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. 2023 Feb 23;120(3):e20220295. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20220295
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Fibrilação Atrial e Sepse em Pacientes Idosos e sua Associação com Mortalidade Intra-hospitalar

Michele Ouriques Honorato 1, Juscelio Trajano de Sousa Filho 1, Luiz Frederico Bezerra Honorato Junior 1, Nathalia Watanabe 1, Gabriela Machado Goulart 2, Rogério Ruscitto do Prado 3
PMCID: PMC9972940  PMID: 36921155

Resumo

Fundamento

A fibrilação atrial (FA) acomete cerca de 2% a 4% da população mundial. Nos pacientes internados em unidades de terapia intensiva, esta incidência pode chegar em até 23% naqueles com choque séptico. O impacto da FA nos pacientes sépticos se reflete em piores desfechos clínicos e o reconhecimento dos fatores desencadeantes pode ser alvo para estratégias de tratamento e prevenção futuras.

Objetivos

Verificar a relação entre desenvolvimento de FA e mortalidade nos pacientes acima de 80 anos incluídos no protocolo sepse e identificar fatores de risco que contribuam para o desenvolvimento de FA nesta população.

Métodos

Estudo observacional retrospectivo, com revisão de prontuários eletrônicos e inclusão de 895 pacientes com 80 anos ou mais, incluídos no protocolo sepse de um hospital privado de alta complexidade em São Paulo/SP, no período de janeiro de 2018 a dezembro de 2020. Todos os testes foram realizados com nível de significância de 5%.

Resultados

A incidência de FA na amostra foi de 13%. Após análise multivariada por regressão logística múltipla, foi possível demonstrar associação de mortalidade na população estudada, com o escore SOFA ( odds ratio [OR] 1,21 [1,09 – 1,35]), valores mais altos de proteína C-reativa (OR 1,04 [1,01 – 1,06]), necessidade de droga vasoativa (OR 2,4 [1,38 – 4,18]), uso de ventilação mecânica (OR 3,49 [1,82 – 6,71]) e principalmente FA (OR 3,7 [2,16 – 6,31).

Conclusões

No paciente grande idoso (80 anos ou mais) com sepse, o desenvolvimento de FA se mostrou como fator de risco independente para mortalidade intra-hospitalar.

Keywords: Arritmias Cardíacas, Fibrilação Atrial, Idoso, Sepse, Hospitalização, Mortalidade Hospitalar

Introdução

A fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca sustentada mais comum, acometendo cerca de 2% a 4% da população mundial, o que implica em grande morbimortalidade e altos custos para os serviços de saúde.1 , 2 Dentre os pacientes que necessitam de internação hospitalar por qualquer outro motivo, a FA segue como a arritmia cardíaca mais detectada, especialmente em pacientes críticos. O risco de desenvolvimento de FA em pacientes admitidos na unidade de terapia intensiva varia entre 4,5% e 11%, chegando até 23% naqueles com choque séptico.3 , 4

Dentre os vários fatores de risco estabelecidos para FA, talvez a idade seja o mais proeminente, e o aumento da longevidade da população deve produzir um crescente número de novos casos,1 , 2 o que torna os idosos, principalmente os grandes idosos (aqueles com idade acima de 80 anos), mais suscetíveis aos efeitos deletérios e riscos já conhecidos decorrentes da doença, agravados inclusive por outras comorbidades, frequentes nesta população, e sua potencial fragilidade.

Apesar de já existir uma relação bem estabelecida entre idade e FA,5 os mecanismos responsáveis pelo desenvolvimento da arritmia em pacientes críticos não são totalmente compreendidos. Provavelmente decorrem de um remodelamento atrial acelerado em combinação com fatores desencadeantes da arritmogênese, habitualmente encontrados em doentes mais graves,4 como inflamação, distúrbios hidroeletrolíticos e medicações pró-arrítmicas, dentre elas vasopressores e inotrópicos.6

O impacto da FA nesta população se reflete em piores desfechos clínicos, destacando-se por sua importância o aumento no tempo de internação hospitalar, o que infere inclusive em custos, aumento no tempo de ventilação mecânica e suas consequências, e maior mortalidade.7 - 10 Entretanto, a sua importância no ambiente crítico ainda não está totalmente clara, ora funcionando como um determinante da piora do paciente, ora como um marcador de gravidade de doenças de base, podendo ser utilizada inclusive como um fator prognóstico.3 , 6

Dentro ainda de várias incertezas existentes no ambiente crítico alusivas à FA, a relação entre a arritmia e sepse, principalmente em idosos, ainda suscita diversas teorias. Apesar de estudos crescentes sobre sepse na última década, poucos trabalhos abordaram sua relação com FA em uma população muito idosa (80 anos ou mais). Estes pacientes talvez sejam os mais beneficiados em se manter em ritmo sinusal ou terem a FA revertida o mais breve possível, visto que são habitualmente mais frágeis e têm menor reserva funcional.

Diante do que foi posto anteriormente, torna-se importante e extremamente relevante um estudo que aborde o tema, trazendo informações adicionais que possam contribuir com a literatura vigente. Baseado nisso, este trabalho tem como objetivo primário verificar a associação de mortalidade intra-hopitalar com o desenvolvimento de FA nos pacientes com sepse e, entre os objetivos secundários, identificar potenciais fatores de risco que contribuam para o desenvolvimento de FA nesta população e comparar o tempo de internação entre os pacientes que desenvolveram FA e aqueles que permaneceram em ritmo sinusal.

Métodos

Trata-se de um estudo observacional retrospectivo, com coleta de dados secundários a partir de prontuários eletrônicos revisados de pacientes com 80 anos ou mais, incluídos no protocolo sepse de um hospital privado de alta complexidade em São Paulo/SP, no período de janeiro de 2018 a dezembro de 2020. O Trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Sírio Libanês, Protocolo CAAE 47665721.9.0000.546.

Para definir FA, foram utilizados dados do ritmo cardíaco descritos nos prontuários e, quando disponíveis, registros de eletrocardiograma de 12 derivações anexados.

O protocolo sepse utilizado pelo serviço, o qual foi baseado na definição da diretriz da Surviving Sepsis Campaign (SEPSIS-3) de 2016,11 consistia em foco infeccioso possível ou provável associado a dois dos seguintes marcadores de síndrome da resposta inflamatória sistêmica: frequência cardíaca > 90 bpm, temperatura corporal > 38°C ou < 36°C, frequência respiratória > 20 irpm, leucócitos > 12.000/mm3 ou < 4000/mm3; ou pelo menos um marcador de disfunção orgânica, caracterizados por: lactato > 22 mg/dL, creatinina > 2,0 mg/dL, bilirrubina > 2,0 mg/dL, índice de normalização internacional > 1,5, tempo de tromboplastina ativada > 60 segundos ou plaquetas < 100.000/mm3.

Estavam aptos à inclusão 1339 prontuários e foram excluídos 444 que se apresentavam em arritmia à admissão ou eram portadores de marca-passo cardíaco. Restaram 895 pacientes admitidos em ritmo sinusal, dentre os quais, 14,9% já tinham apresentado FA paroxística previamente ( Figura 1 ).

Figura Central. : Fibrilação Atrial e Sepse em Pacientes Idosos e sua Associação com Mortalidade Intra-hospitalar.

