Effekt av biventrikkulær pacing på inflammasjon og perifer muskulatur hos hjertesviktpasienter
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 911129
- Ansvarlig person
- Alf Inge Larsen
- Institusjon
- Helse Stavanger HF
- Prosjektkategori
- Forskningsprosjekt
- Helsekategori
- Cardiac & Cardiovascular Systems
- Forskningsaktivitet
- Klinisk forskning
Rapporter
Biventrikkulær pacing eller kardial resynkroniseringsterapi er nå et veletablert tilbud til pasienter med hjertesvikt i funskjonsklasse 3 etter adekvat medikamentell behandling dersom de også har venstre grenblokk. I denne studien evalueres inflammasjonsrespons og endringer i perifer skjelett muskulatur.Hos hjertesviktpasienter er forsyningen av oksygen til muskulaturen redusert p.g.a. redusert pumpekraft. Melkesyrenivåene stiger og arbeidskapasiteten reduseres betydelig. Pumpesvikten fører til en vond sirkel med aktivering av en rekke biologiske mekanismer. Muskelfibrene blir tynnere og endrer karakter slik at tilført oksygen ikke utnyttes optimalt.
Det er etter hvert publisert flere rapporter som belyser og begrunner bruken av biventrikkulær pacemaker. Behandlingen er meget lovende når det gjelder sentrale hemodynamiske verdier. Imidlertid vet man lite om hva som skjer med perifer sirkulasjon og i skjelettmuskulatur.
En ny teori som tar utgangspunkt i forhøyede verdier av cytokiner har de siste år kastet nytt lys over progresjonen av hjertesvikt . Cytokiner er en samlebetegnelse på små peptider som virker på en eller annen måte i betennelsesprosessen. Forhøyede verdier kan være markører for alvorlig hjertesvikt med muskelsvinn (kakeksi), men har også vist seg å spille en viktig rolle i mekanismene ved progresjon av hjertesvikt. Nyere forskning viser at adekvat behandling og trening kan redusere denne inflammasjonsresponsen.
I skjelettmuskel hos friske mennesker er der en balansert distribusjon av de forskjellige muskelfiber typer avhengig av evne til å ta opp oksygen; type I fibre (aerobe), type IIA fibre (både aerob og anaerobe) og type IIB fibre (mest anaerobe). Ved hjertesvikt er der et skifte til type II fibre og en redusert kapillærtetthet i muskulaturen, men mekanismene som fører til dette skiftet er foreløpig ikke klarlagt.
Biventrikkulær pacing
Pasienter med hjertesvikt venstre gren-blokk har ofte en dys-synkron sammentrekning av vesntre ventrikkel og en lite hensiktsmessig utnyttelse av pumpe kraften og en større lekkasje tilbake i lungekretsløpet som fører til et ytterligere redusert slagvolum. I tillegg reduseres fylningstiden av venstre hjertekammer. Venstre gren-blokk mønster er også en sterk prediktor for tidlig død.
Tidligere studier har vist bedring av hemodynamiske data og funksjonsnivå etter biventrikkulær pacing. En signifikant bedring av livskvalitet og distanse ved 6 minutters gangtest samt redusert re-innleggelses rate er også dokumentert etter denne behandlingen. Denne bedringen av kliniske parametre er ofte assosiert med en reduksjon av QRS bredden.
Studiemål
Det primære mål i denne studien er å evaluere effekten av biventrikkulær pacing på nevro-endokrin aktivering, inflammasjons respons og forandringer i skjelett muskel karakteristika spesielt på sub-cellulært niva.
Studie design
Ved baseline og ved 6 mndr. evalueres funksjonsnivå med sykkeltest for måling av surstoffopptak. Inflammasjons prosessen kartlegges systemisk og lokalt i muskulatur for evaluering av myokinrespons, og de patologiske forandringene på cellulært og subcellulært nivå studeres. Vi har inkludert 21 pasienter og forventer publikasjon innen 2009. Foreløpige resultater tyder på en økning av surstoff opptak men ikke på en økning av fibertykkelse.
