Prof. Dr. med Helene von Bibra Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Angiologie, Klinikum Bogenhausen,
Städt. Klinikum München GmbH, München
Echokardiographische Charakteristika
der diabetischen Kardiomyopathie Richtungsweisende Befunde der unterschiedlichen
echokardiographischen Modalitäten
Keine Interessenskonflikte
Diabetic Cardiomyopathy
Rubler S
New type of cardiomyopathy associated with
diabetic glomerulosclerosis.
Am J Cardiol 1972; 30:595-602
Cause of heart failure in diabetic patients in the
absence of CAD and hypertension
Diastolische Dysfunktion
Zeitverlauf Typ 2 Diabetes mellitus
Mod. from : International Diabetes Center (IDC), Minnesota Redfield JAMA 2003; Wan JACC 2014
Prä-Diabetes Diabetes
Postprandiale Glukose Nüchtern-Glukose
Insulin Resistenz
Zeit [a] -10 -5 0 5 10 15 20
ß-Zellen-Dysfunktion Insulin Sekretion
Mikrovaskulär
Makrovaskuäre Komplikationen
Normal
Normal
16-20% 50-70% 60 – 85%
Früh
Metabolisch
Insulin Resist. TG,
. GLUT4, FA Oxid.
oxidat. Stress, NO
Ca2 Transport
± Subklin.
diast.Dysfunktion
endotheliale Dysf.
(myozell. Lipid
Akkumulation)
Mitte
Funktionell
Apoptose Nekrose
.AT II, IGF-1 .TGF-
beta1
leichte CAN
Diast. Dysfunktion
± subklin. syst.
Dysfunktion
endotheliale Dysf.
leicht LV Masse
zell.Hypertrophie
(interstit. Fibrose)
Spät
Strukturell
Mikrovaskuläre
Veränderungen
Hypertonus
KHK
Schwere CAN
Gestörte diastol.
und
Systol. Funktion
LV Masse/Wanddicke
interstit. Fibrose
AGE, Lipid Ablager.
Verlauf diabetische KM
Charakt. LV Funkt. Myokard Stadien
Modifiziert: Fang et al. Endocrine Review 2004
Pathophys. Mechanismen: 1) Energie Mismatch
2) Myok. Remodelling
Intrakard. ATP
Produktion 40%
Myok. Perfusion
Nachlast
Gefäßsteifigkeit
Gefäßtonus , HF
Myokard. Steifigkeit
} } Hyperglykämie (Depletion Glukosetransporter 1)
Insulinresistenz (Fettsäure Oxidation)
Bioverfügbarkeit NO – endotheliale Dysfunktion
ROS – oxidativer Stress
RAAS Aktivierung
Athero-, Mediasklerose, Intimafibrose
Autonome diabet. Neuropathie
Kollagen/Fibrose, AGEs, Triglyz.
}
Boudina et al Circulation 2007
Witteles et al JACC 2008
Hwang et al IJC 2012
Fontes-Carvalho et al Cardiovasc Diabetology 2015
Praktizierender Arzt, 57 J, Eigeneinweisung wegen zunehmender Belastungsdyspnoe
Übergewicht seit Kindheit, tgl Jogging
Diabetes mellitus seit 6 Jahren mit seither zunehmendem Gewicht / Insulindosis,
118 kg, BMI 36,5 kg/m2, 90E Insulin tgl.
Körperliche Untersuchung und Laborwerte normal (außer erhöhtem BZ)
Normalbefunde: Rö Thorax, EKG, Bel. EKG, LuFu
mäßig reduzierte Leistungsbreite (140 W, 100 W aerob. Grenze)
Echo: LVED 58mm, Sept 12 u. PW 8 mm, LVMI 99 g/m2, EF 58%, S‘ 8,1 cm/s,
LADlong 56mm, LAVI 54 ml/m2, E/A 0,81, e‘ 7,7 cm/s (Alterssollwert > 9,2 cm/s)
Diagnosen : Diastolische Herzinsuff. (NYHA II-III) bei diabet./Insulinresistenz Kardiomyopathie
Typ 2 Diabetes
Adipositas
ausgeprägte Insulinresistenz
Problem: aktuell Behandlung der diastol. Herzinsuffizienz
Evidenzbasierte Therapie: ??
