Redusert høyre ventrikkelfunksjon og remodellering av høyre ventrikkel hos KOLS pasienter uten pulmonal hypertensjon

Kjetil Steine.

Kjetil Steine.

Av Kjetil Steine, seksjonsoverlege, dr med, kardiologisk avdeling, Akershus universitetssykehus
Janne Mykland Hilde, overlege, PhD, kardiologisk avdeling, Akershus universitetssykehus

Det er vel etablert at pasienter med røykeindusert kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) kan utvikle pulmonal hypertensjon (PH) med sekundært redusert høyre ventrikkelfunksjon, og at de har økt forekomst av hjertesykdom på venstre side som følge av iskemisk hjertesykdom.

Janne Mykland Hilde.

Janne Mykland Hilde.

Redusert systolisk og diastolisk funksjon på hjertets venstre side kan også påvirke hjertets høyre side via lungekretsløpet. Det er imidlertid lite kjent i hvilken grad selve KOLS-sykdommen, uavhengig av venstresidig hjertesykdom (postkapillær), påvirker hjertes høyre side. Hovedmålet med denne studien var å avklare dette (1).

Metode og materiale

Detaljert beskrivelse av hele studiepopulasjonen er publisert tidligere (1). For med størst mulig sikkerhet å kunne si at de inkluderte deltagerne ikke hadde hjertesykdom på venstre side, gjennomgikk alle arbeids-EKG og transtorakal ekkokardiografi. Alle med det minste tegn til iskemisk-, klaffe- eller annen sykdom som kan påvirke hjertet hemodynamisk, ble ekskludert (2).

Diagnosen KOLS var basert på røykehistorikk på minst ti ”pakke-år” og spirometribasert irreversibel luftveisobstruksjon i følge gjeldende retningslinjer (3). Alle fikk utført karbonmonoksyd diffusjonskapasitet, arteriell blodgass og ble klassifisert i henhold til GOLD-kriteriene (3) av lungelege. Ingen av de inkluderte hadde hatt KOLS-forverring i løpet av siste to måneder.

98 pasienter med KOLS og 34 alders- og kjønns-matchede individer ble inkludert og inndelt i to grupper (jfr. tabell 1) basert på resultatene fra den høyresidige hjertekateteriseringen: I tillegg ble gruppen med mPAP (middel pulmonalt arterietrykk) < 25 mmHg oppdelt i to grupper: De med mPAP ≤ 20 mmHg, n = 51 (“normale”) og de med mPAP 21-24 mmHg, n = 21 (“borderline”).

Alle studiedeltakerne gjennomgikk en avansert ekkoundersøkelse to timer innen gjennomføringen av hjertekateteriseringen. Høyre ventrikkels (HV) systoliske funksjon ble vurdert med totalt ni forskjellige ekkoindekser. I tillegg ble det gjort pulset vevsdoppler MPI (myocardial performance index), som reflekterer både høyre ventrikkels systoliske og diastoliske funksjon. Økende tallverdi av MPI reflekterer større grad av funksjonsnedsettelse. Høyre ventrikkels størrelse ble vurdert ved hjelp av fem forskjellige mål for hovedkammer- og høyre ventrikkels utløpstraktdimensjoner. Veggtykkelsen ble vurdert ved å måle veggen i høyre ventrikkels utløpstrakt.

Resultater

Alle deltakerne hadde sinusrytme. Pasienter med diabetes type II og behandlet arteriell hypertensjon var likt fordelt i undergrupperingene av KOLS. Se tabell 1 for demografiske, lungefunksjons-, hemodynamiske og ekkodata, og mer utfyllende data kan leses i hovedartikkelen (2).

MPI og alle de ni ekkoindeksene for høyre ventrikkels systoliske funksjon var redusert hos kontrollene sammenlignet med både gruppen uten (no-PH) og med pulmonal hypertensjon (PH). MPI, strain og isovolumetrisk akselerasjon var de indeksene som viste de største forskjellene mellom kontrollene og no-PH gruppen. Disse tre ekkoindeksene var fortsatt høysignifikant redusert når kontrollgruppen ble sammenlignet med de 51 KOLS-pasientene med mPAP < 20 mmHg, som igjen ikke viste noen forskjell mot gruppen av KOLS-pasienter som hadde mPAP mellom 21 og 24 mmHg.

Høyre ventrikkels veggtykkelse var økt med henholdsvis 57 % og 89 % fra kontrollene til no-PH og PH-gruppene. Det var en lignende stor og høysignifikant økning i de tre høyre ventrikkel- og de to høyre ventrikkel-utløpstraktdimensjonene fra kontrollene til no-PH-gruppen, men tydelig mindre fra no-PH til PH-gruppen. Det som imidlertid var mest påfallende var at økningen i både veggtykkelse og størrelse allerede hadde funnet sted hos de KOLS-pasientene med mPAP <20 mmHg.

