From Congestion to Cardiorenal Protection: The New Therapeutic Balance Between SGLT2 Inhibitors and Loop Diuretics in Heart Failure

Abstract

Sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (SGLT2i) have redefined the therapeutic landscape of heart failure (HF), both with reduced (HFrEF) and preserved (HFpEF) ejection fraction. Historically, treatment has relied on diuretics to relieve congestion, with limited prognostic impact and dose-related adverse effects. SGLT2i, originally developed for type 2 diabetes mellitus, have demonstrated in randomized trials a significant reduction in hospitalizations and cardiovascular mortality, with benefits extending to non-diabetic patients.
SGLT2 inhibitorsTheir mechanism combines moderate osmotic natriuresis, selective reduction of extracellular volume, renal protection, and minimal neurohormonal activation. In contrast to loop diuretics, which induce rapid volume depletion and RAAS activation, SGLT2i stabilize sodium-water balance without significant hemodynamic compromise. In clinical practice, their combination with diuretics requires careful titration to prevent hypovolemia, hypotension, and renal dysfunction, especially in frail elderly patients.
Evidence suggests that SGLT2i may reduce chronic diuretic requirements, improve renal function, and provide additional cardiovascular protection. These findings support their early and integrated use, positioning SGLT2i as a cornerstone in the contemporary management of heart failure.

Keywords: SGLT2 inhibitors, diuretics, heart failure, cardiorenal protection, osmotic natriuresis, combination therapy

Introduction

For many years, the management of patients with heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) was based on symptomatic approaches, primarily focused on reducing congestion and controlling comorbidities, in the absence of pharmacological options able to significantly modify prognosis. Guidelines recommended empirical treatments (diuretics, beta-blockers, RAAS antagonists), but with limited or inconclusive evidence in patients with HFpEF or mildly reduced ejection fraction (HFmrEF) [1].

The paradigm shifted with the introduction of sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (SGLT2i), particularly dapagliflozin and empagliflozin, which have demonstrated significant benefits in this population, regardless of diabetes status (Table 1). Randomized controlled trials such as EMPEROR-Preserved and DELIVER documented a reduction in the composite risk of heart failure hospitalizations and cardiovascular mortality, in addition to improvements in quality of life, functional status (assessed by KCCQ), and slowing of renal function decline [2].

In the DAPA-HF trial (n = 4744), dapagliflozin significantly reduced the risk of the composite endpoint of cardiovascular death or worsening HF compared with placebo (HR 0.74; 95% CI 0.65–0.85), with benefits consistent in patients with and without type 2 diabetes [3, 4]. Similarly, the EMPEROR-Reduced trial (n = 3730) demonstrated that empagliflozin reduced the primary composite outcome of CV death or HF hospitalization (HR 0.75; 95% CI 0.65–0.86), with additional slowing of the decline in renal function [5].

Beyond chronic HFrEF, evidence also extends to patients with recent acute decompensation. The SOLOIST-WHF trial (n = 1222) evaluated sotagliflozin, a dual SGLT1/2 inhibitor, in patients with type 2 diabetes and recent worsening HF requiring hospitalization or intravenous therapy. Sotagliflozin significantly reduced the risk of the composite of total CV deaths, hospitalizations, and urgent visits for HF (HR 0.67; 95% CI 0.52–0.85), with consistent benefits across EF categories [6].

Despite these favorable clinical results, the pathophysiological mechanisms through which SGLT2i exert their effects remain under investigation. Leading hypotheses include:
• moderate and selective reduction of intravascular volume via osmotic natriuresis without significant neurohormonal activation;
• improvement in ventricular filling pressures and reduction of pulmonary congestion;
• attenuation of glomerular hyperfiltration, resulting in renal protection;
• stimulation of erythropoiesis mediated by increased erythropoietin and improved tissue oxygenation;
• activation of metabolic pathways mimicking a state of energy restriction, with increased ketone body production and improved mitochondrial efficiency [2, 7].

A surrogate marker frequently observed in clinical trials is the increase in hematocrit and hemoglobin concentration, reflecting both selective diuretic effect (with hemoconcentration) and stimulation of renal erythropoiesis. Post hoc analyses from the EMPA-REG OUTCOME trial suggested that the increase in hematocrit may represent one of the main mediators of empagliflozin’s effect on reducing cardiovascular risk [8, 9].

The combination of SGLT2i with conventional diuretics (e.g., furosemide) is common in clinical practice, particularly in patients with more congestive phenotypes. However, such an association requires careful volume status assessment, as natriuretic effects may be additive, increasing the risk of dehydration, hypotension, and renal function deterioration, especially in elderly and frail patients. In such cases, a re-evaluation of diuretic dosing may be necessary when initiating SGLT2i therapy.

Overall, SGLT2i are redefining the role of diuretics in heart failure, shifting the therapeutic target from mere fluid removal to optimization of hemodynamic, metabolic, and renal balance. Their early and systematic use, even in patients without hyperglycemia, is now a cornerstone strategy for the integrated management of chronic heart failure across the entire spectrum of ejection fraction.

Trial N. of patients Population Mean eGFR (ml/min/1.73m²) % with eGFR >60 Main Outcome
DAPA-HF (2019) 4744 HFrEF (LVEF ≤40%), con/senza T2D ~66 ~70% ↓ CV death/HHF
EMPEROR-Reduced (2020) 3730 HFrEF (LVEF ≤40%), con/senza T2D ~62 ~63% ↓ CV death/HHF; ↓ eGFR decline
EMPEROR-Preserved (2021) 5988 HFpEF/HFmrEF (LVEF >40%) ~61 ~60% ↓ HHF; benefit independent of diabetes
DELIVER (2022) 6263 HFpEF/HFmrEF (LVEF >40%) ~61 ~65% ↓ HHF/CV death
SOLOIST-WHF (2021) 1222 Recent WHF hospitalization, T2D only ~58 ~55% ↓ CV death/HHF/urgent visits
Table 1. Key randomized trials of SGLT2 inhibitors in heart failure.

 

Loop diuretics: essential drugs but with a clinical cost

Loop diuretics, such as furosemide, torasemide, and bumetanide, remain an irreplaceable cornerstone in the treatment of heart failure with signs of volume overload. They act by blocking the sodium-potassium-chloride cotransporter (NKCC2) in the thick ascending limb of the loop of Henle, inducing powerful natriuresis and consequently reducing ventricular filling pressures and both systemic and pulmonary congestion [10].

However, chronic use is associated with several clinical drawbacks. Massive inhibition of sodium reabsorption stimulates marked neurohormonal activation, increasing renin, angiotensin II, aldosterone, norepinephrine, and vasopressin levels. Over time, this can offset the therapeutic effect, leading to diuretic resistance and worsening clinical outcomes [11, 12] (Table 2). In addition, loop diuretics can cause hypovolemia, hypotension, acute kidney injury, and electrolyte disturbances (hypokalemia, hypomagnesemia, hyponatremia), thereby increasing the risk of arrhythmias and mortality [13].

For these reasons, international guidelines recommend using the lowest effective dose to achieve symptomatic control of congestion, avoiding chronic and unnecessary escalation [1]. The clinical goal is not complete elimination of edema, but achieving a functional and tolerable balance for the patient.

In this context, SGLT2i are emerging as physiological modulators of sodium-water balance. Unlike loop diuretics, they act upstream in the proximal tubule, promoting a milder and more sustained osmotic natriuresis without significant neurohormonal activation [2]. This “gentler” but continuous mechanism enables therapeutic synergy with loop diuretics and, in some cases, allows for a reduction in loop diuretic dose.

In the DAPA-HF and EMPEROR-Preserved trials, the addition of SGLT2i avoided the need for diuretic dose escalation in clinically stable patients and, in selected subgroups, even allowed for a dose reduction over time [2, 6]. Furthermore, despite additive natriuretic effects, the incidence of adverse events related to volume depletion, such as symptomatic hypotension, renal dysfunction, and dehydration, was lower in SGLT2i-treated groups than in placebo [14].

