Hypercapnic Chemosensitivity in Patients with Heart Failure: Relation to Shifts in Type-1 Insulin-Like Growth Factor and Sex Hormone-Binding Globulin Levels

Abstract

In patients suffering from heart failure (HF), autonomic imbalance develops even at early stages along with derangements of cardiopulmonary reflex control and abnormalities in metabolism of several hormones. In 34 men with stable systolic HF, we investigated hypercapnic chemosensitivity (HCS, liter/min·mm Hg) measured using the rebreathing method and defined as the slope of the regression line relating minute ventilation (VE, liter/min) to end­tidal carbon dioxide concentration (PETCO₂ , mm Hg). Serum levels of testosterone, dehydroepiandrosterone sulfate, type­1 insulin­like growth factor (IGF­1), sex hormonebinding globulin (SHBG), estradiol, and cortisol were measured using immunoassays. We found that there were no associations between HCS and clinical variables, applied therapy, and co­morbidities (all P > 0.2). Augmented HCS was accompanied by increased serum SHBG (when expressed in nM, r = 0.43, P < 0.05; when expressed as percentage of the agematched reference values, r = 0.62, P < 0.001) and the reduced serum IGF­1 (when expressed in ng/ml and as percentage of the above­mentioned values, r = –0.49, P < 0.05, and r = = –0.47, P = 0.007, respectively). The HCS was not related to serum levels of all the remaining analyzed hormones (all P > 0.2). Thus, it may be suggested that the hormone stimuli can noticeably modify the reflex mechanisms in cardiorespiratory control in the clinical setting of cardiovascular pathology.

У пацієнтів із серцевою недостатністю (СН) навіть на ранніх стадіях захворювання розвивається автономний дисбаланс паралельно з розладами контролю серцево­судинної системи та відхиленнями метаболізму деяких гормонів від норми. Ми досліджували хемочутливість до гіперкапнії (HCS) у 34 чоловіків із СН, використовуючи метод зворотного дихання. Така чутливість визначалась як нахил лінії регресії при співставленні хвилинного об’єму вентиляції (л/хв) та кінцевої концентрації двооксиду вуглецю (мм рт. ст.). Рівні тестостерону, дигідроепіандростерону сульфату, інсулінподібного фактора росту типу 1 (IGF­1), глобуліну, що зв’язує статеві гормони (SHBG), естрадіолу та кортизолу визначали в сироватці крові, використовуючи імунологічні методики. Як виявилося, зв’язки між рівнем HCS, з одного боку, та клінічними показниками, застосованою терапією та супутніми захворюваннями – з другого, були відсутніми (в усіх випадках P > 0.2). Підвищена HCS супроводжувалася підвищеними рівнями SHBG (для концентрацій у наномолях на 1 л r = 0.43, P < 0.05, а для нормованих значень, наведених щодо певної вікової групи, r = 0.62, P < 0.001) та низькими рівнями IGF­1 (для концентрацій у нанограмах на 1 мл та для наведених нормованих значень r = –0.49, P < 0.05 та r = –0.47, P = 0.007 відповідно). Значення HCS не виявляли будь­яких зв’язків з рівнями всіх досліджених гормонів у сироватці. Це дозволяє думати, що гормональні стимули можуть помітно модифікувати рефлекторні механізми контролю серцево­судинної системи у клінічних випадках її патологій.