Connection between Cardiac Fibrosis Biomarkers and Echocardiography Parameters in Advanced Chronic Kidney Disease Patients

Abstract

Background: Myocardial fibrosis represents a mainstay pathway in the pathophysiology of uremic cardiomyopathy. This process leads to structural and functional changes in the heart, which can be detected by echocardiography. The purpose of our study was to determine the association between four echocardiographic parameters (ejection fraction (EF), global longitudinal strain (GLS), mean E/e’ ratio, and left atrial volume indexed) and biomarkers associated with cardiac fibrosis, such as procollagen type I carboxy-terminal propeptide (PICP), procollagen type III N-terminal peptide (P3NP), and galectin-3 (Gal-3) in patients with end-stage renal disease (ESRD). Methods: 140 patients with ESRD were enrolled and investigated by echocardiography and the serum levels of the aforementioned biomarkers were determined at baseline. Results: The mean EF was 53.63 ± 8%, the mean GLS was −10.2 ± 5.3%, the mean E/e’ ratio was 9.8 ± 4.3, and the mean left atrial volume indexed (LAVI) was 45.8 ± 14.2 mL/m2. The average levels for PICP, P3NP, and Gal-3 were 457.2 ± 240 µg/L, 242 ± 199.9 µg/L, and 10.7 ± 3.7 ng/mL, respectively. In regression analysis, PICP was strongly associated with all four echocardiographic parameters (EF: p = 0.0002, R2 = 0.69; GLS: p = 0.00001, R2 = 0.81; mean E/e’: p = 0.00002; R2 = 0.89; LAVI: p = 0.003; R2 = 0.73). P3NP and Gal-3 were only associated with the EF (p = 0.01, R2 = 0.31 and p = 0.02; R2 = 0.35, respectively). Conclusion: Our study evidenced that PICP, a collagen-derived biomarker, is associated with important echocardiography parameters, suggesting that it can serve as an indicator of the presence of subclinical systolic and diastolic dysfunction in patients with advanced CKD.

Cardiac and Renal Fibrosis, the Silent Killer in the Cardiovascular Continuum: An Up-to-Date

“…In patients with chronic kidney disease, PICP was associated with left ventricular filling pressures and predicted cardiovascular death and all-cause mortality [69]. A recent study from our group proved that in patients with advanced chronic kidney disease, not yet on dialysis, PICP is associated with the value of global longitudinal strain, suggesting subclinical fibrosis [70].…”

Connection between сardiac fibrosis biomarkers and echocardiography parameters in patients with various forms of atrial fibrillation

“…Connective Tissue Growth Factor, CTGF), корин (син. предсердный натрийуретический пептид-превращаю щий фермент), секреторные продукты мезенхимных стромальных клеток и ряд маркеров воспаления [11]. Определение их уровней в крови используется для неинвазивной оценки фиброза миокарда [11,12], при этом в той или иной степени была подтверждена их клиническая значимость при различных сердечно-сосудистых заболеваниях и в общей популяции [13][14][15][16][17][18].…”

“…предсердный натрийуретический пептид-превращаю щий фермент), секреторные продукты мезенхимных стромальных клеток и ряд маркеров воспаления [11]. Определение их уровней в крови используется для неинвазивной оценки фиброза миокарда [11,12], при этом в той или иной степени была подтверждена их клиническая значимость при различных сердечно-сосудистых заболеваниях и в общей популяции [13][14][15][16][17][18]. Так, например, уровень галектина-3 в сыворотке крови ассоциирован с ремоделированием тканей сердца по данным экспериментальных исследований на лабораторных животных, однако для проверки полученных научных данных необходимы дальнейшие клинические исследования на людях [13].…”

“…Концентрация всех четырех показателей определялась методом иммуноферментного анализа в сыворотке крови в соответствии с протоколом и рекомендациями, изложенными в инструкциях производителя к наборам. Все образцы сыворотки крови были центрифугированы, аликвотированы с последующей заморозкой при -80 ºС с последующим определением концентрации изучаемых биомаркеров с помощью вышеуказанных наборов иммуноферментного анализа (ELISA-Kit) [11]. После взятия крови в пробирку с красной или желтой крышкой пробирку выдерживали 30 мин при комнатной температуре, а затем центрифугировали 10 мин при 3000 об/мин.…”

Special Issue: “Cardiovascular Complications in Renal Diseases”

“…In addition, specific fibrosis biomarkers such as procollagen type I carboxy-terminal propeptide (PICP), procollagen type III N-terminal peptide (P3NP), and galectin-3 (Gal-3) can be measured to assess paraclinical signs of myocardial fibrosis. The study of Ureche et al [ 3 ] aimed to investigate the relationship between four echocardiographic parameters (ejection fraction (EF), global longitudinal strain (GLS), mean E/e’ ratio, and left atrial volume index (LAVI)) and biomarkers associated with cardiac fibrosis, namely PICP, P3NP, and Gal-3, in patients with ESKD before initiating dialysis. This research revealed a robust correlation between PICP and all four echocardiographic parameters, suggesting that PICP could serve as a potential non-invasive indicator of myocardial fibrosis, impacting both systolic and diastolic dysfunction.…”