Kardiochirurgia dorosłych
Long-term heart remodelling after surgical ablation for atrial fibrillation – 4-year long changes of left atrial transport function and N-terminated brain natriuretic propeptide (NT-proBNP)

Wstęp
Badania nad chirurgiczną ablacją migotania przedsionków dostarczają coraz więcej danych świadczących o jej skuteczności, efektywności kosztowej oraz poprawie rokowania pacjentów [1–3]. Jednym z ramion rozwoju tej dziedziny kardiochirurgii jest przechodzenie od wdrażania technik operacyjnych do organizacji programów kompleksowej opieki nad pacjentami po ablacji – od diagnostyki i kwalifikacji, przez zabieg i opiekę okołooperacyjną, do odległego prowadzenia i monitorowania elektrofizjologicznego pacjentów. Wiedza na temat odległej zmienności rytmu serca, jego niestabilności, wpływu na rokowanie, optymalizacji farmakoterapii, różnic w sposobie raportowania wyników wymaga obecnie stałego pogłębiania [4, 5]. Od umiejętności oceny stabilności rytmu zatokowego zależą ważne decyzje dla pacjenta – zatrzymanie leczenia przeciwzakrzepowego czy antyarytmicznego (zmiana ryzyka powikłań zakrzepowo-zatorowych). Do podjęcia tych decyzji potrzebny jest rozbudowany system oceny przebudowy serca poddanego ablacji i opracowanie szeregu parametrów pomagających określić rokowanie utrzymania rytmu. Ostatnio przedstawiliśmy wyniki badań nad odległym remodelingiem elektrycznym po skutecznej ablacji migotania przedsionków [6]. Celem tego etapu badań była ocena remodelingu mechanicznego lewego przedsionka (frakcja wyrzutowa lewego przedsionka, FWLP) oraz wydolności serca (hormonu natriuretycznego, NT-proBNP) w 4-letniej obserwacji pacjentów po chirurgicznej ablacji migotania przedsionków (MP) w zależności od stabilności rytmu zatokowego.
Materiał i metody
Do badania włączono prospektywnie 84 kolejnych pacjentów w średnim wieku 64,4±9,8 lat (33 kobiety i 51 mężczyzn) z napadowym lub przetrwałym (61%) oraz utrwalonym (39%) MP opornym na leczenie farmakologiczne, u których wykonano procedurę chirurgicznej ablacji migotania przedsionków w latach 2003–2007 z zastosowaniem różnych źródeł energii i różnych technik chirurgicznych (tab. I). Badaniem objęto pacjentów, którzy uczestniczyli w kolejnych wizytach kontrolnych w ramach programu obserwacji odległej. Średni przedoperacyjny wymiar lewego przedsionka wynosił 5,6±1,2 cm. Średnia przedoperacyjna frakcja wyrzutowa lewej komory serca wynosiła 57,1±8,8%. Średnie ryzyko okołooperacyjne wg Euroscore logistic wynosiło 4,05±2,9%. W okresie przedoperacyjnym oraz 3, 6, 12, 24 i 48 miesięcy po operacji u pacjentów wykonano spoczynkowe oraz 24-godz. badanie elektrokardiograficzne metodą Holtera, echokardiograficzną ocenę FWLP oraz pomiar osoczowego poziomu NT-proBNP. W celu oceny wpływu utrzymania rytmu zatokowego na parametry funkcji transportowej lewego przedsionka oraz wydolność serca (NT-proBNP), populację badania podzielono na dwa ramiona, w zależności od wystąpienia punktu końcowego. Punktem końcowym kwalifikującym do grupy RZ lub MP było wystąpienie potwierdzonego elektrokardiograficznie epizodu MP (powyżej 30 s) lub utrwalenie arytmii w którykolwiek punkcie czasowym obserwacji. Analizę statystyczną wykonano przy użyciu Statistica™ (StatSoft™, Inc. 2000). Do oceny normalności rozkładu zastosowano test Shapiro-Wilka. Dane o rozkładzie normalnym przedstawiono jako średnie±odchylenie standardowe. Porównania grup w zakresie danych o rozkładzie normalnych dokonano testem t-Studenta i o rozkładzie nienormalnym testem Manna-Whitneya. Różnice uznano za istotne statystycznie przy p<0,05.
