Imaging techniques for diffuse myocardial fibrosis as a marker of high cardiovascular risk in young patients with type 1 diabetes mellitus

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Type 1 diabetes mellitus (DM 1) disrupts all types of metabolism, especially carbohydrate and lipid ones, leading to many complications. The most serious DM complication is damage to the cardiovascular system (CVS). Prolonged preclinical changes precede the development of pathological processes in the CVS. One of the earliest manifestations of cardiovascular system dysfunction is myocardial remodeling. In patients with DM 1, myocardial remodeling is diagnosed using echocardiography. However, the examination algorithm does not include echocardiography for young patients with DM 1 without evident cardiovascular diseases (CVD). The state of the heart's extracellular matrix and the presence of fibrotic changes in it are actively studied as a marker of changes in the CVS at the preclinical stage. Assessment of the presence of fibrosis foci is available during echocardiography; however, it is generally relevant for patients with DM 1 with pre-existing CVD. The initial formation of diffuse fibrosis (DF) of the myocardium in patients with DM without diagnosed CVD can be verified by magnetic resonance imaging (MRI) of the heart. Given that DF increases the risk of life-threatening arrhythmias and significantly increases the risk of sudden cardiac death in young patients with DM 1, it is necessary to revise the strategy of primary prevention of CVD for patients in this population.

Aim. To assess the CVS structural and functional state in young patients with DM 1 without CVD according to echocardiography and MRI of the heart using T1 mapping. To determine the presence and instrumental imaging options of fibrous tissue in the myocardium without laboratory markers of its formation in young DM 1 patients without CVD.

Materials and methods. The study included 110 participants without CVD and obesity: 80 patients with DM 1 (mean age 26 years) and 30 patients in the comparison group without DM (mean age 27 years). All participants underwent a general clinical examination, bioelectrical impedance analysis, electrocardiography, echocardiography, and cardiac MRI with T1 mapping.

Conclusion. DF of the myocardium was detected using heart MRI in 8.7% of young patients with DM 1. In healthy peers, these changes in the myocardium were not detected. The group of patients with DM 1 and DF of the myocardium had a longer duration of the disease (8 years vs 5 years) and more severe initial structural changes in the myocardium (according to echocardiography) compared to patients with DM 1 without myocardial fibrosis. In the presence of initial signs of myocardial remodeling in patients with DM 1, it is advisable to conduct a heart MRI to exclude the DF formation.

About the authors

Oksana I. Vengrzhinovskaya

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3370-8630

рук. группы платной госпитализации, врач-эндокринолог 

Russian Federation, Moscow

Irina Z. Bondarenko

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5178-6029

д-р мед. наук, врач-кардиолог, гл. науч. сотр. 

Russian Federation, Moscow

Olga A. Shatskaia

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1831-8052

канд. мед. наук, врач-эндокринолог, вед. науч. сотр.

Russian Federation, Moscow

Natalia V. Tarbaeva

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7965-9454

канд. мед. наук, врач-рентгенолог, зав. отд-нием

Russian Federation, Moscow

Anastasya Iu. Korneluk

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-4475-8752

врач-рентгенолог

Russian Federation, Moscow

Victor Iu. Kalashnikov

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5573-0754

чл.-кор. РАН, д-р мед. наук, проф., врач-кардиолог, зам. дир.

Russian Federation, Moscow

Marina V. Shestakova

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3893-9972

акад. РАН, д-р мед. наук, проф., врач-эндокринолог, дир.

Russian Federation, Moscow

Natalia G. Mokrysheva

Endocrinology Research Centre

Author for correspondence.
Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9717-9742

чл.-кор. РАН, проф., д-р мед. наук, врач-эндокринолог, зав. каф.

Russian Federation, Moscow

References

  1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический отчет по данным Федерального регистра сахарного диабета. Сахарный диабет. 2017;20(1):13-41 [Epidemiology of diabetes mellitus in the Russian Federation: clinical and statistical report for 2016 according to the federal diabetes registry. Diabetes Mellitus. 2017;20(1):13-41 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM8664
  2. Бодрова Е.А., Бабаева А.Р., Осадчук М.А., и др. Особенности сердечного ремоделирования и дисфункции миокарда при метаболическом синдроме. Лучевая диагностика и терапия. 2020;11(4):52-9 [Bodrova EA, Babaeva AR, Osadchuk MA, et al. Peculiarities of cardiac remodeling and myocardial dysfunction in metabolic syndrome. Diagnostic Radiology and Radiotherapy. 2020;11(4):52-9 (in Russian)]. doi: 10.22328/2079-5343-2020-11-4-52-59
  3. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 11-й выпуск. Сахарный диабет. 2023;26(2S):1-231 [Dedov I, Shestakova MV, Mayorov AYu. Standards of Specialized Diabetes Care. 11th ed. Diabetes Mellitus. 2023;26(2S):1-231 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM13042
  4. Flett AS, Hayward MP, Ashworth MT, et al. Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans. Circulation. 2010;122(2):138-44. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.930636
  5. Hsieh A, Twigg SM. The enigma of the dead-in-bed syndrome: challenges in predicting and preventing this devastating complication of type 1 diabetes. J Diabetes Complications. 2014;28(5):585-7. doi: 10.1016/j.jdiacomp.2014.04.005
  6. Tu E, Bagnall RD, Duflou J, et al. Post-mortem pathologic and genetic studies in ”dead in bed syndrome” cases in type 1 diabetes mellitus. Hum Pathol. 2010;41(3):392-400. doi: 10.1016/j.humpath.2009.08.020
  7. Венгржиновская О.И., Бондаренко И.З., Шацкая О.А. Роль микроРНК в структурном ремоделировании миокарда при сахарном диабете. Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. 2021;(2):8-14 [Vengrzhinovskaya OI, Bondarenko IZ, Shatskaya OA. The role of microrna in structural myocardial remodeling in diabetes mellitus. Meditsina. Sotsiologiia. Filosofiia. Prikladnye Issledovaniia. 2021;(2):8-14 (in Russian)].
  8. Gyöngyösi M, Winkler J, Ramos I, et al. Myocardial fibrosis: biomedical research from the bench to the patient’s bed. European Journal of Heart Failure. 2017;19(2):177-91. DOI:10.1002/ ejhf.696
  9. Abd-El Aziz FM, Abdelghaffar S, Hussien EM. Evaluation of cardiac functions in children and adolescents with type 1 diabetes. J Cardiovasc Ultrasound. 2017;25(1):12-9. doi: 10.4250/jcu.2017.25.1.12
  10. Miller CA, Naish JH, Bishop P, et al. Comprehensive validation of cardiovascular magnetic resonance techniques for the assessment of myocardial extracellular volume. Circ Cardiovasc Imaging. 2013;6(3):373-83. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.112.000192
  11. Piek A, de Boer RA, Silljé HH. The fibrosis-cell death axis in heart failure. Fail Rev. 2016;21(2):199-211. doi: 10.1007/s10741-016-9536-9

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».