Impacto dos diferentes graus de insuficiência cardíaca sobre o perfil metabolômico, níveis de aminas biogênicas endógenas circulantes e parâmetros clínicos-nutricionais

Abstract

Introdução: A insuficiência cardíaca (IC) é definida como a incapacidade do coração de fornecer aos tecidos periféricos a quantidade necessária de sangue e oxigênio para atender às suas demandas metabólicas. A literatura reporta que a progressão da doença está associada ao aumento da congestão, estresse oxidativo, inflamação e alterações metabólicas, cujo os mecanismos envolvidos não são totalmente elucidados. As aminas são moléculas essenciais para o crescimento e funções das células normais, interagindo, no meio biológico, com muitas macromoléculas, tanto eletrostaticamente quanto covalentemente. Alterações nos seus níveis parecem associar-se à hipertrofia cardíaca e remodelamento e caquexia/sarcopenia, demonstrados por estudos in vivo e experimentais. No entanto, há diversas lacunas acerca da relação entre aminas e parâmetros cardíacos e clínico-nutricionais. Objetivos: Investigar o impacto dos diferentes graus de IC sobre o perfil metabolômico, os níveis de aminas biogênicas endógenas circulantes e parâmetros clínico-nutricionais. Casuística e métodos: Estudo transversal realizado com os pacientes em acompanhamento no ambulatório de Cardiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu-UNESP. Foram coletadas informações clínicas, cardíacas e nutricionais dos pacientes. Foram avaliados os níveis plasmáticos de aminas e será avaliado o perfil metabolômico dos pacientes. As variáveis foram submetidas à estatística descritiva e comparativa entre os grupos por ANOVA ou distribuição gama. A correlação entre as variáveis foi feita pela análise de correlação de Pearson, com significância de 5%. Resultados: Foram avaliados ao todo, 60 pacientes, sendo 17 do grupo com fração de ejeção (FE) preservada; 13 do grupo FE intermediária, 15 do grupo FE reduzida e 15 do grupo controle. Foi encontrada diferença nos níveis de leucócitos, sendo os valores mais baixos no grupo ICFEi. A razão plaqueta/linfócito também mostrou diferença, sendo os valores mais baixos nos grupos ICFEp e ICFEr comparados aos outros. Os níveis de albumina foram iguais entre os grupos ICFEp e ICFEi, mas diferentes do ICFEr e controle. Os níveis de colesterol total e LDL foram mais altos no grupo controle em comparação aos demais grupos de pacientes com IC. O HDL foi mais alto no grupo controle comparado ao ICFEp. A hemoglobina glicada foi mais alta no grupo ICFEi comparada ao grupo controle. Os demais parâmetros não apresentaram diferença. Foram encontradas diferenças entre os grupos para a pontuação no SARC-F comparados ao grupo controle, que indica risco de sarcopenia. Houve também diferença nos Índices de Qualidade Muscular do braço (IQMarm) e apendicular (IQMapp) entre os grupos, sendo os valores menores no ICFEp. A avaliação da BIA não mostrou diferença entre os grupos. Os parâmetros Doppler-ecocardiográficos mostraram diferença entre os grupos esperadas de acordo com a fração de ejeção. Quanto ao consumo alimentar, observou-se um consumo maior de calorias no grupo ICFEi comparado ao controle. O consumo de gorduras totais e saturadas foi menor em todos os grupos (ICFEp, ICFEi e ICFEr) comparados ao controle. Quanto às aminas biogênicas, os níveis de triptofano e L-dopa foram mais baixos e serotonina monohidrato mais alta no grupo ICFEi; hidrocloretro de serotonina, tiramina e cadaverina foram mais baixos no grupo ICFEr; agmatina foi mais alta no grupo controle comparado a todos os outros grupos. Houve correlação significante e inversa entre os níveis de tiramina e a pontuação no SARC-F; correlação positiva e significante entre Serotonin creatinine sulfate monohydrate e massa de gordura, IMC, circunferência abdominal (CA) e força de preensão manual; entre tiramina e níveis de minerais e massa óssea. Foi encontrada correlação positiva e significante entre triptofano e ERP, FE e E’ septal; entre Serotonin creatinine sulfate monohydrate e E’ septal e E’ médio; entre tiramina e FE, E/A, E’ septal, E’ lateral e E’ médio; entre espermidina e E/A. A análise metabolômica evidenciou, pelo heatmap, diferenças claras no perfil metabólico entre os grupos e controle. Quanto ao volcano plot, não foram identificados metabólitos significativamente alterados entre o grupo ICFEp e o controle;no grupo ICFEi, a colina apresentou regulação positiva e o formato regulação negativa; já no ICFEr, apenas o formato mostrou diferença significativa, sendo novamente regulado negativamente. Na comparação por teste-T, no grupo ICFEp o metabólito formato aparece regulado negativamente, e os metabólitos glutamato e colina se apresentam regulados positivamente. Na comparação com ICFEi, observou-se regulação negativa de formato, creatina, acetato e lisina, enquanto colina, lactato e piruvato foram regulados positivamente. Por fim, no grupo ICFEr, destacaram-se os metabólitos formato, acetato e asparagina regulados negativamente, não havendo metabólitos significativamente regulados positivamente em relação ao controle. Conclusões: Conclui-se que os graus de insuficiência cardíaca influenciam de maneira diferente as variáveis de sarcopenia e composição corporal e o nível das aminas biogênicas. As aminas mostram correlação com alterações de composição corporal e ecocardiográficas. O perfil metabolômico é diferente entre os grupos com IC comparados ao controle.