Dette prosjektet evaluerer effekten av biventrikkulær pacing hos symptomatiske hjertesvikt pasienter med venstre grenblokk og redusert pumpekraft. Relasjonen mellom reduksjon av den generelle inflammasjon og normalisering av skjelett muskulatur undersøkes spesielt..Hos hjertesviktpasienter er forsyningen av oksygen til muskulaturen redusert p.g.a. redusert pumpekraft. Melkesyrenivåene stiger og arbeidskapasiteten reduseres betydelig. Betennelse med henfall av muskulatur er typisk for langt kommet hjertesvikt
Behandling med biventrikkulær pacemaker er meget lovende når det gjelder sentrale hemodynamiske verdier. Imidlertid vet man lite om hva som skjer i perifer sirkulasjon og skjelettmuskulatur.
Forhøyede verdier av cytokiner kan være markører for alvorlig hjertesvikt med muskelsvinn (kakeksi), men har også vist seg å spille en viktig rolle i mekanismene ved progresjon av hjertesvikt . Nyere forskning viser at adekvat behandling og trening kan redusere denne inflammasjonsresponsen
I skjelettmuskel hos friske mennesker er der en balansert distribusjon av de forskjellige muskelfiber typer avhengig av evne til å ta opp oksygen; type I fibre (aerobe), type IIA fibre (både aerob og anaerobe) og type IIB fibre (mest anaerobe). Ved hjertesvikt er der et skifte til type II fibre og en redusert kapillærtetthet i muskulaturen, men mekanismene som fører til dette skiftet er foreløpig ikke klarlagt .
Biventrikkulær pacing
Pasienter med hjertesvikt og venstresidig blokkering av den elektriske impuls i hjertet (venstre gren-blokk mønster med forlenget QRS bredde på EKG) har ofte en dys-synkron sammentrekning. Dette betyr at de forskjellige deler av venstre hjertekammer trekker seg sammen på ulike tidspunkt. Man får en asynkron sammentrekning og en lite hensiktsmessig utnyttelse av pumpe kraften. I tillegg vil denne asynkrone sammentrekningen føre til større lekkasje tilbake i lungekretsløpet i stedet for at blodet pumpes videre ut i hovedpuls åren. Alt i alt fører altså dette til en ytterligere forverring av hjertekammerets funksjon med reduksjon av det volumet som pumpes ut i kroppen for hvert hjerteslag (slagvolumet). I tillegg reduseres fylningstiden av venstre hjertekammer slik at slagvolumet blir ytterligere redusert . Tilstedeværelsen av venstre gren-blokk mønster er også en sterk prediktor for tidlig død uavhengig av grad av hjertesvikt eller utbredelse av kransåre sykdom .
Tidligere studier har vist bedring av hemodynamiske data og funksjonsnivå etter biventrikkulær pacing , . En signifikant bedring av livskvalitet og distanse ved 6 minutters gangtest samt redusert re-innleggelses rate er også dokumentert etter denne behandlingen , . Denne bedringen av kliniske parameter er vist å være assosiert med en reduksjon av QRS bredden. Selv om to kammer pacing med kort overledning fra forkammer til hjertekammer er blitt rapportert å være gunstig for pasienter med hjertesvikt , er den hemodynamiske gevinst ved biventrikkulær pacing mer relatert til en signifikant resynkronisering av det regionale bevegelsesmønsteret i venstre hjertekammer .
Studiemål
Man antar at økning i arbeidskapasitet etter biventrikkulær pacing vil være assosiert med endring i skjelettmuskel-karakteristika.. Da inflammatoriske mekanismer sannsynligvis er relatert til myopatien ved hjertesvikt, vil man anta at det er en korrelasjon mellom endring i inflammatorisk respons og reversering av patologisk forandringer i muskulaturen etter 6 måneder med biventrikkulær pacing. Imidlertid er dette foreløpig ikke dokumentert.
Det primære mål i denne studien er å evaluere effekten av biventrikkulær pacing på nevro-endokrin aktivering, inflammasjons respons og forandringer i skjelett muskel karakteristika hos pasienter med stabil hjertesvikt. I tillegg vil se på forholdene mellom disse parametrene og endring av funksjonsnivå og livskvalitet.