Wyniki
Stabilny rytm zatokowy bez incydentów MP przez cały okres obserwacji utrzymany został u 64 (76,1%) pacjentów. Incydent MP lub utrwalenie arytmii obserwowano u 20 (23,9%) operowanych. Przedoperacyjny wymiar lewego przedsionka nie różnił się istotnie między grupą RZ (5,5±1,1 cm) i grupą MP (5,9±1,6 cm); p=0,2. Nie stwierdzono istotnych różnic w średnim wieku populacji obu grup: RZ (63,7±9,9 lat) i MP (66,5±9,3 lat); p=0,2. Długość trwania arytmii przed ablacją nie różniła się istotnie między ramieniem RZ (5,09±5,4 lata) i MP (4,4±3,8); p=0,6. W okresie obserwacji 4-letniej w grupie RZ obserwowano istotnie wyższą średnią ze wszystkich pomiarów FWLP względem grupy MP, odpowiednio: 31,6 (±10,6) vs 24,6 (±7,2) %; p=0,007. Dynamikę zmian FWLP w okresie obserwacji przedstawiono na rycinie 1. W okresie 3 i 6 miesięcy w grupie MP obserwowano początkowo niższy poziom NT-proBNP względem pacjentów z ramienia RZ, odpowiednio: 171±124 vs 745±743 pg/ml i 247±250 vs 652±701 pg/ml; p=ns. Jednak po okresie 12 miesięcy pacjenci z grupy MP charakteryzowali się istotnie wyższym względem grupy RZ poziomem NT-proBNP, odpowiednio: po 12 miesiącach (1057±845 vs 718±705 pg/ml; p=0,3), po 24 miesiącach (782±471 vs 357,6±319 pg/ml; p=0,006) i po 48 miesiącach (1531±650 vs 456,6±182 pg/ml; p=0,03). Wykazano silny trend w kierunku niższej średniej wartości ze wszystkich pomiarów NT-proBNP w grupie pacjentów z ramienia RZ względem pacjentów z grupy MP, odpowiednio: 583±582 vs 858±650 pg/ml; p=0,07. Na rycinie 2. przedstawiono trendy zmian NT-proBNP w czasie obserwacji: w okresie 48 miesięcy średni ze wszystkich ocen wymiar lewego przedsionka różnił się istotnie i był wyższy w ramieniu pacjentów z MP: 6,08±0,6 cm vs w grupie utrzymującej stabilny RZ: 5,6±0,7 cm; p=0,04 (ryc. 3.).
Dyskusja
Przedstawiony projekt nie został zaplanowany w celu oceny odległej skuteczności chirurgicznej ablacji MP. Celem protokołu jest prospektywna ocena długoterminowego wpływu wyniku chirurgicznej ablacji na funkcję hemodynamiczną lewego przedsionka oraz korelację tych zjawisk ze zmianą wydolności serca, ocenianą na poziomie komórkowym. Dlatego wybrano bardzo czuły punkt końcowy różnicujący pacjentów na dwa ramiona badania. Wystąpienie incydentu arytmii (potwierdzonego elektrokardiograficznie) nie jest tożsame z odległym klinicznym niepowodzeniem leczenia antyarytmicznego. Przyjęty parametr określa gotowość przedsionków serca do istotnego (dłuższego niż 30 s) potrzymania pętli re-entry. Opisuje zatem strukturę mięśnia sercowego. Należy podkreślić, że przebudowa przedsionków w badanej grupie jest także efektem podstawowej procedury chirurgicznej, np. wymiany zastawki. Nie można jednak oceniać oddzielnie wpływu ablacji i wpływu podstawowej procedury kardiochirurgicznej, która zwykle koryguje wyjściową przyczynę MP, a ostateczny efekt antyarytmiczny jest złożeniem tych dwóch elementów jednoczasowego leczenia. Frakcja wyrzutowa lewego przedsionka okazała się czułym parametrem oceniającym skuteczność ablacji MP oraz prognozującym remodeling serca. Pacjenci, którzy utrzymają rytm zatokowy w okresie odległym, charakteryzują się lepszą funkcją skurczową lewego przedsionka. Wada serca lub choroba niedokrwienna inicjuje przebudowę histologiczną przedsionków. Proces ten przygotowuje substrat do utrzymania fal migotania. Im bardziej przebudowany przedsionek, czyli większa zawartość tkanki włóknistej, czyli mniejsza kurczliwość przedsionka, tym większe ryzyko migotania przedsionków. Dodatkowo w niekurczącym się dobrze lewym przedsionku serca może utrzymywać się wyższe końcowo-rozkurczowe ciśnienie, co zwiększa naprężenie ścian przedsionka i może wywołać migotanie. Warto zwrócić uwagę na dynamikę zmian frakcji wyrzutowej lewego przedsionka. Pacjenci z dobrą prognozą utrzymania stabilnego rytmu zatokowego charakteryzują się wyjściowo lepszą funkcją LP oraz stabilnym utrzymaniem tego parametru w okresie kilkuletniej obserwacji. Dużą część tej grupy stanowią pacjenci z napadowym migotaniem przedsionków, u których w przypadku skutecznej izolacji żył płucnych nie obserwuje się właściwie remodelingu wstecznego LP. Z kolei pacjentów z grupy ryzyka