This “diuretic-sparing effect,” combined with greater hemodynamic stability, gives SGLT2i a unique therapeutic profile, justifying their early and integrated use in heart failure management, particularly in patients at risk of iatrogenic complications from conventional diuretics.

Class Main Site of Action RAAS/Sympathetic Activation Typical Side Effects Clinical Notes
Loop Diuretics
(furosemide, torasemide, bumetanide)
NKCC2 in the thick ascending limb of the loop of Henle Marked neurohormonal activation (↑ RAAS, ↑ SNS) Hypovolemia, hypotension, AKI, hypokalemia, hypomagnesemia, hyponatremia, arrhythmias Powerful; essential in acute congestion. Chronic high-dose use may lead to resistance
Thiazides
(hydrochlorothiazide, metolazone, chlorthalidone)
NCC in the distal convoluted tubule Moderate RAAS activation Hyponatremia, hypokalemia, hypomagnesemia, hypercalcemia, hyperuricemia Effective for hypertension; less potent in severe congestion; often used in combination therapy
Mineralocorticoid Receptor Antagonists (MRAs)
(spironolattone, eplerenone)
Mineralocorticoid receptor in the collecting duct Inhibit aldosterone-mediated activation Hyperkalemia, gynecomastia (spironolactone) Prognostic benefit in HFrEF; use with caution in CKD
SGLT2i
(dapagliflozin, empagliflozin, ecc.)
SGLT2 (+NHE3) in the proximal tubule Minimal or no neurohormonal activation Genital mycotic infections, rare euglycemic ketoacidosis, mild initial “dip” in eGFR Moderate, gentle, and self-limiting osmotic natriuresis; reduce HHF and CKD progression even in non-diabetics
Table 2. Comparative table: site of action, neurohormonal activation and adverse effects of diuretics vs SGLT2i.

 

Pharmacological differences: diuretics vs SGLT2i

Diuretics are a heterogeneous class of drugs with marked differences in pharmacodynamic and pharmacokinetic profiles. Loop diuretics, such as furosemide, torasemide, and bumetanide, act on the sodium-potassium-chloride cotransporter (NKCC2) in the thick ascending limb of the loop of Henle, inducing potent natriuresis. They display a steep dose-response curve with a well-defined ceiling effect: beyond a certain threshold, further dose increases do not enhance efficacy but only increase toxicity [15].

Thiazide diuretics, which act on the sodium-chloride cotransporter (NCC) in the distal convoluted tubule, have a flatter dose-response curve, implying a smaller gap between the minimum effective dose and the maximum dose [16]. This makes them potentially more predictable in blood pressure management, but less effective in treating severe congestion.

An additional critical aspect of loop diuretics is the variability in oral bioavailability. Furosemide, in particular, exhibits highly variable bioavailability (10–100%) due to differences in intestinal absorption, food interactions, and saturation of active tubular transport [17]. Conversely, torasemide and bumetanide have higher and more consistent bioavailability (>80%), making them preferable in certain clinical settings, especially in patients with impaired gastrointestinal absorption.

Individual response to diuretics is further influenced by genetic and biological factors. Polymorphisms in genes encoding tubular transporters, hepatic metabolism, and active renal transport can significantly affect efficacy and tolerance. Biological sex has also been associated with pharmacokinetic differences, likely due to hormonal influences, lean body mass, and hepatic and renal function [18 20].

In contrast, SGLT2i display more stable and predictable pharmacokinetic profiles (Table 3). Drugs such as dapagliflozin, empagliflozin, and ertugliflozin have high oral bioavailability (78–90%), long half-lives (10–13 hours), hepatic metabolism (via UGT1A9 or CYP3A4, depending on the compound), and minimal urinary excretion of the active drug, with low risk of accumulation or direct renal toxicity [21]. These features allow fixed once-daily dosing, regardless of meals, with minimal interindividual variation and low potential for drug-drug interactions.

Beyond the initial natriuretic effect, SGLT2i induce a sustained reduction in body weight over time, initially due to extracellular fluid loss and subsequently attributable to selective reduction in visceral fat mass. This is mediated by metabolic changes such as increased lipolysis, ketogenesis, and improved insulin sensitivity [7, 22].

These differences make SGLT2i particularly suited for long-term management of patients with heart failure or type 2 diabetes, with fewer pharmacokinetic fluctuations, lower risk of electrolyte disturbances, and greater hemodynamic stability compared to conventional diuretics.

Molecole (Italy) Dose in major CV/renal trials SGLT2:SGLT1 selectivity (≈) Outcome evidence (summary) Dosing by eGFR and minimum threshold (EU SmPC) Indications
Dapagliflozin 10 mg qd (DAPA-HF, DELIVER, DAPA-CKD) ≈1200:1 ↓ CV death/HF hospitalization in HFrEF/HFpEF; ↓ CKD progression and all-cause mortality, with or without diabetes Single 10 mg dose; do not initiate if eGFR <25 mL/min; reduced hypoglycemic effect <45 Also for non-diabetic patients (HF, CKD, T2D)
Empagliflozin 10 mg qd (EMPEROR-Reduced/Preserved, EMPA-KIDNEY) ≈2700:1 ↓ HF hospitalization and CV mortality in HF; ↓ CKD progression 10 mg qd; initiation not recommended if eGFR <20 mL/min; reduced hypoglycemic effect <45 Also for non-diabetic patients (HF, CKD, T2D)
Canagliflozin 100 mg qd (CREDENCE); 100–300 mg qd (CANVAS) ≈160–200:1 ↓ composite renal and CV events in DKD (T2D); ↓ MACE (CANVAS) 100 mg qd; initiation not recommended if eGFR <30 mL/min; indicated only for DKD with T2D Diabetic patients only (T2D ± DKD)
Ertugliflozin 5–15 mg qd (VERTIS-CV) ≈2000:1 Non-inferior for MACE in T2D; signal for ↓ HF hospitalization (post hoc); no HF/CKD indication Initiation not recommended if eGFR <60; discontinue if <45; contraindicated <30 Diabetic patients only (T2D)
Table 3. Pharmacological differences: SGLT2 inhibitors available in Italy.

 

Renal adaptations to SGLT2i and clinical significance: modulation of sodium balance and hemodynamic impact

The human kidney filters the entire plasma volume approximately 30–40 times daily, producing over 170 liters of ultrafiltrate per day. About 99% of this is reabsorbed along the nephron. The proximal tubule, responsible for reabsorbing 60–70% of filtered water and sodium, represents a key physiological hub for fluid-electrolyte balance and is the primary site of SGLT2i action [23, 24].

Initially developed for type 2 diabetes mellitus, SGLT2i exert their natriuretic effects through dual inhibition of the sodium-glucose cotransporter SGLT2 and the sodium-hydrogen exchanger NHE3, both located in the S1-S2 segment of the proximal tubule [23, 25]. This dual mechanism reduces reabsorption of sodium, glucose, and water, producing an osmotic effect that increases diuresis and natriuresis, leading to modest reductions in plasma volume and blood pressure [26].

However, despite blocking up to 20-25% of proximal sodium reabsorption, the clinical impact on volume status is modest and self-limiting. This is attributable to the distal nephron’s substantial capacity – particularly the thick ascending limb of the loop of Henle, distal tubule, and collecting duct – to activate compensatory sodium and water reabsorption mechanisms [27]. These adaptations occur rapidly, effectively preventing marked hypovolemia or dehydration while preserving renal perfusion.

From a hemodynamic perspective, SGLT2i reduce intraglomerular pressure through restoration of tubuloglomerular feedback: increased sodium delivery to the macula densa triggers afferent arteriolar vasoconstriction, thereby reducing glomerular hyperfiltration – a key pathogenic mechanism in diabetic and non-diabetic nephropathies [28, 29]. This effect is entirely distinct from conventional diuretics, such as thiazides or loop diuretics, which produce more marked plasma volume reductions, often associated with symptomatic hypotension, acute kidney injury, RAAS activation, and electrolyte disturbances (hypokalemia, hyponatremia) [10].

Moreover, unlike traditional diuretics, the natriuretic effect of SGLT2i diminishes over time, stabilizing at a new physiological set point without chronic sodium or volume loss. This “plateau” aligns with their safety profile, even in elderly or frail patients, and contributes to their excellent tolerability [30].

