Revista Colombiana de Cardiología

Genetic basis of essential arterial hypertension in Colombia: advances in nine years of work

Las enfermedades cardiovasculares se han consolidado como las principales causas de enfermedad y muerte no violenta en Colombia. La hipertensión arterial es el desorden cardiovascular más frecuente en nuestra nación, con una prevalencia que oscila entre 13% y 23% (1, 2). Por la alta frecuencia en la población adulta, la hipertensión arterial es un factor de riesgo mayor para el desarrollo de enfermedad coronaria así como de enfermedad cerebrovascular y renal. Por más de cincuenta años se han investigado las causas de la hipertensión arterial y se ha descubierto que existen factores ambientales y genéticos que afectan la respuesta de órganos como el riñón o el cerebro y del sistema cardiovascular, que además provocan alteraciones en el control de la presión arterial y la hipertensión crónica. Algunos factores ambientales como exceso de calorías y sal en la dieta, sobrepeso, estrés sicosocial y consumo significativo de alcohol elevan la presión arterial (3), lo cual se ha corroborado en nuestra población (4). Sin embargo, poco se sabe acerca de qué factores genéticos participan en el desarrollo de la hipertensión. En la actualidad, se considera que el componente genético, aun no clarificado, determina un 30% a 50% de los niveles de presión arterial en las poblaciones (5). Para iniciar el estudio genético se tomó una población colombiana de tamaño mediano. De un total de 5.720 personas entre 18 y 65 años, se evaluaron 3.000, de donde se excluyeron individuos con primer grado de consanguinidad (1.998 sujetos). Se obtuvo la curva de distribución de la presión arterial con 1.002 individuos sin parentesco en quienes se estudiaron varios genes candidatos para hipertensión (6-22). Se ha encontrado que genes candidatos como el gen del angiotensinógeno (AGT) regulan la función renal y provocan retención de sal y vasoconstricción sistémica (23, 24). Otros genes están implicados en el trasporte molecular de sodio en el riñón, como el WNK1 y el GNB3 (25-28), o poseen acción en la vasculatura, como el gen del receptor beta 2 adrenérgico (29). Inicialmente, se diseñó un estudio de casos y controles para comparar los percentiles 10 y 90 de la curva de distribución de presión arterial. Se analizaron los haplotipos de las variantes M235T en el exón 2 y dos variantes moleculares de la región promotora del gen AGT (A-6G; A-20C). Se genotipificaron 191 personas con la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (ARMS-PCR). Al comparar los diferentes genotipos para A-20C se demostró asociación genética entre la presencia de hipertensión con la variante -20AA del gen AGT (X2 = 4,26; p < 0,05). Posteriormente, se encontró asociación del gen GNB3, que controla el transporte de sodio por los túbulos renales, el cual mostró un efecto genético independiente en presencia de hipertensión en individuos obesos portadores del alelo 825T del gen GNB3. En estos individuos la hipertensión se desarrollaría a través de la expansión del volumen vascular por cambios en la excreción renal de sal. Finalmente, el gen del receptor beta 2 adrenérgico no demostró asociación genética con hipertensión pero tuvo una alta frecuencia en nuestra población, por lo cual se evaluó su efecto hemodinámico. La presencia de homocigocidad en los nucleótidos que determinan el aminoácido en la posición 16 del gen, modifica el estado hemodinámico a través cambios significativos del gasto cardiaco en reposo, bajo estímulo postural en la mesa basculante o bajo el efecto de un agonista del receptor beta 2. Después de nueve años de exploración de las bases genéticas de la hipertensión esencial en Colombia, se demuestra la presencia de subgrupos de individuos con diferencias fenotípicas a partir de ciertos genotipos. Estos resultados marcan nuevas direcciones para entender la fisiopatología de esta condición en nuestra población y son el punto de partida para una mejor caracterización de la hipertensión con fines preventivos y terapéuticos.

