Skip to main content
Arquivos Brasileiros de Cardiologia logoLink to Arquivos Brasileiros de Cardiologia
. 2022 Nov 11;119(6):893–899. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20220207
View full-text in English

Prevalência das Complicações Cardiovasculares nos Indivíduos com Anemia Falciforme e Outras Hemoglobinopatias: Uma Revisão Sistemática

Andressa Lopes 1, Marina Tejo Dantas 1, Ana Marice Teixeira Ladeia 1
PMCID: PMC9814804  PMID: 36417618

Resumo

Fundamento

A anemia falciforme (AF) é uma doença hereditária cujas complicações cardiovasculares são a principal causa de morte, o mesmo sendo observado em outras hemoglobinopatias. A identificação precoce dessas alterações pode modificar favoravelmente o curso da doença.

Objetivo

Comparar a prevalência de complicações cardiovasculares entre indivíduos com AF e indivíduos com outras hemoglobinopatias.

Métodos

Seguindo recomendações do protocolo PRISMA, realizou-se revisão sistemática da literatura com buscas nas bases de dados PubMed/Medline, associadas à busca manual. Incluídos estudos que analisaram a prevalência das alterações cardiovasculares nas hemoglobinopatias (AF, traço falciforme, hemoglobinopatia SC, alfatalassemia e betatalassemia). A qualidade metodológica dos artigos foi realizada pela escala de Newcastle-Ottawa.

Resultados

Foram selecionados para análise quatro estudos, resultando em um tamanho amostral de 582 participantes: 289 portadores de AF, 133 possuem hemoglobinopatia SC, 40 com betatalassemia, 100 indivíduos saudáveis e nenhum com alfatalassemia ou traço falcêmico. Dilatação das câmaras cardíacas, hipertrofia ventricular esquerda e direita, hipertensão pulmonar, disfunção diastólica, insuficiência mitral e insuficiência tricúspide são mais prevalentes na AF do que nas demais hemoglobinopatias consideradas. A sobrecarga miocárdica de ferro é mais frequente na talassemia maior do que na AF. A função sistólica foi similar entre as hemoglobinopatias.

Conclusão

Verificou-se maior comprometimento cardiovascular nos indivíduos com AF do que naqueles com as demais hemoglobinopatias, reforçando a necessidade de acompanhamento cardiovascular regular e frequente nos pacientes falcêmicos.

Keywords: Anemia Falciforme, Complicações Cardiovasculares na Gravidez, Hemoglobinopatias

Introdução

A redução da morbimortalidade dos indivíduos com doença falciforme advinda do avanço nas terapias específicas tem se tornado evidente. À medida que a idade desses pacientes aumenta, os efeitos crônicos da anemia hemolítica e episódios vaso-oclusivos levam a lesões crônicas de órgãos-alvo, destacando-se as complicações cardiovasculares,1 que são a principal causa de morte.2 Apesar do avanço terapêutico, a mortalidade nos adultos continua alta mesmo nos países desenvolvidos, com média de idade abaixo dos 50 anos.3

Ainda que as melhorias nos protocolos de transfusão sanguínea e de uso de agentes quelantes de ferro aumentaram a sobrevida dos pacientes com talassemia, a principal causa de morbidade e mortalidade nesses pacientes é a doença cardíaca,4 responsável por 75% das mortes.5 No Brasil, 10 a 20% dos indivíduos com talassemia dependentes de transfusão apresentam sobrecarga de ferro severa, com incidência de cardiopatias de 5%.6

Assim, diversas são as complicações cardiovasculares implicadas no curso clínico da anemia falciforme, bem como no das demais hemoglobinopatias. Este estudo visou comparar a prevalência de complicações cardiovasculares entre indivíduos com anemia falciforme e com outras hemoglobinopatias.

Métodos

Desenho do estudo

Revisão sistemática de literatura com busca norteada pela diretriz PRISMA, registrada no PROSPERO, sob o número CRD42021225542.

Estratégia de busca

A busca de artigos foi realizada nas bases de dados PubMed/Medline, sendo aplicados os seguintes descritores consultados pelos sites Medical Subject Headings (MeSH) e Descritores em Ciências da Saúde (DeCS): “Sickle cell disease”, “Sickle Cell Anemia”, “ Hemoglobinopathies”, “Hemoglobin SC Disease”, “Haemoglobin SC”, “Sickle Cell Trait”, “Beta-thalassemia”, “Alpha-thalassemia”, “Cardiac”, “Cardiovascular”. Foi também realizada a busca manual dos artigos. Utilizou-se o operador boleano “AND” para agregar os descritores.

Critérios de elegibilidade

Foram incluídos estudos observacionais e ensaios clínicos randomizados e não randomizados, que atendessem o critério de analisar a prevalência das alterações cardiovasculares nas seguintes hemoglobinopatias (anemia falciforme, traço falciforme, hemoglobinopatia SC, alfatalassemia e betatalassemia). Incluídos artigos em inglês e português, publicados entre fevereiro de 2011 e fevereiro de 2021. Foram excluídas: publicações duplicadas, revisões sistemáticas e metanálises, relatos de caso, relatos de série e estudos em animais.

Identificação e seleção de estudos

Dois autores analisaram, separadamente, o título e o resumo de cada trabalho, identificando quais preenchiam os critérios de inclusão. Um terceiro pesquisador avaliou os artigos em que houve discordância, completando a seleção de artigos elegíveis para leitura integral. Posteriormente, foi feita a leitura completa de cada estudo por um dos autores, a fim de assegurar os critérios da revisão sistemática, até se chegar à lista final dos trabalhos incluídos na revisão.

Extração e análise de dados

Os dados extraídos foram: título, autor, ano de publicação, desenho, período e local de realização do estudo, tamanho amostral e objetivos. As variáveis hipertensão pulmonar, disfunção diastólica e sistólica do ventrículo esquerdo, disfunção ventricular direita, presença de insuficiência mitral e de insuficiência tricúspide foram analisadas.

Qualidade metodológica

A qualidade metodológica dos estudos foi avaliada pela escala de Newcastle-Ottawa, ferramenta indicada para análise de estudos de coorte e de caso-controle. A pontuação da qualidade metodológica dos estudos de coorte foi calculada em três componentes: seleção dos grupos (0 – 4 pontos), qualidade de ajuste para confusão (0 – 2 pontos) e avaliação do desfecho (0 – 3 pontos). Nos estudos de caso-controle, foi avaliada a seleção dos grupos (0 – 4 pontos), a qualidade de ajuste para confusão (0 – 2 pontos) e a exposição (0 – 4 pontos). A pontuação máxima é de 9 pontos, representando alta qualidade metodológica. Dois pesquisadores independentes julgaram a qualidade/risco de viés dos trabalhos.

Resultados

Identificação e seleção dos estudos

A partir do banco de dados eletrônicos e da busca manual, 325 artigos foram identificados. Após remoção de artigos duplicados e seleção pela leitura de títulos, resumos e textos completos, obteve-se 4 artigos incluídos na síntese qualitativa do trabalho. A seleção dos estudos está representada no fluxograma na Figura 1 .