Overall, SGLT2i provide a modulated and self-regulating diuretic and natriuretic action compatible with renal and systemic hemodynamic protection. This unique pharmacodynamic profile supports their use not only in diabetic patients but also in those with heart failure or chronic kidney disease, regardless of glycemic status, as confirmed by recent clinical trials (EMPA-REG OUTCOME, DAPA-HF, EMPEROR-Reduced, CREDENCE, DAPA-CKD) [2630].

 

Renal function and therapeutic use

Renal function deterioration is one of the main negative prognostic factors in patients with heart failure and is associated with increased risk of mortality, hospitalizations, and functional decline [35]. This condition, known as cardiorenal syndrome, is often exacerbated by chronic, high-dose use of loop diuretics which – although essential for congestion control – can induce renal hypoperfusion, neurohormonal activation, and electrolyte imbalances, further compromising glomerular function [35, 37].

Numerous observational studies and clinical trials have shown a direct correlation between the intensity of diuretic therapy and adverse outcomes, suggesting that diuretics are more a marker of disease severity than a causal determinant, but nonetheless emphasizing the importance of titrating to the lowest effective dose. ESC and ACC/AHA/HFSA guidelines recommend periodic reassessment of diuretic therapy and progressive dose reduction in the setting of clinical stabilization and absence of residual congestion [1, 39].

Unlike conventional diuretics, sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (SGLT2i) have shown a favorable impact on the course of kidney disease and hemodynamic stability, even in patients with advanced renal impairment. Although their action occurs in the proximal tubule, the mechanism is not strictly dependent on glomerular filtration rate (GFR), and clinical efficacy is preserved even at reduced eGFR levels, although the glucose-lowering effect progressively diminishes [41].

Multiple clinical trials (CREDENCE, DAPA-CKD, EMPA-KIDNEY) have demonstrated that SGLT2i significantly slow the progression of chronic kidney disease, reduce the need for dialysis, and lower hospitalization and mortality from cardiovascular and renal causes, with benefits evident even at eGFR values below 30 mL/min/1.73m² [48]. Recent evidence, including the EMPA-KIDNEY trial, supports safe use of SGLT2i down to an eGFR of 20 mL/min/1.73 m², extending therapeutic indications to patients in the pre-dialysis stage [33, 34].

Furthermore, the initial decline in eGFR observed after SGLT2i initiation represents a predictable hemodynamic response, attributable to the reduction in intraglomerular pressure and restoration of tubuloglomerular feedback. This phenomenon, known as the “transient dip,” stabilizes within weeks and does not predict progressive kidney injury; in fact, it is associated with a slower decline in renal function over the long term [34].

Beyond the expected and generally benign “transient dip,” dedicated analyses suggest that an initial eGFR decline >30% may be associated with worsening renal function in vulnerable subgroups. In the supplementary analyses of EMPEROR-Reduced, a >30% dipping was correlated with adverse renal outcomes, highlighting the importance of identifying and monitoring at-risk patients [51]. In EMPA-REG OUTCOME, baseline diuretic use and higher KDIGO risk were predictive of eGFR dip after SGLT2i initiation, although without attenuating the cardio-renal benefits of treatment [52]. In real-world cohorts, loop diuretics were associated with both a more pronounced dipping and worse composite renal outcomes during SGLT2i therapy, whereas RAAS inhibitors retained a favorable association with long-term outcomes [53]. A large-scale analysis further showed that the presence of dipping does not negate the clinical benefits of SGLT2i, but underscores the need to contextualize this phenomenon within the overall frailty profile of each patient [54].
In clinical practice, particularly in frail elderly patients receiving polypharmacy (especially those on loop diuretics), it is prudent to: (i) re-evaluate the overall loop diuretic dose at SGLT2i initiation; (ii) optimize hydration and reassess potentially nephrotoxic or volume-depleting medications; (iii) recheck serum creatinine/eGFR approximately 30 days after initiation (or earlier in the presence of symptoms or hypotension) and subsequently as clinically indicated; (iv) consider loop diuretic down-titration if signs of volume depletion or significant dipping occur. This approach helps balance, in the context of cardiorenal syndrome, the cardiac and renal prognostic axes, prioritizing the net clinical benefit of treatment rather than optimization of a single domain.

Taken together, these findings position SGLT2i as first-line cardiorenal protective agents in the integrated management of heart failure and chronic kidney disease, including patients with reduced renal function, in whom traditional diuretics may be more unstable and potentially iatrogenic.

 

Therapeutic implications in the elderly and in clinical practice

In clinical practice, managing diuretic therapy in frail elderly patients or those with multimorbidity requires particular caution. Chronic, non-individualized use of diuretics is frequently associated with adverse events such as fatigue, reduced exercise tolerance, orthostatic hypotension, and acute kidney injury, especially in individuals with impaired physiological reserve and altered extracellular volume homeostasis [36, 50].

These effects are worsened by common prescribing errors, such as the use of diuretics for peripheral edema secondary to calcium channel blocker therapy (e.g., amlodipine), or for fluid retention induced by neuroactive drugs such as gabapentinoids or antipsychotics. When such interventions are not based on an adequate etiopathogenetic evaluation, they constitute typical examples of a prescribing cascade, i.e., a drug prescribed to treat the adverse effects of another medication without addressing the underlying cause [36, 37]. These situations not only expose patients to further side effects but also compromise quality of life and functional independence.

The introduction of SGLT2i into the treatment of heart failure and chronic kidney disease has significantly modified the therapeutic approach in elderly patients. While they exert a mild but physiological natriuretic and diuretic effect, SGLT2i can interact additively with conventional diuretics, increasing the risk of dehydration, hypotension, electrolyte imbalance, and renal function deterioration, particularly in frail and hypovolemic individuals [2, 34].

For this reason, combined use of SGLT2i and diuretics requires careful clinical and laboratory monitoring, with possible diuretic dose reduction when starting SGLT2i, especially in the presence of concomitant hypotension or renal function decline.

Despite their generally favorable safety profile, SGLT2i are not without risks. Known adverse effects include an increased risk of genital and urinary tract infections, mainly mycotic, particularly in women, and rare cases of euglycemic ketoacidosis, often associated with metabolic stress (e.g., prolonged fasting, infections, surgery) [36, 37]. Some observational studies and meta-analyses have also suggested a possible increased risk of digital amputations (particularly with canagliflozin) [55] and bone fractures, although these data remain debated and not uniformly confirmed [56].

An additional contribution comes from the EMPA-ELDERLY trial [57], a randomized, double-blind, placebo-controlled study conducted in Japan in patients aged ≥ 65 years with type 2 diabetes, with a follow-up of 52 weeks, designed to assess the efficacy and safety of empagliflozin 10 mg in an elderly population. The trial showed that empagliflozin, compared with placebo, reduced HbA₁c (–0.57%, 95% CI –0.78; –0.36) and body weight (–2.37 kg, 95% CI –3.07; –1.68) without significant loss of muscle mass or handgrip strength. No ketoacidosis or severe volume-depletion events occurred, even in participants ≥ 75 years. Although UTIs were not reported as a leading adverse event, “drug-related adverse events” were more frequent with empagliflozin (24.6% vs 9.4%), underscoring the need for careful monitoring of frail older patients, particularly those predisposed to UTIs.

Therefore, the use of SGLT2i in the geriatric population should be considered within a personalized approach, integrated into a deprescribing model and periodic medication review, aimed at reducing inappropriate polypharmacy and optimizing the risk-benefit profile.

 

Heart failure and innovative drugs with diuretic effect

A further consideration concerns the role of angiotensin receptor-neprilysin inhibitors (ARNI), particularly sacubitril/valsartan, in the management of heart failure. Beyond their established prognostic benefits, ARNI exert indirect diuretic and natriuretic effects through augmentation of endogenous natriuretic peptides, which promote vasodilation, natriuresis, and inhibition of maladaptive neurohormonal activation [58, 59]. In clinical practice, these effects can contribute to a reduction in loop diuretic requirements, potentially mitigating diuretic-related adverse events in frail or multimorbid patients [60]. Nevertheless, careful monitoring remains essential, as the concomitant use of ARNI and conventional diuretics may still predispose to hypotension, electrolyte disturbances, and renal dysfunction, especially in the elderly population.

