Correlation among Waist Circumference and Central Measures of Blood Pressure.

BACKGROUND: Arterial stiffness is a strong predictor of cardiovascular disease (CVD). Body fat measures such as waist circumference (WC) have been associated with CVD in adulthood.
OBJECTIVES: The objective of this study was to evaluate the association of arterial stiffness, measured by applanation tonometry-Sphygmocor, with WC.
METHODS: Observational study with 240 participants who make routine consultations at the outpatient clinic of a university hospital. Participants were interviewed and had central blood pressure measurements (CBPM), anthropometric parameters, abdominal fat and visceral fat measured. Paired and unpaired t and chi-square tests were used. A significance level of 5% was adopted.
RESULTS: Of the 240 participants, 51.82% were male with a mean age of 59.71(±14.81) years and a mean WC of 99.87 (11.54) cm. Mean CBPM values were: Central arterial pressure (CAP) = 130.23 (91-223) mmHg, pulse wave velocity (PWV) = 9.8 (5.28-19.6)m/s and Augmentation Index [Amplification Index (AI)] = 29.45 (-14-60). PWV and CAP were highly correlated with WC with p<0.001 and p=0.02, respectively; however, the same positive correlation was not found between WC and AI (p=0.06).
CONCLUSION: The present study showed a positive association between WC and arterial stiffness, through the femoral carotid pulse wave velocity (cf-PWV) and AI, being stronger with cf-PWV, suggesting the evaluation of the effect of WC in vascular health as a method of aid in the early treatment of CVD and in the prevention of clinical outcomes.

Introdução

A doença cardiovascular (DCV) é a principal causa de morte no Brasil e no mundo, determinando aumento da morbidade e incapacidade ajustadas pelos anos de vida.[1] Sua prevalência, cada vez mais elevada, tem sido reflexo do envelhecimento e adoecimento da população, mesmo após otimização de políticas públicas de prevenção.[1]

A presença dos fatores de risco clássicos (hipertensão, dislipidemia, obesidade, sedentarismo, tabagismo, diabetes e histórico familiar) aumenta a probabilidade pré-teste de DCV – com ênfase para a doença arterial coronariana (DAC) – e norteia a prevenção primária e secundária.[2]

A obesidade está associada a um aumento na incidência de insuficiência cardíaca (IC), infarto do miocárdio (IM), acidente vascular cerebral e morte.[3,4] Estudos de pacientes com sobrepeso e obesos com DCV sugerem um “paradoxo da obesidade”, pelo qual o índice de massa corporal (IMC) elevado pode estar associado a menor mortalidade e eventos cardiovasculares.[5,6]

Por outro lado, o índice de massa corporal (IMC) é incapaz de diferenciar a massa magra da gordura[7]e tem sido proposto o uso de outras medidas de adiposidade, como circunferência da cintura (CC), que se mostrou um bom preditor de gordura abdominal e risco cardiovascular.[8,9]

Parte do processo aterosclerótico está relacionado ao aumento da rigidez arterial, que tem como principal biomarcador a velocidade de onda de pulso (VOP).[10,11] A rigidez arterial é um importante preditor independente de mortalidade cardiovascular em diversas populações de pacientes, incluindo pacientes hipertensos.[12-14]

Consistente com o papel central da rigidez arterial na função cardiovascular, as medidas da rigidez arterial, por predizerem risco cardiovascular, podem representar um biomarcador promissor na prevenção de desfechos cardiovasculares.[15]

Com base no conhecimento atual da significância das medidas da rigidez arterial no prognóstico de doenças cardiovasculares, o presente estudo visa analisar a associação da CC com o perfil hemodinâmico central, possibilitando correlacionar a identificação precoce dos pacientes que estão expostos ao maior risco cardiovascular, para implementar mudanças no estilo de vida e tratamentos que podem evitar complicações e progressão das doenças cardiovasculares. Conduzimos o presente estudo com o objetivo de avaliar a associação entre os valores da CC com as medidas centrais da pressão arterial (MCPA) - VOP, Augmentation Index (AI) e pressão arterial central (PAC).

Métodos

Desenho do estudo e participantes

Trata-se de um estudo observacional transversal. Os participantes elegíveis eram aqueles atendidos no ambulatório de clínica médica de um hospital universitário, composto de um laboratório de referência em envelhecimento vascular, onde se avalia a rigidez arterial por tonometria de aplanação com medidas da velocidade de onda de pulso (SphygmoCor®). Esse é um instrumento que fornece medição da velocidade de onda de pulso carotídeo-femoral (VOP-cf) nas artérias femoral e carótida por tonometria de aplanação. O sistema, validado e utilizado há décadas, é atualmente considerado o método não invasivo padrão-ouro para aquisição de medidas hemodinâmicas centrais.[16]

Adotou-se como critério de inclusão participantes com idade maior a 18 anos. Os critérios de exclusão utilizados foram: ausência de técnicas adequadas para verificar a PA periférica,[17] medidas de PA periférica não realizadas em aparelho digitais, calibrados e validados; participação em outros protocolos de pesquisa por menos de um ano conforme regulamentação da ANVISA – Brasil; doenças crônicas em estágios terminais; doença cardiovascular prévia, incluindo doença arterial coronariana (IM, angina, cirurgia de revascularização anterior ou angioplastia) ou acidente vascular cerebral (acidente vascular cerebral isquêmico ou AIT) por <6 meses. Os critérios de exclusão para DCV prévia apresentados foram definidos a partir de informações obtidas dos participantes por entrevista direta ou evidências por meio de exames complementares.

