Echokardiographische Untersuchungen zu trainingsbedingten Einflüssen auf die myokardialen Geschwindigkeiten und Verformungen bei Trabrennpferden

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde ermittelt, ob und in welchem Maße die myokardialen Geschwindigkeiten und Verformungen beim Pferd durch Training beeinflusst werden. Dazu wurden 45 herzgesunde Trabrennpferde aus zwei verschiedenen Trabrennställen gemäß ihres Alters und Trainingszustandes in unterschiedliche Gruppen eingeteilt und echokardiographisch untersucht. Eine Gruppe von 12 einjährigen Pferde (Altersgruppe 1) wurde über ein knappes Jahr im Training verfolgt, die erste Untersuchung erfolgte an den noch rohen, untrainierten Tieren, zum Zeitpunkt der letzten Untersuchung waren die Pferde volltrainiert und nahmen bereits an ersten Rennen teil. Diese Gruppe wurde zusätzlich mit einer Gruppe drei- und vierjähriger, volltrainierter Traber (Altersgruppe 3 und 4) verglichen, um herauszufinden, ob eventuell langfristiges Training erforderlich ist, um Veränderungen der gemessenen Werte hervorzurufen. Des Weiteren wurde, um den eventuellen Effekt des Abtrainierens zu erfassen, noch eine Gruppe zweijähriger Pferde im volltrainierten Zustand und nach einer dreimonatigen Traingspause untersucht. Die myokardialen Geschwindigkeiten wurden mit Hilfe des Farb- und des Spektralgewebedopplers in der linken freien Wand, dem Interventrikularseptum und der rechten Wand in radialer Bewegungsrichtung aus der rechten kurzen Achse erfasst. Die Verformungsparameter Strain und Strain Rate wurden mit der Methode des Speckle Trackings in der linken Wand und dem Interventrikularseptum aus dem zweidimensionalen Graubild ermittelt. Bei der standardechokardiographischen Untersuchung zeigte sich im Verlauf der Messungen der Altersgruppe 1 und im Vergleich dieser mit den Pferden der Altersgruppen 3 und 4 eine signifikante Zunahme der linksventrikulären Masse, des linksventrikulären Innendurchmessers und der Dicke der linken freien Wand, wobei sich die relative Wanddicke nicht veränderte. Die Pferde entwickelten also eine exzentrische Hypertrophie, wie man sie typischerweise bei Ausdauersportlern und trainierten Rennpferden vorfindet. Mit zunehmendem Alter erhöhte sich auch die Inzidenz an physiologischen Regurgitationen, vor allem an der Trikuspidalklappe. Dies ist ein häufig gesehenes Phänomen bei Rennpferden und wirkt sich nicht negativ auf die Leistungsfähigkeit der Tiere aus. Die radialen, systolischen Myokardgeschwindigkeiten der linken freien Wand erhöhten sich im Laufe des ersten Trainingsjahres bei den Pferden der Altersgruppe 1 hoch signifikant. Diese Entwicklung konnte sowohl mit dem Farb- als auch mit dem Spektralgewebedoppler aufgezeigt werden. Eine weitere Erhöhung bei den Pferden der Altersgruppen 3 und 4 fand nicht statt. Neben der Zunahme der systolischen Geschwindigkeit traten bei der Altersgruppe 1 auch eine leichte Zunahme der frühdiastolischen Geschwindigkeit im linken Ventrikel (im cTVI) und im Interventrikularseptum (cTVI und PW-Doppler) sowie eine schwach signifikante Zunahme der systolischen Geschwindigkeit im IVS (cTVI) auf. Bei der Verformungsanalyse mittels Speckle Tracking kam es zu deutlich höheren intraindividuellen Varianzen als bei den Werten der Gewebedopplerechokardiographie, was für eine bessere Eignung des Gewebedopplers für den klinischen Einsatz spricht. Es stellten sich schwach signifikante Erhöhungen der radialen systolischen und frühdiastolischen Strain Rate im IVS sowie der spätdiastolischen Strain Rate der LFW innerhalb der Altersgruppe 1 dar. Diese Veränderungen nahmen allerdings bei dem Vergleich der Werte zu denen der Altersgruppen 3 und 4 auch wieder gleichermaßen ab. Interessanterweise lagen jedoch die Werte der Strain in der linken Wand bei den trainierten Pferden oberhalb der in anderen Studien ermittelten Normwerte für Pferde, was auf eine erhöhte Kontraktilität des linken Ventrikels bei Sportpferden hindeuten könnte. Bei der Gruppe der abtrainierten Pferde zeigten sich keine Veränderungen. Da die Pferde täglichen Weidegang hatten, reichte diese Bewegung eventuell aus, um in dem untersuchten Zeitraum dem fehlenden Trainingsstimulus entgegen zu wirken. Die Ergebnisse der Studie weisen insgesamt auf einen positiven Einfluss des Trainings auf die systolische myokardiale Funktion der linken freien Wand beim Trabrennpferd hin.

