Strain rate and the coronary blood flow in patients with high normal blood pressure

Background. The population studies demonstrated the direct relationship between blood pressure (BP) level and risk of cardiovascular complications. The BP elevation (even within high normal values) in the young adults is associated with early involvement of target organs. Moreover, the initial myocardial structural and functional changes associated with BP increase are not studied completely. Modern ultrasound diagnostic opportunities (development of high frequency broadband transthoracic transducer, implementation of Tissue harmonic imaging and development of “speckle tracking” echocardiography method — STE) allow to assess the coronary blood flow status and to reveal the earliest signs of left ventricle (LV) myocardial dysfunction.

The aim of our study is to assess the LV longitudinal deformation and coronary blood flow at the level of left anterior descending (LAD) artery and perforant arteries (PA) in young patients with high normal BP (HNBP).

Design and methods. The study involved 43 men aged 18–27 years old, who were divided into 2 groups depending on office BP level. The first group consists of the subjects with HNBP, the second group included persons with optimal and normal BP values. The standard physical examination was performed in all patients. Heart condition was assessed by transthoracic EchoCG data. The registration of blood flow spectrum in LAD and in apical PAs was performed by impulse Doppler regimen. LV functional status was assessed by STE with global longitudinal strain analysis.

Results. The traditional parameters of systolic and diastolic LV function were comparable in patients with HNBP and in healthy subjects. In patients with prehypertension a significant decrease of global strain rate was registered; they negatively correlate with systolic BP. In patients with HNBP the significant decrease of maximal diastolic blood flow rate in PA was registered.

Conclusions. The earliest preclinical sign of myocardial contractile dysfunction in the subjects with HNBP is the decrease of global longitudinal strain. In patients with prehypertension the decrease of maximal diastolic blood flow rate in performant arteries is found.

1. Муромцева Г. А., Концевая А. В., Константинов В. В., Артамонова Г. В., Гатагонова Т. М., Дупляков Д. В. и др. Распространенность факторов риска неинфекционных заболеваний в российской популяции в 2012–2013 гг. Результаты исследования ЭССЕ- РФ. Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2014;4:4–14. [Muromtseva GA, Kontsevaya AV, Konstantinov VV, Artamonova GV, Gatagonova TM, Duplуakov DV et al. The prevalence of non-infection diseases risk factors in Russian population in 2012–2013 years. The results of ECVDRF. Kardiovaskulyarnaya Terapiya i Profilaktika = Cardiovascular Therapy and Prevention. 2014;4:4–14. In Russian].

2. Фомин И. В., Бадин Ю. В., Поляков Д. С., Беленков Ю. Н., Мареев В. Ю., Агеев Ф. Т. и др. Предгипертония: как часто встречается данное состояние сердечно-сосудистой системы у граждан европейской части России (данные исследования ЭПОХА-АГ, 2002– 2007 гг.). Современные технологии в медицине. 2013;5(2):38–46. [Fomin IV, Badin YV, Polyakov DS, Belenkov JuN, Mareev VJu, Ageev FT et al. Prehypertension: how often this cardiovascular condition occurs in citizens of European Russia (EPOCH-AH, 2002–2007). Sovremennye Tekhnologii v Meditsine = Modern Technologies in Medicine. 2013;5(2):38–46. In Russian].

3. Чазова И. Е., Ощепкова Е. В. Результаты реализации программы по борьбе с артериальной гипертонией в России в 2002–2012 годах. Тер. арх. 2013;85(1):4–10. [Chazova IE, Oshchepkova EV. Results of implementation of a hypertension control program in Russia in 2002–2012. Ter Arkh. 2013;85 (1):4–10. In Russian].

4. Jackson T, Jeff D, Paul K, Joni K, Kaycee M, Michael V et al. A randomized trial of intensive versus standard blood-pressure control. N Engl J Med. 2015;373(22):2103–2116.

5. Lv J, Neal B, Ehteshami P, Ninomiya T, Woodward M, Rodgers A et al. Effects of intensive blood pressure lowering on cardiovascular and renal outcomes: a systematic review and metaanalysis. PLOS Medicine. 2012;9(8): e1001293.

6. Ефремушкин Г. Г., Филиппова Т. В., Харлова А. Г., Дехарь В. В. Морфофункциональное состояние сердца и магистральных артерий у лиц молодого возраста с нестабильным артериальным давлением. Российский кардиологический журнал. 2013;3 (101):12–17. [Efremushkin GG, Filippova TV, Kharlova AG, Dehar’ VV. Morphological and functional status of heart and large arteries in young individuals with unstable blood pressure. Rossijskij Kardiologicheskij Zhurnal = Russian Cardiology Journal. 2013;3(101):12–17. In Russian]

7. Хадзегова А. Б., Ющук Е. Н., Вахромеева М. Н., Крикунов П. В., Иванова С. В., Садулаева И. А. Функциональная диагностика в кардиологии: клиническая интерпретация: учебное пособие. Под ред. Ю. А. Васюка. М.: Практическая медицина, 2009. 312 с. [Hadzegova AB, Jushhuk EN, Vahromeeva MN, Krikunov PV, Ivanova SV, Sadulaeva IA. Functional diagnostics in cardiology: clinical interpretation: tutorial. Ed. by JuA Vasjuk. Moscow: Prakticheskaja medicina, 2009. 312 p. In Russian].

