Cardiac function during mild hypothermia in pigs: increased inotropy at the expense of diastolic dysfunction.

Während die Induktion der milden Hypothermie zur Minderung hypoxischer Hirnschäden nach kardiopulmonaler Reanimation allgemein akzeptierter therapeutischer Standard geworden ist, werden die kardialen Effekte der Hypothermie kontrovers diskutiert. Ein positiv inotroper Effekt der Hypothermie konnte durch zahlreiche Arbeitsgruppen in in-vitro-Modellen nachgewiesen werden, wohingegen in in-vivo-Modellen widersprüchliche Effekte der Hypothermie berichtet worden sind. 10 weibliche Schweine wurden anästhesiert und mit einem Konduktanzkatheter, einem Swan-Ganz-Katheter und einem rechtsatrialen Schrittmacher katheterisiert. Über die Femoralvenen wurden ein Vena-cava-Okklusions-Ballon sowie ein Kühlkatheter zur Induktion der MH eingeführt. Nach Einleitung der MH (von 37°C auf 33°C) sanken die Herzfrequenz (85±4 vs 74±3 spm) und der Gesamtkörpersauerstoffverbrauch (217±17 vs 161±10 ml/min), während die arterielle Laktatkonzentration konstant blieb. Änderungen von Herzminutenvolumen, enddiastolischem Volumen, Schlagvolumen, systolischem Spitzendruck, enddiastolischem Druck und dP/dtmax lagen nicht im signifikanten Bereich. Verminderungen der maximalen Druckabfallsgeschwindigkeiten und die entsprechenden Erhöhungen der Zeitkonstante der isovolumetrischen Relaxation τ zeigten eine Beeinträchtigung der aktiven linksventrikulären Relaxation. Des Weiteren nahm der Anteil der Systole am Herzzyklus zu. Die während transienter Vena-cava-Okklusion erhobenen Daten wurden zur Generierung von Druck-Volumen-Beziehungen benutzt. Die Analyse der Druck- Volumendaten zeigte eine erhöhte endsystolische sowie enddiastolische Steifheit, was zum einen positive Inotropie, zum anderen eine reduzierte enddiastolische Dehnbarkeit belegt. Die positive Inotropie blieb auch bei Steigerung der Herzfrequenz auf 100/min erhalten, während sich die diastolische Füllung weiter verschlechterte. Schlussfolgerung: Die Induktion der milden Hypothermie ist positiv inotrop und vermindert den Gesamtkörper-O2-Verbrauch. Die diastolische Funktion verschlechtert sich, was jedoch durch einen parallelen Abfall der spontanen Herzfrequenz kompensiert wird. Diese Daten weisen darauf hin, dass die Induktion der milden Hypothermie eine neue Behandlungsoption beim therapierefraktären akuten Herzversagen sein könnte.While the induction of mild hypothermia (MH) has become the guideline therapy to attenuate hypoxic brain injury after out-of-hospital cardiopulmonary resuscitation, the cardiac effects of hypothermia are controversially discussed. A positive inotropic effect of hypothermia has been demonstrated by numerous research groups in in-vitro models, whereas contradictory effects of hypothermia have been reported in in-vivo models. 10 female pigs were anesthetized and catheterized with a conductance-catheter, a Swan-Ganz catheter and a right atrial pacemaker. A vena cava occlusion balloon and a cooling catheter for induction of mild hypothermia were introduced via the femoral veins. With MH heart rate and whole body oxygen consumption decreased, while lactate levels remained normal. Cardiac output, left ventricular volumes, peak systolic and end-diastolic pressure and dP/dt(max) did not change significantly. Changes in dP/dt(min) and the time constant of isovolumetric relaxation demonstrated impaired active relaxation. In addition, MH prolonged the systolic and shortened the diastolic time interval. The analysis of pressure-volume data, generated from transient vena-cava-occlusion, revealed increased end-systolic and end-diastolic stiffness, indicating positive inotropy and reduced end-diastolic distensibility. Positive inotropy was preserved during pacing, while diastolic function was further impaired. Conclusion: Mild hypothermia provides a positive inotropic effect and reduces the whole body oxygen consumption. The diastolic function is impaired, which, however, is compensated for by decreased spontaneous heart rate. These data suggest that the induction of mild hypothermia might be a new treatment option for refractory acute heart failure