 

Conclusions

Sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors (SGLT2i) represent a major breakthrough in the management of heart failure, both with reduced (HFrEF) and preserved (HFpEF) ejection fraction, due to their multifactorial and integrated mechanism of action. In addition to improving clinical symptoms, these agents are associated with significant reductions in cardiovascular mortality, heart failure hospitalizations, and progression of kidney disease, with benefits extending to non-diabetic patients [2].

Unlike conventional diuretics, which act rapidly but forcefully on sodium-water balance, SGLT2i provide a modulated, physiological diuretic action mediated by osmotic natriuresis in the proximal tubule. This mechanism allows selective reduction of extracellular volume while preserving intravascular volume and maintaining renal perfusion, without activating the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) or the sympathetic nervous system [2, 39, 61].

This approach translates into superior hemodynamic and renal protection, with lower incidence of adverse events such as dehydration, orthostatic hypotension, and renal function deterioration compared to loop diuretics, particularly in elderly and frail patients [17, 62]. In addition, favorable effects on hematocrit and endothelial function suggest potential benefits on microcirculation and tissue oxygenation [5].

SGLT2i should therefore not be regarded as mere “add-on diuretics” but rather as modulators of volume set-point and cardiovascular homeostasis, capable of targeting deep pathophysiological mechanisms such as glomerular hyperfiltration, low-grade chronic inflammation, mitochondrial dysfunction, and insulin resistance [763].

Given the accumulated evidence, early placement of SGLT2i in the integrated therapeutic strategy for heart failure is now recommended by international guidelines, regardless of ejection fraction or diabetes status, making them one of the most revolutionary drug classes in contemporary cardiology and nephrology [1].

 

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Diastolic Dysfunction in CKD: Cause or Effect?

Abstract

Left Ventricular Diastolic Dysfunction (LVDD) describes changes in the heart’s structure and function, leading to impaired ventricular relaxation and increased filling pressures during the diastolic phase of the cardiac cycle.

In the context of isolated LVDD, the left ventricular end-diastolic volume, global contractility, and ejection fraction (EF) are normal, with EF being 50% or higher. However, as filling pressures progressively increase, diastolic dysfunction worsens. LVDD is classified into varying degrees of severity along a continuum that may ultimately lead to heart failure.

The diagnosis of LVDD in its early stages is carried out using echocardiographic criteria, which also help to determine the severity of diastolic dysfunction. The most recent update of echocardiographic criteria includes three categories: normal, indeterminate and diastolic dysfunction, that allow us to define better the CV risk of patients with or without CKD.

The prevalence of left ventricular diastolic dysfunction (LVDD) increases among the elderly, as well as in populations with hypertension and diabetes, which heightens their cardiovascular risk. Additionally, these conditions are frequently linked to chronic kidney disease (CKD). Although LVDD and CKD share a common pathogenic pattern, the relationship between the two conditions is not yet well understood.

Key words: LVDD, CKD, diastolic dysfunction, heart failure

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Introduzione

La disfunzione diastolica del ventricolo sinistro (Left Ventricular Diastolic Dysfunction, LVDD) è definita come un insieme di alterazioni morfostrutturali, che comportano un incremento della rigidità del ventricolo sinistro con conseguente alterato rilasciamento ventricolare e aumento delle pressioni di riempimento durante la fase diastolica del ciclo cardiaco. Nelle forme di disfunzione diastolica isolata, il volume telediastolico del ventricolo sinistro, la contrattilità globale e la frazione di eiezione (FE) sono normali (FE ≥ 50%). Il progressivo aumento delle pressioni di riempimento peggiora la disfunzione diastolica, classificabile in diversi gradi di severità, in un continuum evolutivo che può esitare nello scompenso cardiaco [1, 2]. La diagnosi di LVDD sin dalle fasi iniziali è eseguita mediante criteri ecocardiografici che permettono anche di stabilire il grado di disfunzione diastolica (Figura 1) [3, 4].

La prevalenza di LVDD aumenta nella popolazione anziana, ipertesa e diabetica, incrementando il rischio cardiovascolare di questi pazienti [57]; d’altra parte, questi fattori sono anche spesso associati alla malattia renale cronica (CKD) [8].  La presenza di tali fattori di rischio in comune è causa di un’aumentata prevalenza di LVDD in CKD [9, 10]. Tuttavia, la relazione esistente tra LVDD e CKD non è ancora ben documentata.

In questa rassegna rappresenteremo in breve la fisiopatologia della disfunzione diastolica e le possibili interrelazioni tra LVDD e CKD.

Confronto della diagnosi e classificazione della disfunzione diastolica del ventricolo sinistro
Figura 1. Confronto della diagnosi e classificazione della disfunzione diastolica del ventricolo sinistro secondo le linee guida dell’American Society of Echocardiography (ASE) 2009 e loro successivo aggiornamento ASE 2016.

 

Fisiologia della diastole

Per la corretta comprensione della LVDD è utile ricordare la fisiologia del ciclo cardiaco nella fase diastolica. Durante la diastole si determina un rilasciamento ventricolare e una distensione delle fibre muscolari che permettono il riempimento ventricolare e la conseguente contrazione del ventricolo sinistro nella successiva fase sistolica del ciclo cardiaco. Nella fase iniziale della diastole le pressioni nel ventricolo sinistro si riducono rapidamente con la chiusura della valvola aortica fino all’apertura della mitrale (rilasciamento isovolumetrico). Successivamente con il riempimento ventricolare si identificano tre fasi: riempimento rapido, diastasi e una fase finale coincidente con la sistole atriale.  A livello dell’atrio sinistro, durante la prima fase della diastole fino all’apertura della mitrale l’atrio è una camera chiusa, con l’apertura della mitrale si svuota e si contrae poco prima della sistole ventricolare. Pertanto, la pressione atriale sinistra durante la diastole presenta due curve: la curva W durante il rilasciamento isovolumetrico del ventricolo sinistro e la seconda curva A corrispondente alla sistole atriale. Ciascuna di queste fasi disegna un’onda rilevabile con ecocardiogramma [3, 4].

Diagnosi di disfunzione diastolica con preservata frazione d’eiezione

La diagnosi di LVDD è basata sulla valutazione ecocardiografica delle onde di riempimento atriale e ventricolare. I parametri ecocardiografici da valutare per la diagnosi di LVDD sono:

  • volume atriale sinistro indicizzato (LAVi)
  • velocità dell’onda E (riempimento diastolico precoce)
  • velocità dell’onda A (riempimento diastolico tardivo)
  • rapporto E/A (indice dell’aumento della pressione atriale)

che sono valutati con doppler pulsato a livello della valvola mitralica;

  • il rigurgito tricuspidale (TR) valutato con doppler continuo a livello della valvola tricuspidale (indice di elevati pressioni di riempimento diastolico)
  • onda e’ (indice del rilassamento diastolico del ventricolo sinistro) valutata con doppler tissutale a livello dell’anulus mitralico [3, 4]
  • rapporto E/e’ (indice delle pressioni di riempimento diastolico).

Nella Figura 1 è illustrato l’algoritmo diagnostico per la diagnosi di LVDD secondo i criteri dell’American Society of Echocardiography (ASE) 2009 [3] e secondo i più aggiornati criteri ASE 2016 [4].

Nel dettaglio, secondo i criteri ASE 2016, il rapporto E/e’, onda e’ settale e laterale, il diametro atriale (LAVi) e la velocità TR e il successivo incrocio con i parametri LAVi, ed onda E permettono di valutare l’incremento delle pressioni di riempimento diastolico.  La LVDD è classificata in tre gruppi a seconda del numero di alterazioni presenti: “normale”, < 2 criteri presenti, “disfunzione diastolica” se >2 criteri presenti e un terzo gruppo denominato “indeterminato” se sono presenti solo due criteri (Figura 1).

