Short-Term Biventricular Circulatory Support in the Regionally Stunned Pig Myocardium

Summary

Mechanical circulatory support is only meaningful when reversible myocardial damage exists. Prompt biventricular assistance during reperfusion for six hours was tried in the regionally sublethally injured pig myocardium which has perspective for recovery. Postmortem tissue was examined with a quickly performed histochemical technique for tissue viability. Animals underwent five coronary occlusions (5 min occlusion/10 min reperfusion). Postischemic systolic wall thickening, observed by direct echocardiography, fell about 50 % (p < 0.05 vs base line) before treatment which paralleled cardiac inosine and lactate efflux. Biventricular unloading (n = 5) resulted in contractile recovery to 94 ± 19 % (p < 0.05 vs stunning), untreated pigs remained depressed (33 ± 12 %, n = 5). During circulatory support the arterial lactate levels rose three-fold, concomitant with a drop in pH of 0.2 units (p < 0.05). Post-mortem histochemistry showed scattered areas with decreased activities of cytoplasmic lactate dehydrogenase and mitochondrial beta-hydroxybutyrate dehydrogenase, irrespective of treatment. Transmission electron microscopy revealed irreversible damage to mitochondria in depleted areas in contrast to areas where enzyme activity was present. We conclude that prompt volume unloading during reperfusion accelerated contractile recovery of sublethally postischemic myocardium

Zusammenfassung

In einer tierexperimentellen Studie wird an 20 Schweinen eine fünffache, jeweils 5 min dauernde LAD-Okklusion vorgenommen, der jeweils eine 10 min dauernde Reperfusion folgte. Durch dieses Verfahren wurde eine subletale Myokardschädigung mit substantiellem ATP-Verlust und einer verlängerten Dysfunktion erzeugt. Von 10 überlebenden Tieren wurden fünf nach der 5. LAD-Okklusion einer totalen biventrikulären Kreislaufunterstützung unterworfen, während die anderen fünf Schweine unbehandelt blieben. Die behandelten Tiere zeigten in 94 % der Fälle eine Erholung der myokardialen Kontraktilität, während die unbehandelten Tiere sich nicht erholten. Es werden die entsprechenden Daten der Hämodynamik, der regionalen Kontraktilität, der Enzym-Histochemie, des kardialen Metabolismus und elektronenmikroskopische Befunde vorgelegt, aus denen die Wirkung der biventrikulären Kreislaufunterstützung zu ersehen sind.

Key words

Assisted circulation - Myocardial stunning - Inosine - Lactate - Histochemistry - Pigs