Figura 1. Fluxograma de seleção dos estudos.

Figura 1

Características gerais dos estudos

Dos quatro artigos selecionados, três são estudos de coorte e um é caso-controle. Os anos de publicação variaram de 2016 a 2019. O tamanho amostral variou de 110 a 180 participantes, totalizando 582 participantes: 289 portadores de anemia falciforme, 133 com hemoglobinopatia SC, 40 com betatalassemia, 100 indivíduos saudáveis e nenhum com alfatalassemia ou traço falcêmico. Vinte indivíduos possuíam outros genótipos de doença falciforme que não preenchem os critérios de inclusão deste estudo. A Tabela 1 apresenta as características gerais dos estudos.

Tabela 1. Características gerais dos estudos selecionados.

Autor Ano de publicação Título Período de realização Local de realização Desenho do estudo Tamanho amostral Objetivos
Philippe M. Adjagba, Gaston Habib, Nancy Robitaille, et al. 2016 Impact of sickle cell anemia on cardiac chambre size in the paediatric population Não mencionado Canadá Coorte restrospectiva n = 110 Descrever a extensão das anormalidade miocárdicas e determinar os índices hematológicos que poderiam afetar principalmente a função cardíaca nos pacientes com doença falciforme
Jamie K. Harrington, Usha Krishnan, Zhezhen Jun, et al. 2017 Longitudinal analysis of echocardiographic abnormalities in children with sickle cell disease 1994-2013 Estados Unidos Coorte retrospectiva n =172 Identificar parâmetros clínicos e laboratoriais associados ao desenvolvimento de anormalidade cardíacas
Paul Guedeney, Fraçois Lionnet, Alexandre Ceccaldi, et al 2018 Cardiac manifestations in sickle cell disease varies with patient genotype Maio 2008 Maio 2015 França Coorte retrospectiva n = 180 Descrever o remodelamento cardíaco e suas correlações em pacientescom HbSC e comparar com os pacientes com anemia falciforme e com os indivíduos saudáveis
Antonie Fakhry Abdel Massih, Khaled M. Salama, Carolyne Ghobrial, et al 2019 Discrepancy in patterns of myocardial involvement in beta-thalassaemia vs. Sickle cell anemia Abril 2017 Out 2018 Egito Caso controle n = 120 Comparar a mecânica ventricular esquerda nos pacientes com talassemia e nos com anemia falciforme através da “ecocardiografia com strain”

Resultados

Adjagba et al. constataram que, embora a dilatação ventricular direita tenha sido similar entre os pacientes HbSS e os HbSC, a dilatação ventricular esquerda foi mais frequente na AF do que na hemoglobinopatia SC, tendo sido observada em 51,4% vs 24,2% dos pacientes, respectivamente [OR=2,1(1,114,03)] , o mesmo ocorrendo com a dilatação de ambos ventrículos, presente em 38,9% x 12,5% dos pacientes com cada genótipo, respectivamente [OR=3,4(1,198,13)] Não se observou diferenças significativas entre os genótipos na frequência de disfunção miocárdica esquerda medida pela fração de encurtamento do ventrículo esquerdo e pela relação E/e`. Verificou-se hipertrofia ventricular esquerda (HVE) em 25% dos pacientes com AF, dado não constatado na amostra com HbSC.

Harrington et al. avaliaram 829 ecocardiogramas realizados em 172 pacientes, sendo observada uma incidência cumulativa das anormalidades ecocardiográficas. A idade média do primeiro eletrocardiograma foi 8,74 ± 3,49 anos de idade (variando entre 5,12 a 19,7 anos de idade), com uma média de 4,82 ± 3,06 estudos realizados por paciente por um período de 6.88 ± 5.16 anos. A distribuição por idade do primeiro ecocardiograma foi: 78 (45,4%) na idade de 5 a 7 anos ou menos, 72 (41,8%) na idade acima de 7 a 13 anos ou menos e 22 (12,8%) acima de 13 anos de idade. HVE, diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo (DSFVE) e diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo (DDFVE) aumentados foram encontradas em uma idade mais precoce do que a velocidade de regurgitação tricúspide (VRT) anormal, esta última encontrada principalmente na infância tardia e na adolescência. A prevalência das anormalidades ecocardiográficas foi 25%, 41%, 58%, 7% e 25% para HVE, aumento DSFVE e DDFVE, redução da FE de VE e aumento de VRT, respectivamente. Além disso, os pacientes com HbSS e HbSβ0-talassemia tiveram 8,04% mais chances de apresentar HVE, 8,37% mais chances de apresentar dilatação de VE ao final da sístole e 11,9% mais chances de apresentar dilatação de VE ao final da diástole. A chance de desenvolver aumento da velocidade de regurgitação tricúspide e diminuição da fração de encurtamento de VE foram similares entre os genótipos envolvidos no estudo.

Guedeney et al. compararam o remodelamento cardíaco entre indivíduos com as hemoglobinopatias HbSS e HbSC e indivíduos saudáveis, envolvendo 180 pacientes. A dilatação de VE foi maior nos pacientes com HbSS do que nos indivíduos com HbSC [ DDFVE/SC = 32 mm/m2 (IIQ: 29-33) x 28 mm/m2 (IIQ: 26-30) , respectivamente, p < 0,0001; VDFVE/SC = 91 mL/m2 (IIQ: 73-105) x 64 mL/m2 (IIQ: 54-72) , respectivamente, p < 0,001], o mesmo ocorrendo com AE [ VAE/SC = 49 mL/m2 (IIQ: 42-60) x 33 mL/m2 (IIQ: 30-38) respectivamente, p < 0,001]. Da mesma forma, HVE foi mais frequente na AF do que na HbSC [ MVE/SC = 101 g/m2 (IIQ: 84-115) x 76 g/m2 (IIQ: 65-87) , p < 0,001; MVE/A = 39 g/m (IIQ: 24-48) x 32 g/m (IIQ: 28-36) , p < 0,001], independentemente do método de indexação (superfície corpórea ou altura), ressaltando-se que a HVE foi principalmente excêntrica. Nos pacientes com HbSS, observou-se aumento da pressão arterial sistólica pulmonar – avaliada pela VRT – em 32 (53%) pacientes, sendo similar entre pacientes HbSC e controles. A disfunção diastólica de VE foi mais prevalente na AF do que nos indivíduos com HbSC e nos saudáveis (p = 0,04). A fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) foi similar nos três grupos.