Figura Central

Resumo dos principais resultados encontrados. FA: fibrilação atrial; IC: intervalo de confiança; OR: odds ratio.

As seguintes variáveis foram analisadas: sexo, idade, índice de massa corporal, tempo de internação hospitalar, mortalidade intra-hospitalar, comorbidades associadas (hipertensão arterial sistêmica, insuficiência cardíaca, diabetes mellitus, acidente vascular cerebral, doença arterial coronariana crônica, FA prévia, doença renal crônica dialítica, obesidade ou outras — demais comorbidades não citadas), uso de antiarrítmico prévio (amiodarona, betabloqueador e outros — bloqueador de canal de cálcio, digoxina, propafenona, etc.), dados ecocardiográficos como tamanho do átrio esquerdo e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), foco da sepse (pulmonar, urinário, abdominal, cutâneo e outros — cateter, sistema nervoso central, etc.), escore SOFA (caracterizado pela soma de valores atribuídos de 0 a 4 a cada uma das seguintes variáveis: relação PaO2/FiO2, contagem plaquetária, valores de bilirrubinas totais, pressão arterial média, escala de coma de Glasgow, níveis de creatinina ou quantidade do débito urinário),11 valor de proteína C-reativa (PCR) na admissão, uso de drogas vasoativas (noradrenalina, vasopressina e/ou dobutamina) e necessidade de ventilação mecânica.

A definição de insuficiência cardíaca baseou-se nas comorbidades prévias descritas em prontuários e/ou nos exames de ecocardiografia prévios do paciente demonstrando FE < 40% (Simpsom ou Teicholz), valor que, de acordo com a Diretriz Brasileira de Insuficiência Cardíaca Crônica e Aguda, a caracteriza como insuficiência cardíaca de fração de ejeção reduzida.12 Átrio esquerdo aumentado foi definido como a medida linear > 40 mm (valor de referência entre 28 e 40 mm). Resultados de PCR acima de 1 mg/dL, obtido pelo método imunoturbidimetria ultrassensível, devem ser interpretados como indicativos de possível processo infeccioso ou inflamatório.

Análise estatística

As características qualitativas foram descritas com o uso de frequências absolutas e relativas, baseadas no desenvolvimento de FA e foi verificada a associação das características com os grupos com uso de testes qui-quadrado ou testes exatos (teste exato de Fisher ou teste da razão de verossimilhanças).13 As características quantitativas foram descritas, segundo o desenvolvimento de FA, com uso de média e desvio padrão quando a distribuição dos dados foi normal ou mediana e quartis quando a distribuição dos dados não apresentou normalidade, sendo avaliada a normalidade com uso do teste Kolmogorov-Smirnov, e comparadas com uso do teste t-Student não pareado ou testes Mann-Whitney, respectivamente.

Foram estimados os odds ratios (OR) não ajustados para cada característica avaliada para o desfecho com uso de regressão logística bivariada e foi estimado o modelo de regressão logística múltipla, selecionando-se as variáveis que nos testes bivariados apresentaram níveis de significância inferiores a 0,20 (p < 0,20), sendo todas as variáveis inseridas no modelo, mantidas no modelo final ( full model ).

As análises foram realizadas com uso do software IBM-SPSS para Windows versão 22.0 e tabuladas com uso do software Microsoft-Excel 2010; os testes foram realizados com nível de significância de 5%.

Resultados

A média de idade da população estudada foi de 88,3 anos (± 5,3), sendo 52,4% mulheres. Durante a internação 118 pacientes evoluíram com FA, representando aproximadamente 13% do total de indivíduos acompanhados retrospectivamente ( Figura 1 ).

Como esperado, os pacientes que desenvolveram FA tinham uma frequência maior de insuficiência cardíaca e FA prévia em seu histórico, bem como um átrio esquerdo aumentado e FEVE reduzida no ecocardiograma.

Foi observado, entre os pacientes que evoluíram com FA, valores maiores do escore SOFA e níveis mais elevados de PCR.

Estes pacientes com arritmia permaneceram mais tempo internados, necessitaram mais frequentemente de drogas vasoativas e ventilação mecânica. Todos os dados acima encontram-se detalhados na Tabela 1 .

Tabela 1. – Descrição das características avaliadas segundo desenvolvimento de fibrilação atrial e resultado dos testes estatísticos.

Variável FA na internação Total (N = 895) p

Não (N = 777) Sim (N = 118)
Idade, média ± DP 88,2 ± 5,2 89,1 ± 5,6 88,3 ± 5,3 0,080**
Sexo, n (%)       0,818
Masculino 371 (47,7) 55 (46,6) 426 (47,6)  
Feminino 406 (52,3) 63 (53,4) 469 (52,4)  
IMC (Admissão), média ± DP 25,3 ± 4,9 25,1 ± 4,8 25,3 ± 4,9 0,634**
Tempo de permanência (em dias), mediana (IIQ) 10 (7; 16) 13,5 (8; 25,3) 10 (7; 17) <0,001£
HAS, n (%)       0,145
Não 325 (41,8) 41 (34,7) 366 (40,9)  
Sim 452 (58,2) 77 (65,3) 529 (59,1)  
DM, n (%)       0,420
Não 523 (67,3) 75 (63,6) 598 (66,8)  
Sim 254 (32,7) 43 (36,4) 297 (33,2)  
Insuficiência cardíaca, n (%)       0,002
Não 634 (81,6) 82 (69,5) 716 (80)  
Sim 143 (18,4) 36 (30,5) 179 (20)  
AVC, n (%)       0,321
Não 665 (85,6) 105 (89) 770 (86)  
Sim 112 (14,4) 13 (11) 125 (14)  
DAC crônica, n (%)       0,647
Não 588 (75,7) 87 (73,7) 675 (75,4)  
Sim 189 (24,3) 31 (26,3) 220 (24,6)  
FA, n (%)       <0,001
Não 688 (88,5) 74 (62,7) 762 (85,1)  
Sim 89 (11,5) 44 (37,3) 133 (14,9)  
DRC não dialítica, n (%)       0,739*
Não 760 (97,8) 115 (97,5) 875 (97,8)  
Sim 17 (2,2) 3 (2,5) 20 (2,2)  
Obesidade, n (%)       0,969
Não 515 (66,3) 78 (66,1) 593 (66,3)  
Sim 262 (33,7) 40 (33,9) 302 (33,7)  
Outras, n (%) a       0,269*
Não 24 (3,1) 6 (5,1) 30 (3,4)  
Sim 753 (96,9) 112 (94,9) 865 (96,6)  
Foco da sepse, n (%)       0,886#
Pulmonar 436 (56,1) 71 (60,2) 507 (56,6)  
Urinária 181 (23,3) 23 (19,5) 204 (22,8)  
Abdominal 90 (11,6) 13 (11) 103 (11,5)  
Cutânea 23 (3) 3 (2,5) 26 (2,9)  
Outras b 47 (6) 8 (6,8) 55 (6,1)  
Antiarrítmico, n (%)       0,053
Não 493 (63,4) 63 (53,4) 556 (62,1)  
Amiodarona 91 (11,7) 24 (20,3) 115 (12,8)  
Betabloqueador 149 (19,2) 24 (20,3) 173 (19,3)  
Outros c 44 (5,7) 7 (5,9) 51 (5,7)  
AE (> 40 mm), n (%)&       0,021
Normal 308 (46,7) 38 (34,9) 346 (45,1)  
Aumentado 351 (53,3) 71 (65,1) 422 (54,9)  
FE (< 40% ), n (%)&       0,040
Normal 621 (94,2) 97 (89) 718 (93,5)  
Diminuída 38 (5,8) 12 (11) 50 (6,5)  
Escore SOFA na admissão, média ± DP 3,2 ± 2,1 3,8 ± 2,6 3,3 ± 2,2 0,004**
PCR, mediana (IIQ) 4,6 (1,4; 10,7) 7,6 (2,2; 14) 4,8 (1,4; 11,2) 0,027£
DVA, n (%)       <0,001
Não 615 (79,2) 65 (55,1) 680 (76)  
Sim 162 (20,8) 53 (44,9) 215 (24)  
VM, n (%)       <0,001
Não 729 (93,8) 90 (76,3) 819 (91,5)  
Sim 48 (6,2) 28 (23,7) 76 (8,5)  