Na unidade ambulatorial citada são atendidos em média 40 pacientes por dia, com média de 200 pacientes por semana, com realização de medidas centrais de pressão arterial (MCPA) nos pacientes indicados. A seleção dos participantes foi mediante convite para participação àqueles que atendiam aos critérios de inclusão e exclusão, e aceite do paciente. O tamanho da amostra foi de 247 participantes, conforme conveniência do campo.

Dados coletados

A coleta de dados foi realizada no momento do atendimento de rotina do paciente no ambulatório nos meses de junho e outubro de 2019. Foram coletadas informações como gênero, idade e comorbidades associadas avaliadas pela autorreferência e através das medicações de uso crônico. Foi considerado tabagista aquele com o consumo de pelo menos um cigarro por dia.[18]

Foram coletados ainda peso (em kg) e altura (em m) com o cálculo do índice de massa corporal (fórmula de Quetelet);[19] e circunferência de cintura (em cm). Todas as medidas foram aferidas com indivíduos na posição de pé usando os padrões criados para estudos de saúde populacional.[19,20]

A pesquisa de dano cardíaco e vascular de órgão alvo foi realizada através do ecodopplercardiograma e doppler de carótidas, utilizando um aparelho modelo TOSHIBA Xsario. Foram analisados os seguintes parâmetros: medidas do septo interventricular e da parede posterior do ventrículo esquerdo, índice de massa ventricular esquerda e volume do átrio esquerdo, no Ecodopplercardiograma, e medida da espessura da íntima média e presença de placas carotídeas, no doppler de carótidas

Já a Microalbuminúria foi definida como excreção de albumina na urina entre 30 e 300 mg / 24 horas[21] realizada por meio de coleta de urina de 24h ou na presença do exame com menos de 6 meses de realização.

A VOP-cf foi medida com o dispositivo CvMS Sphygmocor (versão 9 do software, AtCor Medical), por tonometria de aplanação (PWVton) sequencialmente na artéria carótida e femoral, bloqueado por um sinal de eletrocadiograma gravado simultaneamente.[22]

A mensuração da PAC foi realizada por tonometria de aplanação, em aparelho SphygmoCor®, calibrado e validado clinicamente pela European Society of Hypertension (ESH) e pela European Society Cardiology (ESC).[23] O instrumento consiste em um tonômetro (sensor ou transdutor portátil de pressão) acoplado a um computador com software dedicado para coleta e análise dos dados. Quando usado na artéria radial, o SphygmoCor® também obtém medidas relacionadas à pressão arterial sistólica central (PASC) e diastólica (PADC), amplificação da pressão de pulso (PPA), pressão de pulso central (PPC) e Augmentation Index (AI x) por função de transferência. Quando usado nas artérias carótida e femoral, o sistema também calcula a VOP.

Tamanho amostral

Foi realizado cálculo amostral para estimativa de prevalência em uma população finita de 1250 indivíduos, prevalência de hipertensão sistólica e diastólica central de 13,7%>[24], erro absoluto tolerável de 5%, e coeficiente de confiança de 97,5%, totalizando uma amostra de 200 pacientes. Adicionou-se 20% para garantia de perdas por deficiências no preenchimento adequado do questionário.

Ao final da coleta foram obtidos dados de 247 participantes e excluídos 7, dos quais 5 por ausência de dados sobre CC e outros dois por mais de 30% do questionário incompleto, findando com uma amostra de 240 pacientes.

Análise estatística

Os dados categóricos estão apresentados em frequências absolutas (n) e relativas (%). As variáveis numéricas estão apresentadas em média e desvio-padrão da média ou mediana e intervalo interquartil (percentil 25-75). Para verificar a normalidade da distribuição dos dados, utilizou-se o teste de Shapiro Wilk. Para comparação entre grupos, foi utilizado o teste U de Mann Whitney ou teste de Kruskal Wallis ou teste t-Student não pareado ou ANOVA one-way. Para a análise de correlação entre variáveis, calculou-se o coeficiente de correlação de Spearman ou de Pearson.

Foi ainda realizada análise de regressão linear e logística tendo como desfechos os exames cardiológicos e a variável determinante a CC classificada em alterada e normal; as demais variáveis foram usadas como ajustes para determinação do potencial confundidor. As análises foram realizadas no STATA versão 14.p e para todos os testes considerou-se o nível de significância de 5%.

Aspectos éticos

O projeto de pesquisa foi avaliado e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás (UFG), número do parecer: 3.907.884, com assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) por parte de todos os participantes.

Resultados

Participaram do estudo 240 pacientes atendidos no ambulatório de clínica médica de um hospital universitário; entretanto, não foi possível coletar algumas informações de todos os pacientes. A amostra foi constituída em sua maioria do sexo masculino, com meia idade, sobrepeso e média da CC acima do limite superior da normalidade para o sexo feminino.[17] Verificou-se elevada prevalência de tabagistas[25] e mais de um quarto da população estudada com DCV (Tabela 1). As MCPA mostraram uma média de VOP próxima do limite superior da normalidade para lesão de órgão alvo (VOP > 10m/s)[17,23] e de PAC acima do limite superior da normalidade para a população estudada[17] (Tabela 1).