Steine-tabell-1

Diskusjon

Hovedfunnet ved denne studien var at reduksjon av høyre ventrikkels systoliske funksjon, høyre ventrikkel hypertrofi og -dilatasjon var til stede selv ved mindre økning av pulmonal-arterietrykket like over det som blir vurdert som normalt, 14,7±4,0 mmHg (4). Disse funnene indikerer at komplikasjonene svarende til hjertets høyre side starter tidlig i sykdomsforløpet hos pasienter med KOLS.

Det er viktig å understreke at vi ved en økning av mPAP > 25 mmHg alt er sent i remodeleringsprosessen i lungekarsengen. Da er allerede mer enn 50 % av lungekarsengen ødelagt (5). Studien demonstrerte at høyre ventrikkels veggtykkelse var relatert til såvel PVR (lungekar motstand)) som pulmonalarteriens compliance. Dette understreker betydningen av disse to fysiologiske fenomenene når det gjelder høyre ventrikkels remodeleringsprosess. Denne studien er for øvrig den første til å vise dette på en KOLS-populasjon.

Vi, og andre forskere, har demonstrert en brattere stigning av mPAP/hjerteminuttvolum-forholdet hos KOLS-pasienter under belastning (1, 6). Dette kan reflektere den daglige fysiske belastningen, og sammen med nattlig desaturering (med sekundær økning i lungearterietrykket), være årsaker til forandringene i høyre ventrikkel som ble observert i denne studien. Det at det var liten sammenheng mellom pulmonal hypertensjon og høyre ventrikkel-remodelering og -funksjon i tidlig fase av trykkøkningen, indikerer også andre årsaker som for eksempel hyperinflasjon av lungene, systemisk inflammasjon og endotel dysfunksjon. Det kan også delvis være med på å forklare den dårlige sammenhengen mellom høyre ventrikkel-funnene og FEV1%, som igjen indikerer at denne alvorlighetsindeksen for KOLS er beskrivende for grad av luftveisobstruksjon, men ikke for remodeleringsprosessen i lungekarsengen.

Høyre ventrikkels isovolumetriske akselerasjon, vevsdoppler strain og høyre ventrikkels MPI var de tre ekkoindeksene som best kunne diskriminere mellom friske kontroller og KOLS-pasienter med og uten pulmonal hypertensjon. Ved å anvende to standardavvik, var det imidlertid kun høyre ventrikkel strain og MPI som kunne skille  mellom kontrollene og de 51 KOLS-pasientene med mPAP < 20 mmHg. Vår anbefaling er derfor at hjerteleger bør vurdere redusert høyre ventrikkel funksjon hos KOLS-pasienter med en MPI-indeks over 0,43 og en strainverdi mindre enn – 23 %.

Konklusjon

Denne studien har vist redusert systolisk funksjon i høyre ventrikkel sammen med hypertrofi og dilatasjon av høyre ventrikkel hos en gruppe KOLS-pasienter hvor postkapillær årsak til trykkøkning i lungekretsløpet var grundig ekskludert. Majoriteten av disse pasientene hadde ikke pulmonal hypertensjon, noe som indikerer at selv mindre trykkøkninger har viktige konsekvenser for høyre ventrikkels funksjon og struktur. Dette indikerer imidlertid også at andre mekanismer enn selve trykkøkningen kan være medvirkende årsaker.

Innlegget publiseres parallelt i Best Practice lunge.

Referanser

  1. Hilde JM, Skjørten I, Hansteen V, Melsom MN, Hisdal J, Humerfelt S, Steine K. Haemodynamic responses to exercise in patients with COPD. Eur Respir J 2013;41(5):1031-1041.
  2. Hilde JM, Skjørten I, Grøtta OJ, Hansteen V, Melsom MN, Hisdal J, Humerfelt S, Steine K. Right ventricular dysfunction and remodeling in chronic obstructive pulmonary disease without pulmonary hypertension. J Am Coll Cardiol 2013;62(12):1103-1111.
  3. Rabe KF, Hurd S, Anzueto A, Barnes PJ, Buist SA, Calverley P, Fukuchi Y, Jenkins C, Rodriguez-Roisin R, van Weel C, Zielinski J; Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease: GOLD executive summary. Am J Respir Crit Care Med 15;176(6):532-555.
  4. Kovacs G, Berghold A, Scheidl S, Olschewski H. Pulmonary arterial pressure during rest and exercise in healthy subjects: a systematic review. Eur Respir J 2009;34(4):888-894.
  5. Peacock A. Prevention and early diagnosis of pulmonary hypertension. In: Demedts M, Delcroix M, Verhaege R, Verleden GM, editors. Pulmonary vascular pathology: a clinical update. Sheffield: European Respiratory Society Monograph 2003:227-242.
  6. Hickam JB, Cargill WH. Effect of exercise on cardiac output and pulmonary arterial pressure in normal persons and in patients with cardiovascular disease and pulmonary emphysema. J Clin Invest 1948;27:10-23.