Teste qui-quadrado; * Teste exato de Fisher; # Teste da razão de verossimilhanças; ** Teste t-Student; £ Teste Mann-Whitney; & Nem todos possuem a informação. AE: átrio esquerdo; AVC: acidente vascular cerebral; DAC: doença arterial coronariana; DM: diabetes mellitus; DP: desvio padrão; DRC: doença renal crônica; DVA: droga vasoativa; FA: fibrilação atrial; FE: fração de ejeção; HAS: hipertensão arterial sistêmica; IIQ: intervalo interquartil; IMC: índice de massa corpórea; PCR: proteína C-reativa; SOFA: Sequential Organ Faiulure Assessment; VM: ventilação mecânica. a Demais comorbidades não citadas. b Cateter, sistema nervoso central, etc. c Bloqueador de canal de cálcio, digoxina, propafenona, etc.

A taxa de mortalidade intra-hospitalar entre os pacientes que desenvolveram FA foi de 34,1% ( Figura 1 ). Estes pacientes permaneceram mais tempo internados, e os seguintes fatores contribuíram para o desfecho desfavorável, segundo análise estatística: comorbidades como insuficiência cardíaca prévia, o foco inicial da sepse, escore SOFA mais alto, valores mais elevados de PCR, necessidade de droga vasoativa, necessidade de ventilação mecânica e como suspeitado, o desenvolvimento de FA. Todos os dados acima encontram-se detalhados na Tabela 2 .

Tabela 2. – Descrição dos desfechos dos pacientes segundo as características avaliadas e resultado das análises não ajustadas.

Variável Status vital do paciente na alta OR IC (95%) p
Vivo (N = 766) Morto (N = 129) Inferior Superior
Idade, média ± DP 88,3 ± 5,2 88,4 ± 5,6 1,00 0,97 1,04 0,815**
Sexo, n (%)           0,909
Masculino 364 (85,4) 62 (14,6) 1,00      
Feminino 402 (85,7) 67 (14,3) 0,98 0,67 1,42  
IMC (Admissão), média ± DP 25,4 ± 4,8 24,8 ± 5,4 0,98 0,94 1,02 0,224**
Tempo de permanência (em dias), mediana (IIQ) 10 (7; 16) 13 (5; 29) 1,01 1,01 1,02 0,027£
HAS, n (%)           0,664
Não 311 (85) 55 (15) 1,00      
Sim 455 (86) 74 (14) 0,92 0,63 1,34  
DM, n (%)           0,870
Não 511 (85,5) 87 (14,5) 1,00      
Sim 255 (85,9) 42 (14,1) 0,97 0,65 1,44  
Insuficiência cardíaca, n (%)           0,008
Não 624 (87,2) 92 (12,8) 1,00      
Sim 142 (79,3) 37 (20,7) 1,77 1,16 2,70  
AVC, n (%)           0,580
Não 657 (85,3) 113 (14,7) 1,00      
Sim 109 (87,2) 16 (12,8) 0,85 0,49 1,50  
DAC crônica, n (%)           0,298
Não 573 (84,9) 102 (15,1) 1,00      
Sim 193 (87,7) 27 (12,3) 0,79 0,50 1,24  
FA, n (%)           0,964
Não 652 (85,6) 110 (14,4) 1,00      
Sim 114 (85,7) 19 (14,3) 0,99 0,58 1,67  
DRC não dialítica, n (%)           >0,999*
Não 749 (85,6) 126 (14,4) 1,00      
Sim 17 (85) 3 (15) 1,05 0,30 3,63  
Obesidade, n (%)           0,915
Não 507 (85,5) 86 (14,5) 1,00      
Sim 259 (85,8) 43 (14,2) 0,98 0,66 1,45  
Outras, n (%) a           0,295*
Não 28 (93,3) 2 (6,7) 1,00      
Sim 738 (85,3) 127 (14,7) 2,41 0,57 10,24  
Foco da sepse, n (%)           0,008#
Pulmonar 442 (87,2) 65 (12,8) 1,00      
Urinária 182 (89,2) 22 (10,8) 0,82 0,49 1,37  
Abdominal 78 (75,7) 25 (24,3) 2,18 1,30 3,67  
Cutânea 22 (84,6) 4 (15,4) 1,24 0,41 3,70  
Outras b 42 (76,4) 13 (23,6) 2,11 1,07 4,13  
Antiarrítmico, n (%)           0,889
Não 479 (86,2) 77 (13,8) 1,00      
Amiodarona 96 (83,5) 19 (16,5) 1,23 0,71 2,13  
Betabloqueador 147 (85) 26 (15) 1,10 0,68 1,78  
Outros c 44 (86,3) 7 (13,7) 0,99 0,43 2,28  
AE (> 40 mm), n (%)           0,765
Normal 295 (85,3) 51 (14,7) 1,00      
Aumentado 363 (86) 59 (14) 0,94 0,63 1,41  
FE (< 40%), n (%)           0,015
Normal 621 (86,5) 97 (13,5) 1,00      
Diminuída 37 (74) 13 (26) 2,25 1,15 4,38  
Escore SOFA na admissão, média ± DP 3 ± 1,9 4,8 ± 2,9 1,40 1,29 1,52 <0,001**
PCR, mediana (IIQ) 4,4 (1,3; 10,6) 8,1 (2,6; 17,9) 1,05 1,03 1,07 <0,001£
DVA, n (%)           <0,001
Não 626 (92,1) 54 (7,9) 1,00      
Sim 140 (65,1) 75 (34,9) 6,21 4,18 9,22  
VM, n (%)           <0,001
Não 731 (89,3) 88 (10,7) 1,00      
Sim 35 (46,1) 41 (53,9) 9,73 5,89 16,08  
FA na internação, n (%)           <0,001
Não 692 (89,1) 85 (10,9) 1,00      
Sim 74 (62,7) 44 (37,3) 4,84 3,13 7,49  

Teste qui-quadrado; * Teste exato de Fisher; # Teste da razão de verossimilhanças; ** Teste t-Student; £ Teste Mann-Whitney. AE: átrio esquerdo; AVC: acidente vascular cerebral; DAC: doença arterial coronariana; DM: diabetes mellitus; DP: desvio padrão; DRC: doença renal crônica; DVA: droga vasoativa; FA: fibrilação atrial; FE: fração de ejeção; HAS: hipertensão arterial sistêmica; IC: intervalo de confiança; IIQ: intervalo interquartil; IMC: índice de massa corpórea; OR: odds ratio; PCR: proteína C-reativa; SOFA: Sequential Organ Faiulure Assessment; VM: ventilação mecânica. a Demais comorbidades não citadas. b Cateter, sistema nervoso central, etc. c Bloqueador de canal de cálcio, digoxina, propafenona, etc.