8. Mancia G, Fagard R, Narkiewicz K, Redon J, Zanchetti A, Böhm M et al. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension. The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). J Hypertens. 2013;31 (7):1281–1357.

9. Чазова И. Е., Ощепкова Е. В., Жернакова Ю. В. Диагностика и лечение артериальной гипертонии. Клинические рекомендации. Кардиологический вестник. 2015;1:3–30. [Chazova IE, Oshchepkova EV, Zhernakova YuV. Diagnostics and treatment of arterial hypertension. Clinical guidelines. Kardiologicheskij Vestnik = Cardiology Bulletin. 2015;1:3– 30. In Russian].

10. Бощенко А.А, Врублевский А. В., Карпов Р. С. Трансторакальное ультразвуковое исследование магистральных коронарных артерий: методические аспекты, возможности, ограничения. Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2008;6:60–75. [Boshchenko AA, Vrublevsky AV, Karpov RS. Transthoracic echocardiography in the assessment of main coronary arteries: methodological aspects, potentials, and limitations. Ultrazvukovaya i Funktionalnaya Diagnostika = Ultrasound and Functional Diagnostics. 2008;6:60–75. In Russian].

11. Boshchenko AA, Vrublevsky AV, Karpov RS. Transthoracic echocardiography in the detection of chronic total coronary artery occlusion. Eur J Echocardiogr. 2009;10(1):62–68.

12. Okayama H, Nishimura K, Saito M, Inoue K, Hiasa G, Sumimoto T et al. Significance of the distal to proximal coronary flow velocity ratio by transthoracic Doppler echocardiography for diagnosis of proximal left coronary artery stenosis. Journal of the American Society of Echocardiography. 2008;21(6):756–760. DOI: 10.1016/j.echo.2007.08.052

13. Sitia S, Tomasoni L, Turiel M. Speckle tracking echocardiography: a new approach to myocardial function. World J Cardiol. 2010;2(1):1–5.

14. Алехин М. Н. Ультразвуковые методы оценки деформации миокарда и их клиническое значение. М.: Видар-М, 2012. 88 с. [Alekhin MN. Ultrasonic methods of assessment of myocardial deformation and their clinical significance. Moscow: Vidar-M, 2012. 88 p. In Russian].

15. Алехин М. Н. Тканевой допплер в клинической эхокардиографии. М.: Инсвязьиздат, 2005. 112 с. [Alekhin MN. Tissue Doppler imaging in clinical echocardiography. Moscow: Insvуaz’izdat, 2005. 112 p. In Russian].

16. Бощенко А. А., Врублевский А. В., Карпов Р. С. Трансторакальное ультразвуковое исследование магистральных коронарных артерий. Томск: STT, 2015. 240 с. [Boshhenko AA, Vrublevskiy AV, Karpov RS. Transthoracic ultrasonic study of the main coronary arteries. Tomsk: STT, 2015. 240 p. In Russian].

17. Julien J, Tronche C, Souchet T. Left ventricle hypertrophy in hypertensive patients. Arch Mal Coeur Vaiss. 2004;97(3):221– 227.

18. Щенятская И. В. Клинико-патогенетические особенности предгипертонии и артериальной гипертонии у лиц молодого возраста. Автореф. дис. канд. мед. наук. Ростов‑на-Дону, 2011. 25 с. [Schenyatskaya IV. Clinical and pathogenetic features of prehypertension and hypertension in young age. PhD thesis. Rostov-na-Donu, 2011. 25 p. In Russian].

19. Блинова А. Ф. Функциональное состояние миокарда левого желудочка и его геометрическая модель у подростков с артериальной гипертензией. Автореф. дис. канд. мед. наук. Архангельск, 2006. 22 с. [Blinova AF. The functional state of the left ventricle and its geometric model in adolescents with arterial hypertension. PhD thesis. Arhangel’sk, 2006. 22 p. In Russian].

20. Короткиян Н. А. Оптимизация ранней диагностики диастолической дисфункции левого желудочка у больных артериальной гипертензией. Автореф. дис. канд. мед. наук. Ростов‑на-Дону, 2012. 23 с. [Korotkiyan NA. Optimization of early diagnosis of diastolic dysfunction of the left ventricle in patients with arterial hypertension. PhD thesis. Rostov-na-Donu, 2012. 23 p. In Russian].

