PMC

asystolie, identifikovaná jako flatline ve všech EKG svodech, je nešokový rytmus, který je spojen s vysokou mortalitou. U pacientů s ischemickou chorobou srdeční, kteří utrpí náhlou okluzi, může dojít k asystolii prostřednictvím sledu událostí zahájených na počátku okluze: lokální ischemie, komorová tachykardie (VT), fibrilace komor (VF), globální ischemie a asystolie. Defibrilace má nejvyšší účinnost, je-li aplikována během VF, tedy dlouho před asystolií. Prognóza pacientů s mimonemocniční srdeční zástavou (OHCA), kteří se nacházejí v asystolii, je nejasná. Analýza švédského registru OHCA ukázala, že pacienti, kteří byli nalezeni v nešokovém rytmu, měli průměrné jednoměsíční přežití 1,3 % (8).

Několik retrospektivních studií analyzovalo výskyt letálních arytmií při OHCA a zjistilo, že výskyt zástavy s VT/VF jako prvním zaznamenaným rytmem neustále klesá, zatímco výskyt zástavy bez VF, včetně asystolie, výrazně stoupá (10, 13). Pokles výskytu zástavy s VF by mohl být důsledkem sníženého výskytu VT/VF jako příčiny OHCA, pravděpodobně v důsledku zvýšeného používání implantabilních kardioverterů-defibrilátorů a β-blokátorů. Zajímavé je, že v letech 1992-2002 v Milwaukee ve státě WI výrazně vzrostl výskyt zástav VT/VF jako prvního zaznamenaného rytmu, přičemž tento nárůst kompenzoval pokles zástav VT/VF. Celkově zůstala celková incidence OHCA po dobu této studie konstantní (13). Pozorovaný nárůst počtu OHCA bez VF ve Spojených státech a v Evropě vedl ke spekulacím, že VF při OHCA rychle přechází v jiný rytmus, především asystolii (10). Dále se spekuluje o tom, že viníkem urychlené degenerace VF do asystolie by mohly být β-blokátory (10).

V tomto čísle American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology Garg a kolegové (6a) prezentují výsledky zkoumání faktorů, které ovlivňují degeneraci elektrické funkce do asystolie při globální ischemii. Předpokládali, že jak rychlá srdeční frekvence, tak β-adrenergní stimulace urychlí elektrické selhání. Studovali izolovaná králičí srdce, u nichž byla kontrakce farmakologicky zastavena. Srdce byla stimulována při délce cyklu 300 nebo 200 ms a byla nebo nebyla vystavena působení 30 nM β-adrenergního agonisty isoproterenolu. Byla zahájena globální ischemie bez průtoku a výsledná progrese elektrického selhání byla sledována pomocí optického mapování. Zjistili, že rychlá srdeční frekvence a β-adrenergní aktivace synergicky urychlují rozvoj regionální ztráty excitability, která úzce koreluje s nástupem VF a nakonec s úplnou ztrátou excitability (asystolií).

Ačkoli byly naměřeny během globální ischemie, údaje o rychlosti aktivace podle Garga et al. mohou poskytnout nový pohled na klinická pozorování, že zvýšená bazální srdeční frekvence je spojena se zvýšenými kardiovaskulárními rizikovými faktory (2, 5, 12), včetně náhlého infarktu myokardu (7) a VF (1). Tyto údaje podporují klinické úsilí o udržování nižší tepové frekvence u pacientů s ischemickou chorobou srdeční. Je rozumné předpokládat, že akutní lokální ischemie v kontextu vysoké srdeční frekvence a zvýšené β-adrenergní aktivity bude korelovat se zvýšeným rizikem VF a případně rychlým přechodem do asystolie. Během koronární příhody tak může snížená bazální srdeční frekvence prodloužit dobu do asystolie, a tím zvýšit pravděpodobnost pozorování šokového rytmu při OHCA. β-blokátory mohou dále prodlužovat dobu do vzniku asystolie; o tomto bodu by se však dalo diskutovat (10).

V předchozích studiích na zvířatech zpomalení sinusové frekvence a blokování β-adrenergní aktivity oddálilo dobu do vzniku VF během ischemické příhody, pravděpodobně zachováním energetického stavu myokardu (21). Studie Vaillanta a jeho kolegů (21) měřila dobu do vzniku VF po akutní ischemii myokardu u prasat. Od počátku ischemie se doba do VF prodloužila, pokud byl podán inhibitor kardiostimulačního proudu (IKf) (ivabradin) ke snížení srdeční frekvence. Při podání β-blokátoru (propranolol) se doba do VF také prodloužila, ale ne zdaleka tolik jako při inhibici IKf. Výsledky isoproterenolu podle Garga et al. potvrzují tato dřívější zjištění. Poměr fosfokreatinu k ATP měřený Vaillantem et al (21) na počátku VF byl při inhibici IKf rovněž vyšší, což svědčí o lepším zachování energetických zásob myokardu. V klinice snižování srdeční frekvence u pacientů s anginou pectoris prodlužuje dobu do deprese úseku ST a prodlužuje nástup příznaků anginy pectoris (15, 20). Tyto příznivé účinky se přičítají zlepšení energetického stavu myokardu, včetně snížení spotřeby kyslíku v myokardu a zlepšení koronární perfuze sekundárně v důsledku prodloužení diastolického intervalu (2).