Studie design
Dette er en åpen studie som evaluerer effekten av biventrikklær pacing etter 6 måneder hos pasienter med stabil hjertesvikt, venstre grenblokk og ekkokardiografisk verifisert venstre hjertekammer dyssynkron kontraktilitet. Pasientene blir testet før pacemaker-implantasjonene og etter 6 måneder med biventrikkulær pacing. Funksjonsnivå evalueres med sykkeltest for måling av surstoffopptak. Blodprøver taes for måling av forskjellige hormoner og andre stoffer som utskilles i økede mengder hos pasienter med hjertesvikt, og en muskelbiopsi vil bli utført for å kartlegge grad av reversering av de patologiske forandringene på cellulært og organelle nivå. Vi har inkludert 20 pasienter, men tar sikte på å utvide til 30-40 pasienter for å øke den vitenskapelige styrken. Prosjektet ventes derfor ferdig innen 2008.
Evaluering av inflammasjonsrespons og perifer muskelmetabolisme hos hjertesviktpasienter etter 6 måneders resynkroniseringsterapi.Hos hjertesviktpasienter er forsyningen av oksygen til muskulaturen redusert p.g.a. redusert pumpekraft. Dette fører til en vond sirkel med aktivering av en rekke biologiske mekanismer. Muskulaturen hos hjertesviktpasienter endres etter hvert som sykdommen utvikler seg. Muskelfibrene blir tynnere og endrer karakter slik at tilført oksygen ikke utnyttes optimalt. Betennelse med henfall av muskulatur er også typisk for langt kommet hjertesvikt
En ny teori som tar utgangspunkt i forhøyede verdier av cytokiner har de siste årene kastet nytt lys over progresjonen av hjertesvikt. Forhøyede verdier kan være markører for alvorlig hjertesvikt med muskelsvinn (kakeksi), men har også vist seg å spille en viktig rolle i mekanismene ved progresjon av hjertesvikt.
I skjelettmuskel hos friske mennesker er der en balansert distribusjon av de forskjellige muskelfiber typer avhengig av evne til å ta opp oksygen; type I fibre (aerobe), type IIA fibre (både aerob og anaerobe) og type IIB fibre (mest anaerobe). Ved hjertesvikt er der et skifte til type II fibre og en redusert kapillærtetthet i muskulaturen, men mekanismene som fører til dette skiftet er foreløpig ikke klarlagt.
Biventrikkulær pacing
Pasienter med hjertesvikt og venstresidig blokkering av den elektriske impuls i hjertet (venstre gren-blokk mønster med forlenget QRS bredde på EKG) har ofte en dys-synkron sammentrekning og en lite hensiktsmessig utnyttelse av pumpe kraften i venstre hjertekammer. Tilstedeværelsen av venstre gren-blokk mønster er også en sterk prediktor for tidlig død uavhengig av grad av hjertesvikt eller utbredelse av kransåre sykdom.
Tidligere studier har vist bedring av hemodynamiske data og funksjonsnivå etter biventrikkulær pacing. Denne bedringen av kliniske parameter er vist å være assosiert med en reduksjon av QRS bredden.
Studiemål
Man antar at økning i arbeidskapasitet etter biventrikkulær pacing vil være assosiert med endring i skjelettmuskel-karakteristika. Da inflammatoriske mekanismer sannsynligvis er relatert til myopatien ved hjertesvikt, vil man anta at det er en korrelasjon mellom endring i inflammatorisk respons og reversering av patologisk forandringer i muskulaturen etter 6 måneder med biventrikkulær pacing. Imidlertid er dette foreløpig ikke dokumentert.
Det primære mål i denne studien er å evaluere effekten av biventrikkulær pacing på nevro-endokrin aktivering, inflammasjons respons og forandringer i skjelett muskel karakteristika hos pasienter med stabil hjertesvikt. I tillegg vil se på forholdene mellom disse parametrene og endring av funksjonsnivå og livskvalitet.
