Untersuchung zur Myokardfunktion und kardialen Ermüdung („cardiac fatigue“) beim Vielseitigkeitspferd

Abstract

In der Humanmedizin sowie im Distanzpferdesport wurde bereits festgestellt, dass nach Ausdauerbelastungen Anzeichen eines „Exercise induced cardiac fatigue“ auftreten können. Diese äußern sich in einer reduzierten diastolischen und zum Teil auch systolischen Myokardverformung und auch Myokardgeschwindigkeit. Im Vielseitigkeitssport wurden bisher noch keine Studien mit der Gewebedopplerechokardiographie sowie dem Speckle-Tracking durchgeführt. Ziel dieser Studie war es, letztendlich von 19 Vielseitigkeitspferden die Veränderungen der Funktion des Myokards sonographisch nach einem Geländeritt, nach 24 Stunden sowie im Laufe der Saison zu beurteilen. Die Pferde wurden dafür am Morgen vor dem Geländeritt, 30 Minuten danach sowie 24 Stunden später echokardiographisch untersucht. Alle Pferde wurden zuvor in der Winterpause vor der Saison klinisch und echokardiographisch untersucht und als herzgesund beurteilt. Die Untersuchungen für diese Studie erfolgten mehrmals in der kompletten Turniersaison. Es wurden Pferde in unterschiedlichen Turnierschwereklassen untersucht. Die Belastungseinheiten betrugen zwischen ca. 3.000 – 5.000 m. Das Durchschnittstempo betrug zwischen 400 – 570 m/min. Die Gewebedopplerechokardiographie gilt als ein Verfahren, um die Spitzengeschwindigkeiten des Myokards in der Systole und Diastole zu bestimmen. Die Ergebnisse des PW-Dopplers zeigten eine reduzierte diastolische Funktion des Myokards nach der Belastung. Da diese Messungen durch Vor- und Nachlast beeinflusst werden können, lässt es sich diskutieren, ob es sich hierbei um eine kardiale Ermüdung handelt oder es durch Veränderungen der Vor- und Nachlast nach der Belastung zu einer veränderten Funktion des Myokards gekommen ist. Eine ausreichende Erholung mit Normalisierung der Werte nach 24 Stunden war größtenteils gegeben. Es konnte zudem keine reduzierte systolische Funktionfestgestellt werden. Im Laufe der Untersuchungsmonate sind die Myokardgeschwindigkeiten zum Teil angestiegen. Da diese Veränderungen bereits bei trainierten Athleten nachgewiesen wurden, lässt dies auf einen Trainingseffekt im Laufe der Saison schließen. Mithilfe des 2D-Speckle-Trackings werden die lokalen Myokardfunktionen bzw. die Myokardverformungen beurteilt. Es konnte eine vermehrte kontraktile Funktion und Relaxation des Myokards nach der Belastung festgestellt werden. Die ermittelten Werte für Strain und Strain rate zeigen eine Erhöhung nach der Belastung. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in der Unabhängigkeit bei Volumenveränderungen des Herzens. Im Laufe der Saison hat sich die Strain und Strain rate jedoch reduziert. Diese Reduzierung kann auf den vermehrten Parasympathikus und reduzierten Sympathikus zurückgeführt werden. Dies wiederum kann durch den verbesserten Trainingsstatus der Pferde im Laufe der Saison verursacht sein. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Ergebnisse dieser Studie für eine verminderte Myokardgeschwindigkeit in der frühen Diastole direkt nach der Belastung sprechen. Eine reduzierte diastolische Funktion nach der Belastung, die mithilfe des PW-Dopplers untersucht wurde, liegt vor, müsste jedoch unter Berücksichtigung von Volumenveränderungen bestätigt werden, bevor von einem eindeutigen „cardiac fatigue“ gesprochen werden kann. Die Erholung am nächsten Morgen war größtenteils gegeben. Im Laufe der Saison lassen die Ergebnisse auf einen positiven Trainingseffekt schließen. Die beiden Ultraschallverfahren, PW-Doppler und Speckle-Tracking, stellen sich zum Thema Leistungsdiagnostik als zwei geeignete Verfahren in der Pferdekardiologie dar.

Past studies in human medicine as in equestrian endurance have already shown that after intense exercise signs of “Exercise induced cardiac fatigue” can occur. These become apparent by a reduced diastolic and partially systolic strain and velocity of the myocardium. Until now there aren’t any studies which relate to Tissue Doppler Imaging and 2D-Speckle-Tracking in eventing sports. The goal of this study was to evaluate the changed function of the myocardium of 19 eventing horses by ultrasound 30 min after cross country, 24 hours later and during the season. Therefore, the horses were examined the morning before cross country or intense stress, 30 min after and 24 hours later. During the winter break before the season all horses were examined clinically plus with ultrasound and confirmed to have a sound heart. The examinations of this study were repeated multiple times during the competition season. The horses were scanned during competing on different eventing levels. The distance of exposure to stress was 3.000 - 5.000 m. The average speed was 400 - 570 m/min. The Tissue Doppler Imaging is a technique to evaluate the maximum velocity of the myocardium during systole and diastole. The results of the PW-TDI show a reduced diastolic function of the myocardium after exercise. Because these measurements can depend on preand afterload after intense stress it can be discussed that the results of this study show a cardiac fatigue. The different function of the myocardium can also be due to changes in preand afterload. Mostly there was a sufficient recovery after 24 hours. No systolic dysfunction could be determined. Over the months the velocity of the myocardium partly increased. Since these changes have already been detected on trained athletes, the changes can imply a training effect over the season. Via 2D-Spekle-Tracking it is possible to evaluate the local function of the myocardium or rather the deformation of the myocardium. An increased contractile function and relaxation of the myocardium was detected after intense stress. The results of Strain and Strain rate showed an increase after intense stress. The advantage of this technique is the load-independence. During the season Strain and Strain rate decreased. The decrease can be explained due to increased parasympathetic nervous system and the reduced sympathetic nervous system.This could be caused by the better training status of the horses over the season. Altogether, the results of this study show a reduced velocity of the myocardium while early diastole after intense stress. There is a reduced diastolic function of the myocardium directly after intense stress which was proven by PW-TDI. Considering differences in load the reduced diastolic function must be confirmed before speaking about definite cardiac fatigue. The horses were mostly recovered the next morning. Over the season the results can imply a Training effect. Both ultrasound techniques, PW-TDI and 2D-Speckle-Tracking, seem to be suitable techniques in equine cardiology to deal with performance diagnostics of horses.