOS

Hipóteses de estudo:

a) existir atenuação sistémica e renal do BNP ao nível do segundo

mensageiro, com incapacidade de produção de GMPc nas situações de IC mais

grave – IC crónica avançada.

b) a atenuação sistémica e/ou renal do sistema de peptídeos natriuréticos; ao

traduzir uma incapacidade de desencadear uma resposta compensatória, teria

impacto prognóstico negativo independentemente de qual o estadio sintomático

dos doentes.

Estabelecemos como objectivos estudar a relação da atenuação sistémica e/ou

renal do sistema de peptídeos natriuréticos ao nível do 2º mensageiro com a

gravidade da IC (em termos de sintomas) e avaliar ainda a associação desta

atenuação com o prognóstico da IC.

18

IV - MATERIAL E MÉTODOS

Desenho de estudo

Para estudar a diminuição da capacidade de produção de GMPc pelos peptídos

natriuréticos, e uma vez que não existem dados em humanos relativamente ao

valores normais das razões GMPc plasmático/BNP plasmático e GMPc

urinário/BNP plasmático, desenhámos um estudo piloto com 2 grupos de doentes,

cujas diferentes características clínicas nos permitiriam pôr em evidência a diferença

que se pretende testar e a sua associação com gravidade.

Desenhámos um estudo de caso-controlo em que os casos eram indivíduos com

IC crónica avançada – IC estabelecida há pelo menos 2 anos, disfunção grave da

função sistólica do ventrículo esquerdo e em classe NYHA III/IV habitual apesar de

terapêutica optimizada (adaptação da definição de IC crónica avançada de Metra,

2007) - e comparámo-los com doentes sintomaticamente controlados. Para tornar

mais válidas comparações entre os 2 grupos, uniformizaram-se, tanto quanto

possível, no respeitante a outras características basais, casos e controlos. Para tal, os

controlos, além de terem o mesmo grau de disfunção, isto é, disfunção sistólica

ventricular severa, foram ainda emparelhados individualmente com casos para o

sexo e para a idade (admitindo-se um intervalo de ±5 anos).

Para estudo do valor prognóstico da hiporresponsividade sistémica e renal aos

peptídeos natriuréticos incluímos todos doentes num estudo de coorte prospectivo; e

seguimo-los durante um período de 3 meses, definindo como eventos morte por

qualquer causa ou hospitalização por decompensação de IC.

19

Recolha das amostras biológicas e procedimentos laboratoriais

Em todos os doentes procedemos a uma recolha de amostra de urina de 24h,

usando para tal o protocolo de rotina do hospital.

No dia de entrega da urina, entre as 8h e as 9h, foi recolhida uma amostra de

sangue venoso, em jejum, a todos os doentes.

No que concerne ao doseamento posterior de GMPc, efectuaram-se os seguintes

procedimentos: a) a urina foi armazenada a –20ºC no prazo de 1-2h e b) o sangue

venoso foi imediatamente centrifugado, e o plasma armazenado a –70ºC no prazo de

1-2h.

Índices calculados

O doseamento de BNP no plasma e de GMPc no plasma e na urina permitiu o

cálculo dos seguintes parâmetros:

1) Excreção urinária de GMPc na urina de 24h (pmol/24h)

concentração GMPc na urina (pmol/mL) X volume urina-24h (mL)

2) Carga filtrada de GMPc a nível renal (pmol/min)

concentração plasmática de GMPc (pmol/mL) X Clearance calculado de

creatinina (mL/min)

3) Razão de GMPc plasmático/BNP plasmático

concentração plasmática de GMPc (pmol/mL)/ Concentração plasmática

de BNP (pmol/mL).

1pmol BNP=0.00029X1pg

4) Razão de GMPc urinário/BNP plasmático

concentração urinária de GMPc (pmol/mL)/ Concentração plasmática de

BNP (pmol/mL)

20

V

ATENUAÇÃO DA RESPOSTA AO PEPTÍDEO

NATRIURÉTICO TIPO-B NA INSUFICIÊNCIA CARDÍACA

CRÓNICA AVANÇADA

(trabalho submetido para publicação)

21

HYPORRESPONSIVENESS TO B-TYPE NATRIURETIC PEPTIDE IN CHRONIC

ADVANCED HEART FAILURE

Authors: Patrícia Lourenço, MD; José Paulo Araújo; MD; Ana Azevedo*, MD, PhD;

António Ferreira, MD, PhD; Paulo Bettencourt, MD, PhD

All authors are affiliated with the same institution:

Serviço de Medicina Interna – Hospital S. João

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto

Unidade I&D Cardiovascular do Porto

* Ana Azevedo is additionally affiliated with Serviço de Higiene e Epidemiologia,

Faculdade de Medicina da Universidade do Porto.

Authors have no conflicts of interest to disclose.

Address for correspondence:

Patrícia Lourenço

Serviço de Medicina Interna, Hospital S. João

Alameda Professor Hernâni Monteiro, 4202-451 PORTO

Work phone +351225512200; Fax number +351225512332

E-mail: [email protected]

Total word count: 2834

22

ABSTRACT

BACKGROUND: Attenuation of natriuretic peptides’ effects was demonstrated in

animal models but not in humans.

AIMS: We aimed to study the attenuation of BNP in chronic advanced heart failure

(HF) and assess its prognostic value.

METHODS AND RESULTS: We included 62 outpatients with HF and severe left

ventricular systolic dysfunction. Cases had at least one hospital admission or

emergency department visit for acute HF in the previous year and were in NYHA class

III/IV despite optimised therapy. Individually age- and gender-matched controls were

symptomatically controlled. We collected 24-hour urine and a blood sample from all

patients. We measured plasma BNP and plasma and urine cGMP. Patients were

followed for 3 months for admission with worsening HF or all cause death. Urine cGMP

to plasma BNP (ucGMP/BNP) ratio was attenuated in cases [median: 8354 vs 12693 in

controls]. No differences existed in plasma cGMP to BNP ratio and urine cGMP

excretion. For each 100-unit decrease in pcGMP/BNP ratio, the risk of outcome

increased by 50% and for each 1000-unit decrease in ucGMP/BNP ratio there was a

21% increase in risk.

CONCLUSIONS: Renal NP’ second messenger production is attenuated in advanced

HF. Patients with worse prognosis have lower ucGMP/BNP and pcGMP/BNP ratios.