21. Дзяк Г. В., Колесник М. Ю. Особенности деформации и ротации миокарда у мужчин с артериальной гипертенией и разной степенью гипертрофии левого желудочка. Кардиология 2014;54(6):9–14. [Dzyak GV, Kolesnyk MY. Myocardial deformation and rotation in hypertensive men with different degrees of left ventricular hypertrophy. Kardiologiia. 2014;54(6):9–14. In Russia].

22. Geyer H, Caracciolo G, Wilansky S, Wilansky S, Carerj S, Gentile F et al. Assessment of myocardial mechanics using sprckle tracking echocardiography fundamentals and clinical applications. J Am Soc Echocardiogr. 2010;23(7):734.

23. Хадзегова А. Б., Ющук Е.Н, Синицына И. А., Шупенина Е. Ю., Хучинаева А. М., Надина Е. В. Новые возможности оценки функционального состояния сердца при артериальной гипертензии. Sono Ace Ultrasound. 2012;24:46–51. [Hadzegova AB, Jushhuk EN, Sinicyna IA, Shupenina EJu, Huchinaeva AM, Nadina EV. New features in the assessment of the functional state of the heart in hypertension. Sono Ace Ultrasound. 2012;24:46–51. In Russian].

24. Курлянская Е. К., Островский Ю. П., Трофимова Т. А., Рачок Л. В., Денисевич Т. Л., Семенова Н. В. Возможности неинвазивной оценки деформационных свойств миокарда. Евразийский кардиологический журнал. 2011;6:61–65. [Kurlуanskaya EK, Ostrovsky YuP, Trophimova TA, Ratchok LV, Denisevitch TL, Semyonova NV. Options to invasive assessment of myocardial deformation properties. Eur Heart J. 2011;6:61–65. In Russian].

25. Yingchoncharoen T, Agarwal S, Popovic ZB, Marwick TH. Normal ranges of left ventricular strain: a meta-analysis. J Am Soc Echocardiogr. 2013;26(2):185–191.

26. Dalen H, Thorstensen A, Aase SA, Ingul CB, Torp H, Vatten LJ et al. Segmental and global longitudinal strain and strain rate based on echocardiography of 1266 healthy individuals: the HUNT study in Norway. Eur J Echocardiogr. 2010;11(2):176– 183.

27. Sun JP, Lee AP, Wu C, Lam YY, Hung MJ, Chen L et al. Quantification of left ventricular regional myocardial function using two-dimensional speckle tracking echocardiography in healthy volunteers a multicenter study. Int J Cardiol. 2013;167 (2):495–501.

28. Атьков О. Ю., Балахонова Т. В., Горохова С. Г., Саидова М. А. Ультразвуковое исследование сердца и сосудов. Под ред. О. Ю. Атькова. Москва: Эксмо, 2015. 454 с. [At’kov OYu, Balakhonova TV, Gorokhova SG, Saidova MA. Ultrasound examination of the heart and blood vessels. Ed. by OYu At’kov. Moscow: Jeksmo, 2015. 454 p. In Russian].

29. Аксенова А. А. Коронарный кровоток и деформация левого желудочка у больных с артериальной гипертонией и гипертрофической кардиомиопатией. Автореф. дис. канд. мед. наук: 14.01.05. Томск, 2015. 19 с. [Aksenova AA. Coronary blood flow and left ventricular deformation in patients with arterial hypertension and hypertrophic cardiomyopathy. PhD thesis. 14.01.05. Tomsk, 2015. 19 p. In Russian].

30. Мауер С. С. Эндотелиальная дисфункция у больных пожилого возраста с артериальной гипертензией. Дисс. канд. мед. наук: 14.01.30. Курск, 2014. 100 с. [Mauer SS. Endothelialdysfunction in elderly patients with hypertension. PhD thesis. 14.01.30. Kursk, 2014. 100 p. In Russian].

31. Козловский В. И. Механизмы регуляции коронарного кровотока, опосредованной эндотелиальными сосудорасширяющими факторами. Монография. В. И. Козловский. Гродно: ГрГМУ, 2011. 216 с. [Kozlovskiy VI. Mechanisms of regulation of coronary blood flow mediated endothelial vasodilator factors. Monograph. VI Kozlovskiу. Grodno: GrGMU, 2011. 216 p. In Russian].

32. Манухина Е. Б., Дауни Х. Ф., Маллет Р. Т., Малышев И. Ю. Защитные и повреждающие эффекты периодической гипоксии: роль оксида азота. Вестник РАМН. 2007;2:25–33. [Manukhina EB, Dauni HF, Mallet RT, Malyshev IYu. Protective and damaging effects of the periodic hypoxia: role of nitric oxide. Annals of RAMS. 2007;2:25–33. In Russian].