Tabela 1

Caracterização da amostra e relação com classificação da circunferência da cintura de pacientes atendidos no ambulatório de clínica médica de um hospital universitário[17]

	Amostra total n=240	Circunferência da Cintura		p-valor
		Normal 34(14,17%)	Alterada 206(85,83%)
Idade, anos, mediana [IIQ] , n=240	60,25 [51,50-70,00]	54,00 [38,00-64,00]	63,00 [53,00-71,00]	0,0041
Sexo, n(%), n=240				0,0013
Feminino	115(47,92)	7(20,59)	108(52,43)
Masculino	125(52,08)	27(79,41)	98(47,57)
Peso, kg, mediana [IIQ], n=237	75,10 [67,00;84,00]	64,80 [55,80-76,70]	75,75 [69,55-85,10]	<0,0011
Índice de massa corporal, kg/m2, mediana [IIQ] , n=238	27,98 [25,40-31,86]	22,94 [21,47-25,40]	28,62 [26,23-32,46]	<0,0011
Estado Nutricional, n(%), n=238				<0,0013
Eutrófico	72(30,25)	24(72,73)	48(23,41)
Excesso de peso	166(69,75)	9(27,27)	157(76,59)
Circunferência da cintura, cm, média (DP) , n=240	99,95(11,59)	84,52(7,83)	102,49(10,04)	<0,0012
Hábito tabagista, n(%), n=240				0,0234
Nunca Fumante	166(69,17)	24(70,59)	142(68,93)
Fumante	37(15,42)	9(26,47)	28(13,59)
Ex-fumante	37(15,42)	1(2,94)	36(17,48)
Doenças crônicas, n(%), n=240
Hipertensão arterial	213(88,75)	28(82,35)	185(89,81)	0,2033
Dislipidemia	179(74,58)	19(55,88)	160(77,67)	0,0073
Acidente vascular encefálico	46(19,17)	5(14,71)	41(19,90)	0,6394
Diabetes Mellitus	95(39,58)	6(17,65)	89(43,20)	0,0053
Microalbuminúria, n(%), n=212	81(38,21)	7(26,92)	74(39,78)	0,2824
PASP,mmHg, mediana [IIQ], n=240	140,00 [128,00-154,00]	132,00 [122,00-154,00]	140,00 [129,00-154,00]	0,0681
PADP,mmHg, mediana [IIQ], n=240	77,50 [70,00-86,00]	77,50 [70-84]	77,50 [70,00-87,00]	0,4641
VOP, m/s, mediana [IIQ], n=239	9,30 [7,90-11,30]	8,91 [7,28-10,32]	9,41 [8,00-11,40]	0,1511
PAC,mmHg, mediana [IIQ], n=240	128,00 [116,00-141,00]	124,00 [110,00-138,00]	129,00 [117,00-141,00]	0,1061
AI x, %, média (DP), n=240	29,55(12,46)	28,93(15,29)	29,65(11,96)	0,7562
Dano cardíaco, n(%), n=183	98(53,55)	7(31,82)	91(56,52)	0,0293
Dano vascular, n(%), n=112	87(77,68)	9(69,23)	78(78,79)	0,4824

IIQ: intervalo interquartil; DP: desvio-padrão; n: frequência absoluta; % frequência relativa; PCR: proteína C-reativa; PASP: pressão arterial sistólica periférica; PADP: pressão arterial diastólica periférica; PASC: pressão arterial sistólica central; AIx: Augmentation index; VOP: velocidade da onda de pulso.

Mann-Whitney;

teste de t-Student para amostras independentes;

Teste de Qui-quadrado;

Teste exato de Fisher, todos com 5% de significância.

Nos indivíduos do sexo feminino, excesso de peso, fumantes e ex-fumantes, dislipidemia, diabetes mellitus e dano cardíaco, houve maior frequência de CC alterada. As medianas de idade, peso e IMC, são maiores nos indivíduos com CC alterada do que naqueles com CC eutrófica (Tabela 1).

Foram observados menores valores de AIx e maiores valores de VOP no sexo masculino. Houve também maior VOP e PAC nos pacientes com dano vascular, mas nenhuma diferença nesses parâmetros foi encontrada com relação ao hábito tabagista (Tabela 2).

Tabela 2

Diferenças de MCPA entre sexo, Doppler de carótidas e hábito tabagista

Variáveis	VOP		PAC		AIx
	Mediana [IQ]	p-valor	Mediana [IQ]	p-valor	Média (DP)	p-valor
Sexo		<0,0011		0,5261		0,0103
Feminino	8,88 [7,68-10,10]		127,00 [114,00-140,00]		31,70(12,01)
Masculino	10,10 [8,30-12,15]		129,00 [117,00-141,00]		27,58(12,58)
Doppler de carótidas alterado		0,0041		0,0371		0,0723
Não	8,90 [7,70;10,20]		127,00 [114,00;135,00]		26,32(13,66)
Sim	10,36 [9,20-12,10]		133,00 [119,00-148,00]		30,93(10,38)
Hábito tabagista		0,2192		0,6822		0,4374
Nunca Fumante	9,21 [7,84-11,36]		128,50 [116,00-146,00]		30,20(12,61)
Fumante	9,11 [7,93-10,61]		128,00 [112,00-138,00]		27,45(9,94)
Ex-fumante	10,10 [8,70-11,50]		126,00 [116,00-136,00]		28,73(13,97)

n: frequência absoluta de indivíduos; IIQ: Intervalo-interquartil; DP: desvio padrão da média; VOP: Velocidade de onda de pulso; PAC: Pressão arterial central; AIx: Augmentation index; p-valor obtido por

Teste de Mann-Whitney, ou

Teste de Kruskal-Wallis;

Teste t-Student;

teste de ANOVA oneway, todos com 5% de nível se significância.

Observou-se correlação inversa e significativa entre AIx e Peso, IMC e CC. Verificou-se também uma correlação direta e significativa entre: VOP e idade e CC; entre PAC e idade e CC; e entre AIx e idade (Tabela 3).