Garg a kolegové uvádějí několik podnětných interpretací svých dat z optického mapování. Během ischemie se snížená excitabilita, blok vedení a asystolie obvykle připisují zvýšenému extracelulárnímu draslíku, který depolarizuje klidový membránový potenciál, a tím inaktivuje sodíkové kanály (3, 18). Garg a kolegové však proti tomuto mechanismu argumentují tím, že zvýšená elektrická deprese, kterou pozorovali, byla způsobena zvýšenou zátěží vápníkem, nikoliv akumulací extracelulárního draslíku. Dále naznačují, že iniciace VF v jejich experimentech nebyla způsobena časnými nebo opožděnými afterdepolarizacemi, které se obvykle připisují změněné homeostáze intracelulárního vápníku (16) a obvykle se na ně odvolávají při vysvětlování arytmogeneze během β-adrenergní stimulace v neischemickém myokardu (11). Místo toho vysvětlují, že mechanismem VF byl rozvoj prostorově heterogenního mozaikovitého vzoru elektrické deprese. Očekávalo by se, že takový vzor bude podporovat jednosměrný blok a reentry. Jak autoři spekulují, Purkyňova síť by mohla hrát důležitou roli při iniciaci pozorované VF. Králíci, druh použitý v této studii, jsou podobní psům a lidem v tom, že Purkyňova síť je primárně subendokardiální, což téměř znemožňuje definitivně spojit epikardiálně mapované aktivační fronty s endokardiálními Purkyňovými aktivacemi. Řada studií (4, 9) však naznačuje, že Purkyňova síť je aktivní během dlouhotrvající VF, při níž je srdce globálně ischemické, a je pravděpodobně důležitá pro udržení aktivace VF prostřednictvím různých fokálních a reentry mechanismů. Podobné mechanismy by mohly velmi dobře působit i při iniciaci VF během globální ischemie.

Přínosem optického mapování ve studiích Garga a spol. bylo, že bylo možné analyzovat heterogenitu trvání akčních potenciálů. To odhalilo rozdíly v časovém průběhu zkracování trvání akčních potenciálů mezi pravou a levou komorou, přičemž ke zkracování docházelo rychleji v levé komoře u tří ze čtyř kombinací srdeční frekvence a podání izoproterenolu. Tento výsledek naznačuje zkrácení délky reentry dráhy i zvýšení disperze repolarizace, což jsou oba důležité mechanismy VF. Důležitým omezením studií optického mapování byl požadavek elektromechanického odpojení pro snížení pohybového artefaktu v optických akčních potenciálech. Interpretace dat při inhibici cyklování příčných můstků musí být opatrná, protože aktomyozinové ATPázy tvoří 75 % celkové spotřeby energie myokardu (23). Zbývající spotřeba energie připadá na Ca2+ ATPázy (15 %) a Na+/K+ ATPázy (9 %) (17). Je pravděpodobné, že spotřeba ATP během neischemických i ischemických podmínek ve studiích Garga a spol. činila pouze 24 % toho, co by mohla činit v in vivo pracujícím srdci. Je tedy pravděpodobné, že časový průběh elektrických dějů by mohl být in vivo podstatně kratší. Toto omezení je obzvláště důležité, pokud je zachování energie mechanismem, kterým nižší srdeční frekvence a absence β-adrenergní stimulace chrání před vznikem VF. Inhibice aktomyozinových ATPáz má velký vliv na fyziologické procesy, které jsou modulovány rovnováhou produkce a spotřeby energie, například při zvýšení srdeční práce a během ischemie (22). Za zmínku také stojí, že Garg a spol. ve svých experimentech stimulovali globálně ischemická srdce normální srdeční frekvencí, dokud nedošlo ke spontánní VF. To je sice rozumný způsob, jak posoudit vliv aktivační rychlosti na degeneraci elektrické funkce, ale není to paralelní s typickým průběhem OHCA, o kterém se předpokládá, že začíná jako příhoda akutní lokální ischemie a postupuje tak, jak je uvedeno v úvodním odstavci. Budoucí studie optického mapování lokální ischemie u plně kontrahujících srdcí by mohly poskytnout hlubší vhled do iniciace VF a progrese elektrického selhání.

Vzhledem ke klinickým údajům, které naznačují zvýšený výskyt asystolie jako prvního zaznamenaného rytmu u OHCA (13), je zřejmá potřeba porozumět fyziologickým mechanismům asystolie. Garg a jeho kolegové přinesli nové důležité poznatky, které ukazují, že rychlá srdeční frekvence a β-adrenergní stimulace urychlují heterogenní elektrickou depresi a zrychlují přechod do asystolie. Zůstává mnoho otázek, z nichž několik souvisí s úlohou β-adrenergní aktivity. Kdy je nejlepší podat exogenní adrenalin během srdeční zástavy (6, 19)? Prodlužují β-blokátory udržení adekvátní úrovně metabolické rezervy během ischemie k udržení VF a zároveň snižují defibrilační práh? Mohou β-blokátory změnit mechanismy, které udržují VF během ischemie a zkracují dobu do asystolie (10) nebo zvyšují defibrilační práh (14)? Odpovědi na tyto a mnohé další otázky budou mít pravděpodobně významný vliv na zlepšení terapie OHCA.