Cardiovascular diseases are the main causes of disease and non-violent death in Colombia. Arterial hypertension is the most common cardiovascular disorder in our country, with a prevalence oscillating between 13% and 23% (1, 2). Given its high frequency in the adult population, arterial hypertension is a mayor risk for the development of coronary disease, as well as for cerebro-vascular and renal diseases. The causes of arterial hypertension have been investigated for more than fifty years and it has been stated that there are environmental and genetic factors that affect the response of organs such as the kidney, the brain and the cardiovascular system, which in turn provoke alterations in the arterial pressure control and chronic hypertension. Some environmental factors like excessive caloric and salt intake, overweight, psycho-social stress and significant alcohol intake raise the arterial pressure (3), which has been corroborated in our population (4). Nevertheless, little is known regarding the genetic factors implicated in the development of hypertension. Currently, the not yet clarified genetic component determines 30% to 50% of the blood pressure levels in the population (5). In order to initiate the genetic study, a medium size population was chosen. From a total of 5.720 people with ages between 18 and 65 years, 3.000 were evaluated, excluding relatives with first degree of consanguinity (1.998 subjects). A distribution curve of the arterial pressure was obtained with 1.002 non-related individuals in whom many candidate genes for hypertension were studied (6-22). It has been found that candidate genes like the angiotensinogen gene (AGT) regulates kidney function, provokes salt retention and systemic vasoconstriction (23, 24). Other genes are implicated in the molecular sodium transport in the kidney, like the WNK1 and the GNB3 (25, 28), or act in the vasculature as the beta 2 adrenergic receptor gene (29). Initially, a case control study was designed in order to compare the 10 and 90 percentiles from the arterial pressure distribution curve. The haplotypes of the M235T in the exon and two molecular variants of the promoter region of the AGT gene (A-6G; A-20C) were analyzed. 191 people were genotyped by means of the polymerase chain reaction technique (ARMS-PCR). When comparing the different genotypes for A-20C, a genetic association between the presence of hypertension with the -20AA variant of the AGT gene was found (X²; = 4,26; p < 0,05). Later, an association of the GNB3 gene that controls the sodium transport by the renal tubules was found. It showed an independent genetic effect in the presence of hypertension in obese individuals, carriers of the 825T allele of the GNB3 gene. In these individuals hypertension would develop through vascular volume expansion due to changes in the renal salt excretion. Finally, the gene of the beta 2 adrenergic receptor did not show genetic association with hypertension, but had a high frequency in our population; for this reason, its hemodynamic effect was evaluated. The presence of homozygocity in the nucleotides that determine the amino acid in the 16 gene position modifies the hemodynamic state through significant changes in the cardiac output at rest, under postural stimulation in the tilt table or under the effect of an agonist of the beta 2 receptor. After nine years exploring the genetic basis of essential hypertension in Colombia, the presence of subgroups of individuals with phenotypic differences through certain genotypes is demonstrated. Theses results open new ways in order to understand the pathophysiology of this condition in our population and are the start point for a better characterization of hypertension with preventive and therapeutic aims.

Angioplasty treatment and stent implant vs. surgical treatment in patients with stenosis of the cervical carotid artery

Introducción y objetivos: en el tratamiento de la estenosis significativa de la arteria carótida cervical (común e interna), la angioplastia con implante de stent es un procedimiento menos invasivo que la intervención quirúrgica (5). En la actualidad, en los grandes estudios publicados en los cuales se comparan la angioplastia con el tratamiento quirúrgico, se observan resultados similares en los eventos mayores como accidente cerebrovascular y mortalidad, pero mayor diferencia significativa en la aparición de infarto agudo del miocardio durante la intervención quirúrgica (5, 11). El objetivo de este estudio es comparar en ambos métodos de tratamiento eventos clínicos mayores y menores, como accidente cerebrovascular, infarto agudo del miocardio, muerte, bradicardia, hipotensión y encefalopatía durante la intervención, la hospitalización y al año de seguimiento, además de la reintervención, el tiempo de hospitalización y las complicaciones de la incisión quirúrgica. Materiales y métodos: en este estudio de cohorte histórica, se incluyeron 46 pacientes con estenosis significativa de las arterias carótidas cervicales, quienes se sometieron a intervención desde el 1 de enero de 2001 al 31 de diciembre de 2003. Se trataron 21 pacientes con angioplastia e implante de stent y 25 con cirugía (endarterectomía). Resultados: durante la angioplastia se presentó 1 (4,8%) accidente cerebrovascular mayor y ninguno en los pacientes tratados con cirugía. Ocurrió 1 (4%) infarto agudo del miocardio durante la intervención en el grupo de pacientes tratados con cirugía y ninguno en los pacientes tratados con angioplastia. No se presentaron muertes en los grupos durante la intervención, la hospitalización y al año de seguimiento. Luego de 8 meses 1 (4,8%) paciente tratado con cirugía se reintervino con angioplastia e implante de stent. No hubo diferencias estadísticamente significativas entre ambos grupos durante la hospitalización y en la aparición de complicaciones menores como bradicardia e hipotensión. En el grupo de pacientes tratados con cirugía se presentaron 2 (8%) complicaciones relacionadas con la incisión del cuello con compromiso de nervios craneales. Conclusión: en este estudio se encontró que el tratamiento de la estenosis de la arteria carótida cervical con angioplastia e implante de stent, durante la intervención y la hospitalización, tiene una probabilidad similar a la cirugía en la ocurrencia de accidente cerebrovascular e infarto agudo del miocardio. En el seguimiento a un año, a pesar de que se presentó una reintervención y un accidente cerebrovascular, en el grupo de pacientes tratados con cirugía no se establecieron diferencias estadísticamente significativas con el grupo de pacientes tratados con angioplastia.