Tabela 3

Correlação entre CC e MCPA

Variáveis	Correlação Coeficiente de correlação rho (p-valor)
	VOP1	PAC1	AIx2
Idade (anos)	0,54 (<0,001)	0,20 (0,002)	0,33 (<0,001)
Peso (kg)	0,09 (0,192)	0,03 (0,671)	-0,31 (<0,001)
IMC (kg/m2)	0,11 (0,095)	0,11 (0,080)	-0,17 (0,009)
CC (cm)	0,33 (<0,001)	0,15 (0,020)	-0,10 (0,131)

MCPA: Medidas Centrais da Pressão Arterial; VOP: Velocidade de onda de pulso; PAC: Pressão arterial central; AIx: Augmentation index; IMC: Índice de Massa Corporal; CC: Circunferência de Cintura;.

Teste de correlação de Spearman ou

de Pearson, com 5% de nível de significância.

Na análise bruta de associação, foi verificada associação direta entre a CC alterada e a PASP. Ao utilizar um modelo ajustado para idade e sexo, houve associação inversa da CC alterada com o AI x. Em outro modelo ajustado por idade, sexo, hábito tabagista, estado nutricional e comorbidades, a CC alterada não esteve associada a nenhum dos parâmetros avaliados. Por fim, no modelo ajustado por variáveis determinantes, a CC alterada foi determinante apenas para a PASP (Tabela 4).

Tabela 4

Associação entre Circunferência da cintura e Exames cardiológicos

	Modelo 1			Modelo 2			Modelo 3			Modelo 4
	Coef.	IC95%	p	Coef.	IC95%	p	Coef.	IC95%	p	Coef.	IC95%	p
PASP*	0,02	0,00;0,05	0,042	0,02	-0,00;0,05	0,074	0,01	-0,02;0,04	0,495	0,03	0,00;0,06	0,030
PADP*	0,01	-0,01;0,04	0,270	0,02	0,00;0,05	0,046	0,01	-0,02;0,03	0,594	0,00	-0,03;0,03	0,812
VOP*	0,03	-0,01;0,07	0,120	0,00	-0,03;0,04	0,792	-0,00	-0,04;0,04	0,867	-0,01	-0,05;0,03	0,705
PAC*	0,02	-0,00;0,04	0,084	0,01	-0,01;0,04	0,321	0,00	-0,03;0,03	0,905	0,02	-0,01;0,05	0,180
AI x	0,72	-3,83;5,27	0,756	-4,47	-8,90-0,04	0,048	-2,87	-7,91;2,14	0,259	2,65	-2,31;7,62	0,294
Dano cardíaco	1,02	0,07;1,97	0,034	0,87	-0,21;1,96	0,115	0,09	-1,14;1,33	0,882	-0,08	-1,51;1,36	0,916
MAPA alterado	-0,50	-1,71;0,70	0,415	-0,24	-1,49;1,01	0,706	-0,93	-2,42;0,55	0,218	-1,55	-3,13;0,03	0,054
Dano vascular	0,50	-0,77;1,77	0,440	1,18	-0,32;2,69	0,124	0,30	-1,50;2,10	0,743	1,08	-0,87;3,03	0,279

Coef.: Coeficiente da regressão linear ou logística; IC95%: intervalo de confiança de 95%; VOP: Velocidade de onda de pulso; PAC: Pressão arterial central; AIx: Augmentation index; MAPA: Monitoramento ambulatorial da pressão arterial.

Análise de regressão linear

Análise de regressão logística, usando como variável determinante circunferência da cintura classificada em normal vs alterada e variáveis dependentes dos exames cardiológicos.

Usada variável na escala logarítmica devido à ausência da normalidade. Modelo 1 – bruto; Modelo 2 - ajustado por idade e sexo; Modelo 3 – ajustado por idade, sexo, hábito tabagista, estado nutricional e comorbidades; Modelo 4 – ajustado por variáveis com p<0,20 na análise binária.

Discussão

O excesso de obesidade abdominal está associado a uma variedade de anormalidades metabólicas e DCV.[8,26] A medida da CC é empregada como indicador substituto de obesidade visceral para predizer morbimortalidade em nível populacional,[27-29] além de ser um biomarcador de baixo custo e fácil manuseio.[30]

A rigidez arterial também está relacionada à DCV e à aterosclerose[31]e tem sido um forte preditor independente de eventos coronários e mortalidade cardiovascular em vários grupos de pacientes.[12,32] Neste estudo, examinamos as relações entre rigidez arterial medida por VOP e um fator de risco cardiovascular em específico: CC de 240 participantes.

As associações univariadas foram, portanto, significativas entre CC e todos os componentes da MCPA, à exceção do AIx. A correlação mais forte foi observada entre a CC e a VOP-cf (p<0,001), o que não é surpreendente, considerando que, atualmente, é o método padrão-ouro na avaliação da rigidez arterial.[33]

Em nosso estudo, a circunferência da cintura foi um determinante significativo de rigidez arterial através da VOP-cf. A associação entre aumento da gordura corporal e alta rigidez arterial também foi encontrada em outros estudos observacionais, transversais e longitudinais, em concordância com nossos achados.[34-36] Outros mecanismos, como os que envolvem as adipocinas e a regulação endotelial também podem explicar essa associação,[35] assim como a hipótese de um impacto negativo na saúde de grandes artérias causado pela adiposidade abdominal.[37]

Choi et al.,[38] mostraram ausência de correlação significativa entre CC e VOP em seu estudo,[38] podendo ser explicada pelo fato de que a CC não consegue distinguir entre gorduras viscerais e subcutâneas.[39]

Trabalhos transversais anteriores demonstram que o aumento da obesidade abdominal estava associado à diminuição do AIx. Esse achado pode ter sido devido a uma diminuição no gradiente de pressão aórtica transmural e consequente redução do ponto de rigidez operacional da aorta ou à disfunção ventricular esquerda subclínica que se manifesta como um menor grau de aumento de pressão para qualquer magnitude de reflexão dada.[40,41]

Nosso estudo também apresentou ausência de correlação da CC com o AIx, porém com p limítrofe (p=0,06), sugerindo que uma provável amostra maior poderia mostrar um resultado diferente. Quando ajustado para idade, houve também uma associação inversa entre CC e AIx.