Após análise multivariada por regressão logística múltipla, foi possível demonstrar associação de mortalidade na população estudada com o escore SOFA, valores mais altos de PCR, necessidade de droga vasoativa, uso de ventilação mecânica e principalmente FA ( Tabela 3 ) ( Figura 1 ).

Tabela 3. – Resultado do modelo ajustado para explicar o óbito nos pacientes do protocolo sepse com 80 anos ou mais.

Variável OR IC (95%) p

Inferior Superior
Insuficiência cardíaca 1,60 0,91 2,81 0,104
Foco da sepse        
Pulmonar 1,00      
Urinária 1,26 0,68 2,34 0,457
Abdominal 1,50 0,74 3,05 0,263
Cutânea 0,78 0,16 3,75 0,752
Outras a 1,37 0,56 3,35 0,494
FE (< 40%) - ECO 1,09 0,47 2,55 0,844
Escore SOFA na admissão 1,21 1,09 1,35 <0,001
PCR 1,04 1,01 1,06 0,007
DVA 2,40 1,38 4,18 0,002
VM, n (%) 3,49 1,82 6,71 <0,001
FA na internação, n (%) 3,70 2,16 6,31 <0,001

Regressão logística múltipla (full model). DVA: droga vasoativa; FA: fibrilação atrial; FE: fração de ejeção; IC: intervalo de confiança; OR: odds ratio; PCR: proteína C-reativa; SOFA Sequential Organ Faiulure Assessment; VM: ventilação mecânica. a Cateter, sistema nervoso central, etc.

Discussão

A incidência global de FA nova ou recorrente encontrada em nossa população, durante a internação, foi de 13,2%. O que se percebe na literatura é uma grande variabilidade de resultados, por exemplo, em uma metanálise conduzida por Kuipers et al.,14 a incidência de FA em pacientes com sepse, sepse grave e choque séptico foi respectivamente de 8%, 10% e 23%.15 , 16 No estudo de Walkey et al.,17 incluindo mais de 40 mil pacientes, mas apenas com sepse grave (classificação antiga), foi encontrada uma incidência de 5,9% de FA nova. Já em Meierhenrich et al.,9 foram selecionados apenas pacientes com choque séptico e foi encontrada uma incidência de 46% de FA nova, 10 vezes mais do que aqueles pacientes com sepse sem evolução para choque. Entretanto, mais recentemente, a metanálise conduzida por Corica et al.,18 demonstrou prevalência de FA nova em pacientes sépticos de 13,5%, semelhante à do presente estudo. Essa variabilidade pode ser explicada pelos inúmeros critérios de inclusão e diferentes populações abordadas. Este estudo, por sua vez, representa uma parcela muito específica da população idosa cuja incidência de FA é maior, além de não diferenciar aqueles com sepse e choque séptico.

Dentre os fatores de risco que contribuíram para o desenvolvimento de FA durante a internação, destacaram-se o histórico prévio de insuficiência cardíaca e FA e achados ecocardiográficos que caracterizavam aumento do átrio esquerdo e redução da FEVE. Diversos trabalhos que abordaram o tema também tiveram impressões semelhantes,4 , 6 , 15 mas há controvérsias. Salman et al.,19 analisando uma coorte prospectiva, não demonstraram relação entre a apresentação de FA e o tamanho do átrio esquerdo, apesar de associar a queda na FEVE com maior chance de evolução para arritmia. Já Shaver et al.,15 em direção oposta, conseguiram demonstrar associação com o tamanho do átrio esquerdo, mas não com a FEVE. Apesar de não ser alvo deste trabalho, ensaios laboratoriais com o peptídeo natriurético cerebral o colocam em posição de marcador independente no desenvolvimento de FA, como cita Augusto et al.,20 Isso mais uma vez corrobora que a insuficiência cardíaca é um preditor para o surgimento da arritmia tanto ambulatorialmente como no ambiente crítico.21 - 23

Também foi observado neste trabalho, entre os pacientes que evoluíram com FA, valores maiores do escore SOFA e níveis mais elevados de PCR. Hoje, o papel inflamatório gerado pela sepse tem significativa importância no desenvolvimento e manutenção da FA. Steinber et al.,24 destacam que o processo inflamatório predispõe ao estresse oxidativo, apoptose e fibrose, gerando um substrato importante para desencadear a arritmia. Outro agravante nesse contexto é o ambiente pró-trombótico produzido pela inflamação, capaz de induzir disfunção endotelial, ativação plaquetária e a cascata de coagulação. Ambos os efeitos podem ser responsáveis não só pelo início e manutenção da FA, mas também piorar os desfechos trombóticos associados à arritmia.24 Estes achados foram reforçados por Harada et al.,25 que também associaram maiores valores de PCR e escore SOFA ao desenvolvimento de FA, inclusive a mortalidade, após análise ajustada. Launey et al.,23 também encontraram valores maiores de escore de SOFA em pacientes que evoluíram com FA. Meierhenrich et al.,9 evidenciaram que pacientes que desenvolveram FA, sépticos ou não, apresentaram níveis mais altos de PCR antes do evento arrítmico. Chung et al.,26 também demonstraram associação entre valores elevados de PCR e ocorrência e manutenção da FA. Nestes casos, o PCR elevado aponta para um estado inflamatório que promove o desenvolvimento ou a persistência de FA.

Inicialmente, sepse de foco abdominal ou outro (não urinário, pulmonar ou cutâneo) foi associado a maior mortalidade, entretanto, na análise multivariada, não foi encontrada diferença estatística. Apesar de existirem dados que apontem maior incidência de FA com infecções do trato respiratório e foco urinário,10 , 14 , 16 , 23 em nosso estudo, não foi possível determinar a relação entre os sítios de infecção e a incidência de FA.