AbdelMassih et al. avaliaram o padrão de envolvimento miocárdico em 120 pacientes em estudo de caso-controle. O T2* miocárdico foi mais indicativo de sobrecarga miocárdica de ferro nos pacientes com betatalassemia maior do que naqueles com AF (T2* miocárdico = 16,6 ± 1,8 ms; 25,5 ± 2,2 ms, respectivamente). O strain global longitudinal (SGL) foi semelhante entre os pacientes com betatalassemia maior e os com AF, porém ambos grupos apresentaram menores valores de SGL quando comparados com os indivíduos saudáveis (SGL = -15 ± 1,6%; -21,5 ± 1,9%,indivíduos com betatalassemia maior e saudáveis, respectivamente; SGL = -15 ± 1,2%; -21,5 ± 1,9%, indivíduos com AF e saudáveis, respectivamente). Houve diferença entre os grupos de hemoglobinopatias quando se avaliou o SGL epicárdico e endocárdico: o SGL epicárdico foi mais baixo nos pacientes com betatalassemia maior (SGL epicárdico = -10,9 ± 2%; -19,9 ± 1,7%, na betatalassemia maior e na AF, respectivamente), o SGL endocárdico foi mais baixo nos pacientes falcêmicos (SGL endocárdico = -19,95 ± 1,7%; -10,65 ± 1,6%, na betatalassemia maior e na AF, respectivamente). Verificou-se que a função sistólica pela FEVE avaliada pelo modo M e pela fração de encurtamento de VE foi normal e similar nos 3 grupos de pacientes (FEVE = 73,2 ± 3,3 %; 71,2 ± 1,7;72,4 ± 2,9, no grupo de betatalassemia maior, AF e indivíduos saudáveis, respectivamente; fração de encurtamento de VE = 35,5 ± 2%; 35,5 ± 0,98%; 37,5 ± 3,3%, no grupo de betatalassemia maior, AF e indivíduos saudáveis, respectivamente), o mesmo sendo observado para a função diastólica de VE pela relação E/e´ (E/e´ = 6,89 ± 2; 6,6 ± 1,9; 6,52 ± 1,49, no grupo de betatalassemia maior, AF e indivíduos saudáveis, respectivamente). A FEVE avaliada pelo modo 3D foi menor nos pacientes com AF e do que nos controles ( FEVE = 62% ± 11,2 x 66% ± 13,2 , respectivamente) e também menor nos pacientes com betatalassemia maior do que nos controles ( FEVE = 61% ± 10,1 x 66% ± 13,2 , respectivamente), sendo similar nas duas hemoglobinopatias. Os principais resultados se encontram na Tabela 2 .

Tabela 2. Principais resultados dos estudos selecionados.

Autor/ano de publicação População Variável cardiovascular analisada Alteração cardiovascular encontrada Conclusão
Philippe M. Adjagba et al. (2016) 110 pacientes com Doença Falciforme (72 HbSS; 32 HbSC; 6 HbSβ – talassemia) VVD VVE MVE FE de VE Relação E/e´ IPM DVD DVE Disfunção diastólica Disfunção sistólica Anormalidade na MVE DVE foi maior nos pacientes com anemia falciforme (HbSS) do que nos pacientes com hemoglobinopatia SC (HbSC); HVE foi observada apenas nos pacientes com anemia falciforme (HbSS) e a anormalidade na MVE foi mais prevalente nesse grupo de pacientes; DVD, FE de VE e relação E/e´ foram similares entre os pacientes com anemia falciforme (HbSS) e os indivíduos com hemoglobinopatia SC (HbSC).
Jamie K. Harrington et al. (2017) 172 pacientes com Doença Falciforme (117 HbSS; 41 HbSC; 5 HbSβᴼ – talassemia; 9 HbSβ⁺ - talassemia) MVE DSFVE DDFVE FE de VE VRT HVE DVE ao final da sístole e ao final da diástole ↓FE de VE ↑VRT Pacientes com genótipo HbSS e HbSβ0-talassemia foram mais propensos a desenvolver HVE, DVE ao final da sístole e ao final da diástole. A chance de desenvolver aumento da VRT e diminuição da FE de VE foram similares entre todos os genótipos envolvidos no estudo.
Paul Guedeney et al. (2018) 120 pacientes com Doença Falciforme (60 HbSS; 60 HbSC) e 60 pacientes saudáveis DDFVE/SC MVE/SC MVE/A VDFVE/SC IC VRT FEVE Onda EM Onda A Relação E/A TD Onda e´ Relação E/e´ VAE/SC DVE ao final da diástole DAE HVE ↑IC ↑VRT ↑Relação E/e´ Disfunção diastólica de VE DAE, DVE e IC foram maiores nos pacientes HbSS do que nos pacientes HbSC e do que nos controles; HVE, aumento da VRT e disfunção diastólica de VE foram mais frequentes nos pacientes HbSS do que nos pacientes HbSC e nos controles (pacientes HbSS tiveram maiores: onda E, relação E/A, TD, onda e´, relação E/e´); DAE, DVE, MVE/SC, MVE/A, relação E/e´ foram maiores nos pacientes HbSC do que nos controles; Onda e´ foi menor nos pacientes HbSC do que nos controles; IC e VRT foram similares entre os pacientes HbSC e os controles; FEVE foi similar entre os 3 grupos.
Antoine Fakhry AbdelMassih et al. (2019) 40 pacientes com Anemia Falciforme (HbSS), 40 pacientes com Betatalassemia Maior (β00) e 40 pacientes saudáveis FEVE FE de VE Relação E/e´ SGL SGL epicárdico SGL endocárdico T2* miocárdico Sobrecarga miocárdica de ferro ↓SGL Disfunção subendocárdica Disfunção subepicárdica T2* miocárdico foi maior nos pacientes com betatalassemia maior do que nos pacientes com anemia falciforme; SGL foi semelhante entre os pacientes com betatalassemia maior e aqueles com anemia falciforme, porém ambos os grupos de pacientes tiveram SGL reduzido em comparação com os indivíduos saudáveis; SGL epicárdico foi mais baixo nos pacientes com betatalassemia maior do que nos pacientes com anemia falciforme; SGL endocárdico foi mais baixo nos pacientes com anemia falciforme do que nos pacientes com betatalassemia maior; A função sistólica e a função diastólica de VE foram normais e similares entre os 3 grupos.

DAE: dilatação do átrio esquerdo; DDFVE: diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo; DDFVE/SC: diâmetro diastólico final do ventrículo indexado por superfície corpórea; DSFVE: diâmetro sistólico final do ventrículo esquerdo; DVD: dilatação do ventrículo direito; DVE: dilatação do ventrículo esquerdo; FE: fração de encurtamento; FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; HVE: hipertrofia ventricular esquerda; IC: índice cardíaco; IPM: índice de performance miocárdica; MVE: massa ventricular esquerda; MVE/A: massa ventricular esquerda indexada por altura; MVE/SC: massa ventricular esquerda indexada por superfície corpórea; Onda A: onda da contração atrial no fluxo mitral; Onda E: onda do enchimento rápido no fluxo mitral; Onda e´: onda da velocidade diastólica precoce por doppler tissular; Onda EM: onda do enchimento rápido no fluxo mitral do anel mitral; Relação E/A: relação entre as ondas E e A no fluxo mitral; Relação E/e´: relação entre a onda E no fluxo mitral e a onda e´ por doppler tissular; SGL: strain global longitudinal; SGLVD: strain global longitudinal do ventrículo direito; SGLVE: strain global longitudinal do ventrículo esquerdo; TD: tempo de desaceleração; T2*: relaxometria miocárdica da ressonância magnética cardíaca; VDFVE/SC: volume diastólico final do ventrículo esquerdo indexado por superfície corpórea; VE: ventrículo esquerdo; VRT: velocidade de regurgitação tricúspide; VVD: volume do ventrículo direito; VVE: volume do ventrículo esquerdo. Todos os artigos adotaram nível de significância estatística de 5%.