Shiva et al, no entanto, que avaliaram as mudanças no AIx ao longo de um período de aproximadamente 3 anos, descobriram que o aumento da circunferência abdominal ao longo do tempo estava associado a um aumento no AIx. A relação direta prospectiva entre obesidade abdominal e AIx sugere uma disfunção vascular progressiva causada pela obesidade, resultando em aumento tardio da pressão sistólica.[42]

Nosso estudo revelou que o aumento da CC tinha uma associação positiva (p=0,002) com o aumento da PAC. Uma coorte representativa de 2742 adultos em Taiwan apresentou uma análise multivariada, que revelou que a CC maior foi, independentemente, associada à elevada PAC.[43] A mesma associação também foi encontrada em adolescentes na cidade de Salvador, Brasil.[44] Estudos anteriores apresentaram resultados semelhantes ao nosso,[24,45] sugerindo o benefício da medida da PAC como melhor abordagem na patogênese das doenças cardiovasculares.

Nossos resultados devem ser interpretados dentro do contexto das limitações potenciais do estudo. Em primeiro lugar, a maioria dos participantes do nosso estudo tinha pelo menos um fator de risco CV entre hipertensão, dislipidemia, diabetes, excesso de peso ou comorbidades cardiovasculares. Embora esses fatores tenham sido devidamente contabilizados, nossos dados podem não ser representativos de toda uma população.

Por fim, estima-se que a presença de um volume amostral mais expressivo possa melhorar o poder estatístico do trabalho e reforçar os benefícios dos resultados apresentados.

Conclusão

Este estudo demonstrou uma correlação positiva entre a CC e a Rigidez arterial medida pela VOP-cf e PAC, sugerindo a avaliação do efeito da CC na saúde vascular como método de auxílio no tratamento precoce das DCV e na prevenção de desfechos clínicos. Portanto, estudos futuros para determinar a relação entre obesidade abdominal e o risco de rigidez arterial podem considerar a CC para estimar com maior precisão. Nosso estudo fornece informações que requerem confirmação por um ensaio clínico randomizado, em grande escala, porque os efeitos dos estudos observacionais podem ser superestimados.

Introduction

Cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of death in Brazil and in the world, determining an increase in morbidity and disability adjusted for years of life.[1] Its increasingly high prevalence has been a reflection of the aging and illness of the population, even after optimizing public prevention policies.[1]

The presence of classic risk factors (hypertension, dyslipidemia, obesity, physical inactivity, smoking, diabetes and family history) increases the pre-test probability of CVD – with emphasis on coronary artery disease (CAD) – and guides primary and secondary prevention.[2]

Obesity is associated with an increased incidence of heart failure (HF), myocardial infarction (MI), stroke and death.[3,4] Studies of overweight and obese patients with CVD suggest an “obesity paradox”, whereby high body mass index (BMI) may be associated with lower mortality and cardiovascular events.[5,6]

On the other hand, the body mass index (BMI) is unable to differentiate lean mass from fat[7] and the use of other measures of adiposity, such as waist circumference (WC), has been proposed to be a good predictor of abdominal fat and cardiovascular risk.[8,9]

Part of the atherosclerotic process is related to increased arterial stiffness, whose main biomarker is pulse wave velocity (PWV).[10,11] Arterial stiffness is an important independent predictor of cardiovascular mortality in diverse patient populations, including hypertensive patients.[12-14]

Consistent with the central role of arterial stiffness in cardiovascular function, arterial stiffness measurements may represent a promising biomarker in the prevention of cardiovascular outcomes, as they predict cardiovascular risk.[15]

Based on the current knowledge of the significance of arterial stiffness measures in the prognosis of cardiovascular diseases, the present study aims to analyze the association of WC with the central hemodynamic profile, making it possible to correlate the early identification of patients who are exposed to greater cardiovascular risk, to implement lifestyle changes and treatments that can prevent complications and progression of cardiovascular disease. We conducted the present study with the aim of evaluating the association between WC values and central blood pressure measurements (CBPM) - PWV, Augmentation Index (AI) and Central Blood Pressure (CBP).

Methods

Study design and participants

This is a cross-sectional observational study. Eligible participants were those seen at the outpatient clinic of a university hospital, comprising a reference laboratory for vascular aging, where arterial stiffness is assessed by applanation tonometry with pulse wave velocity measurements (SphygmoCor®). This is an instrument that provides measurement of carotid-femoral pulse wave velocity (fc-PWV) in the femoral and carotid arteries by applanation tonometry. The system, validated and used for decades, is currently considered the gold standard non-invasive method for the acquisition of central hemodynamic measurements.[16]

Participants aged over 18 years were adopted as inclusion criteria. The exclusion criteria used were: absence of adequate techniques to verify peripheral BP,[17] peripheral BP measurements not performed on digital, calibrated and validated devices; participation in other research protocols for less than one year according to ANVISA – Brazil regulations; chronic diseases in terminal stages; previous cardiovascular disease, including coronary artery disease (MI, angina, previous bypass surgery, or angioplasty) or stroke (ischemic stroke or TIA) for <6 months. The exclusion criteria for previous CVD presented were defined based on information obtained from the participants through direct interviews or evidence through complementary exams.