Studie design
Dette er en åpen studie på 20 pasienter med stabil hjertesvikt, venstre grenblokk og ekkokardiografisk verifisert venstre hjertekammer dyssynkron kontraktilitet. Pasientene blir testet før pacemaker-implantasjonene og etter 6 måneder med biventrikkulær pacing. Funksjonsnivå evalueres med sykkeltest for måling av surstoffopptak. Blodprøver taes for måling av forskjellige hormoner og andre stoffer som utskilles i økede mengder hos pasienter med hjertesvikt, og en muskelbiopsi vil bli utført. Vi har så langt (jan 2007) inkludert 13 av 20 pasienter. Prosjektet ventes ferdig innen 2007.
Evaluering av inflammasjonsrespons og perifer muskelmetabolisme hos pasienter med alvorlig hjertesvikt og venstre grenblokkEffekt av biventrikkulær pacing hos pasienter med alvorlig hjertesvikt og venstre gren-blokk
Hjertesvikt domineres av manglende pumpeevne og fører til aktivering av en rekke kompenseringsmekanismer. Hovedsymptomene er utmattelse og økende tungpust . Muskulaturen hos hjertesviktpasienter endres etter hvert som sykdommen utvikler seg. Muskelfibrene blir tynnere og endrer karakter slik at tilført oksygen ikke utnyttes optimalt. Betennelse med henfall av muskulatur er også typisk for langt kommet hjertesvikt
Det er etter hvert publisert flere rapporter som belyser og begrunner bruken av biventrikkulær pacemaker. Behandlingen er meget lovende når det gjelder sentrale hemodynamiske verdier. Imidlertid vet man lite om hva som skjer i perifer sirkulasjon og skjelettmuskulatur.
Nevro-hormonal aktivering
Plasma nivåene av nevro-peptider som atrial natriuretisk peptid (er sterkt relatert til lang tids dødelighet . Flere av disse hormonene korrelerer også med funksjonsnivå og med trykkendringer I hjertet . På lang sikt er imidlertid forhøyede nivåer av disse peptidene skadelige og direkte relatert til økt dødelighet .
Inflammasjon
Cytokiner er en samlebetegnelse på små peptider som virker på en eller annen måte i betennelsesprosessen . Forhøyede verdier kan være markører for alvorlig hjertesvikt med muskelsvinn (kakeksi), men har også vist seg å spille en viktig rolle i mekanismene ved progresjon av hjertesvikt . Nyere forskning viser at adekvat behandling og trening kan redusere denne inflammasjonsresponsen
Skjelettmuskulatur
I skjelettmuskel hos friske mennesker er der en balansert distribusjon av de forskjellige muskelfiber typer avhengig av evne til å ta opp oksygen; type I fibre (aerobe), type IIA fibre (både aerob og anaerobe) og type IIB fibre (mest anaerobe). Ved hjertesvikt er der et skifte til type II fibre og en redusert kapillærtetthet I muskulaturen, men mekanismene som fører til dette skiftet er foreløpig ikke klarlagt .
Biventrikkulær pacing
Tidligere studier har vist bedring av hemodynamiske data og funksjonsnivå etter biventrikkulær pacing. Den hemodynamiske gevinst ved biventrikkulær pacing mer relatert til en signifikant resynkronisering av det regionale bevegelsesmønsteret i venstre hjertekammer .
Studie design
Pasientene blir testet før pacemaker-implantasjonene og etter 6 måneder med biventrikkulær pacing. Funksjonsnivå evalueres med sykkeltest for måling av surstoffopptak. Blodprøver taes for måling av forskjellige hormoner og andre stoffer som utskilles i økede mengder hos pasienter med hjertesvikt, og en muskelbiopsi vil bli utført.
Pacemaker-operasjonen.
Man plasserer en ledning til høyre hjertekammer og til høyre forkammer, som ved en vanlig pacemaker-innleggelse. I tillegg plasseres en ledning til venstre hjertekammers utside via en hjertevene. Pacemakeren som er på størrelse med en liten fyrstikk-eske, blir plassert under huden, under kanten av venstre kraveben.
Foreløpig status
Vi har så langt (jan 2006) inkludert 7 av 20 pasienter. Studien administreres gjennom Stavanger Helseforskning som har lang rutine i dette arbeidet. Vi samarbeider også med Universitet i Tromsø for analyse av muskelbiopsiene og har et utmerket samarbeid med kirurgisk arbeidsavdeling for biopsitaking og håndtering av prøvene. Det er så lang ingen studier som har publisert noe innen muskelhsitologi, men det ble nylig rapportert endringer i TNF alpha og myocard etter CRT i en liten studie.