 

Prevalenza di LVDD in CKD

La quasi totalità degli studi di prevalenza di LVDD in CKD è attualmente basata sui criteri ASE 2009 che mostrano una percentuale tra 54% e 71% [9, 10]. Tuttavia, l’introduzione dei nuovi criteri ASE 2016 ha determinato una significativa riduzione della prevalenza di LVDD conseguente al miglioramento dell’accuratezza diagnostica e all’introduzione di un’entità nosologica, in cui la diagnosi di LVDD non è determinabile (“indeterminate”, vedi Figura 1).  Infatti, recenti studi nella popolazione generale hanno evidenziato una variazione significativa della prevalenza di LVDD da circa il 40% (ASE 2009) a circa il 5% (ASE 2016) [1113].

Nei pazienti affetti da CKD la prevalenza di LVDD è più elevata rispetto alla popolazione generale: lo studio CASCADE riportava una prevalenza di LVDD in pazienti con CKD stadio 3-4 del 66% [9] e lo studio CRIC del 71% [10]. Tuttavia, in entrambi gli studi erano stati impiegati i criteri ASE 2009 con una conseguente possibile sovrastima della diagnosi di LVDD.

Il nostro gruppo di lavoro ha pertanto valutato la prevalenza di LVDD secondo i criteri 2009 e 2016 in una coorte di 140 pazienti con CKD stadio 1-5 [14]. Usando i criteri 2009 si rilevava una prevalenza di LVDD del 62,1% simile a quelle degli studi precedenti [9, 10]. Con l’impiego dei criteri 2016 la prevalenza di LVDD si riduceva al 22,9%, mentre il 45,7% dei pazienti veniva classificato come “indeterminato”. Come illustrato in Figura 2, la prevalenza incrementava in maniera significativa passando dagli stadi più precoci di CKD a quelli più avanzati.  In questo studio, l’analisi logistica mostrava che i principali fattori associati con LVDD nei pazienti con CKD erano l’età avanzata, la riduzione del GFR e l’incremento della pressione arteriosa notturna [14].

Prevalenza dei pattern di disfunzione diastolica del ventricolo sinistro
Figura 2. Prevalenza dei pattern di disfunzione diastolica del ventricolo sinistro secondo le nuove linee guida dell’American Society of Echocardiography (ASE) 2016 negli stadi di CKD stadio 1-5.

 

Etiologia di LVDD in CKD

La malattia renale cronica e quella cardiaca sono strettamente intrecciate tra di loro, configurando la cosiddetta sindrome cardio-renale.  La CKD è infatti più prevalente in età avanzata ed è spesso associata a diabete mellito e pregressi eventi cardiovascolari, fattori che possono essere di per sé associati a un aumentato rischio di LVDD [1, 2].  Inoltre, la riduzione della funzione renale determina un aumento della pressione arteriosa sistemica, correlata a espansione del volume extracellulare e incremento dell’attivazione del sistema renina angiotensina aldosterone (RAAS) che giocano un ruolo determinante nell’alterazione della geometria cardiaca [15].

Inoltre, l’infiammazione cronica legata alla CKD comporta diverse alterazioni mediante disfunzione endoteliale, alterato rilascio di ossido nitrico (NO) e attivazione anomala del RAAS [16].

Altri fattori, come l’osteopontina e il FGF-23, che sono generalmente associati alla CKD, sembrano avere un ruolo nella LVDD: studi sperimentali mostrano che elevati livelli di osteopontina [17] e di FGF-23 [18] promuovono la disfunzione diastolica.  In particolare, FGF-23 potrebbe indurre fibrosi del tessuto cardiaco attraverso l’attivazione di specifici recettori (FGFR-4), attraverso un meccanismo indipendente da α-Klotho [18].

L’insieme di queste alterazioni rendono di complessa definizione l’interazione tra LVDD e CKD.

 

LVDD e progressione renale

Il nesso causa-effetto tra LVDD e CKD sembra essere bilaterale. Se da un lato, come precedentemente descritto, è possibile ipotizzare che la CKD sia da considerare un fattore di rischio per la LVDD, dall’altro lato la presenza di LVDD potrebbe essere di per sé un fattore di rischio per la progressione della CKD [14].

Alcuni studi osservazionali hanno infatti mostrato una relazione tra i singoli parametri ecocardiografici della disfunzione diastolica e la progressione della CKD. In particolare, il rapporto E/e’ e il volume atriale sinistro si correlavano a una maggiore progressione della CKD e ad una maggiore necessità di trattamento dialitico [1921].

In un recente studio longitudinale di Borrelli et al. abbiamo valutato la progressione renale in 140 pazienti con CKD stadio 1-5 seguiti per 4,6 anni (per un totale di 1702 misurazioni di GFR) che avevano eseguito ecocardiografia in basale per la valutazione della presenza di disfunzione diastolica. L’analisi longitudinale dimostrava che la LVDD si associava a una più rapida caduta del filtrato glomerulare rispetto alla popolazione con funzione diastolica normale (-2,12 mL/min/m2 versus –1,14mL/min/1,73m2) e a una maggiore incidenza di outcome renali (13.8/100 pts/year in LVDD vs 3,5/100 pts/year nel gruppo senza LVDD) [14].

Sebbene la natura osservazionale non permetta di stabilire un nesso causale tra LVDD ed il più rapido peggioramento della malattia renale, i nostri risultati suggeriscono che la LVDD possa intervenire come fattore causale della progressione renale. Questa ipotesi trova conferma in uno studio sperimentale che mostra che in topi nefrectomizzati la disfunzione cardiaca compariva prima dell’insorgenza della disfunzione renale, dell’ipertensione arteriosa e dell’ipervolemia suggerendo un possibile ruolo dell’infiammazione [22].

Inoltre, nei pazienti che in accordo con le linee guida ASE 2016 risultavano “indeterminati” si osservava un declino del GFR che era intermedio tra il gruppo con LVDD franca e quello senza LVDD. La presenza di questo “gradiente biologico” può rappresentare un’ulteriore prova della presenza di un nesso causale tra LVDD e progressione CKD [23].  Infine, l’analisi dei singoli parametri ecocardiografici utili alla diagnosi della LVDD mostrava che l’onda e’ era quella maggiormente associata con uno stadio più avanzato di CKD e ad una sua più rapida progressione. Questo dato è interessante perché la riduzione della velocità dell’onda e’ è il parametro ecocardiografico che risente meno dell’espansione del volume extracellulare ed è invece correlato ad un’alterazione del rilasciamento ventricolare suggerendo quindi che la LVDD compaia più precocemente del sovraccarico di volume e possa essere responsabile della progressione della malattia renale [24].

La relazione tra LVDD e progressione renale è stata in parte confermata da una recente analisi dello studio coreano KNOW-CKD in 2238 pazienti affetti da CKD che ha mostrato un aumento del rischio di eventi renali nei pazienti con aumentato rapporto E/e’ [25].

Tuttavia, studi su popolazioni più ampie e con più lungo follow-up sono necessari per meglio studiare l’evoluzione fisiopatologica della sindrome cardio-renale, chiarendo quale sia la condizione (cardiaca o renale) che per prima determini la progressione dell’altra.

 

Conclusioni

La diagnosi di LVDD mediante criteri ASE 2016 permette di rilevare un’evidente disfunzione diastolica in circa un quarto dei pazienti affetti da CKD, che è inferiore rispetto alle precedenti valutazioni eseguite con criteri ASE 2009. La prevalenza di LVDD aumenta negli stadi più avanzati di CKD, ma la relazione tra CKD e LVDD è complessa data la condivisione di fattori patogenetici (età avanzata, ipertensione notturna, diabete). Di particolare interesse, una recente valutazione osservazionale mostra che pazienti con LVDD presentano un più rapido declino del GFR (- 2,16 ml/min/1,73 m2) rispetto al gruppo intermedio (- 1,5 ml/min/1,73 m2) e al gruppo normale (-1,09 ml/min/1,73 m2).  Studi disegnati ad hoc sono necessari per valutare l’interrelazione tra LVDD e CKD.