nawrotu arytmii charakteryzuje niska wczesna kurczliwość przedsionka i stopniowy remodeling wsteczny w okresie pierwszego roku (prawdopodobnie efekt procedury podstawowej). Proces ten nie doprowadził jednak do osiągnięcia FWLP na poziomie grupy RZ, a w okresie kilku lat obserwacji nawrót arytmii wystąpił właśnie u pacjentów z istotnie gorszą funkcją mechaniczną LP. Profil zmian FWLP potwierdza ostatnie doniesienia grupy z Uppsali [7]. I tak jak projekt szwedzki, stoi w opozycji do innych doniesień opisujących spadek kurczliwości przedsionka po zastosowaniu różnych technik ablacji [8–10]. Nasze wyniki najbliższe są doniesieniu grupy z Bordeaux, gdzie ryzyko nawrotu arytmii wiązało się istotnie z gorszą funkcją transportową lewego przedsionka i lewej komory [11]. Poziom NT-proBNP jest dobrym parametrem wydolności serca. Konieczne jest podkreślenie, iż propeptyd ten syntetyzowany jest w komorach (a nie w przedsionkach) serca. Induktorem transkrypcji genu BNP jest głównie napięcie ścian komory. Im objętość komory większa, a jej ściana cieńsza, tym większa synteza hormonu natriuretycznego. Badanie Framingham Offspring ukazało ścisłą korelację między podwyższonym poziomem BNP a ryzykiem migotania przedsionków [12]. Wysokie NT-proBNP, opisujące stopień niewydolności lewej komory, jest czynnikiem określającym obciążenie następcze lewego przedsionka. Jednak inne badania pokazały zależność dwukierunkową, bowiem zarówno MP nasila niewydolność serca i zwiększa syntezę NT-proBNP, jak również niewydolność serca zwiększa ryzyko MP [13–15]. W populacji przedstawionego projektu zaobserwowano istotnie odmienne modele zmian wczesnych i odległych NT-proBNP, w zależności od utrzymania rytmu zatokowego po ablacji. W ramieniu stabilnego rytmu zatokowego, mimo wyjściowo wyższych wartości NT-proBNP, następuje stopniowy spadek jego poziomu w okresie kolejnych lat. Z kolei u pacjentów z wysokim ryzykiem nawrotu arytmii widać stały wzrost NT-proBNP. Istotne statystycznie różnice między dwoma ramionami badania obserwowano dopiero po 12 miesiącach od operacji. Wymiar lewego przedsionka i zmiana odległa tego parametru okazały się dobrymi parametrami opisującymi ryzyko nieskuteczności arytmii. Nawet niewielkie względne powiększenie lewego przedsionka (średnia wszystkich odległych pomiarów) istotnie statystycznie odróżniało pacjentów z nawrotem MP od pacjentów ze stabilnym RZ. Zależność tę wcześniej opisał Zembala i wsp. [16]. Warto podkreślić, że średni wyjściowy wymiar lewego przedsionka w obu grupach był wysoki i przed operacją statystycznie nie różnicował pacjentów pod kątem ryzyka nieskuteczności arytmii. Wpływ tego parametru okazał się istotny w okresie serii obserwacji, gdzie możliwe było określenie zmiany wymiaru przedsionka (tor remodelingu). Analiza wyników projektu wydaje się rysować prawidłowość zjawisk zachodzących w przedsionkach i komorach serca po chirurgicznej ablacji migotania przedsionków. Działanie chirurga w obrębie przedsionków zawsze napotyka na wyjściowo określone warunki histologiczne i mechaniczne tkanki. Są one skutkiem trwającej patologii zastawkowej, wieńcowej lub samoistnie doprowadzają do utrzymywania (przerywanego lub utrwalonego) migotania. Korekcja przyczyny przebudowy mięśnia sercowego (implantacja lub naprawa zastawki serca, rewaskularyzacja), izolacja patologicznych mechanizmów wzbudzania arytmii (także samoistne migotanie przedsionków) i stworzenie barier dla podtrzymania re-entry (modyfikacja substratu) to wyjściowe czynniki, których zadaniem wydaje się być rozpoczęcie wstecznego remodelingu lub zatrzymanie remodelingu negatywnego przedsionków i komór serca (ryc. 4.).
Wnioski
Utrzymanie stabilnego rytmu zatokowego po chirurgicznej ablacji MP związane jest z zapewnieniem lepszej długoterminowej funkcji transportowej lewego przedsionka i z poprawą wydolności serca w porównaniu z pacjentami z incydentem nawrotu arytmii. FWLP i NT-proBNP mogą być nowymi predyktorami skuteczności odległej i remodelingu wstecznego przedsionków po chirurgicznej ablacji MP. Praca przedstawiona i wyróżniona podczas IV Kongresu Polskiego Towarzystwa Kardio-Torakochirurgów, Warszawa, 12–14 czerwca 2008 r.
Piśmiennictwo
1. Lamotte M, Annemans L, Bridgewater B, Kendall S, Siebert M. A health economic evaluation of concomitant surgical ablation for atrial fibrillation. Eur J Cardio-thorac Surg 2007; 32: 702-710. 2. Melby SJ, Gaynor SL, Lubahn JG, Lee AM, Rahgozar P, Caruthers SD, Williams TA, Schessler RB, Damiano RJ. Efficacy and safety of right and left atrial ablations on the beating heart with irrigated bipolar radiofrequency energy: a long-term animal study. J Thorac Cardiovasc Surg 2006; 132: 853-860. 3. Suwalski P, Suwalski G, Doll N, Majstrak F, Kurowski A, Suwalski KB. Epicardial beating heart „off-pump” ablation of atrial fibrillation in non-mitral valve patients using new irrigated bipolar radiofrequency technology. Ann Thorac Surg 2006; 82: 1876-1879. 4. Geidel S, Ostermeyer J, Lass M, Geisler M, Kotetishvili N, Aslan H, Boczor S, Kuck KH. Permanent atrial fibrillation ablation surgery in CABG and aortic valve patients is at least as effective as in mitral valve disease. Thorac Cardiovasc Surg 2006; 54: 91-95. 5. Bando K, Kasegawa H, Okada Y, Kobayashi J, Kada A, Shimokawa T, Nasu M, Nakatani S, Nimaya K, Tagusari O, Nakajima H, Hirata M, Yagihara T, Kitamura S. Impact of preoperative and postoperative atrial fibrillation on outcome after mitral valvuloplasty for nonischemic mitral regurgitation. J Thorac Cardiovasc Surg 2005; 129: 1032-1040. 6. Suwalski G, Suwalski P, Kalisnik JM, Śledź M, Świtaj J, Czachór M, Gersak B, Suwalski KB. How Does Successful Off-Pump Pulmonary Vein Isolation for Paroxysmal Atrial Fibrillation Influence Heart Rate Variability and Autonomic Activity? Innovations 2008; 3: 1-6. 7. Lonnerholm S, Blomstrom P, Nilsson L, Blomstrom-Lundquist C. Long-Term Effects of the Maze Procedure on Atrial Size and Mechanical Function. Ann Thorac Surg 2008; 85: 916-920. 8. Lonnerholm S, Blomstrom P, Nilsson L, Blomstrom-Lundqvist C. Atrial size and transport function after the Maze III procedure for paroxysmal atrial fibrillation. Ann Thorac Surg 2002; 73: 107-111. 9. Lemola K, Desjardins B, Sneider M, Case I, Chugh A, Good E, Han J, Tamirisa K, Tsemo A, Reich S, Tschopp D, Igic P, Elmouchi D, Bogun F, Pelosi F, Kazerooni E, Morady F, Oral H. Effect of left circumferential ablation for atrial fibrillation on left atrial transport function. Heart Rhythm 2005; 2: 923-928. 10. Bauer EP, Szaly ZA, Brandt RR, Pitschner HF, Bachmann G, Brunner-La Rocca HP, Klovekorn WP. Predictors for atrial transport function after mini-maze operation. Ann Thorac Surg 2001; 72: 1251-1255. 11. Reant P, Lafitte S, Jais P, Serri K, Weerasooriya R, Hocini M, Pillois X, Clementy J, Haissaguerre M, Roudaut R. Reverse remodeling of the left cardiac chambers after catheter ablation after1 year in a series of patients with isolated atrial fibrillation. Circulation 2005; 112: 2896-2903. 12. Wang TJ, Larson MG, Levy D, Benjamin EJ, Leip EP, Omland T, Wolf PA, Vasan RS. Plasma natriuretic peptide levels and the risk of cardiovascular events and death. N Engl J Med 2004; 350: 655-663. 13. McDonagh TA, Robb SD, Murdoch DR, Morton JJ, Ford I, Morrison CE, Tunstall-Pedoe H, McMurray JJ, Dargie HJ. Biochemical detection of left-ventricular systolic dysfunction. Lancet 1998; 351: 9-13. 14. Wozakowska-Kaplon B. Effect of sinus rhythm restoration on plasma brain natriuretic peptide in patients with atrial fibrillation. Am J Cardiol 2004; 93: 1555-1558. 15. Rienstra M, Van Gelder IC, van den Berg MP, Boomsma F, Van Veldhuisen DJ. Natriuretic peptides in patients with atrial fibrillation and advanced chronic heart failure: determinants and prognostic value of (NT-) ANP and (NT-pro) BNP. Europace 2006; 8: 482-487. 16. Zembala M, Lenarczyk R, Kalarus Z, Puszczewicz D, Przybylski R, Pacholewicz J. Early and late outcome after microwave ablationfor chronic valvular atrial fibrillation. H Surg Forum 2003; 6: 403-408.