Indikatoren für perioperative myokardiale Schädigung bei herzchirurgischen Patienten

Abstract

Bei allen herzchirurgischen Eingriffen tritt eine unausweichliche myokardiale sowie eine begleitende skelettmuskuläre Schädigung auf. Dadurch ist die Identifizierung eines perioperativen myokardialen Schadens mit negativen prognostischen Konsequenzen erschwert. In dieser Studie werden die Eigenschaften verschiedener kardialer Proteine und Enzyme als biochemische Indikatoren für eine solche Schädigung bei verschiedenen kardialen Operationen untersucht. In einer prospektiven Studie wurden bei 105 Patienten mit elektiven offenen Herzoperationen perioperativ die Serumkonzentrationen von kardialem Troponin I, kardialem Troponin T, Kreatinkinase, Kreatinkinase-MB- Aktivität, Kreatinkinase-MB-Masse und Myoglobin gemessen. 62 Patienten erhielten Revaskularisationsoperationen (21 Patienten mit einer LV-EF < 36%, 20 Patienten mit einer LV-EF zwischen 36 und 49%, 21 Patienten mit einer LV-EF > 49%), 21 Patienten Aortenklappenoperationen und 22 Patienten Mitralklappenoperationen. Blutproben wurden vor der Operation, nach Einleitung der Anästhesie, 0, 0,5, 1, 3, 6, 9, 21, 33, 45, 57 und 69 Stunden nach Aufhebung der Aortenabklemmung abgenommen. Elektrokardiogramme wurden vor der Operation, am 1. und 2. postoperativen Tag sowie am Tag vor der Entlassung angefertigt. Für die Serumspiegel der untersuchten kardialen Proteine wurden Referenzbereiche berechnet. Aus 289 perioperativen Variablen wurden durch univariate und multivariate Analyse mögliche Prädiktoren für die Höhe der Serumkonzentrationen, beziehungsweise postoperative prognostische Parameter, die durch die Höhe der Serumkonzentrationen beeinflußt werden, ermittelt. Zwischen 21 und 29 Monate (im Mittel 24 Monate) postoperativ wurde eine Nachverfolgung durchgeführt. Die Konzentrationen von kardialem Troponin I (p = 0,009), kardialem Troponin T (p = 0,005) und von Kreatinkinase-MB-Masse (p = 0,008) im Serum wiesen zwischen allen untersuchten Operationsarten signifikant unterschiedliche Verläufe auf. Für Kreatinkinase-MB-Aktivität war dies nur zwischen den Patienten mit Mitralklappenoperationen und den anderen Patienten der Fall (p = 0,009). Die Spiegel von Kreatinkinase und Myglobin konnten nicht zwischen den einzelnen Operationsgruppen diskriminieren (p = 0,06-0,99). Nach Aufhebung der Aortenabklemmung sind die Konzentrationen von Kreatinkinase-MB- Masse (5,8 +/- 6,1 Stunden), Kreatinkinase-MB-Aktivität (5,2 +/- 7,6 Stunden) und Myoglobin (7,1 +/- 10,5 Stunden) früher erhöht als die der kardiospezifischen Troponine. Dabei wird kardiales Troponin I (15,5 +/- 11,8 Stunden) schneller freigesetzt, als kardiales Troponin T (25,2 +/- 20,3 Stunden). Die Bestimmung der myokardialen Troponine im Serum hat ein ausgedehnteres diagnostisches Fenster, als die der anderen untersuchten Parameter. Es bestand eine signifikante Abhängigkeit der Konzentrationen von kardialem Troponin T und Myoglobin von der Nierenfunktion. Die Serumspiegel der kardiospezifischen Troponine sind Messparameter für die Detektion und die Quantifizierung selbst subtiler perioperativer myokardialer Schädigungen bei herzchirurgischen Patienten. Dabei ist kardiales Troponin I überlegen, weil es im Gegensatz zu kardialem Troponin T absolut kardiospezifisch und nicht von der Nierenfunktion abhängig ist. Kreatinkinase-MB-Masse ist ein Indikator, der früh nach der Operation hinweisend für das Ausmaß einer myokardialen Schädigung ist. Die Freisetzung der genannten Proteine wird signifikant von der Art der Operation beeinflußt. Die Bestimmung der Serumkonzentrationen von Kreatinkinase, Kreatinkinase-MB-Aktivität und Myoglobin bietet demgegenüber keine Vorteile.

Unevitable myocardial and concomitant skeletal muscle injury occurs during cardiac surgical procedures. Therefore, identification of perioperative myocardial damage with negative prognostic implications is difficult. In this study, the qualities of different cardiac proteins and enzymes as biochemical markers for such a damage are examined. In a prospective study, for 105 patients with elective open heart surgery the serum concentrations of cardiac troponin I, cardiac troponin T, creatine kinase, creatine kinase MB activity, creatine kinase MB mass, and myoglobin were determined. 62 patients underwent coronary artery surgery (21 patients with LV-EF < 36%, 20 patients with LV-EF from 36 to 49%, 21 patients with LV-EF > 49%), 21 patients aortic valve surgery, and 22 patients mitral valve surgery. Blood samples were drawn before operation, after induction of anesthesia, 0, 0.5, 1, 3, 6, 9, 21, 33, 45, 57 and 69 hours after aortic unclamping. Electrocardiograms were made before operation, the first and second postoperative day, and the day before discharge. For serum levels of the examined cardiac proteins reference ranges were calculated. Out of 289 perioperative variables we determined possible predictors for serum concentrations, or postoperative parameters, which are influenced by serum levels, respectively, by univariate and multivariate analysis. A follow up was performed between 21 and 29 months (mean 24 months) postoperative. The serum concentrations of cardiac troponin I (p = 0.009), cardiac troponin T (p = 0.005), and creatine kinase MB mass (p = 0.008) were significantly different between all determined types of surgery. However, creatine kinase MB activity showed significance only between patients with mitral valve operations and the other patients. Levels of creatine kinase and myoglobin could not discriminate between surgical procedure groups (p = 0.06-0.99). After aortic declamping, concentrations of creatine kinase MB mass (5.8 +/- 6.1 hours), creatine kinase MB activity (5.2 +/- 7.6 hours), and myoglobin (7.1 +/- 10.5 hours) are earlier increased than concentrations of cardiospecific troponins. Thereby, cardiac troponin I (15.5 +/- 11.8 hours) is released faster than cardiac troponin T (25.2 +/- 20.3 hours). The determination of myocardial troponins in serum has a broader diagnostic window than the other examined parameters. For cardiac troponin T and myoglobin, we saw a significant dependence on renal function. Serum levels of cardiospecific troponins are markers for detection and quantification of even subtle perioperative myocardial damage in cardiac surgical patients. Thereby, cardiac troponin I is superior, because in contrast to cardiospecific troponin T it is absolutely cardiospecific, and it is not depending on renal function. Creatine kinase MB mass is an indicator, which is indicative for the extent of a myocardial injury early after operation. The release of these proteins is influenced significantly by the type of surgery. Compared with this, the determination of creatine kinase, creatine kinase MB activity and myoglobin offers no advantage.