Além de permanecerem mais tempo internados neste estudo, pacientes que desenvolveram FA também necessitaram mais frequentemente de droga vasoativa e ventilação mecânica. O uso de ventilação mecânica já foi evidenciado como fator de risco para FA em diversos estudos,4 , 7 , 21 mas ainda não é um consenso.15 Em pacientes com sepse que evoluem para choque, a necessidade de droga vasoativa se torna imperativa pela falha na compensação entre a demanda e a oferta de oxigênio aos tecidos, portanto, por si só, já é um fator de pior prognóstico. Esta instabilidade pode resultar em FA assim como a própria arritmia gera necessidade de doses mais altas de vasopressores. Esta relação já foi reproduzida em alguns estudos.4 , 15 , 22

Diversos trabalhos anteriores falharam em encontrar uma associação direta de FA nova ou recorrente com o desfecho de morte durante a internação, mas os resultados encontrados aqui, sugerem que o desenvolvimento de FA em pacientes sépticos, nesta faixa etária, tem forte impacto sobre a mortalidade intra-hospitalar. Tal achado vai de encontro a outros trabalhos recentes, incluindo metanálises de pacientes críticos, com sepse e/ou choque séptico que desenvolveram FA nova, os quais exibiram resultados semelhantes.8 , 10 , 13 , 14

Houve sempre uma grande discussão se a FA tinha um papel a desempenhar na evolução ou desfecho da sepse, ou simplesmente refletia a severidade da doença, como um marcador de gravidade. Como outros trabalhos referidos anteriormente aqui, a FA representou sim uma disfunção orgânica que implicou em piora do desfecho clínico. Diante do que foi exposto, a abordagem adequada da arritmia deve ser elevada a outro patamar de importância no contexto da evolução deste grupo de pacientes, sendo necessário o desenvolvimento de estratégias adequadas de prevenção e tratamento, visando redução de danos.15 Especificamente sobre este tópico, já existem resultados que mostraram que a falha na manutenção do ritmo sinusal em pacientes com sepse foi associada a piores taxas de mortalidade em comparação com aqueles pacientes que obtiveram sucesso na reversão da FA.9 , 16

Este estudo possui algumas limitações, como a definição de FA, que foi baseada em registros clínicos em prontuários e, quando disponíveis, eletrocardiograma de 12 derivações. Isto deixa espaço para possíveis episódios de FA paroxística não diagnosticada ou registrada pelo médico responsável. Também foram incluídos pacientes com FA recorrente, mas isto não se mostrou como viés de amostragem com implicação nos desfechos. Tal fato já tinha sido abordado em trabalhos realizados por Arrigo et al.,3 e Shaver et al.,15 que evidenciaram maiores taxas de mortalidade em pacientes com FA nova, provavelmente por menor tolerância às alterações hemodinâmicas provocadas pela arritmia, diferente de pacientes com FA recorrente, melhor adaptados. Além disso, por se tratar de estudo retrospectivo baseado em coleta de dados de prontuários eletrônicos e, também, por não dispor da causa mortis definitiva dos pacientes que evoluíram a óbito, são necessários novos estudos para elucidação dos resultados obtidos.

Conclusão

No paciente grande idoso (80 anos ou mais) com sepse, o desenvolvimento de FA se mostrou como fator de risco independente para mortalidade intra-hospitalar. Devido às evidências, é cada vez mais urgente abordar este tema nesta população em que a FA incide e tem seu maior impacto. Estes talvez sejam os mais beneficiados ao se manterem no ritmo sinusal ou terem a FA revertida o mais breve possível, visto que são habitualmente mais frágeis e têm menor reserva funcional. Além disso, a identificação de fatores de risco associados à FA no contexto crítico pode servir para eventuais estratégias de controle para prevenção.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de conclusão de curso de Michele Ouriques Honorato pelo Programa de residência médica – Hospital Sírio Libanês.

Fontes de financiamento: O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

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Atrial Fibrillation and Sepsis in Elderly Patients and Their Associaton with In-Hospital Mortality

Michele Ouriques Honorato 1, Juscelio Trajano de Sousa Filho 1, Luiz Frederico Bezerra Honorato Junior 1, Nathalia Watanabe 1, Gabriela Machado Goulart 2, Rogério Ruscitto do Prado 3

Abstract

Background

Atrial fibrillation (AF) affects about 2% to 4% of the world population, and in patients hospitalized in intensive care units, this incidence can reach up to 23% in those with septic shock. The impact of AF in patients with sepsis is reflected in worse clinical outcomes, and the identification of the triggering factors can be a target for future prevention and treatment strategies.

Objectives

To verify the relationship between the development of AF and mortality in patients over 80 years of age included in the sepsis protocol and to identify the risk factors that contribute to the development of AF in this population.

Methods

Retrospective observational study, with a review of electronic medical records and inclusion of 895 patients aged 80 years or older, included in the sepsis protocol of a high-complexity private hospital in São Paulo, SP, from January 2018 to December 2020. All tests were performed with a significance level of 5%.

Results

The incidence of AF in the sample was 13%. After multivariate analysis, using multiple logistic regression, it was possible to demonstrate an association of mortality, in the studied population, with the SOFA score (odds ratio [OR] 1.21 [1.09 – 1.35]), higher values of C-reactive protein (OR 1.04 [1.01 – 1.06]), need for vasoactive drugs (OR 2.4 [1.38 – 4.18]), use of mechanical ventilation (OR 3.49 [1.82 – 6.71]), and mainly AF (OR 3.7 [2.16 – 6.31])

Conclusion

In very elderly patients (80 years of age and older) with sepsis, the development of AF was shown to be an independent risk factor for in-hospital mortality.

Keywords: Arrhythmias, Cardiac; Atrial Fibrillation; Sepsis; Hospitalization; Hospital Mortality

Introduction

Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia, affecting approximately 2% to 4% of the world population, and it implies high morbidity and mortality, as well as high costs for health services.1 , 2 Among patients requiring hospitalization for any other reason, AF remains the most detected cardiac arrhythmia, especially in critically ill patients. The risk of developing AF in patients admitted to the intensive care unit ranges from 4.5% to 11%, reaching up to 23% in those with septic shock.3 , 4

Among the several established risk factors for AF, age is perhaps the most prominent, and the increase in population longevity is expected to produce an increasing number of new cases,1 , 2 which makes the elderly, especially the very elderly (those over 80 years of age), more susceptible to the deleterious effects and already known risks arising from the disease, aggravated further by other comorbidities, which are frequent in this population, and their potential fragility.

Despite the existence of an already well-established relationship between age and AF,5 the mechanisms responsible for the development of arrhythmia in critical patients are not yet fully understood. They probably result from accelerated atrial remodeling in combination with triggering factors for arrhythmogenesis, usually found in more severely ill patients, such as inflammation, hydroelectrolytic disorders, and pro-arrhythmic medications, including vasopressors and inotropes.6

The impact of AF in this population is reflected by worse outcomes, highlighting for its importance increased hospital stay, which also has an impact on costs, increased mechanical ventilation time and its consequences, and higher mortality.7 - 10 However, its importance in the critical environment is still not completely clear, sometimes functioning as a determinant of patients’ worsening, sometimes as a marker of the severity of underlying diseases, and it can even be used as a prognostic factor.3 , 6

Within the various uncertainties in the critical environment related to AF, the relationship between arrhythmia and sepsis, especially in the elderly, still raises several theories. Although studies on sepsis have increased in the last decade, few studies have addressed its relationship with AF in a very elderly population (80 years and over). These patients may benefit the most from maintaining sinus rhythm or having AF reversed as soon as possible, as they are usually more fragile and have less functional reserve.

For these reasons, it is important and extremely relevant to conduct studies that address the topic, bringing additional information that can contribute to the current literature. Based on this, the primary objective of this study was to verify the association of in-hospital mortality with the development of AF in patients with sepsis and, as a secondary objective, to identify potential risk factors that contribute to the development of AF in this population and compare the duration of hospitalization between patients who developed AF and those who remained in sinus rhythm.

Methods

This is a retrospective observational study, with secondary data collection from reviewed electronic medical records of patients aged 80 years or older, included in the sepsis protocol of a high complexity private hospital in São Paulo, SP, from January 2018 to December 2020. The study was approved by the institutional Research Ethics Committee by Hospital Sírio Libanês, under CAAE protocol 47665721.9.0000.546.