 

Bibliografia

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New Treatment Strategies in Patients with Heart Failure with Reduced Ejection Fraction: Beyond Neurohormonal Inhibition

Abstract

Patients affected by heart failure (HF) with reduced ejection fraction (HFrEF) are prone to experience episodes of worsening symptoms and signs despite continued therapy, termed “worsening heart failure” (WHF). Although guideline-directed medical therapy is well established, worsening of chronic heart failure accounts for almost 50% of all hospital admissions for HF with consequent higher risk of death and hospitalization than patients with “stable” HF. New drugs are emerging as cornerstones to reduce residual risk of both cardiovascular mortality and readmission for heart failure.
The following review will debate about emerging definition of WHF in light of the recent clinical consensus released by the Heart Failure Association (HFA) of the European Society of Cardiology (ESC) and the new therapeutic strategies in cardiorenal patients.

Keywords: Heart Failure, Worsening Heart Failure (WHF), Cardiorenal Syndrome, Vericiguat

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Introduzione

Lo scompenso cardiaco (HF) rappresenta, allo stato attuale, una condizione morbosa tra le più incidenti e prevalenti nel mondo occidentale e non solo e la cui pericolosità non risiede solamente nel suo carattere progressivo e degenerativo, bensì nella sua capacità di andare incontro a episodi di riacutizzazione (WHF, worsening heart failure) sempre più severi e impattanti sull’outcome dei pazienti [1].

I pazienti affetti da scompenso cardiaco con ridotta frazione d’eiezione (HFrEF), più in particolare, rappresentano sostanzialmente il 50% di tutta la popolazione di pazienti affetti da HF [2].

È, inoltre, noto come gli ultimi 10-15 anni siano stati caratterizzati da tutta una serie di cambiamenti in termini di linee guida e di gestione del trattamento dello scompenso: beta bloccanti (BB), inibitori dell’enzima di conversione dell’angiotensina (ACEi), associazione antagonisti recettoriali dell’angiotensina II/inibitori della neprilisina (ARNI), antagonisti recettoriali dei mineralcorticoidi (MRAs) e inibitori del cotrasportatore sodio/glucosio di tipo 2 (SGLT2i) sono tutti farmaci che hanno cambiato la storia e il decorso clinico dei pazienti affetti da HF.

Sodium balance and peritoneal ultrafiltration in refractory heart failure

Abstract

About 5% of patients with heart failure (HF) reach the end-stage of disease, becoming refractory to therapy. The clinical course of end-stage HF is characterized by repeated hospitalizations, severe symptoms, and poor quality of life. Peritoneal ultrafiltration (PUF), removing water and sodium (Na+), can benefit patients with end-stage HF. However, effects on fluid and electrolyte removal have not been fully characterized.

In this pilot study in patients with chronic HF and moderate chronic renal failure, we evaluated the effects of water and sodium removal through PUF on ventricular remodeling, re-hospitalization, and quality of life.

Patients with end-stage HF (NYHA class IV, ≥3 HF hospitalization/year despite optimal therapy), not eligible for heart transplantation underwent peritoneal catheter positioning and began a single-day exchange with icodextrin at night (n=6), or 1-2 daily exchanges with hypertonic solution (3.86%) for 2 hours with 1.5-2 L fill volume (n=3).

At baseline, average ultrafiltration was 500±200 ml with icodextrin, and 700±100 ml with hypertonic solution. Peritoneal excretion of Na+ was greater with icodextrin (68±4 mEq/exchange) compared to hypertonic solution (45±19 mEq/exchange).

After a median 12-month follow-up, rehospitalizations decreased, while NYHA class and quality of life (by Minnesota Living with HF questionnaire), improved.

In end-stage HF patients, PUF reduced re-hospitalization and improved quality of life. It can be an additional treatment to control volume and sodium balance.

Keywords: Peritoneal ultrafiltration, heart failure, sodium balance, renal failure

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Introduzione

Lo scompenso cardiaco ha una elevata prevalenza nel mondo, colpendo 26 milioni di persone [1], con tassi in aumento con l’invecchiamento della popolazione [2]. L’insufficienza cardiaca cronica è caratterizzata da un progressivo deterioramento clinico, con ricoveri ripetuti e un’elevata mortalità [3], oltre a scarsa qualità della vita [46].

La progressione dell’insufficienza cardiaca, nonostante la terapia ottimale, può condurre allo stadio terminale della malattia, caratterizzato da sintomi gravi (New York Health Association – NYHA classe III-IV), evidenza di importante disfunzione sistolica e/o diastolica, ritenzione idrica e/o ipoperfusione periferica, riduzione della capacità funzionale, frequenti ricoveri per SC [7]. Inoltre, molti di questi pazienti non sono idonei per procedure invasive, quali l’impianto di devices o il trapianto di cuore, a causa dell’età o delle comorbidità.

La ridotta gittata cardiaca porta a una ridotta perfusione renale, con conseguente attivazione del sistema nervoso simpatico e dell’asse renina-angiotensina-aldosterone; a lungo termine, il conseguente riassorbimento a livello renale di acqua e sodio, atto a preservare la velocità di filtrazione glomerulare (GFR), può essere dannoso sia a livello cardiaco sia a livello renale [89].

In questo stadio dell’insufficienza cardiaca, le condizioni cliniche possono essere ulteriormente aggravate da episodi di sovraccarico di fluidi non responsive alla terapia diuretica. Le metodiche di ultrafiltrazione attuabili durante la degenza ospedaliera (emodialisi, emodiafiltrazione, SLED, CRRT) si sono dimostrate efficaci in questo contesto [10]. È interessante notare che l’ultrafiltrazione peritoneale (PUF), a differenza di questi trattamenti, può essere eseguita anche a casa e può essere una valida opzione per i pazienti con SC cronico e sovraccarico di volume refrattario [11]. La PUF si basa sull’utilizzo di soluzioni specifiche per la dialisi peritoneale, in grado di indurre ultrafiltrazione transperitoneale, rimuovendo così acqua e sodio ed ottenendo una efficace riduzione dalla congestione refrattaria [1118]. Gli studi eseguiti in precedenza avevano come limite quello di non avere studiato la quantità di acqua e sodio rimossi con le diverse soluzioni di dialisi peritoneale (icodestrina e soluzione ipertonica). Nel nostro lavoro, abbiamo inoltre studiato come si modificavano nel tempo, dopo l’inizio del trattamento con la PUF, la funzione cardiaca, il rimodellamento del ventricolo sinistro e le riospedalizzazioni, aspetti valutati anche in studi precedenti. Inoltre, abbiamo osservato come è cambiata la qualità della vita, utilizzando il questionario semplificato Minnesota Living with Heart Failure, aspetto che, a nostro avviso, non era stato studiato in precedenza.

Lo scopo di questo studio era pertanto di valutare gli effetti della PUF sul rimodellamento ventricolare, sui ricoveri e sulla qualità della vita, in pazienti con SC cronico senza malattia renale allo stadio terminale (ESRD). In particolare, si è voluto valutare la quantità di acqua e sodio rimossi attraverso l’ultrafiltrazione peritoneale, un aspetto importante per un migliore controllo dei volumi.

 

Metodi

Tra il gennaio 2016 e l’agosto 2018 è stato condotto uno studio esplorativo pilota monocentrico, durante il quale sono stati arruolati pazienti con SC cronico (classe NYHA IV) trattati con ultrafiltrazione peritoneale.

I criteri di inclusione dello studio erano:

  • SC grave (classe NYHA IV) refrattario alla terapia ottimale (terapia farmacologica massimale, dispositivi impiantabili – ICD o CRT– quando indicato, rivascolarizzazione in caso di malattia coronarica, correzione chirurgica della cardiopatia valvolare);
  • non idoneità al trapianto cardiaco;
  • almeno tre ricoveri all’anno per SC negli ultimi due anni;
  • ridotta funzionalità renale (sono stati inclusi i pazienti con insufficienza renale allo stadio IV; sono stati esclusi i pazienti con insufficienza renale allo stadio V che richiedevano una terapia renale sostitutiva).

I criteri di esclusione erano: rifiuto del paziente al posizionamento del catetere peritoneale, presenza di endocardite infettiva o tumore maligno avanzato.