23

INTRODUCTION

Natriuretic peptide (NP) system is activated in heart failure (HF). Elevated NP

levels are a hallmark in both acute and chronic HF, and they have well known

beneficial effects - diuretic, natriuretic, vasodilating, anti-fibrotic and anti-hypertrophic.

The compensatory actions of NP are attenuated in HF (1, 2, 3, 4). This

attenuation is probably multifactorial (5), and several mechanisms may contribute,

including increased NP degradation whether clearance receptor-mediated (natriuretic

peptide receptor C) (6) or enzyme-mediated (neutral endopeptidase) (2, 7); and down-

regulation of the natriuretic-peptide-receptor A (8, 9, 10) - the main atrial natriuretic

peptide (ANP) and B-type natriuretic peptide (BNP) biologic receptor. Altered guanylate

cyclase-coupled receptor function, altered intracellular cyclic guanosine

monophosphate (cGMP) processing or increased cGMP intracellular degradation are

also possible contributors. The former two hypotheses are speculative (11) but

increased intracellular degradation is well documented in animal models of clinical

conditions associated with sodium retention and edema formation (12, 13, 14). NP

receptor down-regulation is still controversial. In humans, such phenomenon has not

been specifically investigated, namely at the kidney level. However ANP binding sites

are diminished on severe HF patients´ platelets (15). Counter-regulatory mechanisms -

renin-angiotensin-aldosterone system, sympathetic nervous system, endothelin and

arginine-vasopressine might also play a role (5).

Cyclic GMP is an intracellular second messenger of ANP, BNP and nitric oxide

(NO) (16, 17). Tsutamoto et al (18) considered the peripheral blood concentration of

cGMP as an index of NP biologic activity and reported that the plasma cGMP

concentration correlated with the concentrations of ANP and BNP and increased with

the severity of chronic HF.

A decrease in the pcGMP/BNP ratio with aging has been described even in

patients with normal LV systolic function. (19). The cGMP to natriuretic peptide plasma

24

ratio is also decreased in the heart failure context highlighting the insufficient response

and resistance to increasing levels of NP (8, 18, 20). NP levels increase with the

severity of heart failure but cGMP levels eventually reach a plateau.

Renal ANP responsiveness is also decreased in chronic HF. This is expressed

by an absence of increase in renal cGMP generation (1, 2, 20) and a reduced urinary

cGMP to plasma BNP (ucGMP/BNP) ratio (20). Renal NP desensitisation is thought to

contribute to decreased natriuresis in chronic heart failure (1).

Knowledge is scarce on the potential alteration of NP intracellular signalling

pathways in HF and most studies have focused on the ANP-induced cGMP production.

Most data on this issue have been obtained from animal models of HF.

The aims of this study were (a) to study the attenuation of BNP in chronic

advanced HF by comparing cases of severely symptomatic chronic HF with age- and

gender-matched controls and (b) to assess the association of this attenuation with the

3-month rate of adverse outcomes.

MATERIALS AND METHODS

Study design

Outpatients were recruited from our heart failure clinic to be included in a

matched case-control study. Cases (n=31) were patients with established HF diagnosis

for at least two years; severe LVSD assessed by echocardiography during the previous

year; hospital admissions or emergency department visits for worsening HF in the

previous year and persistently in NYHA class III or IV despite optimised medical

therapy (adaptation of chronic advanced HF definition by Metra et al (21). Controls

(n=31) had severe LVSD (echocardiogram in the previous year), and were individually

matched with cases by age (±5 years) and gender but symptomatically controlled

under optimised medical therapy (NYHA class I or II). We excluded patients with acute

25

coronary syndrome in the previous 3 months as well as those with hospital admission,

therapeutic adjustment or any infection in the previous month.

We then included all patients in a prospective cohort study, and followed them

for 3 months. Outcome was defined as admission for worsening heart failure or all

cause death. Follow up was made by consulting hospital registries of each patient and

by telephone contact. No patient was lost during follow up

All patients provided written informed consent to participate in the study and the

study protocol conforms to the ethical guidelines of the declaration of Helsinki. The

study was approved by the institution’s ethics committee.

Laboratory procedures and data collection

Patients collected a 24-hour urine sample (8 am to 8 am in the next morning) in

a non-acidic medium for creatinine and cGMP determination. Collection was made

following the routine hospital protocol – patients were instructed to keep the recipient in

the refrigerator between micturitions and to deliver it immediately after the end of the

collection. On the second day, when urine was returned to the clinic, fasting blood

samples from all the study patients were obtained between 08 am and 09 am. On that

occasion, we performed a physical examination and fulfilled a form to record

demographic data, co-morbidities and medication in use.

Plasma BNP was measured using an immunochemiluminometric assay (Abbott

AxSYM).

CGMP measurement: Once received, urine samples were stored at –20ºC or

lower. Blood for cGMP measurement was collected in heparin-lithium tubes; samples

were immediately centrifuged (4500 rpm for 15 minutes) and then kept at –70ºC or

below within 2 hours. Plasma and urine cGMP was measured using a commercially

available ELISA test - cyclic GMP EIA kits (BT-740) purchased from Biomedical

Technologies Inc. The BTI cyclic GMP EIA system provides a simple and sensitive

26

method for measuring cGMP in biological samples that can detect a minimum of 0.05

pmol/mL

Urine cyclic GMP excretion (pmol/24h) was calculated as urinary cGMP

(pmol/mL) x 24h-urine volume (mL); and the filtered load of cGMP by the kidney

(pmol/min) multiplying plasma cGMP (pmol/mL) by creatinine clearance (mL/min), used

as an estimate of the glomerular filtration rate.

Statistical analysis

Numerical variables are presented as mean (standard deviation) or median

(interquartile range) if non-normally distributed. Categorical variables are presented as

frequencies. In the case-control study, continuous variables were compared between

cases and matched controls using paired-samples T test for normally distributed

variables and Wilcoxon signed ranks test for 2 related samples for non-normally

distributed variables. Categorical variables were compared using McNemar test.

In the cohort prognostic study, the ucGMP/BNP and plasma cGMP to plasma

BNP (pcGMP/BNP) ratios were compared between patients with and without adverse

events during follow up by Mann-Whitney U test. We used a box plot to present the

ratios distribution between the two groups. We performed a Cox regression analysis to

asses the prognostic value of ucGMP/BNP ratio as well as the pcGMP/BNP ratio.