Fallbeispiel 1. Juli 2007, Rehaklinik Überrruh, Isny im Allgäu
Heilmeyer, von Bibra, DMW 2016 in press
Therapieziel :
Gewichtsreduktion zur Normalisierung der Insulinresistenz
nicht traditionell durch fettarme Kost sondern durch KH Reduktion + niedr. GI
(1800 cal, davon 30% KH, 40% Fett und 30% Eiweiß) nebst hohem Gemüse/Salat Anteil
Bewegungstherapie (tgl 2—3 Std. aerobes, pulsüberwachtes Ausdauertraining mit Nordic Walking
Zur Vermeidung von Hypoglykämie schrittweise Reduktion der Insulindosis in 10 Tagen bis auf 0
Entlassung: Kraftzunahme / Ausdauer Leistungsfähigkeit 20-30% , Dyspnoe
e` normalisiert 9,7 cm/s
Gewicht -2kg (116 kg),
BZ 140 mg/dL, HbA1c 6,4%, weiterhin normaler Lipidstatus.
Antidiabet. Therapie: KH red. Kost und pulskontrolliertes Bewegungstraining.
12 Monate später mit beibehaltener KH red. Kost
und Walking Training (30 min) 3-4 mal /Wo im Pulsbereich 100-120 /min ohne Dyspnoe.
Ergometrie normal (175 W, aerobe Schwelle 140 W)
-6 kg (110 kg), HbA1c 7,2 % bei normnahen postprandialen BZ Werten
Metformin 2 x 1000 mg
Erfolgreiche diätetische Therapie von HF-PEF / diast. Herzinsuffizienz bei
diabetischer / Insulinresistenz Kardiomyopathie
Heilmeyer, von Bibra, DMW 2016 in press
Diabetische Kardiomyopathie
LV , RV normal groß
LV Hypertrophie (leichtgradig)
LA Elongation/Vergrößerung
(Subklinisch) reduzierte diastolische Funktion
Erst später reduzierte systolische Funktion
Common echocardiographic measures of LV diastolic dysfunction
in patients with heart failure
Mc Murray, EHJ 2012; 33:17787-1847
Abnormality Clinical implication
e‘ decreased (<8 septal, delayed LV relaxation
<10 cm/s lateral
E/e‘ ratio high (>15) high LV filling pressure
low (<8) normal LV fill. press.
intermediate (8-15) additional parameters necessary
Mitral inflow E/A restrictive (>2) high LV fill. press,
volume overload
impaired relaxation (<1) delayed LV relaxation
normal LV filling pressure
normal (1 – 2) inconclusive (may be pseudonormal)
E/A during Valsalva Change of the pseudonormal High LV filling pressure (unmasked via Valsalva)
to the impaired relaxation
(with decrease of E/A ratio > 0,5)
(A pulm – A mitral) duration > 30 ms high LV filling pressure
Probleme und Bedeutung von DD
Probleme mit Definition und echokardiogr. Diagnostik:
multiple Parameter, bidirektionaler Verlauf
Gewebedoppler e‘ altersabhängig
E/e‘ z.T. unsensitiv
Funktionell definierte Entität ohne einheitliche Ätiologie:
Alter
Übergewicht/Insulinresistenz
Diabetes
Hypertonus
KHK
nicht kardial: Anämie, pulmonal, renal
Früherkennung der DD als Funktionsstörung von HF-PEF
Hohe/steigende Prävalenz
Ungünstige Prognose
Keine evidenzbasierte Therapiestrategie
Emery et al Eur J Echocardior 2008
Tschöpe et al Circulation 2009
Lam et al JACC 2010
Pennicka et al JACC 2010
Wan et al JACC 2014
von Bibra et al IJC 2015
