Do most patients with obesity or type 2 diabetes, and atrial fibrillation, also have undiagnosed heart failure? A critical conceptual framework for understanding mechanisms and improving diagnosis and treatment

Abstract

Obesity and diabetes can lead to heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF), potentially because they both cause expansion and inflammation of epicardial adipose tissue and thus lead to microvascular dysfunction and fibrosis of the underlying left ventricle. The same process also causes an atrial myopathy, which is clinically evident as atrial fibrillation (AF); thus, AF may be the first manifestation of HFpEF. Many patients with apparently isolated AF have latent HFpEF or subsequently develop HFpEF. Most patients with obesity or diabetes who have AF and exercise intolerance have increased left atrial pressures at rest or during exercise, even in the absence of diagnosed HFpEF. Among patients with AF, those who also have latent HFpEF have increased risk for systemic thromboembolism and death. The identification of HFpEF in patients with obesity or diabetes alters the risk‐to‐benefit relationship of commonly prescribed treatments. Bariatric surgery and statins can ameliorate AF and reduce the risk for HFpEF. Conversely, antihyperglycaemic drugs that promote adipogenesis or cause sodium retention (insulin and thiazolidinediones) may increase the risk for heart failure in patients with an underlying ventricular myopathy. Patients with obesity and diabetes who undergo catheter ablation for AF are at increased risk for AF recurrence and for post‐ablation increases in pulmonary venous pressures and worsening heart failure, especially if HFpEF coexists. Therefore, AF may be the earliest indicator of HFpEF in patients with obesity or type 2 diabetes, and recognition of HFpEF alters the management of these patients.

Epidemiology of heart failure

“…Based on proteomic analyses, there seems to be a strong relation between inflammatory biomarkers, HFpEF and extracellular matrix reorganization 115 . This affects not only the left ventricle, but also the left atrium, and atrial fibrillation may often be the first sign of HFpEF especially in obese or diabetic patients 116 . The inflammatory paradigm is somewhat weakened by the fact that trials investigating therapies that stabilize vascular inflammation (such as phosphodiesterase‐5 inhibitors) in HFpEF have thus far yielded negative results 113…”

Adipositas und HFpEF – Henne oder Ei?

“…Zusätzlich wurde bei HFpEF-Patienten eine verstärkte Expansion des epikardialen Fettgewebes beobachtet [7]. Hier zeigte sich ein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Expansion von epikardialen Fettgewebe mit Adipositas, Vorhofflimmern und gesteigerten pro-inflammatorischen Mediatoren, was eine kausale Assoziation von lokaler Fettgewebsexpansion mit HFpEF begünstigenden Faktoren nahelegt [10][11][12]. Eine Reduktion des Fettgewebes könnte also ein möglicher Therapieansatz bei diesen Patienten sein.…”

“…Durch die enge räumliche Beziehung und Teilung der Mikrozirkulation zum Myokard könnten negative Effekte einer gesteigerten pro-inflammatorische Reaktion des epikardialen Fettgewebes direkt an das Myokard vermittelt werden [9,15]. Dies kann bei räumlicher Nähe zum Ventrikel zu einer lokalen Fibrosierung sowohl des linken als auch rechten Ventrikels führen [16], wohingegen eine räumliche Nähe zu den Vorhöfen zu einer atrialen Myopathie führen kann, wie sie häufig bei HFpEF-Patienten beobachtet wird [10]. Eine zunehmende Fibrosierung führt zu einer Intoleranz des Ventrikels gegenüber Volumenanstiegen, welche zur Entstehung einer Belastungsdyspnoe beiträgt.…”

“…Der LVEDP ist von der Füllung des linken ▶Abb. 2 Assoziation von Adipositas, Herzinsuffizienz mit erhaltener systolischer Pumpfunktion und dem epikardialen Fettgewebe [9,10]. NASH = nichtalkoholische Steatohepatitis Ventrikels abhängig und steigt entsprechend einer höheren Vorlast entlang der Ruhedehnungskurve (Left-ventricular end-diastolic pressure-volume relationship, LV-EDPVR) exponentiell an.…”

Heart failure in the last year: progress and perspective

“…257,258 AF often represents the first manifestation of HFpEF and can be a consequence of atrial myopathy. 258 A study by Wu et al investigated the role of myocardial steatosis in diastolic dysfunction. Intramyocardial fat deposition was measured using CMR in 305 subjects (34 patients with HFrEF, 163 with HFpEF, and 108 non-HF controls).…”