In the aforementioned outpatient unit, an average of 40 patients are seen per day, with an average of 200 patients per week, with central blood pressure measurements (CBPM) being performed in the indicated patients. The selection of participants was through an invitation to participate to those who met the inclusion and exclusion criteria, and acceptance by the patient. The sample size was 247 participants, according to the convenience of the field.

Collected data

Data collection was performed at the time of routine patient care at the outpatient clinic in June and October 2019. Information such as gender, age and associated comorbidities was collected, evaluated by self-reference and through chronic use medications. Smokers were defined as those who consumed at least one cigarette a day.[18]

Weight (in kg) and height (in m) were also collected by calculating the body mass index (Quetelet’s formula);[19] and waist circumference (in cm). All measurements were taken with individuals in the standing position using standards created for population health studies.[19,20]

The investigation of cardiac and vascular damage of the target organ was performed through Doppler echocardiography and carotid Doppler, using a TOSHIBA Xsario model device. The following parameters were analyzed: measurements of the interventricular septum and the posterior wall of the left ventricle, left ventricular mass index and left atrial volume, on Doppler echocardiography, and measurement of intima media thickness and presence of carotid plaques, on carotid Doppler

Microalbuminuria was defined as albumin excretion in the urine between 30 and 300 mg / 24 hours[21] performed by means of a 24-hour urine collection or in the presence of the exam with less than 6 months of completion.

cf-PWV was measured with the CvMS Sphygmocor device (version 9 of the software, AtCor Medical) by applanation tonometry (PWVton) sequentially in the carotid and femoral arteries, blocked by an electrocardiogram signal recorded simultaneously.[22]

CAP measurement was performed by applanation tonometry, in a SphygmoCor® device, calibrated and clinically validated by the European Society of Hypertension (ESH) and the European Society Cardiology (ESC).[23] The instrument consists of a tonometer (portable pressure sensor or transducer) coupled to a computer with dedicated software for data collection and analysis. When used in the radial artery, SphygmoCor® also obtains measurements related to central systolic (CSBP) and diastolic (CDBP) blood pressure, pulse pressure amplification (PPA), central pulse pressure (CPP) and Augmentation Index (AIx) by transfer function. When used on the carotid and femoral arteries, the system also calculates PWV.

Sample size

Sample calculation was performed to estimate prevalence in a finite population of 1250 individuals, prevalence of systolic and central diastolic hypertension of 13.7%[24], tolerable absolute error of 5%, and confidence coefficient of 97.5%, totaling a sample of 200 patients. 20% was added to guarantee losses due to deficiencies in the adequate completion of the questionnaire.

At the end of the collection, data from 247 participants were obtained and 7 were excluded, of which 5 due to lack of data on WC and the other two due to more than 30% of the questionnaire being incomplete, ending up with a sample of 240 patients.

Statistical analysis

Categorical data are presented in absolute (n) and relative (%) frequencies. Numerical variables are presented as mean and standard deviation of the mean or median and interquartile range (25th-75th percentile). To verify the normality of data distribution, the Shapiro Wilk test was used. For comparison between groups, the Mann Whitney U test or the Kruskal Wallis test or the unpaired t-Student test or one-way ANOVA was used. For the analysis of correlation between variables, the Spearman or Pearson correlation coefficient was calculated.

Linear and logistic regression analysis was also performed, having as outcomes the cardiological exams and the determining variable WC classified as altered and normal; the other variables were used as adjustments to determine the confounding potential. The analyses were performed using STATA version 14.p and for all tests a significance level of 5% was considered.

Ethical aspects

The research project was evaluated and approved by the Research Ethics Committee of the Hospital das Clínicas, Universidade Federal de Goiás (UFG), opinion number: 3,907,884, with the signature of the Free and Informed Consent Form (ICF) by all participants.

Results

A total of 240 patients who attend at the outpatient clinic of a university hospital participated in the study; however, it was not possible to collect some information from all patients. The sample consisted mostly of males, middle-aged, overweight and mean WC above the upper normal limit for females.[17] There was a high prevalence of smokers[25] and more than a quarter of the population studied had CVD (Table 1). The CBPM showed a mean PWV close to the upper limit of normality for target organ damage (PWV > 10m/s)[17,23] and a CAP above the upper limit of normality for the studied population[17] (Table 1).

Table 1

Characterization of the sample and relationship with the waist circumference classification of patients treated at the outpatient clinic of a university hospital[17]

