Impact of endothelial dysfunction and myocardial fibrosis on prognosis in patients with chronic heart failure after myocardial infarction

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Today, a promising direction for determining the prognosis of chronic heart failure (CHF) and its further clinical course is the study of predictors that reflect the pathogenesis of heart failure.

Endothelial dysfunction is an independent predictor of the risk of cardiovascular events. Today, it is becoming more obvious that myocardial fibrosis plays a significant role in the pathogenesis of CHF in patients with myocardial infarction. Myocardial fibrosis is correlated with increased arrhythmias, hospitalization, and mortality in heart failure.

The author searched for publications in the electronic databases PubMed, Web of Science, Google Scholar and ELibrary. The review article analyzes the prognostic value of endothelial dysfunction and myocardial fibrosis in patients with CHF who have had a myocardial infarction.

There are two main histological forms of reactive fibrosis, interstitial and perivascular, which often coexist. Interstitial fibrosis is associated with chronic stressors. Perivascular fibrotic tissue is rich in inflammatory cell infiltrate and is more pronounced in conditions with predominant endothelial damage. Differentiating the effects of interstitial and perivascular fibrosis is difficult because these processes usually coexist.

About the authors

Yurii А. Trusov

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: yu.a.trusov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6407-3880

MD, cardiologist at the SamSMU Clinics, assistant at the Department of Propaedeutic Therapy with a course in cardiology