Tutti i pazienti hanno dato il consenso informato scritto a partecipare allo studio. Il protocollo è stato approvato dal Comitato Etico locale della nostra struttura (IRCCS Multimedica).

Durante il ricovero in ospedale, il compenso cardiocircolatorio veniva ripristinato mediante terapia diuretica e vasodilatatori. I pazienti idonei alla PUF sono stati sottoposti ad un’accurata valutazione clinica, che includeva la registrazione del ​​numero di ricoveri per SC avvenuti nell’anno precedente e le caratteristiche cliniche di base (inclusa la terapia farmacologica in corso). È stato eseguito anche un ecocardiogramma 2D standard.

Protocollo PUF

Dopo aver ottenuto il consenso informato del paziente, è stato posizionato chirurgicamente un catetere peritoneale di Tenckhoff a doppia cuffia. Dopo un adeguato periodo di addestramento, i pazienti hanno avviato il trattamento con PUF mediante un monoscambio giornaliero con icodestrina notturna (Extraneal 7,5%, Baxter, USA); i pazienti resistenti all’icodestrina, o che presentavano una grave iponatriemia, venivano sottoposti a uno/due scambi giornalieri con soluzione ipertonica (Pysioneal 3,86%, Baxter, USA) per due ore, con un volume di carico di 1500-2000 ml; la composizione della soluzione ipertonica era: glucosio 38 g/L, Na+ 132 mmol/L, K+ 0 mmol/L, HCO3- 25 mmol/L, lattato 15 mmol/L, pH 7,4, Ca++ 1,25 mmol/L.

L’icodestrina veniva utilizzata come prima scelta per la sua capacità di ultrafiltrazione più lenta e fisiologica rispetto alla soluzione ipertonica. Per questo motivo, abbiamo utilizzato lo scambio con soluzione ipertonica nei pazienti resistenti all’icodestrina e che avevano una grave iponatriemia.

I pazienti sono stati dimessi pochi giorni dopo il posizionamento del catetere peritoneale in uno stato di buon compenso cardiocircolatorio. I pazienti e/o i caregiver sono stati addestrati nelle settimane successive.

I pazienti venivano quindi valutati mensilmente attraverso una visita cardio-nefrologica presso la nostra clinica, durante la quale venivano valutati peso corporeo, pressione sanguigna (BP), frequenza cardiaca (FC), diuresi e ultrafiltrazione peritoneale media (misurata dal paziente o dal caregiver). Mensilmente venivano controllati i seguenti esami di laboratorio: emocromo completo, urea, creatinina, elettroliti sierici, sodio e potassio urinari, urea e creatinina urinarie, velocità di filtrazione glomerulare misurata (GFR), sodio (Na+) e potassio (K+) sul liquido di scarico peritoneale. Inoltre, ogni tre mesi venivano controllati albumina sierica, proteine ​​totali e BNP. La funzione renale residua e l’escrezione di sodio urinario sono state valutate mediante raccolta urine delle 24 ore. L’escrezione di sodio peritoneale è stata valutata sottraendo la quantità IN alla quantità OUT di sodio nel liquido peritoneale. Il sodio peritoneale OUT è stato calcolato moltiplicando il valore di sodio (mEq/L) misurato nel liquido di scarico peritoneale per il volume di ultrafiltrato peritoneale.

Inoltre, dopo 6 e 12 mesi dall’inizio della PUF, sono stati valutati la classe NYHA, i giorni di ricovero e gli eventi avversi correlati al trattamento. L’ecocardiogramma è stato ripetuto dopo 12 mesi. L’imaging ecocardiografico bidimensionale M-mode, pulsed-wave Doppler e tissue Doppler è stato ottenuto nelle posizioni precordiali standard e seguendo le raccomandazioni per le misurazioni M-mode standard.

Al basale e dopo 12 mesi dall’inizio della PUF, la qualità della vita è stata valutata mediante il questionario Minnesota Living with Heart Failure.

Dopo l’inizio della PUF, i pazienti hanno seguito una dieta a basso contenuto di sodio (massimo 2 g di sodio al giorno).

Analisi Statistica

Tutti i dati sono presentati come media ± deviazione standard e percentuali, a seconda dei casi. I tassi di ospedalizzazione sono stati calcolati in giorni all’anno.

Le variabili continue sono riassunte come media e deviazione standard e confrontate tra il basale e dopo 12 mesi mediante Wilcoxon signed rank test non parametrico per dati appaiati. Le variabili categoriche sono presentate come frequenze e percentuali e confrontate tra i gruppi mediante il Fisher exact test.

La significatività statistica è definita come p-value <0,05. Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando il software SAS (SAS versione 9.4).

 

Risultati

Nella Tabella 1 sono riportate le caratteristiche cliniche dei pazienti arruolati. Tra il gennaio 2016 e l’agosto 2018, abbiamo reclutato 9 pazienti (5 uomini, 4 donne); l’età media era di 70±8 anni. La causa più frequente di cardiopatia era rappresentata dalla cardiopatia ischemica (55,6%). Durante il follow-up non sono state evidenziate differenze nella terapia farmacologica, in particolare per quanto riguarda agenti inotropi, beta-bloccanti, ACE-inibitori o ARB. Dopo sei mesi di follow-up si è assistito al decesso di un paziente per ictus.

Uomini 5 pazienti, 55.5%
Donne 4 pazienti, 45.5%
Età (media ± deviazione standard) 70 ± 8 anni
Diabete 5 pazienti, 55.5%
Tipo di cardiopatia
Ischemica 5 pazienti, 55.6%
Valvolare 4 pazienti, 44.4
ICD o CRTD 7 pazienti, 77.8%
Tabella 1: Caratteristiche della popolazione in esame.

Nella Tabella 2 sono riportati gli esami ematochimici e urinari al basale e dopo 12 mesi di follow-up. Durante il follow-up il peso corporeo dei pazienti tendeva a rimanere stabile, mentre il GFR e l’escrezione urinaria di sodio tendevano a diminuire; la posologia della terapia diuretica con furosemide aumentava progressivamente, come atteso.

Baseline

(media ± SD)

T12 mesi

(media ± SD)

P
Peso corporeo (Kg) 66.3 ± 9.3 67 ± 8.1 0.78
Diuresi (ml/24 h) 1406 ± 448 1408 ± 580 1
Urea (mg/dl) 76 ± 40 82 ± 23 0.35
Creatinina (mg/dl) 1.73 ± 0.8 1.94 ± 0.95 0.78
GFR (ml/min) 26 ± 12 21.9 ± 15.3 0.59
Hb (g/dl) 11.6 ± 1.7 12.9 ± 1.7 0.26
Na+ (mmol/L) 135 ± 5 140 ± 4 0.10
K+ (mmol/L) 4.5 ± 0.3 4.46 ± 0.4 0.84
HCO3- (mmol/L) 25.6 ± 2.8 29 ± 1.3 0.023
Na+ urinario (mEq/24h) 122 ± 67 76 ± 45 0.28
K+ urinario (mEq/24h) 43 ± 24 21 ± 14 0.17
Albumina (g/dl) 3.76 ± 0.38 3.53 ± 0.4 0.44
Glicemia (mg/dl) 129 ± 42 141 ± 31 0.60
BNP (pg/ml) 686 ± 627 4448± 959 0.74
Tabella 2: Esami ematochimici ed urinari.

La Tabella 3 mostra la quantità di acqua e sodio rimossi mediante l’ultrafiltrazione peritoneale al basale, considerando separatamente i pazienti trattati con icodestrina e soluzione ipertonica. Al basale 6 pazienti erano trattati con uno scambio giornaliero con icodestrina notturna e 3 pazienti con uno/due scambi giornalieri con soluzione ipertonica. L’escrezione di sodio peritoneale era maggiore con l’icodestrina; il volume di ultrafiltrazione peritoneale invece era maggiore con la soluzione ipertonica.