Risco de viés dos estudos selecionados

A qualidade metodológica dos estudos incluídos nesta revisão foi alta. Dos estudos de coorte, um obteve oito pontos na escala de Newcastle-Ottawa e dois obtiverem nove pontos na mesma escala. O estudo de caso-controle obteve 8 pontos na escala empregada.

Discussão

As complicações cardiovasculares são a principal responsável pela morbimortalidade nos pacientes com HbSS. Ressalta-se o papel do ecocardiograma para a identificação precoce das alterações cardíacas nesses pacientes, tal como foi evidenciado pelos achados do presente trabalho. Assim, constatou-se a maior prevalência de hipertrofia ventricular, dilatação das câmaras cardíacas, disfunção diastólica, insuficiência mitral e tricúspide e hipertensão pulmonar nos indivíduos com anemia falciforme em comparação com aqueles com as demais hemoglobinopatias consideradas neste estudo.

A dilatação das câmaras cardíacas, principalmente do VE decorre do remodelamento miocárdico compensatório em resposta à anemia crônica.7 - 12 A análise de associações entre variáveis ecocardiográficas em indivíduos falcêmicos demonstrou que indivíduos com maior DDFVE/SC apresentaram maiores valores de VAE/SC e de VRT, bem como menor FEVE, indicando disfunção sistólica esquerda com repercussão em câmaras direitas.2 , 10 A HVE foi independentemente associada a alterações dos parâmetros ecocardiográficos de disfunção diastólica, como diminuição do tempo de desaceleração da velocidade de influxo mitral precoce, aumento da relação E/e´ e aumento da velocidade de regurgitação tricúspide, que pode ser explicado pela redução da complacência ventricular esquerda nesses pacientes.

A disfunção diastólica está entre as principais alterações cardiovasculares relatadas na doença falciforme, sendo a frequência desse achado dependente dos parâmetros ecocardiográficos utilizados para avaliar a função diastólica, da idade do paciente e de comorbidades associadas.9 Vasconcelos et al.9 explicaram a ocorrência de função diastólica normal nos indivíduos com doença falciforme como resultado de uma idade jovem (média da idade de 26,5 anos), ausência de comorbidades e utilização do doppler tissular, cuja maior especificidade decorre de sua capacidade de medir as velocidades miocárdicas, não sofrendo alterações com mudanças da pré-carga.13

A associação verificada por Whipple et al.14 entre e´M e e´T diminuídos e SLGVE e SLGVD também diminuídos, sugere que a prevalência aumentada de disfunção diastólica nas crianças com doença falciforme reduz a deformabilidade miocárdica, medida pelo SLG. Em pacientes com HbSC, enquanto Adjagba et al.7 observaram uma relação E/e´ similar entre esses pacientes e os indivíduos com HBSS, Guedeney et al.15 constataram maior frequência de disfunção diastólica ventricular esquerda nos pacientes com AF e hipertensão arterial sistêmica, o que corrobora a hipótese sugerida por Desai et al.8 de que o comprometimento da função diastólica nesse grupo de pacientes decorre da pós-carga aumentada. Esses dados sugerem que a disfunção diastólica é frequente, precoce e de provável etiologia multifatorial em indivíduos com AF.

Nos pacientes com doença falciforme, a função sistólica encontra-se normalmente preservada. Contudo, já foi demonstrada significativa prevalência de função sistólica ventricular esquerda baixa em pacientes com HbSS e com HbSC.7 Marcador precoce da disfunção sistólica, o SGL mede a deformabilidade miocárdica e, o aumento dos seus valores indica a existência de uma condição de base alterando a deformabilidade miocárdica como mecanismo compensatório. Ao avaliar a associação do SGL com medidas tradicionais de função sistólica ventricular – FEVE e ESPAT – nas crianças com doença falciforme, Whipple et al.14 demonstraram concordância entre tais variáveis: SGLVE e SGLVD diminuídos associados com FEVE e ESPAT também diminuídos. A diminuição da ESPAT reflete a função sistólica prejudicada de VD. Como a função sistólica de VE está geralmente preservada na doença falciforme, a ESPAT anormal pode indicar elevação crônica das pressões pulmonares. Outrossim, o SGLVD mostrou-se prejudicado pela elevada pressão pulmonar e pela disfunção diastólica do VD.12

Na comparação entre AF e betatalassemia maior, o estudo de caso-controle incluído16 demonstrou predominância de disfunção subendocárdica na AF e de disfunção subepicárdica na betatalassemia maior, explicada pela alta vascularidade do epicárdio com consequente deposição de ferro. O T2* miocárdico foi fortemente correlacionado com o SGL epicárdico, mas não com o SGL endocárdico. Por sua vez, a diminuição do SGL subendocárdico verificado na AF justifica-se pela doença microvascular nesses pacientes, caracterizada por possível isquemia microvascular subendocárdica, por meio da depleção de NO e sugerida pelo aumento de LDH.

A respeito dos parâmetros para avaliar a função sistólica, vale ressaltar que, no mesmo estudo, as medidas da FEVE diferiram de acordo com o método utilizado: quando avaliada pelo modo-M, a FEVE foi similar entre os 3 grupos, porém, quando analisada pela ecocardiografia 3D, a FEVE mostrou ser menor nos indivíduos com AF do que nos saudáveis e similar na comparação com aqueles com betatalassemia maior.

A função ventricular direita é comumente avaliada por meio da VRT e da excursão sistólica do plano do anel tricúspide. A VRT esteve incluída entre os preditores de eventos adversos no trabalho de Vasconcelos et al.9 Outrossim, VRT ≥ 2,5 m/s foi preditor de mortalidade dentro de 3 anos por Damy et al.10 Neste último trabalho, VRT elevada foi associada com FEVE mais baixa e com VAE/SC mais alto, alterações comumente associadas a altas pressões de enchimento e ao risco de hipertensão pulmonar pós-capilar.

Ressalta-se que a maioria dos estudos foi realizada com amostras relativamente pequenas. Além disso, as variáveis cardiovasculares analisadas diferiram nos estudos incluídos. A despeito das limitações, a presente revisão deve ser considerada um instrumento de atualização sobre uma patologia de comprometimento sistêmico, permitindo a melhor compreensão das alterações cardiovasculares nos diferentes genótipos de hemoglobinopatias.

Conclusão

A prevalência de complicações cardiovasculares como dilatação das câmaras cardíacas, HVE e HVD, hipertensão pulmonar, disfunção diastólica, insuficiência mitral e insuficiência tricúspide são maiores nos pacientes com AF do que nos indivíduos com as demais hemoglobinopatias consideradas neste estudo. Globalmente, não houve diferenças entre a função sistólica dos pacientes com AF e a daqueles com as demais hemoglobinopatias.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Aprovação ética e consentimento informado

Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.