Results of this analysis are presented as hazard ratio (HR) and 95% confidence

interval (95%CI). A multivariate model was built taking into consideration variables that

showed prognostic value in a univariate approach.

All the analyses were conducted using the SPSS 13.0 (SPSS Inc., Chicago, IL,

USA.) p<0.05 was considered to be statistically significant.

27

RESULTS

Clinical characteristics as well as laboratory data are displayed in table 1.

Baseline characteristics of cases and controls are shown and compared (table 1).

Plasma BNP and plasma cGMP were significantly higher in cases than in

controls. BB use was more prevalent in the control group. Creatinine clearance was

significantly lower in cases than in controls. There was a trend for cases to be more

overloaded than controls, particularly if we consider pulmonary congestion (however,

statistical significance was not reached); and they were also under higher diuretic

doses [median (IQR) 120 (80-160) mg in cases against 80 (60-160) mg in controls,

p=0.06]; no difference existed concerning 24h urinary volumes [mean (SD) 1792 (617)

in cases against 1689 (584) in controls; p=0.41].

There was no statistically significant difference in pcGMP/BNP ratio [median

(IQR)] between chronic advanced HF patients and controls: 345 (202-617) vs 374 (196

- 600) respectively, p=0.88. Cyclic GMP excretion in 24h-urine and the filtered cGMP

load at the kidney were also similar between cases and controls.

UcGMP/BNP ratio [median (IQR)] was significantly lower in cases than in

controls 8354 (4293 - 16456) vs 12693 (6896 - 22851) respectively; p=0.02.

During the 3-month follow up period, 12 (19%) patients died or were

hospitalized – in 7 of these (58%) death was the final outcome.

The ucGMP/BNP ratio [median (IQR)] in patients with (n=12) and without

(n=50) outcome occurrence was 4146 (2207 – 9363) vs 10922 (7495 –19971),

respectively; p=0.001. The pcGMP/BNP ratio between patients with and without

outcome was 260 (86 – 344) vs 381 (244 – 728), respectively, p=0.007. Figure 1

represents the distribution of ucGMP/BNP and of pcGMP/BNP ratios according to

outcome occurrence.

Table 2 depicts univariate Cox regression analysis. The HR for each 100-unit

decrease in the pcGMP/BNP ratio was 1.50 (95% CI 1.05-2.14; p=0.03). When

28

adjustment was made taking into consideration being a case or a control, the adjusted

HR was 1.48 (95% CI 1.04 – 2.10; p=0.03) per 100-unit decrease. After adjustment for

diabetes, systolic blood pressure, nitrates use, BB use or serum sodium, one

confounder at a time, the effect of pcGMP/BNP ratio was unchanged.

The HR for each 1000-unit decrease in the ucGMP/BNP ratio was 1.21 (95% CI

1.04-1.40; p=0.01). After adjusting for case/control status the effect was unchanged

with HR=1.18 (1.02 – 1.36; p=0.03). Adjustment for diabetes, systolic blood pressure,

nitrates use, BB use or serum sodium, one at a time, also did not modify the measure

of effect.

Figure 2 shows the Kaplan-Meier survival curves according to tertiles of

pcGMP/BNP ratio (left) and ucGMP/BNP ratio (right). Hospitalization-free survival was

significantly reduced with the NP system’s attenuation, as each ratio decreased.

However, while the effect was present at any level of systemic attenuation, in

comparison with the less attenuated patients (pcGMP/BNP ratio above 452),

attenuation at the kidney level only impacted prognosis in patients with strongest

attenuation (ucGMP/BNP ratio below 7668).

DISCUSSION

Our study shows a significant ucGMP/BNP ratio decrease in chronic advanced

heart failure patients with severe LVSD when compared to age and gender matched

patients with severe LVSD but symptomatically controlled under optimised medical

therapy. These results are in line with previous reports from animal studies (1, 20) and

support the role of renal hyporresponsiveness contributing to the progression of heart

failure to a more symptomatic state. Consistent with this interpretation is the fact that

cases were more overloaded than controls even under higher diuretic dosage and that

despite similar 24h-urinary volumes cases did not excrete significantly higher cGMP.

29

BNP was significantly higher in chronic advanced HF patients and the same

occurred for plasma cGMP. No difference was found in pcGMP/BNP ratio between

cases and controls. This suggests that systemic attenuation is not associated with

more intense and uncontrollable symptoms.

The 12 patients who died or were readmitted for HF worsening during follow up

had significantly lower pcGMP/BNP as well as ucGMP/BNP ratios. Plasma cGMP/BNP

ratio can be seen as an in vivo marker of NP systemic signalling sensitivity (18,20) and

ucGMP/BNP ratio as an in vivo marker of NP signalling sensitivity in the kidney (20,

22). Thus, in event-free patients there was no or less attenuation of the NP system

both systemically and in the kidney. In fact for each 100-unit decrease in pcGMP/BNP

ratio there was an increase of 50% (95% CI 5% – 114%, p=0.03) in the risk of death or

readmission for HF worsening and for each 1000 units decrease in ucGMP/BNP ratio

there was a 21% (95% CI 4% – 40%, p=0.01) increase in risk. The independent

predictive value of both variables persisted after adjustment for potential confounders.

In particular, it is important to outline that, when adjusting for being a case (chronic

advanced HF patient) or a control not only the predictive value persisted but also the

HR remained similar indicating that the sample selection process had no effect on the

results obtained.

No differences were detected in urine cGMP excretion and in the cGMP filtered

load when comparing chronic advanced HF patients with controls nor did these

variables have prognostic value. Given that cases had higher BNP plasma

concentration, this is consistent with the achievement of a plateau in the renal cGMP

production response in chronic heart failure and ineffectiveness of the NP system at

the kidney level. To draw this conclusion we assumed that urinary cGMP is a

convenient ‘mirror’ of the intracellular signalling response to natriuretic peptides and

this probably represents an oversimplification of cGMP metabolism in the kidney.

However previous animal and human studies suggest this assumption is acceptable: a)

after exogenous ANF administration, urinary cGMP increases progressively in the non-

30

HF context (16, 22); b) little alteration of urinary cGMP excretion has been documented

in response to administration of many other hormones including parathyroid hormone,

glucagon, thyroxine, adrenocorticotropic hormone, glucocorticoids, vasopressin and

epinephrine (22, 23, 24) and c) natriuretic peptide receptors in the kidney have only

been detected on tubular basolateral membranes (5).

