Modulation der kardialen vegetativen Funktion durch Katheterablation des Sinus coronarius

Abstract

Hintergrund: Ventrikuläre Arrhythmie geht häufig mit zusätzlicher Morbidität und erhöhter Mortalität einher. Das kardiale autonome Nervensystem ist an der Entstehung ventrikulärer Arrhythmie beteiligt, anatomische und pathophysiologische Spezifikationen sind aber nicht im Detail verstanden. Veränderungen der kardialen Aktionspotentialdauer (APD) gelten als möglicher Pathomechanismus. Autonome Strukturen mit Einfluss auf das ventrikuläre Myokard sind im epikardialen Gewebe über dem Sinus coronarius (CS) bekannt. Autonome Modulation ist ein etablierter therapeutischer Ansatz. Methoden: Im ovinen Tiermodell (n = 13) wurde sympathische Neurostimulation (SNS) des linken Ganglion stellatum und eine Ablation der freien Gefäßwand zwischen CS-Ostium und dem Abgang der Vena azygos sinistra durchgeführt. Mittels einer eigens angefertigten „Multi-Elektroden-Socke“ erfolgte die simultane Erfassung epikardialer unipolarer Elektrokardiogramme über dem gesamten Ventrikelepikard. Der Zielparameter Activation-Recovery-interval (ARI) ist ein Surrogat der kardialen APD. Die Aufzeichnung erfolgte unter ventrikulärem Schrittmacherrhythmus. Die statistische Analyse erfolgte mit Hilfe generalisierter gemischt-linearer Modelle oder gepaartem T-Test. Gemessene ARI wurden zudem in dreidimensionale epikardiale Maps integriert und morphologisch ausgewertet. Ergebnisse: Dreiminütige SNS des LSG führte zu einer Verkürzung der Zykluslänge (CL) im Sinusrhythmus um modellierte 23,40 ± 4,68 ms (p < 0,001). SBP wie MAP stiegen unter SNS (21,53 ± 2,38 mmHg bzw. 14,31 ± 1,73 mmHg, p < 0,001). SNS vor Ablation führte zu keinem signifikanten Effekt auf das globale ARI (p = 0,49). Epikardiale Maps zeigten in jedem Tier erkennbare, jedoch uneinheitliche SNS-Effekt. Die Varianz von ARI nahm unter SNS zu (25,38 ± 10,53 ms2 p = 0,04). Die CS-Ablation führte zu einer ARI-Verkürzung mit einem signifikanten Haupteffekt um -24,91 ± 1,45 ms (p < 0,0001). Auch nach Ablation ergab sich kein signifikanter Effekt der SNS auf das globale ARI (p = 0,995). Die Ablation führte zu stark streuenden Auswirkungen auf die Varianz von ARI ohne signifikante Differenz. Vor und nach Ablation zeigten sich bei hämodynamischen und elektrophysiologischen Daten erhebliche individuelle Schwankungen. Schlussfolgerung: Diese Arbeit unterstützt die These einer erhöhten Heterogenität der APD als proarrhythmischem Sympathikuseffekt. Die Ablation cholinerger Strukturen innerhalb des intrinsischen kardialen Nervensystems erscheint als plausible Ursache für die Effekte der CS-Ablation. Transmurale Ablation autonomer Strukturen des Herzens ist möglich und hat Auswirkungen auf die ventrikuläre Elektrophysiologie. Damit ist prinzipiell eine therapeutische Anwendung denkbar.

Background: Ventricular arrhythmia is a highly relevant cause of morbidity and mortality. Cardiac autonomous nervous system has been shown to play an important role in ventricular arrhythmogenesis. However, anatomic and pathophysiological specification of this mechanism remain unclear but changes in cardiac action potential duration (APD) have been repetitive considered. Autonomic structures showing remarkable influence on ventricular myocardium were found in epicardial tissue along the coronary sinus (CS). Autonomic modulation is a well-established therapeutic principle. Methods: In this ovine open-chest model (n = 13) sympathetic neurostimulation (SNS) of the left stellate ganglion and ablation of the free wall of the CS between ostium an insertion of the left azygos vein was performed. Using a custom made „multi electrode sock“ simultaneous recordings of unipolar electrocardiograms were collected all over both ventricles. Activation-recovery interval (ARI), which is a surrogate of APD, was used as central parameter. Recordings were made during ventricular pacing. Generalized linear mixed models or in some cases paired samples t-test were used for statistical analysis. Three dimensional epicardial maps were created using measured ARI for morphological analysis. Results: Three minutes of SNS lead to shortening of cycle length (CL) of estimated 23,40 ± 4,68 ms (p < 0,001). Systolic and median arterial pressure increased under same condi-tions (21,53 ± 2,38 mmHg and 14,31 ± 1,73 mmHg, p < 0,001). Pre-ablative SNS showed no significant effect on global ARI (p = 0,49). Inspecting epicardial maps, inhomogeneous effects of SNS were observable in every animal. Variance of ARI increased under SNS (25,38 ± 10,53 ms2 p = 0,04). CS-Ablation lead to ARI shortening showing a significant effect of -24,91 ± 1,45 ms (p < 0,0001). Postablative SNS had no significant effect on global ARI either (p = 0,995). Ablation had also highly divergent effects on variance of ARI making it impossible to identify a significant effect. Both hemodynamic and electrophysiological data marked variations between individuals in pre- as well as post-ablative phases. Conclusion: This study supports the hypothesis of increased heterogeneity of APD as a proarrhythmic effect of the sympathetic system. Ablation of cholinergic structures within the intrinsic cardiac nervous system seems to be a plausible explanation for effects of CS-ablation on ventricular electrophysiology. Transmural ablation of autonomic structures within the heart is feasible and shows effects on ventricular electrophysiology. Taking that into consideration, therapeutic use of this technique might be possible.