Hypothese
Gerade die bekannte Altersabhängigkeit diastolischer Myokardfunktion
ist die Grundlage für eine Quantifizierung von DD via e‘
und für eine mathematisch korrektere Bestimmung
von Risikofaktoren
? Funktionskriterium als Maß der aktiven Myokardrelaxation
e‘ = quantitat. sens. Parameter
energieabhängige frühdiast. Funktion ,
prognost. Potential,
auch für Therapiekontrolle , Leistungsfähigkeit
Kasner Circulation 2007
Cain et al Am J Card 2003
Yu et al JACC 2007
von Bibra et al Diabetologia 2010
Prospektive Querschnittsuntersuchung
205 nicht-diabet. Kontrollpersonen zwischen 20 und 90 Jahren,
ohne Herzerkrankung oder Diabetes
Subgruppe ohne KV Risikofaktoren (n= 94)
204 Patienten mit Typ 2 Diabetes
kardiovask., metabolische, Ultraschall Daten
LAVI
LVMI
e‘
E/e‘ „Feasibility“, DD Schweregradeinteilung
E/A
PWV
von Bibra et al IJC 2015; 182:368-374
Altersabhängigkeit diastolischer Funktion
KV Risiko Faktoren
= 0
= 1
= 2
= 3
e‘norm =
- 0,163* Jahre + 19.69
R2 = 0.77
p < 0.0001
Beta 0.88
s‘norm =
- 0,033* Jahre +10.80
R2 = 0.15
p < 0.0001
Beta 0.39 Alter (Jahre)
95% CI
95% CI e‘ (c
m/s
)
von Bibra et al IJC 2015; 182:368-374
Diastolische Dysfunktion in Typ 2 Diabetes
Ve mean
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
0 20 40 60 80 100
Alter (Jahre)
(cm/s)
e‘
e‘norm = - 0,163 Jahre+ 19.69
Defizit e‘ - e‘norm
<1,4 normal 34%
1,4 - 2,86 Risiko 37%
>2,86 Dysfunktion 28%
Alter (Jahre)
Modifiziert: von Bibra et al IJC 2015
95% CI
95% CI
„Feasibility“
diastolischer Funktionskriterien
E/A 96%
Gewebe Doppler 4-KS 95%
2-KS 91%
LVMI (Devereux) 91%
Gewebe Doppler 3-KS 82%
LAVI 71%
Modifiziert: von Bibra et al IJC 2015
Prävalenz DD Schweregrade
gemäß der funktionellen bzw. morphologischen Kriterien
1 Paulus et al EHJ 2007 2 Lang et al Eur J Echocardiogr 2006
Nicht – Diabetiker (%) Diabetiker (%)
Normal leicht-mäßig schwer normal leicht-mäßig schwer
e‘ – e‘norm
LAVI 2
E/e‘ 1
LVMI 2
73 21 6 34 37 28
77 23 0 34 63 3
30 32 38 17 26 57
91 8 1 92 7 1
Modifiziert: von Bibra et al IJC 2015
Risikofaktoren für DD (e‘ - e‘norm)
für nicht – diabet. Individuen:
PWV, diast. Blutdruck und Insulinresistenz (Trig/HDL)
für Diabetiker
Insulinresistenz (Trig/HDL), diast. Blutdruck und PWV
(LAVI und LVMI waren nicht signifikant)
Modifiziert: von Bibra et al IJC 2015
Zusammenfassung
Diastolische Myokardfunktion zu 88% von Lebensalter bestimmt
e‘ wird jährlich um 1% reduziert
Mathematisch korrekte Definition von DD als Abweichung e‘
vom errechneten Altersnormwert gesunder Individuen e‘norm.
Diagnose von DD als Defizit e‘ – e‘norm > 2,8 cm/s.
Korrekte Bestimmung altersunabhängiger Risikofaktoren:
Gefäßsteifigkeit, diast. Blutdruck und Insulinresistenz
Option zielgerichteteren Studiendesigns
und relevanter Therapiestrategien für DD und HF-PEF
durch Normalisierung der Insulinresistenz