Effect of the ‘Specific Bradycardic Agent’ Alinidine on the Function of Ischemic Myocardium

Summary

In patients with coronary artery disease, the reduction of heart rate (HR) by β-blockers can further impair myocardial function by reducing the contractility and coronary perfusion. This is possibly not the case for “specific bradycardic agents” like alinidine (ALI). The effect of ALI on ischemic myocardium, therefore, was studied in anesthetized open-chest dogs measuring left ventricular end-diastolic pressure (LVedP), dP/dt, aortic pressure (AoP) by catheter tip manometers, coronary blood flow (Q) electromagnetically, end-diastolic length (edL) and systolic shortening (sdL in %edL) of ischemic (RISC) and non-ischemic (NISC) wall segments by sonomicrometry. Group A (n = 11): Left coronary artery constriction to reduce Q (-53%) and poststenotic sdL (-54%), then i.v. injection of ALI (0.25 + 0.25 + 0.5 + 1.0 mg/kg), thereafter atrial pacing at HR before ALI. Group B (n = 9): Installation of an aorto-coronary bypass, pump-perfused at 50% of free flow, infusion of ALI into the bypass. The results showed that ALI iv dose-dependently reduced HR from 135/min to 90/min, LVedP rose from 8.6 to 10.0 mmHg and NISC-edL from 14.1 to 14.6 mm indicating increased ventricular filling. Non-ischemic systolic shortening did not change. Ischemic systolic shortening was improved from 9.2% to 17.5%, which was not due to an increase in RISC-edL (14.8 versus 14.7mm), enhanced R1SC-Q (13 versus 12 ml/min), reduced AoP (86 versus 84 mmHg) or change in inotropy (dP/dt_max: 2290 versus 2240 mmhg/s), but the increase in RISC-sdl correlated closely (r > 0.85) to the reduction in HR (oxygendemand). Additionally, a HR-independent mechanism was operative because ALIi improved RISC-sdL from 9.7% to 12.3%, but did not affect any other parameter, and atrial pacing neutralized by only 62% the increase in RISC-sdL with decreasing HR by ALI. In conclusion, ALI improves the oxygen balance of hypo-perfused myocardium by reducing the oxygen-demand at maintained oxygen-supply, and possibly the blood flow in the ischemic area is redistributed to subendocardial layers and the collateral flow is increased, altogether resulting in a restitution of myocardial performance.

Zusammenfassung

Bei Patienten mit koronarer Herzerkrankung kann Senkung der Herzfrequenz (HF) mit β-Blockern zu einer weiteren Funktionsminderung des Herzmuskels führen durch Reduktion der Kontraktilität und der Durchblutung. Diese Wirkung haben “spezifisch bradykarde Substanzen” wie Alinidin (ALI) möglicherweise nicht. Deshalb wurde der Effekt von ALI auf ischämisches Myokard bei narkotisierten Hunden untersucht. Aortendruck (AoP), linksventrikulärer end-diastolischer Druck (LVedP) und dP/dt wurden mit Katheter-Spitzen-Manometern gemessen, die Koronardurchblutung (Q) elektromagnetisch, end-diastolische Länge (edL) und systolische Verkürzung (sdL in %edL) ischämischer (RISC) und nicht-ischämischer (NISC) Wandsegmente mit der Sonomikrometrie. Gruppe A (n = 11): Einengung einer linken Koronararterie zur Reduktion von Q (-53 %) und poststenotischem sdL (-54 %), dann ALI i.v. (0,25 + 0,25 + 0,5 + 1,0 mg/kg), danach Vorhofstimulation mit der HF vor ALI. Gruppe B (n = 9): Anlegen eines aorto-koronaren “bypass” und Pumpen-Perfusion mit 50% vom Spontanfluß, Infusion von ALI in den “bypass”. ALI i.v. senkte schrittweise HF von 135 auf 90/min. LVedP stieg von 8,6 auf 10,0 mmHg und NISC-edL von 14,1 auf 14,6 mm, was eine vermehrte Ventrikelfüllung anzeigt. NISC-sdL änderte sich nicht. RISC-sdL stieg von 9,2 auf 17,5 %, nicht durch Zunahme von RISC-edL (14,8 versus 14,7mm) oder RISC-Q (13 versus 12 ml/min), Senkung des AoP (86 versus 84 mmHg), Änderung der Inotropie (dP/dt: 2290 versus 2240 mmHg/s); die Zunahme von RISC-sdL korrelierte jedoch eng (r > 0,85) mit der HF-Abnahme (02-Bedarf). Ferner lag eine HF-unabhängige Wirkung vor: ALI i.c. steigerte RISC-sdL (9,7 versus 12,3 %) ohne einen der anderen Parameter zu beeinflussen; Vorhofstimulation hob die mit der HF-Senkung einhergegangene Steigerung von RISC-sdL nur zu 62 % auf. ALI verbesserte die 02-Bilanz ischämischen Myokards durch Senkung des 02-Bedarfs bei aufrechterhaltenem 02-Angebot, möglicherweise kommt es auch zu einer Durchblutungsumverteilung von epi- nach endokardialen Schichten und/oder einer Zunahme der Kollateraldurchblutung.

Key words

Specific bradycardic agent - Alinidine - Ischemic myocardium - Regional myocardial function - Ventricular function