The aim of the present study was to evaluate if, and to which extent, myocardial velocities and deformations in horses are influenced by training. 45 healthy Standardbred trotters from two different stables were divided into different groups, based on their age and training status and examined by echocardiography. The first group – age group 1 - contained the yearlings and was followed over the course of almost a year. At the time of the first examination the horses were unbroken and had no training history. At the time of the last examination the horses were fully trained and already competing in their first races. This group was additionally compared to a group of three and four year old, fully trained Standardbreds, to evaluate if a longer training period is needed to induce changes in the measured parameters. Furthermore a group of two year old horses were first examined when fully trained and after a three month long period of rest, to determine the influence of detraining. Pulsed waved (PW-TVI) and color tissue doppler imaging (cTVI) were used to evaluate the myocardial velocities in the left ventricular wall, the interventricular septum and the right ventricular wall. The velocities were measured in the radial direction out of the right short axis image plane. The myocardial deformation indices strain and strain rate were attained by speckle tracking out of the two dimensional grey scale image. A standard echocardiographic examination showed a significant increase of the left ventricular mass (LVM), left ventricular internal diameter in diastole (LVIDd) and the thickness of the left ventricular wall over the course of the first year of training and in comparison with the three and four year old horses. The mean wall thickness did not differ, demonstrating that the horses developed a left ventricular eccentric cardiac hypertrophy, as commonly seen in endurance athletes and racehorses. The prevalence of mild valvular regurgitations, especially of the tricuspid valve, increased with age. This is a common finding in racehorses and has been shown to have no effect on the horses’ performance. During the first year of race training, the radial, systolic left ventricular myocardial velocities increased significantly. This development could be illustrated by both color and by pulsed wave tissue doppler imaging. Older horses did not show any further improvement of the myocardial systolic velocities. In addition to the improvement of the systolic function there were mild improvements of the early diastolic velocities in the left ventricle (measured by cTVI), and the interventricular septum (cTVI and PW-TVI), as well as a mild improvement of the systolic velocity of the interventricular septum (cTVI) in the horses of age group 1. The deformation indices measured by speckle tracking showed a much higher intraindividual data-variation than the tissue velocity parameters, indicating a better clinical suitability for TVI measurements. A slight increase of the radial systolic and early diastolic strain rate in the interventricular septum and of the late diastolic strain rate in the left ventricular wall could be measured in age group one. This change was not consistent when compared with age groups 3 and 4. The strain values in the left ventricle of the trained horses were increased, compared to the previously published normal values for horses in the literature. This could indicate a higher left ventricular contractility in trained horses. Detraining had no effect on the standard echocardiographic, tissue doppler or speckle tracking parameters in the present study. However the horses still had a considerable amount of free movement every day, since they were turned out on the pasture daily. This movement may have been sufficient to counteract the effect of detraining during the examined time frame. In summary, training seems to have a positive influence on the systolic myocardial function of the left ventricular wall in the Standardbred racehorse.