Skip to main page content
U.S. flag

An official website of the United States government

Dot gov

The .gov means it’s official.
Federal government websites often end in .gov or .mil. Before sharing sensitive information, make sure you’re on a federal government site.

Https

The site is secure.
The https:// ensures that you are connecting to the official website and that any information you provide is encrypted and transmitted securely.

Access keys NCBI Homepage MyNCBI Homepage Main Content Main Navigation
. 2019 Jul;16(2):57-64.
doi: 10.5114/kitp.2019.86356. Epub 2019 Jun 28.

Myofibrillolysis and fibrosis predicts myocardial insufficiency

Jerzy Pacholewicz  1 , Michał Zakliczyński  1 , Jerzy Nożyński  1 , Paweł Nadziakiewicz  2 , Michał Zembala  1 , Marian Zembala  1
Affiliations

Myofibrillolysis and fibrosis predicts myocardial insufficiency

Jerzy Pacholewicz et al. Kardiochir Torakochirurgia Pol. 2019 Jul.

Abstract
in English, Polish

Introduction: Cardiocyte myofibrillolysis and interstitial fibrosis belong to histopathological changes in cardiomyopathies, leading to heart failure.

Aim: To evaluate these changes in apical resection during left ventricular assist device (LVAD) implantation.

Material and methods: The studied group consisted of 40 patients with cardiomyopathy, and apical samples excised during left ventricular assist device implantation were studied (CM/VAD group, mean: 48.1 ±10 y/o). A control group consisted of 6 apical samples from healthy heart graft donors (mean: 29 ±2.3 years old). Area fraction (AF) was calculated for: fibrosis, cardiocytes with myofibrillolysis (MFL), non-myofibrillolytic cardiocytes (non-MFL).

Results: Single lymphocytes were seen in 18 (45%) cases in the CM/VAD group. Cardiomyopathy grade evaluated semiquantitatively in CM/VAD was: slight (25% of a group), moderate (35.5%), advanced (35.5%). CM/VAD cases showed nearly ten times higher fibrosis than the control group. The MFL cells occupied nearly a five times larger area in CM/VAD than in the control group, whereas non-MFL cells were found in the control group, as a predominant pattern. The linear regression calculated between fibrosis AF and types of cardiocytes indicated the depletion of cardiomyocytes with fibrosis increase. The control group presented insignificant dependency between fibrosis and MFL cells, suggesting the lack of replacement fibrosis. Significant negative dependence between fibrosis and non-MFL cardiocytes suggested remodeling in controls. Correlation analysis showed a strong relation between depletion of normal cardiocytes and progression of fibrosis.

Conclusions: Progression of cardiomyopathy and fibrosis depends on the loss of cardiocytes rather than degeneration of these cells.

Wprowadzenie: Tkanka koniuszka lewej komory zawiera większą ilość mięśnia sercowego w porównaniu z materiałem z biopsji przegrody międzykomorowej, dlatego ma duże znaczenie diagnostyczne.

Cel: Określenie kluczowych zmian w niewydolnym sercu na podstawie analizy morfometrycznej.

Materiał i metody: Badana grupa składała się z 40 pacjentów z kardiomiopatią, którym wszczepiono urządzenie wspomagające pracę serca (grupa CM/VAD, średnia: 48,1 ±10 lat). Tkankę koniuszka lewej komory uzyskano podczas implantacji LVAD. Materiał kontrolny stanowiło 6 analogicznych fragmentów serca uzyskanych od osób po śmierci samobójczej (średnia: 29 ±2,3 roku). Tkanki barwiono rutynowymi metodami (H&E, Masson trichrome). Morfologię kardiomiocytów i nacieki zapalne oceniano półilościowo. Frakcję pola powierzchni (AF) mierzono dla: tkanki włóknistej, kardiocytów z miofibrylolizą (MFL) i kardiocytów prawidłowych (non-MFL).

Wyniki: W grupie CM/VAD obecne były nieaktywne nacieki zapalne w 18 (45%) przypadkach. We wszystkich przypadkach stwierdzono morfologię kardiomiopatyczną w nasileniu niewielkim (25% grupy), umiarkowanym (35,5%) lub ciężkim (35,5%). W grupie CM/VAD obserwowano prawie 10-krotnie większe włóknienie niż w grupie kontrolnej. Kardiomiocyty miofibrylolityczne zajmowały prawie 5-krotnie większą AF niż w grupie kontrolnej. W grupie kontrolnej stwierdzono dominującą prawidłową sarkoplazmę, która zajmowała 2-krotnie większą AF powierzchni niż w grupie CM/VAD. Wyliczony stosunek powierzchni kardiocytów z miofibrylolizą do powierzchni prawidłowych kardiocytów wskazywał na dominację miofibrylolizy w grupie CM/VAD, podczas gdy w grupie kontrolnej obserwowano zjawisko odwrotne. W grupie CM/VAD stwierdzono postępujące zmniejszanie się obu typów kardiomiocytów wraz ze wzrostem zwłóknienia. W grupie kontrolnej stwierdzono nieistotną zależność między zwłóknieniem a kardiocytami miofibrylolitycznymi, co wskazuje na brak aktywnego włóknienia pomartwiczego. Znamienna ujemna korelacja między włóknieniem a miofibrylolizą może świadczyć o przebudowie w grupie kontrolnej.

Wnioski: Włóknienie pomartwicze w kardiomiopatii jest ściśle i liniowo zależne od uszkodzenia kardiocytów.

Keywords: cardiomyopathy; myofibrillolysis; sarcoplasm.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

The authors report no conflict of interest.

Figures

Fig. 1
Fig. 1
Digital image editing and analysis. Original image stained with Masson trichrome (at the top) is segmented into four tissue compartments (below): green stained collagen, blank space, normal, non-myofibrillolytic cardiomyocytes stained red-purple and myofibrillolytic cardiomyocytes stained rose. Detected color was covered by blue mask
See this image and copyright information in PMC

References

    1. Escher F, Lassner D, Kühl U, Gross U, Westermann D, Poller W, Skurk C, Weitmann K, Hoffmann W, Tschöpe C, Schultheiss HP. Analysis of endomyocardial biopsies in suspected myocarditis – diagnostic value of left versus right ventricular biopsy. Int J Cardiol. 2014;177:76–78. - PubMed
    1. Chimenti C, Frustaci A. Contribution and risks of left ventricular endomyocardial biopsy in patients with cardiomyopathies: a retrospective study over a 28-year period. Circulation. 2013;128:1531–1541. - PubMed
    1. Cazes A, Duong Van Huyen JP, Fornes P, Amrein C, Guillemain R, Grinda JM, Bruneval P. Mechanical ventricular assistance in heart failure: pathology of the cardiac apex removed during device implantation. Cardiovasc Pathol. 2010;19:112–16. - PubMed
    1. Davies MJ. The cardiomyopathies: an overwiew. Heart. 2000;83:469–474. - PMC - PubMed
    1. Radu RI, Bold A, Pop OT, Mălăescu DG, Gheorghişor I, Mogoantă L. Histological and immunohistochemical changes of the myocardium in dilated cardiomyopathy. Rom J Morphol Embryol. 2012;53:269–275. - PubMed