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

Referências

  • 1.Gladwin MT. Cardiovascular Complications and Risk of Death in Sickle-cell Disease. Lancet. 2016;387(10037):2565–2574. doi: 10.1016/S0140-6736(16)00647-4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Hammoudi N, Lionnet F, Redheuil A, Montalescot G. Cardiovascular Manifestations of Sickle Cell Disease. Eur Heart J. 2020;41(13):1365–1373. doi: 10.1093/eurheartj/ehz217. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Rai P, Niss O, Malik P. A Reappraisal of the Mechanisms Underlying the Cardiac Complications of Sickle Cell Anemia. Pediatr Blood Cancer. 2017;64(11) doi: 10.1002/pbc.26607. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Dimitroglou Y, Anagnostopoulos F, Aggeli C, Delicou S, Xydaki A, Patsourakos D, et al. Severity of Heart Failure and Health-related Quality of Life in Beta-thalassemia Patients: A Cross-sectional Study. Ann Hematol. 2020;99(9):2037–2046. doi: 10.1007/s00277-020-04032-3. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Paul A, Thomson VS, Refat M, Al-Rawahi B, Taher A, Nadar SK. Cardiac Involvement in Beta-thalassaemia: Current Treatment Strategies. Postgrad Med. 2019;131(4):261–267. doi: 10.1080/00325481.2019.1608071. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Ministério da Saúde . Orientações para o Diagnóstico e Tratamento das Talassemias Beta. Brasília: Ministério da Saúde; 2016. [Google Scholar]
  • 7.Adjagba PM, Habib G, Robitaille N, Pastore Y, Raboisson MJ, Curnier D, et al. Impact of Sickle Cell Anaemia on Cardiac Chamber Size in the Paediatric Population. Cardiol Young. 2017;27(5):918–924. doi: 10.1017/S1047951116001633. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Desai AA, Patel AR, Ahmad H, Groth JV, Thiruvoipati T, Turner K, et al. Mechanistic Insights and Characterization of Sickle Cell Disease-associated Cardiomyopathy. Circ Cardiovasc Imaging. 2014;7(3):430–437. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.113.001420. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Vasconcelos MC, Nunes MC, Barbosa MM, Fernandes BM, Passaglia LG, Silva CM, et al. Left Ventricular Remodeling in Patients with Sickle Cell Disease: Determinants Factors and Impact on Outcome. Ann Hematol. 2015;94(10):1621–1629. doi: 10.1007/s00277-015-2430-z. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Damy T, Bodez D, Habibi A, Guellich A, Rappeneau S, Inamo J, et al. Haematological Determinants of Cardiac Involvement in Adults with Sickle Cell Disease. Eur Heart J. 2016;37(14):1158–1167. doi: 10.1093/eurheartj/ehv555. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Harrington JK, Krishnan U, Jin Z, Mardy C, Kobsa S, Lee MT. Longitudinal Analysis of Echocardiographic Abnormalities in Children With Sickle Cell Disease. J Pediatr Hematol Oncol. 2017;39(7):500–505. doi: 10.1097/MPH.0000000000000930. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Chiadika S, Lim-Fung M, Llanos-Chea F, Serauto Canache A, Yang W, Paruthi C, et al. Echocardiographic Parameters to Identify Sickle Cell Patients with Cardio-pathology. Echocardiography. 2018;35(9):1271–1276. doi: 10.1111/echo.14028. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Pedone M, Castro I, Feier F, Pandolfo F. Doppler Tissular na Avaliação da Função Diastólica Ventricular Esquerda e Variações com a Idade. 2003. [Google Scholar]
  • 14.Whipple NS, Naik RJ, Kang G, Moen J, Govindaswamy SD, Fowler JA, et al. Ventricular Global Longitudinal Strain is Altered in Children with Sickle Cell Disease. Br J Haematol. 2018;183(5):796–806. doi: 10.1111/bjh.15607. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Guedeney P, Lionnet F, Ceccaldi A, Stojanovic KS, Cohen A, Mattioni S, et al. Cardiac Manifestations in Sickle Cell Disease Varies with Patient Genotype. Br J Haematol. 2018;181(5):664–671. doi: 10.1111/bjh.15238. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.AbdelMassih AF, Salama KM, Ghobrial C, Haroun B, Rahman MA. Discrepancy in Patterns of Myocardial Involvement in Beta-thalassaemia vs. Sickle Cell Anaemia. Acta Cardiol. 2020;75(5):442–449. doi: 10.1080/00015385.2019.1610836. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Arq Bras Cardiol. 2022 Nov 11;119(6):893–899. [Article in English]

Prevalence of Cardiovascular Complications in Individuals with Sickle Cell Anemia and Other Hemoglobinopathies: A Systematic Review

Andressa Lopes 1, Marina Tejo Dantas 1, Ana Marice Teixeira Ladeia 1

Abstract

Background

Sickle cell anemia (SCA) is a hereditary disease whose cardiovascular complications are the main cause of death, the same being observed in other hemoglobinopathies. Early identification of these changes can favorably modify the course of the disease.

Objective

To compare the prevalence of cardiovascular complications between individuals with SCA and individuals with other hemoglobinopathies.

Method

Following the recommendations of the PRISMA protocol, a systematic literature review was carried out with searches in PubMed/Medline databases, associated with a manual search. Studies that analyzed the prevalence of cardiovascular alterations in hemoglobinopathies (SCA, sickle cell trait, SC hemoglobinopathy, alpha-thalassemia and beta-thalassemia) were included. The methodological quality of the articles was assessed using the Newcastle-Ottawa scale.

Results

Four studies were selected for analysis, resulting in a sample size of 582 participants: 289 with SCA, 133 with SC hemoglobinopathy, 40 with beta-thalassemia, 100 healthy individuals and none with alpha-thalassemia or sickle cell trait. Dilatation of the cardiac chambers, left and right ventricular hypertrophy, pulmonary hypertension, diastolic dysfunction, mitral regurgitation and tricuspid regurgitation are more prevalent in SCA than in the other hemoglobinopathies considered. Myocardial iron overload is more frequent in thalassemia major than in sickle cell anemia. Systolic function is similar between different hemoglobinopathies.

Conclusion

There is greater cardiovascular impairment in individuals with SCA than in those with other hemoglobinopathies, reinforcing the necessity for regular cardiovascular follow-up in sickle cell patients.