	Total sample n=240	Waist Circumference		p-value
		Normal 34(14,17%)	Altered 206(85,83%)
Age, years, median [IQR] , n=240	60,25 [51,50-70,00]	54,00 [38,00-64,00]	63,00 [53,00-71,00]	0,0041
Gender, n(%), n=240				0,0013
Female	115(47,92)	7(20,59)	108(52,43)
Male	125(52,08)	27(79,41)	98(47,57)
Weight, kg, median [IQR] , n=237	75,10 [67,00;84,00]	64,80 [55,80-76,70]	75,75 [69,55-85,10]	<0,0011
Body mass index, kg/m2, median [IQR] , n=238	27,98 [25,40-31,86]	22,94 [21,47-25,40]	28,62 [26,23-32,46]	<0,0011
Nutritional Status, n(%), n=238				<0,0013
Eutrophic	72(30,25)	24(72,73)	48(23,41)
Overweight	166(69,75)	9(27,27)	157(76,59)
Waist circumference, cm, mean (SD) , n=240	99,95(11,59)	84,52(7,83)	102,49(10,04)	<0,0012
Smoking habit, n(%), n=240				0,0234
Non smoker	166(69,17)	24(70,59)	142(68,93)
Smoker	37(15,42)	9(26,47)	28(13,59)
Ex smoker	37(15,42)	1(2,94)	36(17,48)
Chronic diseases, n(%), n=240
Arterial hypertension	213(88,75)	28(82,35)	185(89,81)	0,2033
Dyslipidemia	179(74,58)	19(55,88)	160(77,67)	0,0073
Brain stroke	46(19,17)	5(14,71)	41(19,90)	0,6394
Diabetes Mellitus	95(39,58)	6(17,65)	89(43,20)	0,0053
Microalbuminuria, n(%), n=212	81(38,21)	7(26,92)	74(39,78)	0,2824
PSBP, mmHg, median [IQR], n=240	140,00 [128,00-154,00]	132,00 [122,00-154,00]	140,00 [129,00-154,00]	0,0681
PDBP,mmHg, median [IQR], n=240	77,50 [70,00-86,00]	77,50 [70-84]	77,50 [70,00-87,00]	0,4641
PWV, m/s, median [IQR], n=239	9,30 [7,90-11,30]	8,91 [7,28-10,32]	9,41 [8,00-11,40]	0,1511
PAC,mmHg, median [IQR], n=240	128,00 [116,00-141,00]	124,00 [110,00-138,00]	129,00 [117,00-141,00]	0,1061
AIx, %, mean (SD), n=240	29,55(12,46)	28,93(15,29)	29,65(11,96)	0,7562
Heart damage, n(%), n=183	98(53,55)	7(31,82)	91(56,52)	0,0293
Vascular damage, n(%), n=112	87(77,68)	9(69,23)	78(78,79)	0,4824

IQR: interquartile range; SD: standard deviation; n: absolute frequency; % relative frequency; CRP: C-reactive protein; PSBP: peripheral systolic blood pressure; PDBP: peripheral diastolic blood pressure; CSBP: central systolic blood pressure; AIx: Augmentation index; PWS: pulse wave speed.

Mann-Whitney;

Student’s t-test for independent samples;

Chi-square test;

Fisher’s exact test, all with 5% significance.

In females, who were overweight, smokers and ex-smokers, dyslipidemia, diabetes mellitus and heart damage, there was a higher frequency of altered WC. The medians of age, weight and BMI are higher in individuals with altered WC than in those with eutrophic WC (Table 1).

Lower AIx values and higher PWV values were observed in males. There were also higher PWV and CAP in patients with vascular damage, but no difference in these parameters was found in relation to smoking (Table 2).

Table 2

Differences in CBPM between sex, carotid Doppler and smoking habit

Variables	PWV		CAP		AIx
	Median [IQ]	p-value	Median [IQ]	p-value	Mean (DP)	p-value
Gender		<0,0011		0,5261		0,0103
Female	8,88 [7,68-10,10]		127,00 [114,00-140,00]		31,70(12,01)
Male	10,10 [8,30-12,15]		129,00 [117,00-141,00]		27,58(12,58)
Altered Carotid Doppler		0,0041		0,0371		0,0723
No	8,90 [7,70;10,20]		127,00 [114,00;135,00]		26,32(13,66)
Yes	10,36 [9,20-12,10]		133,00 [119,00-148,00]		30,93(10,38)
Smoking Habit		0,2192		0,6822		0,4374
Non smoker	9,21 [7,84-11,36]		128,50 [116,00-146,00]		30,20(12,61)
Smoker	9,11 [7,93-10,61]		128,00 [112,00-138,00]		27,45(9,94)
Ex Smoker	10,10 [8,70-11,50]		126,00 [116,00-136,00]		28,73(13,97)

n: absolute frequency of individuals; IQR: Interquartile-range; SD: standard deviation of the mean; PWV: Pulse wave velocity; CAP: Central arterial pressure; AIx: Augmentation index; p-value obtained by

Mann-Whitney test, or

Kruskal-Wallis test;

Student t-test;

Oneway ANOVA test, all with 5% level of significance.

There was an inverse and significant correlation between AIx and Weight, BMI and WC. There was also a direct and significant correlation between: PWV and age and WC; between CAP and age and WC; and between AIx and age (Table 3).

Tabela 3

Correlation between WC and CBPM

Variables	Correlation rho correlation coefficient (p-value)
	PWV1	CAP1	AIx2
Age (years)	0,54 (<0,001)	0,20 (0,002)	0,33 (<0,001)
Weight (kg)	0,09 (0,192)	0,03 (0,671)	-0,31 (<0,001)
BMI (kg/m2)	0,11 (0,095)	0,11 (0,080)	-0,17 (0,009)
WC (cm)	0,33 (<0,001)	0,15 (0,020)	-0,10 (0,131)

CBPM: Central Blood Pressure Measurements; PWV: Pulse wave velocity; CAP: Central arterial pressure; AIx: Augmentation index; BMI: Body Mass Index; WC: Waist Circumference;.

Spearman’s correlation test or Pearson’s

with 5% significance level.

In the crude association analysis, there was a direct association between altered WC and PSBP. When using an age- and sex-adjusted model, there was an inverse association between altered WC and AIx. In another model adjusted for age, sex, smoking, nutritional status and comorbidities, altered WC was not associated with any of the parameters evaluated. Finally, in the model adjusted for determinant variables, the altered WC was only determinant for PSBP (Table 4).