Study limitations

The short sample size precluded from analyzing potential confounders more

comprehensively. However, taking into account that it was an exploratory study and the

laboratory logistics required, the sample size was enough to prove the main hypothesis

under study and opens doors for further study to be conducted in the area.

The inclusion of patients under nitrates may have influenced the results, since

NO is a well known inducer of cGMP production. The second messenger cGMP

production in response to NO is accomplished via soluble guanylyl cyclase receptors

(17, 25). More cases (n=12) than controls (n=5) were under nitrates, and we can

speculate that this fact may have contributed to an underestimation of the cGMP

response attenuation in chronic advanced HF cases.

The filtered load of cGMP was certainly overestimated since creatinine

clearance overestimates the glomerular filtration rate due to secretion of creatinine by

the kidney tubules.

Routine procedures were followed for 24h urine collection and urine was kept at

4ºC for at least 24h; the calculated 24h cGMP excretion probably represents an

underestimation of the true values. Notwithstanding, this was a random effect problem

that affected cases such as controls and did not preclude the detection of differences in

ucGMP/BNP ratio between the 2 groups.

To our knowledge this is the first study in humans in which simultaneous

measurements of plasma and urinary cGMP allowed the determination of the urine

31

cGMP excretion and of the cGMP filtered load in the kidney as well as ucGMP/BNP

and pcGMP/BNP ratios.

NPs exert their effects through the second messenger cGMP. Comparing

cGMP level with NP levels we can determine if chain disruption occurs upstream or

downstream of the second messenger production. Our results point towards a

disruption at the production level or downstream.

Phosphodisterases (PDE) are enzymes that hydrolyse cyclic nucleotides. PDE

5, 6 and 9 are cyclic GMP specific (26). Increased cGMP degradation is well

documented in animal models of sodium retention (12, 13, 14). The mechanisms

underlying increased renal cGMP PDE activity are not completely understood and may

comprise factors such as adrenergic nervous system, angiotensin 2 and endothelin (5,

14).

By showing the association of HF severity and prognosis with NP system

attenuation, our results should lead to a more comprehensive knowledge on its

mechanism and give some insight on the therapeutic potential of PDE inhibitors in HF

as previously suggested (27, 28, 29, 30).

ACKNOWLEDGMENTS

We thank Gabriela Couto, Madalena Oliveira, Susana Silva, Bruno Ribeiro and

Adélia Mão-de-Ferro for their precious help. We also thank Dra Conceição Gonçalves

for the careful handling of laboratory measurements.

32

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36

Figure1. Box plot of plasma cGMP to BNP ratio (left) and urine cGMP to plasma BNP

ratio (right) distributions in patients with and without outcome development.

Depicted are two boxplots. The first represents the distribution of the plasma cGMP to

BNP ratio in patients who died or were hospitalized due to worsening heart failure

during the 3-month follow up and in patients who remained free of this outcome. The

ratio was significantly lower in patients with worse prognosis (p=0.007). The second

represents the distribution of the plasma cGMP to BNP ratio in patients who died or

were hospitalized due to worsening heart failure during the 3-month follow up and in

patients who remained free of this outcome. The ratio was significantly lower in patients

with worse prognosis (p=0.001).

Figure 2. Kaplan-Meier survival curves according to tertiles of plasma cGMP to BNP

ratio (left) and tertiles of urine cGMP to plasma BNP ratio (right).

On the left panel, cumulative hospitalization-free survival curves are presented

according to tertiles of plasma cGMP to BNP ratio. Patients in the group with less

attenuation had significantly better prognosis than the other two groups. On the right

panel, cumulative hospitalization-free survival curves are presented according to

tertiles of urine cGMP to plasma BNP ratio. Patients in the most attenuated group had

significantly worse prognosis than the other two groups.

37

Table 1. Baseline characteristics of the study sample and comparison between cases

and controls.

All patients Cases (N=31) Controls (N=31) p

Clinical characteristics

Age (years), mean (SD) 74 (10)

Male gender, n(%) 42 (67.7)

Hypertension, n(%) 36 (58.1%) 18 (58.1%) 18 (58.1%) 1.00

Diabetes mellitus, n(%) 24 (38.7%) 15 (48.4%) 9 (29.0%) 0.15

Coronary artery disease, n(%) 32 (51.6%) 19 (63.3%) 13 (44.8%) 0.39

Atrial fibrillation, n(%) 34 (38.7%) 15 (48.4%) 9 (32.1%) 0.29

COPD, n(%) 15 (24.2%) 7 (22.6%) 8 (26.7%) 1.00

Systolic blood pressure (mmHg), mean (SD) 118 (20) 114 (20) 121 (19) 0.24

Heart rate (/min), mean (SD) 76 (15) 79 (16) 74 (4) 0.27

Pulmonary rales, n(%) 28 (45.2%) 18 (58.1%) 10 (32.2%) 0.06

Lower limb edema, n(%) 20 (32.3%) 12 (38.7%) 8 (25.8%) 0.42

Jugular venous distension, n(%) 21 (33.9%) 13 (41.9%) 8 (25.8%) 0.33

NYHA, n(%)

I

II

III

IV

5 (8.1%)

26 (41.9%)

27 (43.5%)

4 (6.5%)

0 (0%)

0 (0%)

27 (87.1%)

4 (12.9%)

5 (16.1%)

26 (83.9%)

0 (0%)

0 (0%)

Medication

Aspirin, n(%) 30 (48.4%) 13 (41.9%) 17 (54.8%) 0.45

Nitrates, n(%) 17 (27.4%) 12 (38.7%) 5 (16.1%) 0.12

Furosemide, n(%) 62 (100%) 31 (100%) 31 (100%)

Furosemide dose (mg), median (IQR) 90 (80-160) 120 (80-160) 80 (60-160) 0.06

ACEi or ARB, n(%) 55 (88.7%) 25 (80.6%) 30 (96.8%) 0.12

Beta blockers, n(%) 48 (77.4%) 20 (64.5%) 28 (90.3%) 0.02

Spironolactone, n(%) 27 (43.5%) 15 (48.4%) 12 (3.7%) 0.61

Statins, n(%) 41 (66.1%) 22 (71%) 19 (61.3%) 0.58

Digoxin, n(%) 17 (27.4%) 12 (38.7%) 5 (16.1%) 0.12

38

Laboratory parameters

Hemoglobin (g/dL), mean (SD) 12.5 (1.9) 12.6 (2.1) 12.4 (1.7) 0.64

Creatinine clearance (ml/min), mean (SD) 57.1 (27.4) 50.3 (26.2) 63.9 (27.4) 0.01

