Gewebedopplerechokardiographische Untersuchung der Wirkung des β₂- Sympathomimetikums Clenbuterol auf den Herzmuskel gesunder und an RAO erkrankter Pferde

Abstract

Im Rahmen dieser Studie wurde die kardiale Wirkung des β₂- Sympathomimetikums Clenbuterol bei einer therapeutischen Dosierung (0,8μg/kg, 2x tägl.) und einer Anwendungsdauer über 14 Tage mit der sensitiven Methode der Gewebedopplerechokardiographie untersucht. Die Gruppe der 45 untersuchten Pferde setzte sich aus 25 lungengesunden und 20 an RAO erkrankten Warmblutpferden zusammen. Eine Gruppeneinteilung und die anschließende Zuteilung in die unterschiedlichen RAO-Schweregrade erfolgten nach einer klinischen Allgemeinuntersuchung und einer speziellen Untersuchung des Atmungsapparates. Nach Ausschluss einer Herzinsuffizienz bzw. einer Herzdimensionsveränderung mit Hilfe der Standardechokardiographie wurde bei allen Pferden vor und im Anschluss an eine zweiwöchige Clenbuterol Behandlung eine gewebedopplerechokardiographische Untersuchung durchgeführt. Es erfolgte eine Evaluierung der radialen und zirkumferentiellen Myokardfunktion aus der rechten parasternalen kurzen Achse (RKDKA), sowie der rechtsventrikulären longitudinalen Myokardfunktion aus dem abgesenkten Vierkammerblick (abgesenkte RKDLA). Als Messmethoden fanden dabei sowohl die Spektral- und Farbgewebedopplermodalität zur Erhebung der Myokardgeschwindigkeiten, als auch die Methode des Speckle Trackings zur Bestimmung der myokardialen Deformation ihre Anwendung. Die Spektralgewebedopplertechnik war dabei in beiden Schnittebenen die Untersuchungstechnik mit der geringsten interindividuellen Variabilität der Messwerte. Die signifikant erhöhte frühdiastolische Geschwindigkeit in allen untersuchten Myokardabschnitten, mit Ausnahme der rechtsventrikulären Hinterwand (RVHW) der gesunden Tiere in der kurzen Achse im PW-Modus, sowie der erhöhte E/A Quotient in der linken Wand (LVHW), im Interventrikularseptum (IVS) und am Trikuspidalannulus, deuten auf eine verbesserte diastolische Funktion infolge der Clenbuterolbehandlung hin. Verkürzte Zeitintervalle, insbesondere in der linksventrikulären Hinterwand und eine tendenzielle Erhöhung aller Deformationsparameter, unterstreichen die verbesserten Relaxationseigenschaften des Herzmuskels infolge der Medikamentengabe. Darüber hinaus wurde bei der veränderten rechtsventrikulären Myokardkinetik infolge der pulmonalen Hypertonie bei hochgradig an RAO erkrankten Pferden, ein positiver Effekt auf das Myokard durch Clenbuterol erzielt. Dies kam durch eine signifikante Erhöhung der frühdiastolischen Geschwindigkeit und des E/A Quotienten, die vor Behandlungsbeginn beide noch signifikant niedriger waren als bei den gesunden Kontrolltieren zum Ausdruck. Die vorliegende Studie verdeutlicht, dass die Gewebedopplertechnologie auch in der Tiermedizin sensibel genug ist, um myokardiale Umbauprozesse weit vor dem Auftreten manifester Veränderungen in der Standardechokardiographie zu erkennen. Insgesamt sprechen die Ergebnisse sowohl bei den Gesunden als auch bei den lungenkranken Pferden für eine durch Clenbuterol hervorgerufene physiologische kardiale Hypertrophie und deuten bei der angewandten Dosierung auf keine erhöhte Rigidität oder reduzierte Dehnbarkeit des Herzmuskels hin. In Zukunft sollte aber eine Evaluierung der Herzmuskelfunktion bei der oftmals diskutierten schrittweisen Erhöhung der Clenbuterol-Dosierung bis zum Wirkungseintritt bei der RAO Therapie vorgenommen werden, um eine Grenze zwischen der Steigerung der bronchodilatatorischen Wirkung einerseits und dem möglicherweise gleichzeitig beginnenden negativen Effekt auf das Myokard andererseits ziehen zu können.

The cardiac effect of the beta-2 sympathomimetic drug clenbuterol at a therapeutic dose (0.8 μg/kg, twice daily), administered over a period of 14 days, was investigated by the sensitive method of tissue Doppler echocardiography. The group of 45 investigated horses consisted of 25 with healthy lungs and 20 warm-blooded diseased horses with RAO. Classification of groups and assignment to various severity grades of RAO were performed after a general clinical investigation and a detailed investigation of the horses' respiratory system. Once heart failure or a change in the dimensions of the heart had been ruled out by a standard echocardiography investigation, a tissue Doppler echocardiography investigation was performed in all horses before and after treatment with clenbuterol for two weeks. This was followed by an evaluation of radial and circumferential myocardial function from the right parasternal short-axis view and an assessment of right-ventricular longitudinal myocardial function from the lowered four-chamber view (tricuspid annulus). Spectral as well as the tissue Doppler investigation of tissue were used to determine myocardial velocities. The method of speckle tracing was used to establish myocardial deformation. In both planes the spectral tissue Doppler technique was the investigation technique that yielded the least variance of data. The significantly increased early-diastolic velocity in all investigated portions of the myocardium with the exception of the right- ventricular posterior wall of healthy horses on the short-axis view in the pulsed wave mode, and the increased E/A quotient in the left wall, the interventricular septum (IVS), and at the tricuspid annulus, indicate that diastolic function was improved by the treatment with clenbuterol. Shortened time intervals, especially in the left-ventricular posterior wall, and a slight increase in all deformation parameters emphasize the improved relaxation properties of the heart muscle following administration of the drug. Furthermore clenbuterol was found to exert a positive effect on the myocardium of horses with severe RAO, whose myocardial kinetics in the right ventricle were altered by pulmonary hypertension. This positive effect was manifested by a significant increase in early-diastolic velocity and the E/A quotient, both of which were significantly lower before the start of treatment than they had been in healthy control animals. The present study makes it clear that tissue Doppler technology is sensitive enough in veterinary medicine to identify myocardial changes (metaplastic processes) well before the appearance of obvious changes on standard echocardiography. In general the results indicate that clenbuterol causes physiological cardiac hypertrophy in healthy horses as well as those with pulmonary disease. The results reveal no sign of increased rigidity or reduced flexibility of the cardiac muscle when clenbuterol is administered at the above mentioned dose. However, cardiac muscle function should be evaluated during the frequently discussed stepwise increase in the dosage of clenbuterol until the onset of effect for the treatment of RAO, in order to make a distinction between enhancement of the bronchodilatory effect on the one hand, and the possibly simultaneous onset of a negative effect on the myocardium on the other.