To define AF, cardiac rhythm data described in medical records and, when available, 12-lead electrocardiogram recordings were used.

The sepsis protocol used at the institute, which was based on the definition of the 2016 Surviving Sepsis Campaign Guidelines (SEPSIS-3),11 consisted of possible or probable focus of infection associated with two of the following systemic inflammatory response syndrome markers: heart rate > 90 bpm, body temperature > 38°C or < 36°C, respiratory rate > 20 bpm, leukocytes > 12.000/mm3, or < 4000/mm3; or at least one marker of organ dysfunction, characterized by: lactate > 22 mg/dL, creatinine > 2.0 mg/dL, bilirubin > 2.0 mg/dL, international normalization index > 1.5, activated thromboplastin time > 60 seconds, or platelets < 100.000/mm3.

A total of 1339 medical records were eligible for inclusion, and 444 who had arrhythmia at admission or who had a cardiac pacemaker were excluded. There remained 895 patients admitted in sinus rhythm, among which 14.9% had previously presented paroxysmal AF ( Figure 1 ).

Central Illustration. : Atrial Fibrillation and Sepsis in Elderly Patients and Their Associaton with In-Hospital Mortality.

Central Illustration

Summary of the main results. AF: atrial fibrillation; CI: confidence interval; OR: odds ratio

The following variables were analyzed: sex, age, body mass index, length of hospital stay, in-hospital mortality, associated comorbidities (systemic arterial hypertension, heart failure [HF], diabetes mellitus, stroke, chronic coronary arterial disease, previous AF, chronic kidney disease, obesity, or others [all comorbidities not mentioned]), previous use of antiarrhythmics, echocardiographic data such as left atrial size and left ventricular ejection fraction (LVEF), focus of sepsis, SOFA score (characterized by the sum of values assigned from 0 to 4 for each of the following variables: PaO2/FiO2ratio, platelet count, total bilirubin values, mean arterial pressure, Glasgow coma scale, creatinine levels or urine output),11 C-reactive protein (CRP) value at admission, use of vasoactive drugs (noradrenaline, vasopressin, and/or dobutamine), and need for mechanical ventilation.

The definition of HF was based on previous comorbidities described in medical records and/or on previous echocardiography exams of the patient demonstrating LVEF <40% (Simpson or Teicholz), which, according to the Brazilian Guideline on Chronic and Acute Heart Failure, characterizes it as HF with reduced ejection fraction.12 Enlarged left atrium was defined as linear measurement > 40 mm (reference value between 28 and 40 mm). CRP results above 1 mg/dL, obtained by the ultrasensitive immunoturbidimetry method, should be interpreted as indicative of a possible infectious or inflammatory process.

Statistical analysis

Qualitative characteristics were described using absolute and relative frequencies, based on the development of AF, and the association of characteristics with groups was verified using chi-square or exact tests (Fisher’s exact test or likelihood ratio test).13 Quantitative characteristics were described, according to the development of AF, using mean and standard deviation when data distribution was normal, or median and quartiles when data distribution was not normal. Normality was evaluated using the Kolmogorov-Smirnov test and compared using Student’s t-test (unpaired) or Mann-Whitney tests, respectively.

The unadjusted odds ratios (OR) were estimated for each evaluated characteristic for the outcome using bivariate logistic regression, and the multiple logistic regression model was estimated, selecting the variables that in the bivariate tests presented significance levels below 0,20 (p < 0.20), with all variables inserted in the model kept in the final model (full model).

The analyses were performed using IBM-SPSS for Windows version 22.0 and tabulated using Microsoft-Excel 2010, and the tests were performed with a significance level of 5%.

Results

The mean age of the population studied was 88.3 years (± 5.3), and 52.4% were women. During hospitalization, 118 patients developed AF, representing approximately 13% of the total number of individuals followed up retrospectively ( Figure 1 ).

As expected, patients who developed AF had a higher frequency of heart failure and previous AF in their history, as well as enlarged left atrium and reduced LVEF on echocardiogram.

Among patients who developed AF, higher SOFA score values and higher levels of CRP were observed.

These patients with arrhythmia remained hospitalized longer, and they required vasoactive drugs and mechanical ventilation more frequently. These data are detailed in Table 1 .

Table 1. – Description of the characteristics evaluated according to the development of atrial fibrillation and the result of the statistical tests.

Variable In-hospital atrial fibrillation Total (N = 895) p
No (N = 777) Yes (N = 118)
Age, mean ± SD 88.2 ± 5.2 89.1 ± 5.6 88.3 ± 5.3 0.080**
Sex, n (%)       0.818
Male 371 (47.7) 55 (46.6) 426 (47.6)  
Female 406 (52.3) 63 (53.4) 469 (52.4)  
Body mass index (admission), mean ± SD 25.3 ± 4.9 25.1 ± 4.8 25.3 ± 4.9 0.634**
Length of stay (days), median (IQR) 10 (7; 16) 13.5 (8; 25.3) 10 (7; 17) <0.001£
Systemic arterial hypertension, n (%)       0.145
No 325 (41.8) 41 (34.7) 366 (40.9)  
Yes 452 (58.2) 77 (65.3) 529 (59.1)  
Diabetes mellitus, n (%)       0.42
No 523 (67.3) 75 (63.6) 598 (66.8)  
Yes 254 (32.7) 43 (36.4) 297 (33.2)  
Heart failure, n (%)       0.002
No 634 (81.6) 82 (69.5) 716 (80)  
Yes 143 (18.4) 36 (30.5) 179 (20)  
Stroke, n (%)       0.321
No 665 (85.6) 105 (89) 770 (86)  
Yes 112 (14.4) 13 (11) 125 (14)  
Chronic coronary arterial disease, n (%)       0.647
No 588 (75.7) 87 (73.7) 675 (75.4)  
Yes 189 (24.3) 31 (26.3) 220 (24.6)  
Atrial fibrillation, n (%)       <0.001
No 688 (88.5) 74 (62.7) 762 (85.1)  
Yes 89 (11.5) 44 (37.3) 133 (14.9)  
Non-dialysis chronic kidney disease, n (%)       0.739*
No 760 (97.8) 115 (97.5) 875 (97.8)  
Yes 17 (2.2) 3 (2.5) 20 (2.2)  
Obesity, n (%)       0.969
No 515 (66.3) 78 (66.1) 593 (66.3)  
Yes 262 (33.7) 40 (33.9) 302 (33.7)  
Others, n (%) a       0.269*
No 24 (3.1) 6 (5.1) 30 (3.4)  
Yes 753 (96.9) 112 (94.9) 865 (96.6)  
Focus of sepsis, n (%)       0.886#
Pulmonary 436 (56.1) 71 (60.2) 507 (56.6)  
Urinary 181 (23.3) 23 (19.5) 204 (22.8)  
Abdominal 90 (11.6) 13 (11) 103 (11.5)  
Cutaneous 23 (3) 3 (2.5) 26 (2.9)  
Otherb 47 (6) 8 (6.8) 55 (6.1)  
Antiarrhythmic, n (%)       0.053
No 493 (63.4) 63 (53.4) 556 (62.1)  
Amiodarone 91 (11.7) 24 (20.3) 115 (12.8)  
Beta bloker 149 (19.2) 24 (20.3) 173 (19.3)  
Otherc 44 (5.7) 7 (5.9) 51 (5.7)  
Left atrium size (> 40 mm), n (%) &       0.021
Normal 308 (46.7) 38 (34.9) 346 (45.1)  
Increased 351 (53.3) 71 (65.1) 422 (54.9)  
Left ventricular ejection fraction (< 40%), n (%) &       0.04
Normal 621 (94.2) 97 (89) 718 (93.5)  
Decreased 38 (5.8) 12 (11) 50 (6.5)  
SOFA score on admission, mean ± SD 3.2 ± 2.1 3.8 ± 2.6 3.3 ± 2.2 0.004**
C-reactive protein, median (IQR) 4.6 (1.4; 10.7) 7.6 (2.2; 14) 4.8 (1.4; 11.2) 0.027£
Vasoactive drugs, n (%)       <0.001
No 615 (79.2) 65 (55.1) 680 (76)  
Yes 162 (20.8) 53 (44.9) 215 (24)  
Mechanical ventilation, n (%)       <0.001
No 729 (93.8) 90 (76.3) 819 (91.5)  
Yes 48 (6.2) 28 (23.7) 76 (8.5)  

Chi-square test; * Fisher's exact test; # Likelihood ratio test; ** Student t-test; £ Mann-Whitney Test; & Not all patients have the information. IQR: interquartile range; SD: standard deviation. a Comorbidities not mentioned. b Catheter, central nervous system, etc. c Calcium channel Blocker, digoxin, propafenone, etc.

The in-hospital mortality rate among patients who developed AF was 34.1% ( Figure 1 ). These patients remained hospitalized longer, and, according to statistical analysis, the following contributed to the unfavorable outcome: comorbidities such as previous HF, the initial focus of sepsis, higher SOFA score, higher CRP values, need for vasoactive drugs, need for mechanical ventilation and, as suspected, the development of AF. These data are detailed in Table 2 .

Table 2. – Description of patient outcomes according to the characteristics evaluated and results of unadjusted analyses.

Variable Patient's vital status at discharge OR CI (95%) p
Alive (N = 766) Death (N = 129) Low High
Age, mean ± SD 88.3 ± 5.2 88.4 ± 5.6 1.00 0.97 1.04 0.815**
Sex, n (%)           0.909
Male 364 (85.4) 62 (14.6) 1.00      
Female 402 (85.7) 67 (14.3) 0.98 0.67 1.42  
Body mass index (admission), mean ± SD 25.4 ± 4.8 24.8 ± 5.4 0.98 0.94 1.02 0.224**
Length of stay (days), median (IQR) 10 (7; 16) 13 (5; 29) 1.01 1.01 1.02 0.027£
Systemic arterial hypertension, n (%)           0.664
No 311 (85) 55 (15) 1.00      
Yes 455 (86) 74 (14) 0.92 0.63 1.34  
Diabetes mellitus, n (%)           0.870
No 511 (85.5) 87 (14.5) 1.00      
Yes 255 (85.9) 42 (14.1) 0.97 0.65 1.44  
Heart failure, n (%)           0.008
No 624 (87.2) 92 (12.8) 1.00      
Yes 142 (79.3) 37 (20.7) 1.77 1.16 2.70  
Stroke, n (%)           0.580
No 657 (85.3) 113 (14.7) 1.00      
Yes 109 (87.2) 16 (12.8) 0.85 0.49 1.50  
Chronic coronary arterial disease n (%)           0.298
No 573 (84.9) 102 (15.1) 1.00      
Yes 193 (87.7) 27 (12.3) 0.79 0.50 1.24  
Atrial fibrillation, n (%)           0.964
No 652 (85.6) 110 (14.4) 1.00      
Yes 114 (85.7) 19 (14.3) 0.99 0.58 1.67  
Non-dialysis chronic kidney disease, n (%)           >0.999*
No 749 (85.6) 126 (14.4) 1.00      
Yes 17 (85) 3 (15) 1.05 0.30 3.63  
Obesity, n (%)           0.915
No 507 (85.5) 86 (14.5) 1.00      
Yes 259 (85.8) 43 (14.2) 0.98 0.66 1.45  
Others, n (%) a           0.295*
No 28 (93.3) 2 (6.7) 1.00      
Yes 738 (85.3) 127 (14.7) 2.41 0.57 10.24  
Focus of sepsis, n (%)           0.008#
Pulmonary 442 (87.2) 65 (12.8) 1.00      
Urinary 182 (89.2) 22 (10.8) 0.82 0.49 1.37  
Abdominal 78 (75.7) 25 (24.3) 2.18 1.30 3.67  
Cutaneous 22 (84.6) 4 (15.4) 1.24 0.41 3.70  
Otherb 42 (76.4) 13 (23.6) 2.11 1.07 4.13  
Antiarrhythmic, n (%)           0.889
No 479 (86.2) 77 (13.8) 1.00      
Amiodarone 96 (83.5) 19 (16.5) 1.23 0.71 2.13  
Beta bloker 147 (85) 26 (15) 1.10 0.68 1.78  
Otherc 44 (86.3) 7 (13.7) 0.99 0.43 2.28  
Left atrium size (> 40 mm), n (%) &           0.765
Normal 295 (85.3) 51 (14.7) 1.00      
Increased 363 (86) 59 (14) 0.94 0.63 1.41  
Left ventricular ejection fraction (< 40%), n (%) &           0.015
Normal 621 (86.5) 97 (13.5) 1.00      
Decreased 37 (74) 13 (26) 2.25 1.15 4.38  
SOFA score on admission, mean ± SD 3 ± 1.9 4.8 ± 2.9 1.40 1.29 1.52 <0.001**
C-reactive protein, median (IQR) 4.4 (1.3; 10.6) 8.1 (2.6; 17.9) 1.05 1.03 1.07 <0.001£
Vasoactive drugs, n (%)           <0.001
No 626 (92.1) 54 (7.9) 1.00      
Yes 140 (65.1) 75 (34.9) 6.21 4.18 9.22  
Mechanical ventilation, n (%)           <0.001
No 731 (89.3) 88 (10.7) 1.00      
Yes 35 (46.1) 41 (53.9) 9.73 5.89 16.08  
In-hospital atrial fibrillation, n (%)           <0.001
No 692 (89.1) 85 (10.9) 1.00      
Yes 74 (62.7) 44 (37.3) 4.84 3.13 7.49  

Chi-square test; * Fisher’s exact test; # Likelihood ratio test; ** Student t-test; £ Mann-Whitney Test. CI: confidence interval; IQR: interquartile range; OR: odds ratio; SD: standard deviation. a Comorbidities not mentioned. b Catheter, central nervous system, etc. c Calcium channel blocker, digoxin, propafenone, etc.

After multivariate analysis, using multiple logistic regression, it was possible to demonstrate an association of mortality, in the studied population, with the SOFA score (OR 1.21 [1.09 – 1.35]), higher values of CRP (OR 1.04 [1.01 – 1.06]), need for vasoactive drugs (OR 2.4 [1.38 – 4.18]), use of mechanical ventilation (OR 3.49 [1.82 – 6.71]), and mainly AF (OR 3.7 [2.16 – 6.31]) ( Table 3 ) ( Figure1 ).

Table 3. – Result of the model adjusted to explain death in patients of the sepsis protocol aged 80 years or older.

Variable OR CI (95%) p

Low high
Heart failure 1.60 0.91 2.81 0.104
Focus of sepsis        
Pulmonary 1.00      
Urinary 1.26 0.68 2.34 0.457
Abdominal 1.50 0.74 3.05 0.263
Cutaneous 0.78 0.16 3.75 0.752
Othera 1.37 0.56 3.35 0.494
Left ventricular eject fraction 1.09 0.47 2.55 0.844
SOFA score on admission 1.21 1.09 1.35 <0.001
C-reactive protein 1.04 1.01 1.06 0.007
Vasoactive drugs 2.40 1.38 4.18 0.002
Mechanical ventilation 3.49 1.82 6.71 <0.001
In-hospital atrial fibrillation 3.70 2.16 6.31 <0.001

Multiple logistic regression (full model). CI: confidence interval; IOR: odds ratio. a Catheter, central nervous system, etc.

Discussion

The overall incidence of new or recurrent AF found in our population during hospitalization was 13.2%. The literature demonstrates a great variability of results; for instance, in a meta-analysis conducted by Kuipers et al.,14 the incidence of AF in patients with sepsis, severe sepsis, and septic shock was respectively 8%, 10%, and 23%.15 Walkey et al.,17 including more than 40,000 patients, but only with severe sepsis (old classification), found an incidence of 5.9% for new AF. On the other hand, Meierhenrich et al.,9 separating only patients with septic shock, found an incidence of 46% for new AF, 10 times more than patients with sepsis without evolution to shock. However, more recently, the meta-analysis conducted by Corica et al.18 showed a 13.5% prevalence of new AF in patients with sepsis, similar to that of the present study. This variability can be explained by the numerous inclusion criteria and different populations addressed. This study, in turn, represents a very specific portion of the elderly population whose incidence of AF is higher, in addition to not differentiating between patients with sepsis and septic shock.

Among the risk factors that contributed to the development of AF during hospitalization, the previous history of HF and AF and echocardiographic findings that characterized left atrial enlargement and LVEF reduction stood out. Several studies that addressed the topic also had similar findings,4 , 6 , 15 but there are controversies. Salman et al.,19 analyzing a prospective cohort, did not demonstrate a relationship between the presentation of AF and the size of the left atrium, despite associating a decrease in LVEF with a greater chance of progression to arrhythmia. Shaver et al.,15 in contrast, managed to demonstrate an association with left atrial size, but not with LVEF. Although it was not the subject of this work, laboratory tests with brain natriuretic peptide place it as an independent marker in the development of AF, as mentioned by Augusto et al.20 This once again confirms that HF is a predictor for the onset of arrhythmia, both on an outpatient basis and in a critical setting.21 - 23

In this study, among patients who developed AF, higher SOFA score values and higher CRP levels were also observed. Currently, the inflammatory role generated by sepsis is significant in the development and maintenance of AF. Steinber et al.24 highlight that the inflammatory process predisposes to oxidative stress, apoptosis, and fibrosis, generating an important substrate to trigger arrhythmia. Another aggravating factor in this context is the prothrombotic environment produced by inflammation, capable of inducing endothelial dysfunction, platelet activation, and the coagulation cascade. Both effects may be responsible not only for the initiation and maintenance of AF, but also for worsening thrombotic outcomes associated with arrhythmia.24 These findings were reinforced by Harada et al.,25 who also associated higher CRP and SOFA scores with the development of AF, including mortality, after adjusted analysis. Launey et al.23 also found higher SOFA scores in patients who developed AF. Meierhenrich et al.9 showed that patients who developed AF, whether septic or not, had higher levels of CRP before the arrhythmic event. Chung et al.26 also demonstrated an association between high CRP values and the occurrence and maintenance of AF. In these cases, elevated CRP points to an inflammatory state that promotes the development or persistence of AF.

Initially, sepsis from an abdominal or other focus (non-urinary, pulmonary, or cutaneous) was associated with higher mortality; however, in the multivariate analysis, no statistical difference was found. Although there are data indicating a higher incidence of AF with respiratory tract infections and urinary focus,10 , 14 , 16 , 23 in our study, it was not possible to determine the relationship between the sites of infection and the incidence of AF.

In addition to longer hospital stay in this study, patients who developed AF also required vasoactive drugs and mechanical ventilation more often. The use of mechanical ventilation has already been evidenced as a risk factor for AF in several studies,4 , 7 , 21 but there is still no consensus.15 In patients with sepsis who progress to shock, vasoactive drugs become imperative due to the failure to compensate between the demand and supply of oxygen to the tissues; therefore, it is already a factor of worse prognosis. This instability can result in AF, just as the arrhythmia itself generates the need for higher doses of vasopressors. This relationship has already been reproduced in some studies.4 , 15 , 22

Several previous studies failed to find a direct association of new or recurrent AF with the outcome of death during hospitalization, but the results found here suggest that the development of AF in septic patients in this age group has a strong impact on in-hospital mortality. This finding is in agreement with other recent studies, including meta-analyses of critically ill patients with sepsis and/or septic shock who developed new AF, which showed similar results.8 , 10 , 13 , 14

There has always been great discussion as to whether AF plays a role in the course or outcome of sepsis, or simply reflects the severity of the disease, as a marker of severity. As in other previously mentioned studies, in this study, AF did represent an organic dysfunction that implied a worsening of the clinical outcome. Given the above, the appropriate approach to arrhythmia must be raised to another level of importance in the context of the evolution of this group of patients, requiring the development of adequate prevention and treatment strategies, with the aim of reducing health damage.15 Specifically on this topic, there are already results showing that failure to maintain sinus rhythm in patients with sepsis was associated with worse mortality rates compared to patients whose AF was successfully reversed.9 , 16

This study has some limitations, such as the definition of AF, which was based on clinical records and, when available, 12-lead electrocardiogram. This leaves room for possible episodes of paroxysmal AF not diagnosed or recorded by the attending physician. Patients with recurrent AF (37.3%) were also included, but this was not shown to be a sampling bias with implications for outcomes. This fact had already been addressed in studies carried out by Arrigo et al.3 and Shaver et al.,15 showing higher mortality rates in patients with new AF, probably due to a lower tolerance of hemodynamic changes caused by arrhythmia, unlike patients with recurrent AF, who are better adapted. In addition, as this is a retrospective study based on data collection from electronic medical records and because the definitive causes of death of patients are unknown, further studies are needed to elucidate the results obtained.

Conclusion

In very elderly patients (80 years and over) with sepsis, the development of AF was shown to be an independent risk factor for in-hospital mortality. Due to the evidence, it is increasingly urgent to address this issue in this population, where AF has the greatest impact. These patients may benefit the most from maintaining sinus rhythm or having AF reversed as soon as possible, since they are usually more fragile and have less functional reserve. In addition, the identification of risk factors associated with AF in the critical context can serve for eventual control strategies for prevention.

Study association

This article is part of the thesis of master submitted by Michele Ouriques Honorato, from Programa de residência médica – Hospital Sírio Libanês.

Sources of funding: There were no external funding sources for this study.


Articles from Arquivos Brasileiros de Cardiologia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Cardiologia

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