Introduction and objectives: angioplasty with stent implant is a less invasive procedure than surgical intervention in the treatment of significant stenosis of the common cervical carotid artery (common and internal) (5). Currently the major published studies in which angioplasty and surgical treatment are compared, show similar results in the major events, as cerebrovascular accidents and mortality, but a greater significant difference in the apparition of acute myocardial infarction, during surgical intervention (5,11). The objective of this study is to compare in both treatment methods the major and minor clinical events, like cerebrovascular accident, acute myocardial infarction, death, bradycardia, hypotension and encephalopathy during the intervention, the hospitalization and the follow-up year, as well as the re-intervention, the time of hospital stay and the complications of the surgical incision. Materials and methods: in this study of historical cohort, 46 patients with significant stenosis of the cervical carotid arteries, who were subjected to intervention from January 1st 2001 to December 31st 2003, were included. 21 patients were treated with angioplasty and stent implant and 25 with surgery (endarterectomy) Results: 1 (4.8%) major cerebrovascular accident occurred during angioplasty, whereas none occurred in the patients treated with surgery. 1 (4%) acute myocardial infarction occurred during intervention in the group of patients treated with surgery, and none in the patients treated with angioplasty. No deaths occurred in any of the groups during intervention, hospitalization and the follow-up year. After 8 months 1 (4%) patient treated with surgery was intervened again with angioplasty and stent implant. There were no statistically significant differences between both groups during hospitalization, and in the apparition of minor complications as bradycardia and hypotension. 2 (8%) complications related to the incision of the neck compromising cranial nerves, occurred in the group of patients treated with surgery. Conclusion: this study showed that the probability of occurrence of a cerebrovascular accident and acute myocardial infarction is similar in the treatment of cervical carotid artery stenosis during procedure and hospitalization with both angioplasty with stent implant and surgery. Although a re-intervention and a cerebrovascular accident occurred in the group of patients treated with surgery during the follow-up year, no statistically significant differences with the group of patients treated with angioplasty were established.

Experience in implant of cardiac stimulation devices

Se presentan los datos de implantes de marcapasos del grupo de electrofisiología que atiende pacientes de dos áreas geográficas diferentes del territorio colombiano, para obtener parámetros propios en cuanto a diagnóstico más frecuente, tipo de estimulación y técnicas de implante. Métodos: se siguieron 1.004 pacientes durante un promedio de 41 meses. Para ello, todos los electrofisiólogos que conforman el grupo utilizaron una técnica estandarizada. En los últimos años la posición del electrodo ventricular se varió usando el tracto de salida del ventrículo derecho y el septum interventricular. Se revisaron los informes de implante y las historias clínicas de casi la totalidad de los pacientes. Resultados: el diagnóstico más frecuente fue enfermedad nodosinusal en 43% de los pacientes, seguido de bloqueo auriculoventricular completo con 40% de los pacientes. El 60% de los pacientes recibió estimulación bicameral, incluso pacientes con enfermedad nodosinusal por su probabilidad de progresión a bloqueo auriculoventricular completo. El 33% de los pacientes recibió dispositivo de estimulación monocameral. El total de complicaciones fue de 3,8%, de las cuales la más frecuente correspondió al desalojo del electrodo ventricular. Conclusiones: en los resultados publicados por un grupo colombiano de electrofisiología, se encontraron datos similares a aquellos publicados en la literatura mundial en lo que concierne a indicaciones de implante de marcapasos, tipos de estimulación e incidencia de complicaciones. Se requieren estudios prospectivos para evaluar el impacto a largo plazo de la estimulación septal y del tracto de salida del ventrículo derecho, así como de la progresión a bloqueo AV completo en pacientes con enfermedad nodosinusal.

We present the data of the implants of pacemakers from the group of electrophysiology that attends patients of two different geographic areas of the Colombian territory, in order to obtain appropriate parameters regarding the more frequent diagnosis, type of stimulation and implant techniques. Methods: 1.004 patients were followed during an average of 41 months. All electro-physiologists used a standardized technique. In the last years, the position of the ventricular electrode varied, using the right ventricle out-going tract and the interventricular septum. The implants reports and the clinical histories of almost all patients were reviewed. Results: the most frequent diagnosis was sinus node disease in 43% of patients, followed by complete atrio-ventricular block in 40%. 60% received bicameral stimulation, including patients with sinus node disease for its probability of progression to complete atrio-ventricular block. 33% of the patients received a monocameral stimulation device. Total complications were 3.8%, being the most common the displacement of the ventricular electrode. Conclusions: in the results published by a Colombian group of electrophysiology, similar data to those published in the world literature in regard to indications of pace-makers implant, stimulation types and incidence of complications were found. Prospective studies are required in order to evaluate the long- term impact of septal stimulation and stimulation of the right ventricle out-going tract, as well as of the progression to complete AV block in patients with sinus node disease.

Contrast echocardiography: history, micro bubble characteristics and instrumental techniques

Este artículo describe la historia de la ecocardiografía de contraste, las características físicas de las microburbujas de los agentes de contraste, las principales herramientas instrumentales (índice mecánico, foco y enfoque, número de imágenes por segundo) y las técnicas ecocardiográficas (segunda armónica, armónica de fusión, segunda armónica de pulso invertido, imagen intermitente, angio y densitometría acústica) actualmente disponibles para uso clínico.

This article describes the history of contrast echocardiography, the physical characteristics of the contrast agents micro bubbles, the main instrumental tools (mechanical index, focus and focusing, frame rate), and the echocardiography techniques (second harmonic imaging, fusion harmonic, power pulse inversion imaging, triggered imaging, intermittent harmonic power Doppler, color power angio and acoustic densitometry), actually available for clinical use.