Diabetes Mellitus is een enorm veel voorkomende aandoening. Het kan leiden tot hart- en vaatziekten en is daarom een gevaarlijk ziektebeeld. Maar heeft het eigenlijk ook invloed op het ECG? Dat gaan we in dit artikel uitzoeken!

Er zijn in Nederland zo’n 1.1 miljoen mensen met diabetes mellitus (Ref. 1). Hiervan heeft 10% diabetes type 1, 90% diabetes type 2. Beide typen komen vaker voor bij mannen dan bij vrouwen. Wereldwijd zijn er zo’n 422 miljoen mensen met diabetes. Zo’n 1.5 miljoen overlijdens per jaar zijn ten gevolge van diabetes mellitus.

Mensen met diabetes mellitus hebben een hoger risico op het ontwikkelen van zaken als coronairlijden, hartfalen, atriumfibrilleren en CVA (Ref. 3). Daarnaast is diabetes weer een risicofactor voor het ontwikkelen van nierfalen, dat ook weer kan leiden tot hart- en vaatziekten. De totale mortaliteit bij mensen met diabetes is hoger dan bij mensen zonder diabetes.

Er is niet heel erg veel onderzoek gedaan naar het ECG bij diabetes mellitus. Twee grote studies die wel zijn gedaan komen uit 2014 (Ref. 4) en 2021 (Ref. 7).

Isaksen et al, 2014

In de studie van Isaksen et al uit 2014 werden 988 mensen genomen die deelnamen aan de Thousand&2 study, een andere studie over de link tussen diabetes en het hart. Er werd een controlegroep gemaakt van precies even zoveel mensen (988), precies zoveel vrouwen (34%) en dezelfde BMI’s (30),

Er werd op de ECG’s van de twee groepen gekeken naar zaken als hartfrequentie, P-top as en QRS-as, geleidingstijden, R-top progressie en T-top morfologieën zoals vlakke, asymetrische of genotchte T-toppen.

De volgende verschillen tussen de groepen werden gevonden:

  • De gemiddelde hartslag in de diabetesgroep was een stuk hoger (76 versus 67).
  • Afwijkende depolarisatie:
    • R-top in V5 gemiddeld 6mm lager in de diabetesgroep
    • Tragere R-top progressie in de diabetesgroep
    • P-top duur 5 msec korter in de diabetesgroep, QRS duur 3 msec langer
  • Afwijkende repolarisatie:
    • T-top amplitude 1mm lager in de diabetesgroep

Bovenstaande kenmerken waren gelinkt aan de duur dat iemand reeds bekend was met diabetes mellitus. Zo nam de R-top hoogte in V5 af naarmate men langer diabetes heeft. De P-top duur nam af, de PR-interval nam toe. Ook werd er een link gevonden met medicatie: mensen die o.a. Metformine gebruiken hadden gemiddeld een hogere hartslag, kortere QRS en QTc-duur en lagere T-top amplitude.

Harms et al, 2021

De studie van Harms et al had als doel de prevalentie van ECG afwijkingen bij mensen met diabetes mellitus vast te stellen en ook een link te leggen met hart- en vaatziekten. Er werden 8068 mensen uit het ‘Hoorn Diabetes Care System’ bekeken, waarbij de 6494 mensen met een voorgeschiedenis van hart- en vaatziekten nog een aparte subgroep vormden. Er werden ECG’s gemaakt welke werden beoordeeld op verschillende afwijkingen, welke in groepen werden gecodeerd:

  • QS patroon afwijkingen: alle abnormale Q-golven
  • Hartas afwijkingen: linker hartas
  • R-toppen: Hoge R-top amplitudes, o.a. Sokolow-Lyon criteria.
  • ST-segment afwijkingen: ST-depressies of downsloping ST, T-top afwijkingen
  • AV-geleiding afwijkingen: Verlengde PR-interval
  • Ventriculaire geleiding afwijkingen: LBTB, RBTB, iRBTB, IVGS.
  • Aritmieën: Atriumfibrilleren, atriumflutter, extrasystolen

Vervolgens werd er nog onderscheid gemaakt tussen ´minor´ en ´major´ afwijkingen, dus kleine zaken en meer belangrijke of gevaarlijke observaties. Een rechter bundeltakblok werd bijvoorbeeld als minor gezien, een linker bundeltakblok als major afwijking. Waren er tegelijkertijd minor en major afwijkingen, werd het geheel als major geclassificeerd.