Background: Heart failure (HF) is defined as the inability of the heart to supply peripheral tissues with the necessary amount of blood and oxygen to meet their metabolic demands. The literature reports that the progression of the disease is associated with increased congestion, oxidative stress, inflammation and metabolic alterations, the mechanisms of which are not fully elucidated. Amines are essential molecules for the growth and functions of normal cells, interacting, in the biological environment, with many macromolecules, both electrostatically and covalently. Changes in their levels appear to be associated with cardiac hypertrophy and remodeling and cachexia/sarcopenia, demonstrated by in vivo and experimental studies. However, there are several gaps regarding the relationship between amines and cardiac and clinical-nutritional parameters. Aims: To investigate the impact of different degrees of HF on the metabolomic profile, levels of circulating endogenous biogenic amines and clinical-nutritional parameters. Patients and methods: Cross-sectional study conducted with patients followed at the Cardiology outpatient clinic of the Hospital das Clínicas of the Botucatu School of Medicine-UNESP. Clinical, cardiac and nutritional information was collected from the patients. Plasma amine levels were assessed and the metabolomic profile of the patients will be evaluated. The variables were subjected to descriptive and comparative statistics between the groups by ANOVA or gamma distribution. The correlation between the variables was performed by Pearson's correlation analysis, with a significance level of 5%. Results: A total of 60 patients were evaluated, 17 in the group with preserved ejection fraction (EF); 13 in the intermediate EF group, 15 in the reduced EF group and 15 in the control group. A difference was found in leukocyte levels, with the lowest values in the HFmrEF group. The platelet/lymphocyte ratio also showed a difference, with the lowest values in the HFpEF and HFrEF groups compared to the others. Albumin levels were the same between the HFpEF and HFmrEF groups, but different from the HFrEF and control groups. Total cholesterol and LDL levels were higher in the control group compared to the other groups of patients with HF. HDL was higher in the control group compared to HFpEF. Glycated hemoglobin was higher in the HFmrEF group compared to the control group. The other parameters showed no difference. Differences were found between the groups for the SARC-F score compared to the control group, which indicates the risk of sarcopenia. There were also differences in the Muscle Quality Indexes of the arm (IQMarm) and appendicular (IQMapp) between the groups, with lower values in HFpEF. The BIA assessment showed no difference between the groups. The Doppler-echocardiographic parameters showed differences between the groups expected according to the ejection fraction. Regarding food consumption, a higher calorie consumption was observed in the HFmrEF group compared to the control group. Total and saturated fats intake was lower in all groups (HFpEF, HFmrEF and HFrEF) compared to the control. Regarding biogenic amines, tryptophan and L-dopa levels were lower and serotonin monohydrate higher in the HFmrEF group; serotonin hydrochloride, tyramine and cadaverine were lower in the HFrEF group; agmatine was higher in the control group compared to all other groups. There was a significant and inverse correlation between tyramine levels and the SARC-F score; a positive and significant correlation between Serotonin creatinine sulfate monohydrate and fat mass, BMI, abdominal circumference (AC) and handgrip strength; between tyramine and mineral levels and bone mass. A positive and significant correlation was found between tryptophan and ERP, EF and septal E’; between Serotonin creatinine sulfate monohydrate and septal E’ and mean E’; between tyramine and FE, E/A, septal E’, lateral E’ and middle E’; between spermidine and E/A. Metabolomic analysis, using heatmaps, revealed clear differences in the metabolic profile between the groups and the control. Regarding the volcano plot, no significantly altered metabolites were identified between the ICFEp group and the control; in the ICFEi group, choline showed upregulation and formate downregulation; in the ICFEr group, only formate showed a significant difference, again being downregulated. In the T-test comparison, in the ICFEp group, the formate metabolite appears downregulated, and the glutamate and choline metabolites are upregulated. In comparison with ICFEi, downregulation of formate, creatine, acetate, and lysine was observed, while choline, lactate, and pyruvate were upregulated. Finally, in the ICFEr group, the downregulated metabolites formate, acetate, and asparagine stood out, with no significantly upregulated metabolites compared to the control. Conclusions: To date, it has been concluded that the degrees of heart failure influence sarcopenia and body composition variables and the level of biogenic amines differently. Amines show a correlation with changes in body composition and echocardiographic findings. The metabolomic profile differs between the heart failure groups compared to the control group. Conclusions: It has been concluded that the degrees of heart failure influence sarcopenia and body composition variables and the level of biogenic amines differently. Amines show correlation with changes in body composition and echocardiography.