Straburzyńska-Migaj, Andrzej Szyszka i Ewa

Polish

Via Medica Journals

C43Folia Cardiol.2001, tom 8, supl. C, C43–C46Copyright © 2001 Via MedicaISSN 1507–4145www.fc.viamedica.plAdres do korespondencji: Dr hab. med. Andrzej SzyszkaI Klinika Kardiologii IK w Poznaniuul. Długa 1/2, 61–848 PoznańZnaczenie echokardiografii obciążeniowejdla badań nad hartowaniem miokardiumAndrzej Szyszka i Ewa Straburzyńska-MigajI Klinika Kardiologii Instytutu Kardiologii Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w PoznaniuHartowanie serca— badania doświadczalneW 1986 roku Murry i wsp. opublikowali wyni-ki doświadczeń, w których wykazano, że możnazmniejszyć obszar zawału serca o prawie 70%, je-żeli niedokrwienie wywołujące ten zawał jest po-przedzone krótkotrwałymi okresami niedokrwienia[1]. Zjawisko to nazwano preconditioning — w ję-zyku polskim nazwie tej najbardziej odpowiada sło-wo „hartowanie”. Opublikowane po 1993 roku pra-ce grupy badawczej Yellona wskazują, że oprócz tzw.klasycznego hartowania serca występującego wcze-śnie i trwającego 30–120 min istnieje opóźniona fazahartowania (tzw. drugie okno), która następuje po12–24 h od zadziałania hartującego bodźca i utrzy-muje się do 72 h [2, 3].Do tej pory opublikowano około 2000 prac do-tyczących hartowania serca. W tabeli 1 zestawiononajczęściej stosowane modele doświadczalne har-towania serca.Tabela 2 przedstawia główne właściwości harto-wania serca wykazane doświadczalnie [4]. Warto do-dać, że hartowanie opóźnione w mniejszym stopniu niżklasyczne ogranicza strefę zawału serca, ale jest zde-cydowanie skuteczniejsze w przeciwdziałaniu wystę-powaniu zjawiska ogłuszenia mięśnia sercowego [5].Rycina 1 ilustruje, na podstawie wyników badańdoświadczalnych, przypuszczalny szlak sygnałów ko-mórkowych związanych z wczesnym (klasycznym)hartowaniem serca [6–12]. Różne błonowe recepto-ry kardiomiocyta poprzez białko G aktywują fosfoli-pazy, które uwalniają diacyloglicerol, który z koleiaktywuje kinazę białkową C. Wolne rodniki tlenoweTabela 1. Modele hartowania sercaBodziec hartujący1. Niedokrwienie:— miejscowe (zamknięcie tętnicy wieńcowej)— ogólne (zakleszczenie aorty)2. Hipoksja3. Substancje farmakologiczneModele doświadczalne1. Serce in situ2. Serce izolowane3. Wycinki mięśnia4. Hodowle kardiomiocytówTabela 2. Hartowanie serca — właściwości1. Ograniczenie wielkości zawału serca:— ograniczenie martwicy— hamowanie apoptozy2. Działanie antyarytmiczne:— okres niedokrwienia— okres po reperfuzji3. Hamowanie ogłuszenia mięśnia sercowego:— poprawa czynności skurczowej4. Hamowanie zaburzeń metabolicznych:— zwolnienie degradacji ATP i fosfokreatyny— zmniejszenie akumulacji produktów beztlenowejprzemiany materiimogą bezpośrednio pobudzać tę kinazę. Wydaje się,że kinaza C jest centralnym punktem, do któregodocierają sygnały ze wszystkich pobudzonych recep-torów. Kinaza białkowa C pobudza następnie kaska-dę innych kinaz (m.in. p38MAPK), wywołując fosfo-rylację efektorów (np. kanałów potasowych ATP-za-leżnych), co prowadzi do ujawnienia się skutkówC44Folia Cardiol. 2001, tom 8, supl. Cwww.fc.viamedica.plhartowania serca: ochrony funkcji mitochondriów,wzrostu odporności miocytów na obrzęk, zwolnieniatempa degradacji ATP i fosfokreatyny.Zdecydowanie mniej wiadomo na temat mecha-nizmu opóźnionej fazy hartowania serca. Istnieją ba-dania sugerujące udział w tej fazie białek stresucieplnego, receptorów adenozyny A1, enzymów an-tyoksydacyjnych, wolnych rodników tlenowych,tlenku azotu, kinazy białkowej C i endotoksyn [13––15]. Interesujące są wyniki badań, które wskazują,że w hamowaniu ogłuszenia mięśnia sercowegoprzez opóźnione hartowanie biorą udział, opróczbiałek stresu cieplnego, receptorów A1 i tlenku azo-tu, również wolne rodniki tlenowe — uważane prze-cież za przyczynę ogłuszenia [8].Hartowanie serca ludzkiegoZjawisko hartowania serca występuje równieżu ludzi. Wskazują na to wyniki badań doświadczal-nych prowadzonych na wycinkach mięśnia przedsion-ków i w hodowlach kardiomiocytów ludzkich, w któ-rych wykazano, że hartowanie przez naprzemiennąhipoksję i reoksygenację poprawia kurczliwość mię-śni przedsionków i przeżywalność miocytów w ho-dowli [7, 16]. W badaniach doświadczalnych potwier-dzono udział w hartowaniu serc ludzkich adenozyny,agonistów receptorów a1, kinazy białkowej C i kana-łów potasowych ATP-zależnych.Cechy hartowania serca są dostrzegalnew pewnych obserwacjach klinicznych. W zjawisku„rozgrzewania się serca” początkowy ból wieńco-wy hartuje serce, umożliwiając wykonywanie dal-szych wysiłków fizycznych bez objawów niedo-krwienia mięśnia sercowego [17]. Bodźcem hartu-jącym serce i zmniejszającym następstwa zawałuserca jest również ból wieńcowy występującyw okresie 24 h przed zawałem [18]. Wstępna infla-cja balonu w trakcie angioplastyki wieńcowej albopierwsze zakleszczenie aorty w czasie zakładaniapomostów aortalno-wieńcowych wywołują regional-ne lub ogólne niedokrwienie mięśnia sercowegoi hartują go, co skutkuje zmniejszeniem zaburzeńkurczliwości i aktywności wskaźników martwicyoraz zmian odcinka ST w EKG. W trakcie tych ob-serwacji stwierdzono, że u ludzi zjawisko hartowa-nia serca występuje już po 90 s od zadziałania bodź-ca hartującego, a w hartowaniu przez inflację balo-nu biorą udział: receptory a1, adenozyna, kanałypotasowe ATP-zależne [19–21].Hartowanie serca a echokardiograficznepróby obciążenioweZjawisko hartowania serca może istotnie wpły-wać nie tylko na terapię, ale również na diagnostykęchoroby niedokrwiennej serca. Jedną z przyczyn fał-szywie ujemnych wyników elektrokardiograficznychi echokardiograficznych prób obciążeniowych możebyć właśnie hartowanie serca. Bóle wieńcowe wystę-pujące przed próbą, wzrost aktywności bradykininy naskutek stosowania inhibitorów konwertazy angioten-syny, czy wreszcie, używane do obciążenia, dipiryda-mol (podnoszący poziom adenozyny) lub katechola-miny, hartując serce mogą istotnie zmniejszyć zmia-ny odcinka ST lub zaburzenia kurczliwości.Ryc. 1. Przypuszczalny mechanizm wczesnego hartowania serca.C45A. Szyszka i wsp., Echokardiografia obciążeniowa a hartowanie sercawww.fc.viamedica.plNie ma z kolei nieinwazyjnych modeli hartowa-nia serca, które można by stosować u ludzi w celuoceny wielu aspektów tego zjawiska. Wydaje się, żejednym z takich modeli mógłby być model opartyna echokardiograficznych próbach obciążeniowych.W związku z tym należałoby się zastanowić nadwyborem odpowiedniego bodźca hartującego orazprotokołu badania.Uwzględniając zjawisko „rozgrzewania się ser-ca”, bodźcem takim mogłoby być wysiłkowe niedo-krwienie mięśnia sercowego [17]. Wielkość wstęp-nego obciążenia należy tak dobrać, aby wywoływa-ła zaburzenia kurczliwości lewej komory. Abyuzyskać nieprzerwaną ocenę kurczliwości, badanienależałoby wykonywać na cykloergometrze przysto-sowanym do badań w pozycji leżącej ze stopniowa-nym obciążeniem.Istnieje również możliwość zastosowania bodź-ców hartujących w postaci środków farmakologicz-nych — adenozyny lub dipirydamolu. Ze względuna koszt i ryzyko wystąpienia działań ubocznych postosowaniu adenozyny, preferowanym środkiem jestprawdopodobnie dipirydamol. Biorąc pod uwagęfakt, że adenozyna bezpośrednio hartuje serce [20],dawka dipirydamolu mogłaby być niższa od stoso-wanej rutynowo w próbach obciążeniowych [22].Ocena skuteczności bodźca hartującego ser-ce byłaby możliwa przez porównanie echokardio-graficznych prób obciążeniowych wykonywanychbez i z zastosowaniem hartowania. Porównywanoby typowe parametry, takie jak czas do pojawieniasię zaburzeń kurczliwości i stopień ich nasilenia,frakcję wyrzutową, czynność rozkurczową lewejkomory. Protokół badania z hartowaniem serca zapomocą wysiłkowego niedokrwienia wyglądałbynastępująco: najpierw wykonywano by echokardio-graficzną próbę wysiłkową, a następnie, po ustą-pieniu wywołanych przez nią zaburzeń kurczliwo-ści lewej komory, przeprowadzano następną pró-bę, porównując uzyskane wyniki. Oceniającfarmakologiczne bodźce hartujące, należałoby wy-konywać kontrolną próbę obciążeniową co najmniej72 h przed zastosowaniem tych bodźców, chcącuniknąć wpływu na wynik badania opóźnionej fazyhartowania serca.Spośród wielu pytań, na które można by od-powiedzieć, stosując opisane modele hartowaniaserca, najciekawsze wydają się te, które dotycząwpływu hartowania na kurczliwość obszarówżywotnego miokardium oraz wpływu na hartowa-nie serca pochodnych sulfonylomocznika [23] i le-ków „wieńcowych” o działaniu hemodynamicz-nym lub metabolicznym. Szczególnie interesują-ca jest interakcja z tym zjawiskiem leków meta-bolicznych, których mechanizm działania na po-ziomie komórkowym nie został dotąd określony.Dotychczasowe badania doświadczalne nad jed-nym z tych leków — trimetazydyną — wykazały,że ogranicza ona uszkodzenie błon komórkowychi cytolizę, chroni miocyty przed skutkami deficy-tu tlenowego, stabilizując funkcję mitochondriówi produkcję energii oraz zmniejsza obszar zawałuserca [24, 25]. Ochronne działanie trimetazydy-ny przed skutkami niedokrwienia mięśnia serco-wego wykazano również w czasie zabiegów pomo-stowania tętnic wieńcowych [26], przezskórnejkoronaroplastyki [27] i echokardiograficznej pró-by obciążeniowej z dobutaminą [28]. Warto zwró-cić przy tym uwagę, że efekty działania trimeta-zydyny w znacznym stopniu przypominają skutkihartowania serca.Piśmiennictwo1. Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Precondition-ing with ischemia: a delay of lethal cell injury in is-chemic myocardium. Circulation 1986; 74: 1124–1136.2. Marber M.S., Latchman D.S., Walker J.M., YellonD.M. Cardiac stress protein elevation 24 hours afterbrief ischemia or heat stress is associated with resis-tance to myocardial infaction. Circulation 1993; 88:1264–1272.3. Yellon D.M., Baxter G.F. A “second window of pro-tection” or delayed preconditioning phenomenon: fu-ture horizons for myocardial protection? J. Moll. Cell.Cardiol. 1995; 27: 1023–1034.4. Millar C.G.M., Baxter G.F., Thiermermann C. Pro-tection of the myocardium by ischemic precondition-ing: mechanisms and therapeutic implications. Phar-macol. Ther. 1996; 69: 143–151.5. Sun J.Z., Tang X.L., Knowlton A.A., Park S.W., QiuY., Bolli R. Late preconditioning against myocardialstunning. An endogenous protective mechanism thatconfers resistance to postischemic dysfunction 24 hafter brief ischemia in conscious pigs. J. Clin. Invest.1995; 95: 388–403.6. Cohen M.V., Downey J.M. Myocardial preconditioningpromises to be a novel approach to the treatment of is-chemic heart disease. Annu. Rev. Med. 1996; 47: 21–29.7. Speechly-Dick M.E., Grover G.J., Yellon D.M. Doesischemic preconditioning in the human involve proteinkinase C and the ATP-dependent K channel? Studies ofcontractile function simulated ischemia in an atrial invitro model. Circ. Res. 1995; 77: 1030–1035.C46Folia Cardiol. 2001, tom 8, supl. Cwww.fc.viamedica.pl8. Tritto I., D’Andrea D., Eramo N. Oxygen radicals caninduce preconditioning in rabbit hearts. Circ. Res.1997; 80: 743–748.9. Weinbrenner C., Liu G.S., Cohen M.V., Downey J.M.Phosphorylation of tyrosine 182 of p38 mitogen-acti-ated protein kinase correlates with the protection ofpreconditioning in the rabbit heart. J. Mol. Cell. Car-diol. 1997; 29: 2383–2391.10. Marban E. O’Rourke B., Liu Y. Role of K-ATP chan-nels in the mechanism of ischemic preconditioning.J. Mol. Cell. Cardiol. 1997; 29: A36.11. Armstrong S., Ganote C.E. Preconditiong of isolatedrabbit cardiomyocytes: effects of glycolytic blockade,phorbol esters, and ischemia. Cardiovasc. Res. 1994;28: 1700–1706.12. Kolocassides K.G., Seymour A.M.L., Galinanes M.,Hearse D.J. Paradoxical effect od ischemic precondi-tioning on ischemic contracture? NMR studies of en-ergy metabolism and intracellular pH in the rat heart.J. Mol. Cell. Cardiol. 1996; 28: 1045–1057.13. Baxter G.F., Gama F.M., Yellon D.M. Characteriza-tion of the infarct-limiting effect of delayed precondi-tioning: time course and dose-dependency studies inrabbit myocardium. Basic Res. Cardiol. 1997; 92:159–167.14. Qiu Y., Tang X.L., Park S.W., Sun J.Z., Kalya A.,Bolli R. The early and late phases of ischemic pre-conditioning. A comparative analysis of their ef-fects on infarct size, myocardial stunning and ar-rhythmias in conscious pigs undergoing a 40--minute coronary occlusion. Circ. Res. 1997; 80:730–742.15. Yao Z., Auchampach J.A., Pieper G.M., Gross G.J.Cardioprotective effects of monophosphoryl lipid A,a novel endotoxin analogue in dogs. Cardiovasc. Res.1993; 27: 832–838.16. Ikonomides J.S., Shirai T., Weisel R.D. Precondition-ing cultured human pediatric myocytes requires ade-nosine and protein kinase C. Am. J. Physiol. 1997;272 (3, cz. 2): H1220–H1230.17. Maybaum S., Ilan M., Mogilevsksy J., Tzivoni D.Improvement in ischemic parameters during re-peated exercise testing: a possible model for myo-cardial preconditioning. Am. J. Cardiol. 1996; 78:1087–1091.18. Kloner R.A., Shook T., Antman E.M. i wsp. TIMI 9Investigators. A prospective analysis on the poten-tial preconditioning effect of preinfarct angina inTIMI 9. Circulation 1996; 94 (supl. I): I-611.19. Deutsch E., Berger M., Kussmaul W.G., HirshfeldJ.W., Herrmann H.C., Laskey W.K. Adaptation to is-chemia during percutaneous transluminal coronaryangioplasty. Clinical, hemodynamic, and metabolicfeatures. Circulation 1990; 82: 2044–2051.20. Leesar M.A., Stoddard M., Ahmed M., Broadbent J.,Bolli R. Preconditioning of human myocardium withadenosine during coronary angioplasty. Circulation1997; 95: 2500–2507.21. Kolocassides K.G., Gallinanes M., Hearse D.J. Is-chemic preconditioning, cardioplegia or both? J. Mol.Cell. Cardiol. 1994; 26: 1411–1414.22. Szyszka A. Echokardiograficzna próba obciążeniowaz dipirydamolem. W: Echokardiografia obciążeniowa.Stress Echo. Praca zbiorowa. Volumed, Wrocław2000; 27–32.23. Gross G.J., Auchampach J.A. Blockade of ATP-sensi-tive potassium channels prevents myocardial precon-ditioning in dogs. Circ. Res. 1992; 70: 223–233.24. Fantini E., Demaison L., Sentex E., Grynberg A.,Athias P. Some biochemical aspects of protective ef-fect of trimatizidine on rat cardiomyocytes duringhypoxia and reoxygeantion. J. Mol. Cell. Cardiol.1994; 26: 949–958.25. Noble M.I., Belcher P.R., Drake-Holland A.J. Limita-tion of infarct size by trimetazidine in the rabbit. Am.J. Cardiol. 1995; 76: 41B–44B.26. Fabiani J.N., Ponzio O., Emerit L. Cardioprotectiveeffect of trimetazidine during coronary artery graftsurgery. J. Cardiovasc. Surg. 1992; 33: 486–491.27. Kober G., Buck T., Sievert H., Vallbracht C. Myocar-dial protection during percutaneous transluminal co-ronary angioplasty — effect of trimetazidine.28. Lu Ch., Dąbrowski P., Fragasso G., Chierchia S. Ef-fects of trimetazidine on ischemic left ventriculardysfunction in patients with coronary artery disease.Am. J. Cardiol. 1998; 82: 898–901.

Znaczenie echokardiografii obciążeniowejdla badań nad hartowaniem miokardium

https://journals.viamedica.pl/folia_cardiologica/article/download/24618/19710

Znaczenie echokardiografii obciążeniowejdla badań nad hartowaniem miokardium

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Via Medica Journals

Via Medica Journals