La Tabella 4 mostra i parametri ecocardiografici al basale e dopo 12 mesi di follow-up. Non sono emerse differenze significative sui parametri di rimodellamento ventricolare; in particolare non vi erano differenze nel volume sistolico e diastolico del ventricolo sinistro. Anche la frazione di eiezione non è cambiata in modo significativo durante il follow-up. Il BNP tendeva a diminuire dopo 12 mesi.

Icodestrina

(media)

Soluzione ipertonica 3.86%

(media)

Pazienti (n°, %) 6, 67 3, 33
Volume out (ml) 533 600
Na+ escreto con la PUF (mEq) 68 45
Na+ urinario (mEq/24h) 102 162
Tabella 3: Caratteristiche del trattamento di ultrafiltrazione peritoneale al basale.

Al basale, tutti i pazienti tranne uno erano in classe NYHA IV (Tabella 4); a 12 mesi di follow-up, abbiamo osservato una riduzione della classe NYHA. Durante il follow-up si è anche registrata una riduzione dei giorni di ricovero, da 49 ± 24 giorni/anno prima dell’arruolamento, a 13 ± 11 giorni/anno. Anche la qualità della vita è migliorata, da 74 ± 12 al basale, a 41 ± 23 alla fine del follow-up. La qualità della vita è stata valutata dal questionario Minnesota Living with Heart Failure che esplora diversi domini valutando la presenza di dispnea, edema, ortopnea e considerando come lo scompenso cardiaco influenzi le attività quotidiane come l’igiene personale, l’attività lavorativa, le relazioni personali.

Durante il follow-up non sono stati registrati eventi avversi correlati al trattamento con ultrafiltrazione peritoneale.

Baseline

(media±SD)

T12 mesi

(media±SD)

P
Ecocardiogramma
FE (%) 30 ± 13 29 ± 7 0.86
PAPS (mmHg) 57 ± 13 59 ± 17 0.83
End diastolic diameter (mm) 66 ± 11 46 ± 28 0.59
Setto interventricolare (mm) 11 ± 1 9 ± 1 0.07
PW (media mm ± SD) 9 ± 1 10 ± 1 0.26
Volume diastolico VS (ml) 182 ± 66 147 ± 42 0.47
Volume sistolico VS (ml) 124 ± 86 106 ± 41 1.0
Diametro atrio sinistro (mm) 57 ± 8 48 ± 1 0.04
Terapia farmacologica
Agenti inotropi 1 paziente, 11,1% 1 paziente, 11,1% 1.00
Beta bloccanti 7 pazienti, 77,8% 4 pazienti, 44,4% 1.00
ACE-I / ARBs 2 pazienti, 22,2% 0 0.48
Furosemide (mg/die) 168 ± 120 204 ± 95 0.50
Antialdosteronici mg/die 75 ± 58 46 ± 29

 

0.30
Classe NYHA 4 ± 0 3.2 ± 0.4 0.01
Giorni di ospedalizzazione (n°/anno) 49 ± 24 13 ± 11 0.007
Qualità della vita (MLHF) 74 ± 12 41 ± 23 0.02
Tabella 4: Parametri ecocardiografici, terapia farmacologica, classe NYHA, giorni di ospedalizzazione e qualità della vita.

 

Discussione

Diversi studi [12, 13] hanno precedentemente riportato i benefici dell’ultrafiltrazione peritoneale nello scompenso cardiaco refrattario come trattamento aggiuntivo per il controllo dei volumi e del bilancio di sodio. In questo studio, abbiamo voluto concentrarci sugli effetti delle diverse soluzioni di dialisi peritoneale sull’ultrafiltrazione e sull’escrezione del sodio, quindi esplorare i possibili benefici a lungo termine di questa terapia.

Nei nostri pazienti abbiamo utilizzato due diverse soluzioni per dialisi peritoneale: icodestrina (Extraneal 7,5%, Baxter, USA) e ipertonica (Pysioneal 3,86%, Baxter, USA).

Come noto dalla fisiopatologia [20, 21], l’icodestrina è un polimero del glucosio che agisce attraverso un meccanismo colloido-osmotico; i pori coinvolti sulla membrana peritoneale sono i piccoli pori con il passaggio di acqua e sodio. L’icodestrina ha un meccanismo più lento che richiede un tempo di sosta più lungo. La soluzione ipertonica utilizza invece un meccanismo di ultrafiltrazione cristalloido-osmotico che utilizza i pori ultrapiccoli con passaggio di acqua priva di soluti, attraverso un tempo di sosta più breve.

Nella nostra esperienza, analizzando la capacità ultrafiltrativa delle due soluzioni e l’escrezione peritoneale di sodio, è stato confermato il maggiore potere di ultrafiltrazione della soluzione ipertonica, con una minore escrezione di sodio rispetto all’icodestrina. Abbiamo considerato solo l’aspetto ultrafiltrativo del singolo scambio giornaliero, non quello depurativo, in presenza di pazienti con malattia renale cronica stadio III-IV secondo le linee guida KDOQI [22].

L’icodestrina dovrebbe essere utilizzata preferibilmente in quanto ha una capacità di ultrafiltrazione più lenta e fisiologica [21]. Abbiamo utilizzato il monoscambio giornaliero con soluzione ipertonica nei pazienti resistenti all’icodestrina e che avevano una grave iponatriemia diluizionale. La soluzione ipertonica è infatti meno fisiologica e crea un danno osmotico sulla membrana peritoneale a causa delle sue elevate concentrazioni di glucosio.

Durante il follow-up abbiamo osservato un notevole miglioramento della classe NYHA, dallo stadio IV allo stadio III a 12 mesi in tutti i pazienti, confermando il miglioramento della sintomatologia cardiaca dopo l’inizio del trattamento con PUF, come riportato in diversi altri lavori [1416].

La riduzione del BNP osservata nel nostro studio appare non significativa ma in linea con i dati riportati in precedenti analisi [15].

Abbiamo osservato una riduzione dei giorni di degenza all’anno, confermando i dati riportati in letteratura [1618]. Inoltre, è stato osservato un miglioramento della qualità della vita valutato dal questionario Minnesota Living with Heart Failure. Questo questionario è ampiamente utilizzato nei pazienti con SC per valutare la riserva funzionale cardiaca e l’impatto dei sintomi sulle attività quotidiane [19].

Per quanto riguarda il rimodellamento ventricolare, non ci sono state variazioni nei volumi e nello spessore del ventricolo sinistro, né nella frazione di eiezione. L’unico parametro che è cambiato, considerando sempre l’esiguo numero di pazienti, è stato il diametro dell’atrio sinistro, che potrebbe essere un marker del volume intravascolare.

Durante il follow-up un paziente è deceduto per complicanze cardiovascolari, nessuno per complicanze legate alla PUF.

Il nostro studio si basa sulla nostra esperienza su un piccolo numero di pazienti considerando la difficoltà di reclutamento e la difficoltà di stabilire un approccio multidisciplinare.

Nella nostra esperienza, la PUF è associata ad un miglioramento della qualità della vita e ad una riduzione dei giorni di ricovero. È preferibile utilizzare l’icodestrina in quanto determina una ultrafiltrazione più lenta e fisiologica. Nei casi resistenti o in presenza di iponatriemia grave è preferibile ricorrere ad un monoscambio giornaliero rapido con soluzione ipertonica. L’ultrafiltrazione peritoneale nell’insufficienza cardiaca può essere un trattamento aggiuntivo nel controllo dei volumi e nel bilancio del sodio.

Abbiamo voluto segnalare l’esperienza positiva del nostro centro nell’uso dell’ultrafiltrazione peritoneale nel controllo dei volumi nello scompenso cardiaco grave. Il maggiore limite dello studio è il ridotto numero di pazienti reclutati. La nostra esperienza vuole quindi essere uno spunto per studi futuri su un target di pazienti più ampio che ci permetta di validare quanto osservato, ovvero il miglioramento della qualità della vita, la riduzione dei giorni di ricovero e il miglioramento della classe NHYA. Inoltre, l’analisi degli effetti delle diverse soluzioni per dialisi peritoneale disponibili per il monoscambio giornaliero nelle cardiopatie gravi, ci danno importanti suggerimenti fisiopatologici per guidarci nella terapia più corretta.

 

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