Evaluering av inflammasjonsrespons og perifer muskelmetabolisme hos pasienter med hjertesvikt, med undersøkelse umiddelbart før og 6 måneder etter implantasjon av hjertesvikt-pacemaker.Hjertesvikt defineres som manglende pumpeevne i hjertet og fører til aktivering av en rekke kompenseringsmekanismer. På grunn av svekket pumpekraft blir forsyningen av oksygen til muskulaturen mindre, melkesyrenivåene stiger og arbeidskapasiteten reduseres betydelig. Imidlertid har det nå vist seg at pumpesvikten fører til en vond sirkel med aktivering av en rekke biologiske mekanismer. Muskulaturen hos hjertesviktpasienter endres etter hvert som sykdommen utvikler seg. Muskelfibrene blir tynnere og endrer karakter slik at tilført oksygen ikke utnyttes optimalt. Betennelse med henfall av muskulatur er også typisk for langt kommet hjertesvikt.
En ny teori som tar utgangspunkt i forhøyede verdier av cytokiner har de siste år kastet nytt lys over progresjonen av hjertesvikt. Cytokiner er en samlebetegnelse på små peptider som virker på en eller annen måte i betennelsesprosessen. Forhøyede verdier kan være markører for alvorlig hjertesvikt med muskelsvinn (kakeksi), men har også vist seg å spille en viktig rolle i mekanismene ved progresjon av hjertesvikt. Nyere forskning viser at adekvat behandling og trening kan redusere denne inflammasjonsresponsen.
Biventrikkulær pacing
Pasienter med hjertesvikt og venstresidig blokkering av den elektriske impuls i hjertet (venstre gren-blokk mønster med forlenget QRS bredde på EKG) har ofte en dys-synkron sammentrekning og dermed en lite hensiktsmessig utnyttelse av pumpe kraften. I tillegg vil denne dys-synkrone sammentrekningen føre til større lekkasje tilbake i lungekretsløpet i stedet for at blodet pumpes videre ut i hovedpuls åren. Alt i alt fører altså dette til en ytterligere forverring av hjertekammerets funksjon med reduksjon av det volumet som pumpes ut i kroppen for hjerteslag . I tillegg er tilstedeværelsen av venstre gren-blokk mønster en sterk prediktor for tidlig død uavhengig av grad av hjertesvikt eller utbredelse av kransåre sykdom.
Tidligere studier har vist bedring av hemodynamiske data og funksjonsnivå etter biventrikkulær pacing. Selv om to kammer pacing med kort overledning fra forkammer til hjertekammer er blitt rapportert å være gunstig for pasienter med hjertesvikt, er den hemodynamiske gevinst ved biventrikkulær pacing mer relatert til en signifikant resynkronisering av det regionale bevegelsesmønsteret i venstre hjertekammer.
Studiemål
Det primære mål i denne studien er å evaluere effekten av biventrikkulær pacing på nevro-endokrin aktivering, inflammasjons respons og forandringer i skjelett muskel karakteristika hos pasienter med stabil hjertesvikt. I tillegg vil se på forholdene mellom disse parametrene og endring av funksjonsnivå og livskvalitet.
Status pr januar 2005.
Vi har så langt inkludert 3 av 20 pasienter. Studien administreres gjennom Stavanger Helseforskning som har lang rutine i dette arbeidet. Vi samarbeider også med Universitet i Tromsø for analyse av muskelbiopsiene og har et utmerket sasmarbeid med kirurgisk arbeidsavdeling for biopsitaking og håndtering av prøvene.
Vitenskapelige artikler
Larsen AI, Nilsen DW
Persistent left superior vena cava. Use of an innominate vein between left and right superior caval veins for the placement of a right ventricular lead during ICD/CRT implantation.
Eur Heart J 2005 Oct;26(20):2178.
PMID: 16195323
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til Faglig rapportering, Helse Vest