Tabela 4

Association between Waist Circumference and Cardiological Exams

	Model 1			Model 2			Model 3			Model 4
	Coef.	CI95%	p	Coef.	CI95%	p	Coef.	CI95%	p	Coef.	CI95%	p
PSBP*	0,02	0,00;0,05	0,042	0,02	-0,00;0,05	0,074	0,01	-0,02;0,04	0,495	0,03	0,00;0,06	0,030
PDBP*	0,01	-0,01;0,04	0,270	0,02	0,00;0,05	0,046	0,01	-0,02;0,03	0,594	0,00	-0,03;0,03	0,812
PWV*	0,03	-0,01;0,07	0,120	0,00	-0,03;0,04	0,792	-0,00	-0,04;0,04	0,867	-0,01	-0,05;0,03	0,705
CAP*	0,02	-0,00;0,04	0,084	0,01	-0,01;0,04	0,321	0,00	-0,03;0,03	0,905	0,02	-0,01;0,05	0,180
AIx	0,72	-3,83;5,27	0,756	-4,47	-8,90-0,04	0,048	-2,87	-7,91;2,14	0,259	2,65	-2,31;7,62	0,294
Heart damage	1,02	0,07;1,97	0,034	0,87	-0,21;1,96	0,115	0,09	-1,14;1,33	0,882	-0,08	-1,51;1,36	0,916
Altered ABPM	-0,50	-1,71;0,70	0,415	-0,24	-1,49;1,01	0,706	-0,93	-2,42;0,55	0,218	-1,55	-3,13;0,03	0,054
Vascular damage	0,50	-0,77;1,77	0,440	1,18	-0,32;2,69	0,124	0,30	-1,50;2,10	0,743	1,08	-0,87;3,03	0,279

Coef.: Coefficient of linear or logistic regression; 95%CI: 95% confidence interval; PWV: Pulse wave velocity; CAP: Central arterial pressure; AIx: Augmentation index; ABPM: Ambulatory blood pressure monitoring.

Linear regression analysis

Logistic regression analysis, using as determining variable waist circumference classified as normal vs altered and dependent variables on the cardiological exams.

Used variable on the logarithmic scale due to the absence of normality. Model 1 – crude; Model 2 - adjusted for age and sex; Model 3 – adjusted for age, sex, smoking habit, nutritional status and comorbidities; Model 4 – adjusted by variables with p<0.20 in the binary analysis.

Discussion

Excess abdominal obesity is associated with a variety of metabolic abnormalities and CVD.[8,26] WC measurement is used as a surrogate indicator of visceral obesity to predict morbidity and mortality at the population level,[27-29] in addition to being a low-cost and easy-to-use biomarker.[30]

Arterial stiffness is also related to CVD and atherosclerosis[31] and has been a strong independent predictor of coronary events and cardiovascular mortality in several groups of patients.[12,32] In this study, we examined the relationships between arterial stiffness measured by PWV and a specific cardiovascular risk factor: WC of 240 participants.

Univariate associations were therefore significant between WC and all components of CBPM, with the exception of AIx. The strongest correlation was observed between WC and fc-PWV (p<0.001), which is not surprising, considering that it is currently the gold standard method for assessing arterial stiffness.[33]

In our study, waist circumference was a significant determinant of arterial stiffness through fc-PWV. The association between increased body fat and high arterial stiffness was also found in other observational, cross-sectional and longitudinal studies, in agreement with our findings.[34-36] Other mechanisms, such as those involving adipokines and endothelial regulation, may also explain this association,[35] as well as the hypothesis of a negative impact on the health of large arteries caused by abdominal adiposity.[37]

Choi et al.[38] showed no significant correlation between WC and PWV in their study,[38] which can be explained by the fact that WC cannot distinguish between visceral and subcutaneous fat.[39]

Previous cross-sectional work demonstrates that the increase in abdominal obesity was associated with the decrease in AIx. This finding may have been due to a decrease in the transmural aortic pressure gradient and consequent reduction in the point of operational stiffness of the aorta or to subclinical left ventricular dysfunction that manifests as a lower degree of pressure increase for any given magnitude of reflection.[40,41]

Our study also showed no correlation between WC and AIx, but with a borderline p (p=0.06), suggesting that a likely larger sample could show a different result. When adjusted for age, there was also an inverse association between WC and AIx.

Shiva et al., however, who evaluated changes in AIx over a period of approximately 3 years, found that increasing waist circumference over time was associated with an increase in AIx. The direct prospective relationship between abdominal obesity and AIx suggests a progressive vascular dysfunction caused by obesity, resulting in a late increase in systolic pressure.[42]

Our study revealed that increasing WC had a positive association (p=0.002) with increasing CAP. A representative cohort of 2742 adults in Taiwan presented a multivariate analysis, which revealed that higher WC was independently associated with high CAP.[43] The same association was also found in adolescents in the city of Salvador, Brazil.[44] Previous studies showed results similar to ours,[24,45] suggesting the benefit of measuring CAP as a better approach in the pathogenesis of cardiovascular diseases.

Our results must be interpreted within the context of the potential limitations of the study. First, most participants in our study had at least one CV risk factor among hypertension, dyslipidemia, diabetes, overweight, or cardiovascular comorbidities. Although these factors have been properly accounted for, our data may not be representative of an entire population.

Finally, it is estimated that the presence of a more expressive sample volume can improve the statistical power of the work and reinforce the benefits of the results presented.

Conclusion

This study demonstrated a positive correlation between WC and arterial stiffness measured by fc-PWV and CAP, suggesting the evaluation of the effect of WC on vascular health as a method of aid in the early treatment of CVD and in the prevention of clinical outcomes. Therefore, future studies to determine the relationship between abdominal obesity and the risk of arterial stiffness may consider WC to estimate more accurately. Our study provides information that requires confirmation by a large-scale randomized clinical trial because the effects of observational studies may be overestimated.