Keywords: Anemia, Sickle Cell; Pregnancy Complications, Cardiovascular; Hemoglobinopathies

Introduction

The reduction in morbidity and mortality of individuals with sickle cell disease resulting from advances in specific therapies has become evident. As the age of these patients increases, the chronic effects of hemolytic anemia and vaso-occlusive episodes lead to chronic lesions of target organs, especially cardiovascular complications,1 which are the main cause of death.2 Despite therapeutic advances, adult mortality remains high even in developed countries, with a mean age below 50 years.3

Although improvements in blood transfusion protocols and the use of iron chelating agents have increased the survival of patients with thalassemia, the main cause of morbidity and mortality in these patients is heart disease,4 responsible for 75% of deaths.5 In Brazil, 10 to 20% of transfusion-dependent individuals with thalassemia have severe iron overload, with an incidence of heart disease of 5%.6

Thus, there are several cardiovascular complications involved in the clinical course of sickle-cell anemia, as well as in that of other hemoglobinopathies. This study aimed to compare the prevalence of cardiovascular complications among individuals with sickle-cell anemia and other hemoglobinopathies.

Methods

Study design

Systematic literature review with a search guided by the PRISMA guideline, registered in PROSPERO, under the number CRD42021225542.

Search strategy

The search for articles was performed in the PubMed/Medline databases, using the following descriptors consulted by the Medical Subject Headings (MeSH) and Health Sciences Descriptors (DeCS) websites: “Sickle cell disease”, “Sickle Cell Anemia”, “Hemoglobinopathies”, “Hemoglobin SC Disease”, “Haemoglobin SC”, “Sickle Cell Trait”, “Beta-thalassemia”, “Alpha-thalassemia”, “Cardiac”, “Cardiovascular”. A manual search of the articles was also performed. The Boolean operator “AND” was used to aggregate the descriptors.

Eligibility criteria

Observational studies and randomized and non-randomized clinical trials that met the criteria of analyzing the prevalence of cardiovascular changes in the following hemoglobinopathies (sickle cell anemia, sickle cell trait, SC hemoglobinopathy, alpha-thalassemia and beta-thalassemia) were included. Articles in English and Portuguese published between February 2011 and February 2021 were included. Duplicate publications, systematic reviews and meta-analyses, case reports, series reports and animal studies were excluded.

Identification and selection of studies

Two authors separately analyzed the title and the abstract of each work, identifying which ones met the inclusion criteria. A third researcher evaluated the articles in which there was disagreement, completing the selection of articles eligible for full reading. Subsequently, a complete reading of each study was performed by one of the authors, in order to ensure the criteria of the systematic review, until reaching the final list of works included in the review.

Data extraction and analysis

The extracted data were: title, author, year of publication, design, period and place of study, sample size and objectives. The variables pulmonary hypertension, left ventricular diastolic and systolic dysfunction, right ventricular dysfunction, presence of mitral regurgitation and tricuspid regurgitation were analyzed.

Methodological quality

The methodological quality of the studies was evaluated using the Newcastle-Ottawa scale, a tool indicated for the analysis of cohort and case-control studies. The methodological quality score of the cohort studies was calculated in three components: group selection (0 - 4 points), quality of adjustment for confounding (0 - 2 points) and outcome assessment (0 - 3 points). In case-control studies, group selection (0 – 4 points), quality of adjustment for confounding (0 – 2 points) and exposure (0 – 4 points) were evaluated. The maximum score is 9 points, representing high methodological quality. Two independent researchers judged the quality/risk of bias of the papers.

Results

Identification and selection of studies

From the electronic database and manual search, 325 articles were identified. After removing duplicate articles and selecting by reading titles, abstracts and full texts, 4 articles were included in the qualitative synthesis of the work. The selection of studies is represented in the flowchart in Figure 1 .

Figure 1. Study selection flowchart.

Figure 1

General characteristics of studies

Of the four articles selected, three are cohort studies and one is a case-control study. The years of publication ranged from 2016 to 2019. The sample size ranged from 110 to 180 participants, totaling 582 participants: 289 patients with sickle cell anemia, 133 with SC hemoglobinopathy, 40 with beta-thalassemia, 100 healthy individuals and none with alpha-thalassemia or sickle cell trait. Twenty individuals had other sickle cell disease genotypes that did not meet the inclusion criteria for this study. Table 1 presents the general characteristics of the studies.

Table 1. General characteristics of the selected studies.

Author Year of publication Title Performance period Place of performance Study design Sample size Objective
Philippe M. Adjagba, Gaston Habib, Nancy Robitaille, et al 2016 Impact of sickle cell anaemia on cardiac chamber size in the paediatric population Not mentioned Canada Retrospective cohort n = 110 To describe the extent of myocardial abnormalities and determine hematologic indices that could primarily affect cardiac function in patients with sickle cell disease
Jamie K. Harrington, Usha Krishnan, Zhezhen Jin, et al 2017 Longitudinal Analysis of Echocardiographic Abnormalities in Children With Sickle Cell Disease 1994 - 2013 United States Retrospective cohort n = 172 To identify clinical and laboratory parameters associated with the development of cardiac abnormalities
Paul Guedeney, François Lionnet, Alexandre Ceccaldi, et al 2018 Cardiac manifestations in sickle cell disease varies with patient genotype Maio 2008 Maio 2015 France Retrospective cohort n = 180 To describe cardiac remodeling and its correlations in patients with HbSC and to compare with patients with sickle cell anemia and with healthy individuals
Antoine Fakhry AbdelMassih, Khaled M. Salama, Carolyne Ghobrial, et al 2019 Discrepancy in patterns of myocardial involvement in beta-thalassaemia vs. sickle cell anaemia April 2017 October 2018 Egypt Case control n = 120 To compare left ventricular mechanics in thalassemia and sickle cell patients using the latest 2D spot tracking analysis software

Results

Adjagba et al. found that, although right ventricular dilatation was similar between HbSS and HbSC patients, left ventricular dilatation was more frequent in sickle cell anemia than in SC hemoglobinopathy, having been observed in 51.4% vs 24.2% of patients, respectively [OR=2.1(1.114.03)] , the same occurring with dilatation of both ventricles, present in 38.9% x 12.5% of patients with each genotype, respectively [OR=3.4(1.198.13)] . No significant differences were observed between genotypes in the frequency of left myocardial dysfunction measured by left ventricular shortening fraction and E/e´ ratio. Left ventricular hypertrophy (LVH) was observed in 25% of patients with SCA, which was not observed in the sample with HbSC.

Harrington et al. evaluated 829 echocardiograms performed in 172 patients, and observed a cumulative incidence of echocardiographic abnormalities. The mean age at the first electrocardiogram was 8.74 ± 3.49 years of age (ranging from 5.12 to 19.7 years of age), with a mean of 4.82 ± 3.06 studies performed per patient over a period of 6.88 ± 5.16 years. The age distribution of the first echocardiogram was: 78 (45.4%) aged 5 to 7 years or younger, 72 (41.8%) aged 7 to 13 years or younger, and 22 (12.8%) above 13 years of age. LVH, increased left ventricular end-systolic diameter (LVESD) and left ventricular end-diastolic diameter (LVEDD) were found at an earlier age than abnormal tricuspid regurgitation velocity (TRV), this last one found mainly in late childhood and at the beginning of the adolescence. The prevalence of echocardiographic abnormalities was 25%, 41%, 58%, 7%, and 25% for LVH, increased LVSD and LVDD, decreased LV EF, and increased TRV, respectively. In addition, patients with HbSS and HbSβ0-thalassemia were 8.04% more likely to have LVH, 8.37% more likely to have LV dilatation at the end of systole, and 11.9% more likely to have LV dilatation at the end of diastole. The chance of developing increased tricuspid regurgitation velocity and decreased LV fractional shortening were similar between the genotypes involved in the study.

Guedeney et al. compared cardiac remodeling between individuals with HbSS and HbSC hemoglobinopathies and healthy individuals, involving 180 patients. LV dilatation was greater in patients with HbSS than in subjects with [ LVDD/BS = 32 mm/m2 (IQR: 29-33) x 28 mm/ m2 (IQR: 26-30) , respectively, p < 0 .0001; LVEDV/BS = 91 mL/m2 (IQR: 73-105) x 64 mL/m2 (IQR: 54-72) , respectively, p < 0.001], the same occurring with AE [ LAV/SC=49mL/m2(IIQ:4260)×33ml/m2(IQ:3038) , respectively, p < 0.001]. Likewise, LVH was more frequent in SCA than in HbSC [ MVE/SC = 101 g/m2 (IQR: 84-115) x 76 g/m2 (IQR: 65-87) , p < 0.001; LVM/H = 39 g/m (IQR: 24-48) x32g/m(IQR: 28-36) , p < 0.001] , regardless of the indexing method (body surface or height), noting that the LVH was mostly eccentric. In patients with HbSS, an increase in pulmonary systolic blood pressure – assessed by TRV – was observed in 32 (53%) patients, similar between HbSC patients and controls. LV diastolic dysfunction was more prevalent in SCA than in HbSC and healthy subjects (p = 0.04). Left ventricular ejection fraction (LVEF) was similar in the three groups.

AbdelMassih et al. evaluated the pattern of myocardial involvement in 120 patients in a case-control study. Myocardial T2* was more indicative of myocardial iron overload in patients with beta-thalassemia major than in those with SCA (myocardial T2* = 16.6 ± 1.8 ms; 25.5 ± 2.2 ms, respectively). The global longitudinal strain (GLS) was similar between patients with beta-thalassemia major and those with SCA, but both groups had lower GLS values when compared to healthy individuals (GLS = -15 ± 1.6%; -21.5 ± 1.9%, individuals with beta-thalassemia major and healthy, respectively; GLS = -15 ± 1.2%; -21.5 ± 1.9%, individuals with SCA and healthy, respectively). There was a difference between the groups of hemoglobinopathies hen the epicardial and endocardial GLS were evaluated: the epicardial GLS was lower in patients with beta-thalassemia major (epicardial GLS = -10.9 ± 2%; -19.9 ± 1.7%, in the beta-thalassemia major and SCA, respectively), endocardial SGL was lower in sickle cell patients (endocardial GLS = -19.95 ± 1.7%; -10.65 ± 1.6%, in beta-thalassemia major and SCA, respectively ). It was found that systolic function by LVEF assessed by M-mode and LV fractional shortening was normal and similar in the 3 groups of patients (LVEF = 73.2 ± 3.3 %; 71.2 ± 1.7; 72 .4 ± 2.9, in the beta-thalassemia major group, SCA and healthy individuals, respectively; LV shortening fraction = 35.5 ± 2%; 35.5 ± 0.98%; 37.5 ± 3.3% , in the beta-thalassemia major group, SCA and healthy individuals, respectively), the same being observed for LV diastolic function by the E/e´ ratio (E/e´ = 6.89 ± 2; 6.6 ± 1.9 ; 6.52 ± 1.49 in the beta-thalassemia major group, SCA and healthy subjects, respectively). LVEF assessed by the 3D mode was lower in patients with SCA than in controls ( LVEF=62%±11.2×66%±13.2 , respectively) and also lower in patients with beta-thalassemia greater than in controls LVEF=61%±10.1×66%±13.2 , respectively), being similar in both hemoglobinopathies. The main results are shown in Table 2 .

Table 2. Main results of the selected studies.

Author/year of publication Population Analyzed cardiovascular parameter Cardiovascular alteration found Conclusion
Philippe M. Adjagba et al. (2016) 110 patients with sickle cell disease (72 HbSS; 32 HbSC; 6 HbSβ – thalassemia) RVV LVV LVM FSLV E/e´ relation MPI RVD LVD Diastolic dysfunction Systolic dysfunction Abnormality in LVM LVD was higher in patients with SCA (HbSS) than in patients with SC hemoglobinopathy (HbSC); LVH was observed only in patients with SCA (HbSS) and the abnormality in LVM was more prevalent in this group of patients; RVD, FSLV and E/e´ relation were similar between the patients with SCA (HbSS) and the individuals with SC hemoglobinopathy (HbSC).
Jamie K. Harrington et al. (2017) 172 patients with sickle cell disease (117 HbSS; 41 HbSC; 5 HbSβᴼ – thalassemia; 9 HbSβ⁺ – thalassemia) LVM LVESD LVEDD FSLV TRV LVH LVD at the end of the systole and at the end of the ao final da sístole e ao final da diastole ↓EF OF LV ↑TRV Patients HbSS e HbSβ0-thalassemia were more likely to develop LVH, LVD at the end of the sistole and at the end of the diastole. The chance of developing increased TRV and decrease of FSLV were similar between all genotypes involved in this study.
Paul Guedeney et al. (2018) 120 patients with sickle cell disease (60 HbSS; 60 HbSC) and 60 healthy patients LVEDD/BS LVM/BS LVM/H LVEDV/BS CI TRV EFLV EM wave A wave E/A relation DT e´ wave E/e´ relation LAV/BS LVD at the end of diastole LAD LVH ↑CI ↑TRV ↑E/e´relation LVDD LAD, LVD e CI were higer in HbSS patients than in HbSC patients and the controls; LVH, increase of TRV and diastolic dysfunction disfunção of LV were more frequent in HbSS patients than in HbSC patients and the controls (HbSS patients had higher: E wave, E/A relation, DT, e´wave, E/e´ relation); LAD, LVD, LVM/BS, LVM/H, E/e´ relation were higer in HbSC patients than in the control; e´ wave was smaller in HbSC patients than in controls; CI e TRV were similar between HbSC patients and the controls; EFLV was similar between the 3 groups.
Antoine Fakhry AbdelMassih et al. (2019) 40 patients with sickle cell anemia (HbSS), 40 patients with beta thalassemia major (β0/β0) and 40 healthy patients EFLV FSLV E/e´ relation GLS GLS epicardial SGL endocardial T2* miocardyal Myocardial iron overload ↓GLS Subendocardial dysfunction Subepicardial dysfunction T2* myocardial was higher in patients with beta thalassemia major than in patients with SCA; GLS was similar between patients with beta thalassemia major and those with SCA, but both groups of patients had GLS reduced in comparision with healthy individuals; Epicardial GLS was lower in patients with beta thalassemia major than in patients with SCA; Endocardial GLS was lower in patients with SCA than in patients with beta thalassemia major; The systolic function and the diastolic function of left ventricle were normal and similar between the 3 groups.