Na (mEq/L), mean (SD) 140 (3) 140 (3) 140 (3) 0.61

K (mq/L), mean (SD) 4.4 (0.5) 4.3 (0.5) 4.5(0.5) 0.40

Aldosterone (ng/dL), mean (SD) 15.2 (11.4) 16.8 (10.4) 13.6 (12.3) 0.30

BNP (pg/mL), median (IQR) 608.3 (298.1-858.2) 716.4 (374.9-988.3) 442.0 (278.2-775.0) 0.04

CGMP (pmol/mL), mean (SD) 61.8 (28.6) 69.5 (22.5) 54.1 (32.1) 0.03

Urine cGMP (pmol/mL), mean (SD) 1729.2 (727.7) 1629.4 (596.7) 1829.0 (836.7) 0.30

24h urinary volume (mL), mean (SD) 1740 (598) 1792 (617) 1689 (584) 0.41

Plasma cGMP:plasma BNP, median (IQR) 350 (200-604) 345 (202-617) 374 (196-600) 0.88

Urine cGMP:plasma BNP, median (IQR) 9171 (6029-18186) 8354 (4293-16456) 12693 (6896-22851) 0.02

CGMP in 24h Urine (x1000 pmol/24h), mean (SD) 2975.4 (1568.4) 2961.6 (1695.3) 2989.1 (1458.6) 0.87

CGMP filtered load (x1000 pmol/min), mean (SD) 3.53 (2.54) 3.57 (2.36) 3.49 (2.76) 0.87

ACEi: angiotensin converting enzyme inhibitor, ARB angiotensin receptor I blocker,

COPD: chronic obstructive pulmonary disease, IQR: interquartile range, K: serum

potassium, Na: serum sodium, SD: standard deviation.

39

Tabela 2. Univariate Cox regression analysis of prognosis.

HR (95% CI) P

Clinical characteristics

Gender (male versus female) 1.42 (0.38-5.25) 0.60

Age, per year 0.97 (0.92-1.03) 0.36

Condition (case versus control) 5.23 (1.15-23.89) 0.03

Hypertension 0.33 (0.10-1.08) 0.07

Diabetes mellitus 4.93 (1.33-18.22) 0.02

Coronary artery disease 1.54 (0.45-5.24) 0.49

Atrial fibrillation 1.03 (0.33-3.26) 0.95

COPD 1.09 (0.30-4.03) 0.90

Systolic blood pressure, per mmHg 0.96 (0.93-1.00) 0.04

Heart rate, per beat/min 1.02 (0.98-1.05) 0.39

Pulmonary rales 0.34 (0.09-1.27) 0.11

Lower limb edema 0.98 (0.30-3.27) 0.98

Jugular venous distension 1.34 (0.42-4.22) 0.62

Medication

Aspirin 2.29 (0.69-7.61) 0.18

Nitrates 4.11 (1.30-12.97) 0.02

Furosemide

ACEi or ARB 0.33 (0.09-1.23) 0.10

Beta blocker 0.12 (0.04-0.38) <0.01

Spironolactone 0.95 (0.30-3.00) 0.93

Statin 0.65 (0.20-2.04) 0.46

Digoxin 1.35 (0.41-4.50) 0.62

Laboratory parameters

Hemoglobin, perg/dL 1.01(0.74-1.36) 0.97

Creatinine clearance, per ml/min 0.99 (0.97-1.02) 0.51

Na, per mEq/L 0.81 (0.69-0.95) 0.01

K, per mEq/L 0.31 (0.08-1.20) 0.09

Aldosterone, per ng/dL 1.03 (0.99-1.07) 0.14

BNP, per pg/mL 1.00 (1.00-1.00) <0.01

40

cGMP, per pmol/mL 1.00 (0.98-1.02) 0.72

Urine cGMP, per pmol/mL 1.00 (1.00-1.00) 0.74

Plasma cGMP:plasma BNP, per 100 units 0.67 (0.47-0.96) 0.03

Urine cGMP:plasma BNP, per 1000 units 0.83-(0.72-0.96) 0.01

cGMP in 24h-urine, per 106 pmol/24h 0.96 (0.64-1.44) 0.86

cGMP filtered load, per 103 pmol/min 1.03 (0.83-1.28) 0.78

ACEi: angiotensin converting enzyme inhibitor, ARB angiotensin receptor I blocker, CI:

confidence interval, COPD: chronic obstructive pulmonary disease, HR: hazard ratio,

K: serum potassium and Na: serum sodium.

41

Figure 1

42

Figure 2

43

VI - DISCUSSÃO

Nas últimas décadas houve importantes avanços no tratamento da IC. Um

conjunto de ensaios clínicos demonstrou benefícios do uso dos inibidores da enzima de

conversão da angiotensina, dos antagonistas dos receptores da angiotensina, dos

bloqueadores beta, dos antagonistas da aldosterona e da terapia de ressincronização

ventricular (Jessup, 2003; Konstam 2003; McAlister, 2001). Apesar de todos estes

avanços, a tradução prática destes progressos é bastante limitada já que a mortalidade

global atribuível a IC não tem diminuído significativamente (Jessup, 2003).

Estes factos reforçam a necessidade de um melhor conhecimento dos factores

relacionados com a transição de um estado compensado para descompensado na IC,

assim como dos factores intimamente relacionados com a sua progressão; deste

conhecimento poderão surgir estratégias que consigam impedir a progressão da IC.

A activação dos peptídeos natriuréticos ocorre precocemente no curso da IC.

Estes são produzidos e secretados em resposta a aumentos de pressão ou volume ao

nível das câmaras cardíacas e têm acções diuréticas, natriuréticas e vasodilatadoras,

tendentes à regulação da pressão e volume. Sendo variáveis com valor prognóstico

independente muito poderoso, com níveis mais elevados associados a pior prognóstico,

deve considerar-se a hipótese que, em algum ponto na cadeia de eventos despertados

por estas moléculas, possa haver perda de eficiência – assim se compreenderia melhor

que o aumento de um factor benéfico se associe a um prognóstico adverso.

Múltiplas abordagens foram já tentadas neste eixo hormonal, nomeadamente a

administração intravenosa de peptídeos natriuréticos sintéticos e o bloqueio das vias de

degradação, as quais não tiveram sucesso.

44

Neste contexto, colocámos a hipótese que uma acção mais tardia na cadeia de

eventos – ao nível do segundo mensageiro – poderia constituir uma abordagem eficaz

sobre este sistema.

O segundo mensageiro dos peptídeos natriuréticos é o GMPc. Actuar mais

distalmente significaria promover a acumulação do 2º mensageiro, por exemplo, por

inibição da sua degradação (fosfodiesterases).

O aumento da degradação do GMPc está bem documentado em modelos animais

de retenção de sódio (Wilkins, 1990; Wilkins, 1990; Supaporn, 1996; Lee, 1996; Ni,

2004); foi demonstrado aumento da actividade de fosfodiesterases a nível renal em cães

com IC (Supaporn, 1996) e uma incapacidade de aumento da produção renal de GMPc

com o aumento da gravidade em modelos caninos de IC (Margulies, 1995; Forfia,

2007).

Em humanos já foi estudada a resistência sistémica a peptídeos natriuréticos –

Tsutamoto (1993) verificou que nos doentes com IC de maior gravidade, havia

atingimento de um plateau de GMPc plasmático, ou seja, não existe uma evolução

linear entre o nível de BNP e o nível de GMPc. Além disso, mesmo em doentes sem

disfunção sistólica do VE, já foi descrita uma atenuação da acção compensatória de

peptídeos natriuréticos com a idade (Kawai, 2004).

A determinação simultânea da resposta em termos de produção sistémica e renal

de GMPc nunca foi efectuada em humanos. A documentação da perda de eficiência a

nível renal e/ou sistémico constituiria a base racional para o uso de inibidores de

fosfodiesterases, mais concretamente fosfodiesterases tipo V (GMPc específicas) na IC.

Com um desenho de estudo caso-controlo, efectuamos um estudo piloto, capaz

de demonstrar a existência de atenuação do sistema de peptídeos natriuréticos, mais

concretamente o BNP, ao nível do segundo mensageiro, em doentes com formas mais

graves de IC.

45

Verificámos que em doentes com IC crónica avançada havia uma diminuição

significativa da razão GMPc urinário/BNP plasmático relativamente a um grupo

controlo constituido por doentes individualmente emparelhados para o sexo e idade e

com o mesmo grau de disfunção, mas sintomaticamente controlados. Este dado,

juntamente com uma excreção de GMPc na urina de 24h (e, portanto, uma produção de

GMPc a nível renal) semelhante entre casos e controlos, confirma a perda de eficiência

do sistema a nível renal. Esta perda de eficiência a nível renal tinha sido já demonstrada

em animais (Margulies, 1991; Forfia, 2007) e é um dado a favor do papel da

hiporresponsividade renal na progressão da IC para um estado mais sintomático,

possivelmente pela perda de efeito natriurético e aquarético do sistema de peptídeos

natriuréticos. De facto, no estudo efectuado, os doentes com IC crónica avançada

tinham mais frequentemente sinais de congestão e estavam sob doses mais altas de

terapêutica diurética; além disso, no mesmo volume de urina, com a mesma carga

filtrada de GMPc a nível renal e apesar de níveis plasmáticos de BNP

significativamente mais altos, eram incapazes de produzir mais GMPc.

No que respeita à eficiência sistémica aferida pela razão GMPc plasmático/BNP

plasmático, não encontrámos diferenças entre indivíduos mais e menos sintomáticos, o

que levanta a hipótese que a perda de eficiência a nível sistémico não estará na base da

progressão da IC para um estadio mais sintomático. Esta explicação não pode ser

assumida de forma acrítica, já que na nossa população amostral (reduzida) mais doentes

do grupo sintomático estavam sob terapêutica com nitratos. Como os nitratos têm a sua

acção mediada por aumentos do NO, que é uma fonte importante da produção de

GMPc, esta circunstância pode ter impedido a detecção de uma diferença real.

Verificámos ainda haver uma associação entre perda de eficiência do sistema e

prognóstico adverso. Para cada uma das razões GMPc plasmático/BNP plasmático e

GMPc urinário/BNP plasmático a uma diminuição do valor da razão correspondia um

46

maior risco de internamento por descompensação de IC ou morte por qualquer causa.

Durante um período de 3 meses, por cada 100 unidades de diminuição da razão GMPc

plasmático/BNP plasmático havia um aumento de 50% (5 a 114%) do risco de morte ou

internamento por IC e por cada 1000 unidades de diminuição da razão GMPc

urinário/BNP plasmático o aumento de risco era de 21% (4 a 40%).

O valor prognóstico da atenuação sistémica e renal foi ligeiramente diverso na

nossa população. A associação entre perda de eficiência e prognóstico existia para

qualquer nível de atenuação sistémica (os doentes mais atenuados – 1º e 2º tercis -

tinham pior prognóstico); a perda de sensibilidade renal, traduziu-se num pior

prognóstico só nos doentes mais atenuados (1º tercil).

A atenuação renal parece estar mais associada a deterioração clínica,

possivelmente por perda das acções diuréticas e natriuréticas a nível renal, com mais

congestão e sintomas; a atenuação sistémica está mais precocemente relacionada com a

deterioração do prognóstico, sendo que a perda de eficiência dos peptídeos natriuréticos

a nível renal só se traduz em pior prognóstico nos doentes mais atenuados.

A associação com gravidade pode ajudar a esclarecer o mecanismo

fisiopatológico da deterioração sintomática.

A associação com o prognóstico, além de ajudar a esclarecer a fisiopatologia,

poderá também ajudar a definir objectivos de tratamento.

O estudo realizado apresenta várias limitações – tamanho amostral reduzido,

tempo de seguimento curto, e o facto de ser um estudo unicêntrico e constituido apenas

por doentes com IC seguidos numa clínica especializada, logo não representativo da

globalidade dos doentes com IC. Foi ainda um estudo que incluiu apenas doentes com

depressão grave da função sistólica do ventrículo esquerdo e em que houve

emparelhamento entre casos e controlos para o sexo e idade; estes factores impedem-

nos de analisar qual a influência destas 3 variáveis na atenuação do BNP ao nível do

47

segundo mensageiro. A inclusão de doentes sob terapêutica com nitratos, por razões

anteriormente referidas, pode ter determinado uma substimativa da atenuação sistémica

nos doentes mais sintomáticos. Outro problema importante corresponde ao facto de as

amostras de urina terem permanecido mais de 24h a 4ºC, sujeitas a degradação

enzimática por fosfodiesterases; os valores determinados de excreção urinária de GMPc

representam, provavelmente, uma substimativa da real capacidade de produção renal;

esta circusntância foi, no entanto, comum a casos e controlos, não impedindo, portanto,

a comparação entre os 2 grupos.