Ongeveer een derde van de groep had afwijkingen. 16% minor afwijkingen, 13.1% major afwijkingen. Ventriculaire geleidingsstoornissen (13.9%) en aritmieën (11%) waren het meest voorkomend. Mannen hadden vaker afwijkingen op hun ECG dan vrouwen (17.3% en 15.6% versus 14.4% en 9.9%), en oudere mensen hadden meer afwijkingen dan jonge mensen. Mensen onder de 60 jaar hadden een prevalentie van 8.5% minor en 5.5% major afwijkingen, mensen boven de 80 hadden 24.1% minor en 26.8% major afwijkingen.

Bij de mensen ZONDER cardio-vasculaire voorgeschiedenis was de prevalentie lager: 14.9% minor en 9.1% major afwijkingen. Ook viel op dat mensen met hypertensie veel vaker afwijkingen op hun ECG hadden dan mensen zonder hypertensie.

Diabetes en het linker ventrikel

De bevindingen uit bovenstaande studies zeggen ons iets over veranderingen in de linker ventrikel. Daar hebben zaken als de R-top amplitude en R-top progressie uit de studie van Isaksen et al natuurlijk alles mee te maken. We weten dat diabetes mellitus zaken als linker ventrikelhypertrofie kan veroorzaken (Ref. 8, 9). Je zou daarbij verwachten dat de R-top amplitude toeneemt omdat meer massa normaal gesproken meer elektrische activiteit betekent. Er zijn echter ook studies (Ref. 10) die laten zien dat bij diabetes de linker ventrikel normaliter afneemt, maar dat door remodeling (veranderingen op elektrisch en structureel niveau, denk aan fibrosering en veranderingen op celniveau) er in feite meer volume in een ventrikel met dezelfde massa zit. Dit maakt een groter ventrikel dat niet direct meer elektriciteit genereert en dus zal de R-top amplitude afnemen.

Daarnaast heeft ook het insulinegehalte in het bloed effect (Ref. 11) en worden verschillende ionenkanalen (waardoor de ionen die bij de actiepotentiaal betrokken zijn worden getransporteerd) beïnvloed door insuline (Ref. 12, 13). Dit kan weer zorgen voor geleidingsvertraging waardoor zowel de lagere R-top amplitude als de toename in QRS-duur kunnen worden verklaard.

Diabetische keto-acidose (DKA) en het ECG

Een diabetische keto-acidose (DKA) is een serieuze complicatie van diabetes mellitus. Bij een tekort aan insuline (absoluut of relatief, er kan wel insuline zijn maar simpelweg niet voldoende) en daaropvolgende productie van ketonen en aanwezigheid van catecholaminen en cortisol ontstaat een levensbedreigende situatie.

Er ontstaan elektrolytenstoornissen, vooral hypokaliëmie of hyperkaliëmie. Door braken en slechte intake ontstaat er dehydratie met kaliumverlies. Omdat er een shift van kalium naar extracellulair plaatsvindt vanuit intracellulair, om het plasmaniveau kalium op niveau te houden, presenteert een patiënt zich vaak nog met een normaal kalium. Bij de acidose die ontstaat kan zelfs nog hyperkaliëmie optreden. Echter, intracellulair is er dus doorgaans hypokaliëmie. Dit verhoogt het risico op aritmieën. Daarnaast komen er natuurlijk de nodige ECG kenmerken kijken bij de verstoringen in het kalium

  • Hyperkaliëmie
    • PR-interval verlenging
    • Afname P-top amplitude
    • Toename QRS-duur
    • Toename T-top amplitude
    • AV-blokken
    • Asystolie
Verbrede P-top, verlengde PR-interval, verbreed QRS, spitse T-toppen. Serumkalium 8,9 mmol/L.
  • Hypokaliëmie
    • Afname T-top amplitude
    • T-top inversies
    • ST-depressies
    • Prominente U-golven
    • QTc verlenging
    • Ventriculaire aritmieën (VT, TdP)
Sinusritme met ST-depressies en verlengde QT-tijd, afgevlakte T-toppen en prominente U-golven. Serumkalium 1,5 mmol/l.

De acidose, hét kenmerk van DKA, op zichzelf heeft ook negatieve gevolgen op het hart. De contractiliteit van het hart daalt door een verandering in de calciuminstroom in de myocardcel. Ook de reactie van de filamenten in de spiercel daalt door de acidose (Ref. 13). De vrijgekomen catecholaminen kunnen dit (tijdelijk) weer corrigeren. Acidose kan daarnaast weer aritmie opwekken door het verlagen van de drempelpotentiaal voor een nieuwe actiepotentiaal, waardoor sneller nadepolarisaties en dus getriggerde activiteit kunnen optreden.