A wave: Wave of atrial contraction in mitral flow; CI: Cardiac index; DT: Deceleration time; e´ wave: Tissue Doppler early diastolic velocity wave; E/e´ relation: Relation between E wave in the mitral flow and the e wave by tissue Doppler; E/A relation: Relationship between E and A waves in mitral flow; EF: Ejection fraction; EFLV: Ejection fraction of left ventricle; EM wave: Rapid filling wave in mitral annulus mitral flow; FSLV: Fraction of shortening of the left ventricle; GLS: Global longitudinal strain; LAD: Left atrial dilatation; LAV/BS: Left atrial volume indexed by body surface; LV: Left ventricle; LVD: Left ventricular dilatation; LVDD: Left ventricular diastolic dysfunction; LVEDD: Left ventricular end-diastolic diameter; LVEDV/BS: Left ventricular end-diastolic volume indexed by body surface; LVEF: Left ventricular ejection fraction ; LVH: Left ventricular hypertrophy; LVESD: Left ventricular end-systolic diameter; LVM: Left ventricular mass; LVM/BS: Left ventricular mass indexed by body surface; LVM/H: Left ventricular mass indexed by height; LVV: Left ventricular volume; MPI: myocardial performance index; RVD: Right ventricular dilatation; RVV: Right ventricular volume; TRV: Tricuspid regurgitation velocity; T2*: Myocardial relaxometry of cardiac magnetic resonance.

Risk of bias of selected studies

The methodological quality of the studies included in this review was high. Of the cohort studies, one scored eight points on the Newcastle-Ottawa scale and two scored nine points on the same scale. The case-control study obtained 8 points on the scale used.

Discussion

Cardiovascular complications are the main cause of morbidity and mortality in patients with HbSS. The role of the echocardiogram for the early identification of cardiac alterations in these patients is highlighted, as evidenced by the findings of this study. Thus, a higher prevalence of ventricular hypertrophy, dilatation of cardiac chambers, diastolic dysfunction, mitral and tricuspid regurgitation and pulmonary hypertension was observed in individuals with sickle cell anemia compared to those with the other hemoglobinopathies considered in this study.

Dilatation of the cardiac chambers, especially the LV, results from compensatory myocardial remodeling in response to chronic anemia.7 - 12 The analysis of associations between echocardiographic variables in patients with sickle cell disease showed that individuals with higher LVDD/BS had higher LAV/BS and TRV values, as well as lower LVEF, indicating left systolic dysfunction with repercussions in the right chambers.2 , 10 LVH was independently associated with changes in the echocardiographic parameters of diastolic dysfunction, such as a decrease in the deceleration time of the early mitral inflow velocity, an increase in the E/e´ ratio and an increase in the velocity of tricuspid regurgitation, which can be explained by the reduction in left ventricular compliance in these patients.

Diastolic dysfunction is among the main cardiovascular alterations reported in sickle cell disease, and the frequency of this finding depends on the echocardiographic parameters used to assess diastolic function, the patient’s age and associated comorbidities.9 Vasconcelos et al.9 explained the occurrence of normal diastolic function in individuals with sickle cell disease as a result of a young age (mean age of 26.5 years), absence of comorbidities and use of tissue Doppler, whose greater specificity derives from its ability to measure myocardial velocities, not suffering alterations with preload changes.13

The association verified by Whipple et al.14 between decreased e´M and e´T and also decreased LVGLS and RVGLS, suggests that the increased prevalence of diastolic dysfunction in children with sickle cell disease reduces myocardial deformability, measured by the GLS. In patients with HbSC, while Adjagba et al.7 observed a similar E/e´ ratio between these patients and individuals with HBSS, Guedeney et al.15 found a higher frequency of left ventricular diastolic dysfunction in patients with SCA and systemic arterial hypertension, which corroborates the hypothesis suggested by Desai et al.8 that the impairment of diastolic function in this group of patients results from increased afterload. These data suggest that diastolic dysfunction is frequent, early and likely to have a multifactorial etiology in individuals with SCA.

In patients with sickle cell disease, systolic function is normally preserved. However, a significant prevalence of low left ventricular systolic function has already been demonstrated in patients with HbSS and HbSC.7 An early marker of systolic dysfunction, the GSL measures myocardial deformability, and the increase in its values indicates the existence of a baseline condition altering myocardial deformability as a compensatory mechanism. When evaluating the association of GLS with traditional measures of ventricular systolic function – LVEF and STTAP – in children with sickle cell disease, Whipple et al.14 showed agreement between these variables: decreased LVGLS and RVGLS associated with decreased LVEF and STTAP. The decrease in STTAP reflects impaired RV systolic function. As LV systolic function is usually preserved in sickle cell disease, abnormal STTAP may indicate chronic elevation of pulmonary pressures. Furthermore, the RVGLS was impaired by high pulmonary pressure and RV diastolic dysfunction.12

In the comparison between SCA and beta-thalassemia major, the included case-control study16 showed a predominance of subendocardial dysfunction in SCA and subepicardial dysfunction in beta-thalassemia major, explained by the high vascularity of the epicardium with consequent iron deposition. Myocardial T2* was strongly correlated with epicardial GLS but not with endocardial GLS. In turn, the decrease in subendocardial GLS seen in SCA is justified by the microvascular disease in these patients, characterized by possible subendocardial microvascular ischemia, through NO depletion and suggested by the increase in LDH.

Regarding the parameters to assess systolic function, it is worth mentioning that, in the same study, LVEF measurements differed according to the method used: when evaluated by the M-mode, LVEF was similar between the 3 groups, however, when analyzed by 3D echocardiography, LVEF was shown to be lower in individuals with SCA than in healthy individuals and similar in comparison with those with major beta-thalassemia.

Right ventricular function is commonly assessed through TRV and systolic excursion of the tricuspid annulus plane. TRV was included among the predictors of adverse events in the work by Vasconcelos et al.9 Furthermore, TRV ≥ 2.5 m/s was a predictor of mortality within 3 years by Damy et al.10 In this work, elevated TRV was associated with lower LVEF and higher LAV/BS, changes commonly associated with high filling pressures and the risk of postcapillary pulmonary hypertension.

It is noteworthy that most studies were carried out with relatively small samples. In addition, the cardiovascular variables analyzed differed in the included studies. Despite the limitations, the present review should be considered an update tool on a pathology of systemic involvement, allowing a better understanding of cardiovascular alterations in the different genotypes of hemoglobinopathies.

Conclusion

The prevalence of cardiovascular complications such as cardiac chamber dilatation, LVH and RVH, pulmonary hypertension, diastolic dysfunction, mitral regurgitation and tricuspid regurgitation are higher in patients with SCA than in individuals with the other hemoglobinopathies considered in this study. Overall, there were no differences between the systolic function of patients with SCA and those with other hemoglobinopathies.

Study Association

This study is not associated with any thesis or dissertation work

Ethics approval and consent to participate

This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.

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

RESOURCES