Apesar das limitações, para a hipótese levantada foi o número suficiente, para

ser possível evidenciar uma associação entre ineficiência do sistema de peptídeos

natriuréticos a nível renal e um agravamento sintomático e para mostrar que uma perda

de eficiência, tanto sistémica como renal, tem importância prognóstica.

Este estudo abre caminho a nova investigação no campo da resistência aos

peptídeos natriuréticos, nomeadamente para esclarecer quais os determinantes de

atenuação do sistema e qual o seu real impacto prognóstico a mais longo prazo. Seria

interessante, em estudos futuros, considerar razões GMPc/(ANP+BNP) ou mesmo

GMPc/(ANP+BNP+NO) se considerarmos que o GMPc é, no fundo, a soma de 3

parcelas – o GMPc derivado do ANP, o GMPc derivado do BNP e ainda o GMPc cuja

produção é estimulada pelo NO (Takahashi, 2003)

A demonstração da existência de uma atenuação do BNP ao nível da capacidade

de produção de 2º mensageiro e de que esta ineficiência se expressa em termos de maior

gravidade e pior prognóstico na IC sugerem que terapêuticas que tenham como alvo o

GMPc devem ser consideradas com potencial interesse no contexto de IC.

Dentro das abordagens dirigidas para o GMPc a inibição da sua degradação por

fosfodiesterases é uma escolha válida, tanto mais que há aumento da actividade

fosfodiesterásica no contexto da IC.

48

As fosfodiesterases são uma família diversa de enzimas que hidrolisam

nucleotídeos cíclicos e, portanto, desempenham um papel chave na regulação dos níveis

intracelulares de 2º mensageiros AMPc e GMPc e também da função celular. São

conhecidos 11 grupos de isoenzimas compreendendo mais de 50 isoformas (Boswell-

Smith, 2006). Há actividade fosfodiesterásica em todas as células do organismo, embora

a distribuição celular e subcelular das 11 isoformas seja distinta. Uma das características

que ajuda a diferenciar as fosfodiesterases é a sua especificidade para substractos. As

fosfodiesterases 5, 6 e 9 são específicas de GMPc.

A manipulação famacológica da actividade de PDE tem papel estabelecido no

tratamento da disfunção eréctil (Ballard, 1998) – os inibidores da PDE5 transformaram

o tratamento desta patologia (DeBusk, 2004) e o sucesso mundial do sildenafil (inibidor

específico de fosfodiesterase 5) neste campo é prova do potencial terapêutico destes

fármacos. Os inibidores selectivos de PDE5 estão a ser investigados numa ampla gama

de patologias (Boswell-Smith, 2006; Frajese, 2005; Ravipati, 2007, Jackson G, 2003) e

valerá a pena lembrar que o sildenafil começou por ser pensado como um agente

alternativo potencial aos nitratos orais no tratamento de angina estável. Efeitos

benéficos a nível hemodinâmico e da capacidade de exercício sugerem um papel

potencialmente importante na terapêutica cardiovascular (Jackson, 2005).

Os inibidores de PDE5 já foram extensamente estudados no contexto de

hipertensão pulmonar (Patel, 2005; Lewis, 2004; Corbin, 2005; Galie, 2005, Klinger,

2006; Lewis, 2007 b) e o sildenafil foi recentemente aprovado pela FDA como um

tratamento oral activo para a hipertensão pulmonar.

O uso de inibidores de PDE5 na IC, independentemente de associada ou não a

hipertensão pulmonar secundária, ainda é controverso (Kats, 2003, Stehlik, 2006;

Lewis, 2006). Dados recentes sugerem que os inibidores de PDE5 têm efeitos

miocárdicos directos: anti-hipertróficos, anti-apoptóticos e anti-disfunção endotelial

49

(Khoynezhad, 2007; Takimoto, 2005; Fisher, 2005; Kats, 2003; Lewis, 2006), logo

efeitos benéficos e com potencial interesse no tratamento da IC. Ensaios clínicos

recentes apontam para benefício do uso de sildenafil sobre placebo. Guazzi (2004)

estudou 16 doentes com IC e 8 indivíduos normais; na IC a inibição de PDE5 atenuava

a hipertensão pulmonar secundária, e melhorava a eficiência ventilatória e a capacidade

global de exercício. Em 13 doentes em classe NYHA III, a inibição de fosfodiesterases

com sildenafil melhorou o consumo de O2; a melhoria da hemodinâmica cardíaca à

direita e da capacidade de exercício só se verificavam em doentes com hipertensão

pulmonar secundária (Lewis, 2007 a). Mais recentemente (Behling, 2008), foram

publicados os resultados de um ensaio clínico randomizado e duplamente cego em que

se avaliaram os efeitos agudos e crónicos do sildenafil em 19 doentes com IC estável;

após 4 semanas de administração de sildenafil, havia melhoria da capacidade funcional,

da eficiência ventilatória e da hipertensão pulmonar.

Há ainda muitas incertezas no que respeita ao potencial terapêutico dos

inibidores das fosfodiesterases e concretamente do papel dos inibidores da PDE5 na IC.

Embora estudos preliminares não tenham mostrado benefício do uso de inibidores da

PDE3 em doentes com IC, alguns estudos recentes mostram que o uso do sildenafil

(inibidor da PDE5) poderá melhorar o perfil hemodinamico e clínico de doentes com IC

avançada e hipertensão pulmonar grave.

Outro interesse potencial da determinação da atenuação/ineficiência do sistema

seria uma melhor valorização do BNP na prática clínica. Apesar de incontestavelmente

associado com o prognóstico, é muitas vezes difícil de valorizar um número absoluto de

medição de BNP num doente concreto. Há uma amplo espectro de valores possiveis de

BNP em doentes com IC (tanto aguda como crónica) bem como em doentes sem IC; há

uma elevada variabilidade intraindividual em doentes com IC crónica, mesmo que

estável (Bruins, 2004; Araújo, 2006); além disso, doentes com BNP dentro da mesma

50

ordem de grandeza têm, por vezes, apresentação/gravidade clínica muito diferente, além

de um curso muito diferente da sua doença. Um aumento da acuidade do valor do BNP

na determinação da gravidade de IC talvez pudesse ser alcançado relacionando-o com

um indicador da sua efectividade. O GMPc, em teoria, poderá ser um auxiliar na

interpretação destas diferenças na medida em nos informará quanto desse BNP está a

promover benefício e quanto está presente, mas não é eficaz. No estudo apresentado,

devido sobretudo ao reduzido tamanho amostral, não foi possível avaliar esta hipótese.

Para tal será necessário um número maior de doentes e estratificação em classes de

valor de BNP – só assim será possível avaliar se o GMPc acrescenta algo de novo ao

BNP, tanto em termos de associação com gravidade, como em termos de previsão do

curso clínico da doença.

O GMPc poderá ser um importante auxiliar na compreensão das causas pelas

quais a IC se torna sintomaticamente incontrolável e refractária à terapêutica e os

inibidores das fosfodiesterases poderão vir a ter relevância na área para a qual foram

inicialmente concebidos, isto é, como terapêutica cardiovascular.

51

VII - RESUMO

O sistema dos peptídeos natriuréticos é, de entre os sistemas neuro-humorais, o mais

precocemente activado na IC. Na IC grave há uma deficiência relativa de PN. Os mecanismos

relacionados com este estado estão ainda insuficientemente esclarecidos na IC humana.

O objectivo da investigação foi estudar a existência de atenuação sistémica e/ou renal

do BNP ao nível do segundo mensageiro no contexto de IC grave - IC crónica avançada - e

determinar se a perda de eficiência tem tradução em termos de prognóstico.

Conduzimos um estudo que decorreu em duas fases; 1º um estudo caso-controlo, em

que comparamos doentes com IC crónica avançada (internamento ou recurso recente ao Serviço

de Urgência por descompensação de IC, disfunção sistólica ventricular esquerda severa e classe

NYHA III/IV habitual apesar de terapêutica médica optimizada) com doentes individualmente

emparelhados para o sexo e idade, com o mesmo grau de disfunção, mas sintomaticamente

controlados; os doentes foram depois seguidos por um periodo de 3 meses. Doseamos em todos

os doentes o BNP plasmático e o GMPc plasmático e urinário. Com estes doseamentos

calculamos a excreção de GMPc na urina de 24h, a carga filtrada de GMPc ao nível do rim e as

razões GMPc plasmático/BNP plasmático e GMPc urinário/BNP plasmático, como medidas da

sensibilidade sistémica e renal, respectivamente, aos peptídeos natriuréticos.

Verificámos a existência de associação entre hiporresponsividade renal ao BNP e

gravidade dos sintomas – doentes com IC crónica avançada tinham uma razão GMPc

urinário/BNP plasmático significativamente diminuída. Não detectámos diferenças entre

doentes com IC crónica avançada comparativamente com controlos no que respeita a atenuação

sistémica do BNP, medida como a razão GMPc plasmático/BNP plasmático. Na nossa amostra

havia uma associação entre perda de eficiência do sistema de peptídeos natriurétios, tanto a

nível sistémico como a nível renal, e prognóstico adverso. Por cada 100 unidades de diminuição

da razão GMPc plasmático/BNP plasmático havia um aumento de 50% (5 a 114%) do risco de

morte ou internamento por IC e por cada 1000 unidades de diminuição da razão GMPc

urinário/BNP plasmático o aumento de risco era de 21% (4 a 40%). Em qualquer situação -

atenuação sistémica e renal - a sobrevida livre de hospitalização diminuia à medida que a razão

diminuia, sendo que o efeito era notório para qualquer nível de atenuação sistémica

relativamente aos doentes menos atenuados; no caso da resistência renal, o impacto prognóstico

só era significativo nos doentes mais atenuados.

A associação da perda de eficiência dos PN com a gravidade clínica e com o

prognóstico sugere que o carácter progressivo da IC pode estar relacionado com alterações nas

vias de sinalização dos PN e poderá constituir o racional para que terapêuticas direccionadas

para o GMPc (concretamente os inibidores de fosfodiesterases específicos) sejam abordadas

como possibilidade na IC grave.

52

VII - SUMMARY

The natriuretic peptide system is activated early in heart failure. Severe HF is a state of

relative deficiency of natriuretic peptides. The mechanisms related with this relative deficiency

are poorly understood

We aimed to study the systemic and renal attenuation of BNP in chronic advanced heart

failure (HF) and assess its prognostic value.

We enrolled patients followed in a heart failure clinic in a case-control study and

compared patients with chronic advanced HF (severe left ventricular systolic dysfunction,

hospital admissions or emergency department visits for worsening HF in the previous year and

persistently in NYHA class III or IV despite optimised medical therapy) with controls

individually age- and gender- matched, with the same degree of ventricular dysfunction but

symptomatically controlled; patients were then followed for a 3-month period. We measured

plasma BNP and plasma and urinary cGMP and this allowed the determination of cGMP

excretion in 24h-urine, cGMP filtered load at the kidney level as well as the plasma

cGMP/plasma BNP and urinary cGMP/plasma BNP ratios, as measures of systemic and renal

sensitivity to natriuretic peptides.

There was a significant urinary cGMP/ plasma BNP ratio decrease in chronic advanced

HF patients when compared to controls – renal hyporresponsiveness was associated with a more

symptomatic state. No difference was found in plasma cGMP/plasma BNP ratio between cases

and controls – systemic attenuation was not associated with more intense and uncontrollable

symptoms. In our study sample, hyporresponsiveness to natriuretic peptides, both renal and

systemic, correlated with prognosis. During a 3-month period, for each 100-unit decrease in

plasma cGMP/BNP ratio there was a 50% (5 to 114%) increase in the risk of death or

readmission for worsening HF and for each 1000-unit decrease in the urinary cGMP/plasma

BNP ratio there was a 21% (4 to 40%) increase in risk. Hospitalization-free survival was

reduced with the NP system’s attenuation as each ratio decreased; this effect was present at any

level of systemic attenuation, however, renal attenuation only impacted prognosis in patients

with strongest attenuation.

The association between NP system attenuation and heart failure severity and prognosis

suggests that the progressive nature of HF may be related with disturbances in intracellular

signalling pathways. The mechanisms underlying NP system attenuation and therapeutic

approaches targeting NP’s second messenger (namely phosphodiesterase inhibitors) merit

further studies.

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