Russian Federation, Samara

References

  1. Polyakov DS, Fomin IV, Belenkov YuN, et al. Chronic heart failure in the Russian Federation: what has changed over 20 years of follow-up? Results of the EPOCH-CHF study. Kardiologiia. 2021;61(4):4-14. [Поляков Д.С., Фомин И.В., Беленков Ю.Н., и др. Хроническая сердечная недостаточность в Российской Федерации: что изменилось за 20 лет наблюдения? Результаты исследования ЭПОХА-ХСН. Кардиология. 2021;61(4):4-14]. doi: 10.18087/cardio.2021.4.n1628
  2. Zile MR, Baicu CF, Ikonomidis JS, et al. Myocardial stiffness in patients with heart failure and a preserved ejection fraction: contributions of collagen and titin. Circulation. 2015;131(14):1247-59. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013215
  3. Yuyun MF, Kinlay S, Singh JP, Joseph J. Are arrhythmias the drivers of sudden cardiac death in heart failure with preserved ejection fraction? A review. ESC Heart Fail. 2023;10(3):1555-1569. doi: 10.1002/ehf2.14248
  4. Kanagala P, Cheng ASH, Singh A, et al. Relationship Between Focal and Diffuse Fibrosis Assessed by CMR and Clinical Outcomes in Heart Failure With Preserved Ejection Fraction. JACC Cardiovasc Imaging. 2019;12(11 Pt 2):2291-2301. doi: 10.1016/j.jcmg.2018.11.031
  5. Asgari M, Latifi N, Heris HK, et al. In vitro fibrillogenesis of tropocollagen type III in collagen type I affects its relative fibrillar topology and mechanics. Scientific reports. 2017;7(1):1-10. doi: 10.1038/s41598-017-01476-y
  6. Echegaray K, Andreu I, Lazkano A, et al. Role of Myocardial Collagen in Severe Aortic Stenosis With Preserved Ejection Fraction and Symptoms of Heart Failure. Rev Esp Cardiol (Engl Ed). 2017;70(10):832-840. doi: 10.1016/j.rec.2016.12.038
  7. Kasner M, Westermann D, Lopez B, et al. Diastolic tissue Doppler indexes correlate with the degree of collagen expression and cross-linking in heart failure and normal ejection fraction. J Am Coll Cardiol. 2011;57(8):977-85. doi: 10.1016/j.jacc.2010.10.024
  8. Okayama K, Azuma J, Dosaka N, et al. Hepatocyte growth factor reduces cardiac fibrosis by inhibiting endothelial-mesenchymal transition. Hypertension. 2012;59(5):958-65. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.183905
  9. Kramann R, Schneider RK, DiRocco DP, et al. Perivascular Gli1+ progenitors are key contributors to injury-induced organ fibrosis. Cell stem cell. 2015;16(1):51-66. doi: 10.1016/j.stem.2014.11.004
  10. Nevers T, Salvador AM, Velazquez F, et al. Th1 effector T cells selectively orchestrate cardiac fibrosis in nonischemic heart failure. J Exp Med. 2017;214(11):3311-3329. doi: 10.1084/jem.20161791
  11. Szardien S, Nef HM, Voss S, et al. Regression of cardiac hypertrophy by granulocyte colony-stimulating factor-stimulated interleukin-1β synthesis. Eur Heart J. 2012;33(5):595-605. doi: 10.1093/eurheartj/ehr434
  12. Treibel TA, Kozor R, Schofield R, et al. Reverse myocardial remodeling following valve replacement in patients with aortic stenosis. J Am Coll Cardiol. 2018;71(8):860-871. doi: 10.1016/j.jacc.2017.12.035
  13. López B, González A, Querejeta R, et al. Galectin-3 and histological, molecular and biochemical aspects of myocardial fibrosis in heart failure of hypertensive origin. Eur J Heart Fail. 2015;17(4):385-92. doi: 10.1002/ejhf.246
  14. López B, González A, Ravassa S, et al. Circulating biomarkers of myocardial fibrosis: the need for a reappraisal. J Am Coll Cardiol. 2015;65(22):2449-2456. doi: 10.1016/j.jacc.2015.04.026
  15. Martos R, Baugh J, Ledwidge M, et al. Diagnosis of heart failure with preserved ejection fraction: improved accuracy with the use of markers of collagen turnover. Eur J Heart Fail. 2009;11(2):191-7. doi: 10.1093/eurjhf/hfn036
  16. Ontario Health (Quality). Use of B-type natriuretic peptide (BNP) and N-terminal proBNP (NT-proBNP) as diagnostic tests in adults with suspected heart failure: a health technology assessment. Ont Health Technol Assess Ser. 2021;21(2):1-125. PMCID: PMC8129637
  17. Hendricks S, Dykun I, Balcer B, et al. Higher BNP/NT-pro BNP levels stratify prognosis equally well in patients with and without heart failure: a meta-analysis. ESC Heart Fail. 2022;9(5):3198-3209. doi: 10.1002/ehf2.14019
  18. Chaikijurajai T, Tang WH. Reappraisal of inflammatory biomarkers in heart failure. Curr Heart Fail Rep. 2020;17(1):9-19. doi: 10.1007/s11897-019-00450-1
  19. Diao K. Histologic validation of myocardial fibrosis measured by T1 mapping: a systematic review and meta-analysis. J Cardiovasc Magn Reson. 2017;18(1):1-11. doi: 10.1186/s12968-016-0313-7
  20. Rommel KP, Von Roeder M, Latuscynski K, et al. Extracellular volume fraction for characterization of patients with heart failure and preserved ejection fraction. J Am Coll Cardiol. 2016;67(15):1815-1825. doi: 10.1016/j.jacc.2016.02.018
  21. Schelbert EB, Fridman Y, Wong TC, et al. Temporal Relation Between Myocardial Fibrosis and Heart Failure With Preserved Ejection Fraction: Association With Baseline Disease Severity and Subsequent Outcome. JAMA Cardiol. 2017;2(9):995-1006. doi: 10.1001/jamacardio.2017.2511
  22. Zhang X, Yang S, Hao S, et al. Myocardial fibrosis and prognosis in heart failure with preserved ejection fraction: a pooled analysis of 12 cohort studies. Eur Radiol. 2024;34(3):1854-1862. doi: 10.1007/s00330-023-10218-w
  23. Yang JH, Obokata M, Reddy YNV, et al. Endothelium-dependent and independent coronary microvascular dysfunction in patients with heart failure with preserved ejection fraction. Eur J Heart Fail. 2020;22(3):432-441. doi: 10.1002/ejhf.1671
  24. Lin X, Wu G, Wang S, Huang J. The prevalence of coronary microvascular dysfunction (CMD) in heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF): a systematic review and meta-analysis. Heart Fail Rev. 2024;29(2):405-416. doi: 10.1007/s10741-023-10362-x
  25. Sweeney M, Corden B, Cook SA. Targeting cardiac fibrosis in heart failure with preserved ejection fraction: mirage or miracle? EMBO Mol Med. 2020;12(10):e10865. doi: 10.15252/emmm.201910865
  26. Paulus WJ, Tschöpe C. A novel paradigm for heart failure with preserved ejection fraction: comorbidities drive myocardial dysfunction and remodeling through coronary microvascular endothelial inflammation. J Am Coll Cardiol. 2013;62(4):263-71. doi: 10.1016/j.jacc.2013.02.092
  27. Westermann D, Lindner D, Kasner M, et al. Cardiac inflammation contributes to changes in the extracellular matrix in patients with heart failure and normal ejection fraction. Circ Heart Fail. 2011;4(1):44-52. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.109.931451
  28. Waddingham MT, Sonobe T, Tsuchimochi H, et al. Diastolic dysfunction is initiated by cardiomyocyte impairment ahead of endothelial dysfunction due to increased oxidative stress and inflammation in an experimental prediabetes model. J Mol Cell Cardiol. 2019;137:119-131. doi: 10.1016/j.yjmcc.2019.10.005
  29. Peet C, Ivetic A, Bromage DI, Shah AM. Cardiac monocytes and macrophages after myocardial infarction. Cardiovasc Res. 2020;116(6):1101-1112. doi: 10.1093/cvr/cvz336
  30. Krüger M, Kötter S, Grützner A, et al. Protein kinase G modulates human myocardial passive stiffness by phosphorylation of the titin springs. Circ Res. 2009;104(1):87-94. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.108.184408
  31. Vitiello D, Harel F, Touyz RM, et al. Changes in cardiopulmonary reserve and peripheral arterial function concomitantly with subclinical inflammation and oxidative stress in patients with heart failure with preserved ejection fraction. Int J Vasc Med. 2014;2014:917271. doi: 10.1155/2014/917271
  32. Klimczak-Tomaniak D, Haponiuk-Skwarlińska J, Kuch M, Pączek L. Crosstalk between microRNA and Oxidative Stress in Heart Failure: A Systematic Review. Int J Mol Sci. 2022;23(23):15013. doi: 10.3390/ijms232315013
  33. Anusruti A, Xuan Y, Gào X, et al. Factors associated with high oxidative stress in patients with type 2 diabetes: a meta-analysis of two cohort studies. BMJ Open Diabetes Res Care. 2020;8(1):e000933. doi: 10.1136/bmjdrc-2019-000933
  34. Premer C, Kanelidis AJ, Hare JM, Schulman IH. Rethinking Endothelial Dysfunction as a Crucial Target in Fighting Heart Failure. Mayo Clinic Proceedings: Innovations, Quality & Outcomes. 2019;3(1):1-13. doi: 10.1016/j.mayocpiqo.2018.12.006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Trusov Y.А.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».