Het tweede kenmerk van DKA is natuurlijk hyperglycemie. Er is wat bewijs (niet al te sterk) dat hyperglycemie invloed heeft op de endotheelfunctie in de vaten en daarmee de coronaire perfusie kan benadelen. Ook kan de trombusvorming worden versneld door het ontstaan van oxidatieve stress en verminderde NO-productie, dat weer een factor is bij trombocytenaggregatie.

Al deze zaken zullen op zichzelf staand echt niet voor problemen zorgen. Combineer ze echter, en het risico wordt toch echt een stukje groter.

Pseudo-infarct bij DKA

Er zijn meerder malen pseudo-infarct patronen met ST-elevatie beschreven bij keto-acidose (Ref. 14-17). Dat wil dus zeggen, ST-elevaties zonder dat er een myocardinfarct is. Meest waarschijnlijk heeft dat te maken met de combinatie van hyperkaliëmie en acidose. Je ziet het namelijk zelden tot nooit bij enkel hyperkaliëmie, maar is toch wel frequent beschreven in de context van diabetische keto-acidose. Er zijn ook pseudo-infarct patronen beschreven bij mensen met DKA en normokaliëmie.

Pseudo-infarct patroon met STE in V1-V2

Video

Vind je het fijner om gesproken uitleg te horen dan een tekst lezen? Bekijk dan onderstaande video!

Afsluiting

Bedankt voor het lezen van dit artikel. Vergeet je niet te abonneren op ons YouTube-kanaal. Ook zijn we te volgen op LinkedIn en Instagram! Verspreid het kanaal ook vooral onder je collega’s en andere geïnteresseerden, dat wordt enorm gewaardeerd!

Gebruikte bronnen

  1. Diabetes mellitus in Nederland. Prevalentie en incidentie: heden, verleden en toekomst (Nivel, 2020).
  2. Diabetes, WHO website (WHO)
  3. 2023 ESC Guidelines for the management of cardiovascular disease in patients with diabetes (ESC, 2023)
  4. Electrocardiographic markers in patients with type 2 diabetes and the role of diabetes duration (Isaksen et al, 2014)
  5. The ECG in Diabetes Mellitus (Stern, 2009)
  6. Electrocardiographic changes in diabetes mellitus (Kittnar, 2015)
  7. Prevalence of ECG abnormalities in people with type 2 diabetes: The Hoorn Diabetes Care System cohort (Harms et al, 2021)
  8. Increased left ventricular mass index is present in patients with type 2 diabetes without ischemic heart disease (Seferovic et al, 2018)
  9. Abnormal echocardiography in patients with type 2 diabetes and relation to symptoms and clinical characteristics (Jorgensen et al, 2016)
  10. Changes in Cardiac Morphology and Function in Individuals With Diabetes Mellitus (Jensen et al, 2019)
  11. Electrocardiographic Alterations during Hyperinsulinemic Hypoglycemia in Healthy Subjects (Laitinen et al, 2008)
  12. Improvement of the metabolic status recovers cardiac potassium channel synthesis in experimental diabetes (Torres-Jacome et al, 2012)
  13. Type 2 diabetes induces subendocardium-predominant reduction in transient outward K+ current with downregulation of Kv4.2 and KChIP2 (Sato et al, 2014)The Heart in Diabetic Ketoacidosis: A Narrative Review Focusing on the Acute Cardiac Effects and Electrocardiographic Abnormalities (Francisco et al, 2021)
  14. ST-Segment Elevation in the Setting of Diabetic Ketoacidosis: Is It Acute Coronary Syndrome? (Wray et al, 2020)
  15. Anterior myocardial pseudoinfarction in a patient with diabetic ketoacidosis (Ruiz-Morales et al, 2018)
  16. Pseudomyocardial Infarction in a Patient with Severe Diabetic Ketoacidosis and Mild Hyperkalemia (Francisco Carrizales-Sepúlveda, 2019)
  17. Clinical and ECG patterns of pseudoinfarction in a young man with type 1 diabetes, diabetic ketoacidosis and normokalaemia (Fronczyk et al, 2016)

Categorized in:

Overige

Tagged in: