Vergleichende Untersuchungen zur Steigerung der Kontraktilität und der mechanischen Effizienz von Ferkel-Herzen nach kardioplegem Herzstillstand durch Kalziumsensitizer, Beta-Adrenozeptor-Agonisten und Phosphodiesterase-III-Hemmern im ex-situ ...

Abstract

Vergleichende Untersuchungen zur Steigerung der Kontraktilität und der mechanischen Effizienz von Ferkel-Herzen nach kardioplegem Herzstillstand durch Kalziumsensitizer, Beta-Adrenozeptor-Agonisten und Phosphodiesterase-III-Hemmern im ex-situ Working Heart Modell

Die vorliegende Studie untersucht den Einfluß des reinen (+) - Enantiomers des Kalziumsensitizers EMD 57033 auf die Myokardfunktion nach kardioplegem Herzstillstand. Die Wirkung wird im ex-situ Working Heart Modell mit der des Beta-Adrenozeptor-Agonisten Adrenalin und der des Phosphodiesterase-III-Hemmers Milrinon, die beide bereits klinisch angewendet werden, verglichen. Es wurden für Adrenalin 8, für Milrinon 10 und für den Kalziumsensitizer EMD 57033 6 Herzen nach Induktion des kardioplegen Herzstillstandes explantiert und in das Perfusionsmodell integriert. Nach einer einstündigen Ischämie wurden alle 24 Herzen über 20 Minuten mit physiologisch konditioniertem Schweineblut reperfundiert und wiedererwärmt. Unmittelbar nach der Reperfusionsphase wurde in den Working Heart Modus übergegangen. Bei stabilen hämodynamischen Verhältnissen wurden die funktionellen Zielparameter (Stroke-Work-Index, enddiastolischer linksventrikulärer Druck, mittlerer Aortenfluß, Herzfrequenz, Kontraktilität, Relaxation und Koronarfluß) und die biochemischen Zielparameter (myokardialer Sauerstoffverbrauch und Laktatkonzentration) bei einer konstant gehaltenen Nachlast von 60 mmHg und unter steigender Vorlast (4 / 6 / 8 / 10 / 12 mmHg) bestimmt. Nach Zugabe jeweils eines der geprüften Medikamente wurden die Zielparameter erneut bestimmt. Hinsichtlich SWI, dem Maß für die Leistung des Herzens, mittlerem Aortenfluß, Kontraktilität und Relaxation waren keine signifikanten Veränderungen in und zwischen den Gruppen festzustellen. Nach Verwendung des Beta-Adrenozeptor-Agonisten Adrenalin und des Phosphodiesterase-III-Hemmers Milrinon stieg sowohl der Koronarfluß, als auch der myokardiale Sauerstoffverbrauch erwartungsgemäß an, was die bisher bekannten Auswirkungen dieser etablierten Inotropika bestätigt. Die Herzfrequenz nahm als eine bekannte Wirkung von Adrenalin signifikant zu. Da die gemessenen Parameter nach Verwendung des Kalziumsensitizer EMD 57033 kein unterschiedliches Verhalten zeigen, scheint der Einsatz dieses Kalziumsensitizers zur Inotropiesteigerung nach kardioplegem Herzstillstand gegenüber den etablierten Substanzen keinen Vorteil zu bieten.

The present study analyses the influence of the pure (+) - enantiomer of calcium sensitizer EMD 57033 on the myocardial function after cardioplegia. The effect will be compared within the ex-situ working heart model with the effect of beta-adrenergic agonist epinephrine and phosphodiesterase type 3 inhibitor milrinone. The last two substances are already in clinical application. After induction of the cardioplegia 8 hearts for epinephrine, 10 hearts for milrinone and 6 hearts for calcium sensitizer EMD 57033 have been explanted and have been integrated into the perfusion model. After one hour of ischemia all 24 hearts have been reperfused for 20 minutes with physiological conditioned blood of pigs and warmed up again. Right after the reperfusion phase the working heart mode was initiated. In constant hemodynamic environment the functional parameters (Stroke-Work-Index, enddiastolic left ventricular pressure, median aortic flow, heart rate, contractility, relaxation and coronary flow) as well as the biochemical parameters (myocardial oxygen concentration and lactic concentration) have been analysed under constant afterload of 60 mmHg and increasing preload (4 / 6 / 8 / 10 / 12 mmHg). After medication of the respective medicine the parameters have been analysed again. According to SWI, the measurement for effectiveness of hearts, median aortic flow, contractility and relaxation no significant differences occured between and within the individual groups. As expected after using beta-adrenergic agonist epinephrine and phosphodiesterase type 3 inhibitor milrinone the coronary flow increased as well as the myocardial oxygen concentration, confirming the known effects of established inotropics. The heart rate increased significantly as a well known effect of epinephrine. Since the parameters show no significant differences after the use of calcium sensitizer EMD 57033 the use of this calcium sensitizer to increase inotropism after a cardioplegia seems of no advantage compared to the established substances.