Dynamische Kardiomyoplastik: Zeit, es einzupacken? / Herz

Vor fünfzehn Jahren wies Larry Stevenson in seinen denkwürdigen Vorträgen auf die große Muskelschicht des Latissimus dorsi hin und schlug vor, diese potenzielle Energiequelle zum Zwecke der Kreislaufunterstützung zu nutzen und als Herzmuskel bei Patienten, die behindert sind und an Herzversagen sterben, viel besser zu nutzen.1Salmons und andere23 hatten gezeigt, dass dieser schnell ermüdbare Muskel in seinem Genom das Potenzial behielt, in einen langsam kontrahierenden, ermüdungsresistenten Phänotyp umgewandelt zu werden, ähnlich dem Herzmuskel. Die Logik schien unausweichlich. Es schien unvermeidlich, dass diese Ressource routinemäßig verwendet werden würde, um die vielen mit verkürzten elenden Leben wegen Herzinsuffizienz im Endstadium zu retten.4 Die Kombination von Fortschritten in der Muskelphysiologie, Elektronik und experimenteller Chirurgie, 5-7 gipfelte 1985 in der ersten erfolgreichen Verwendung von stimuliertem Skelettmuskel zur Unterstützung der Zirkulation8bei einem Patienten mit einem linksventrikulären Defekt nach Exzision eines Tumors. Diese Patientin hat überlebt – im Gegensatz zu der Operation, die ihr Leben gerettet hat. Was passierte?

Vier britische Einheiten begannen mit gut durchdachten und sorgfältig geplanten kollaborativen Studien der sogenannten dynamischen Kardiomyoplastik. In dieser Anwendung wurde der Muskel auf einem intakten extrathorakalen neurovaskulären Pedikel mobilisiert, um das Herz gewickelt und stimuliert, sich rechtzeitig mit der ventrikulären Systole zusammenzuziehen. Keine der vier Einheiten führt derzeit diese Operation durch. In Großbritannien wurden etwa 35 Patienten operiert, von denen keiner aus unserer Einheit noch lebt. Die Erfahrung war in den anderen Einheiten ähnlich düster. Die Erfahrungen in den USA sind ähnlich, mit sehr wenig gemeldeten Erfolgsnachweisen. Von den vielen europäischen Zentren, die diese Operation ursprünglich durchführten, hat in den letzten vier Jahren nur eines ermutigende Daten veröffentlicht,9mit den Ergebnissen, die zu der Bemerkung einladen, dass die Autoren aus den Erfahrungen früherer Studien gelernt hatten, fittere Kandidaten für die Operation auszuwählen, insbesondere solche mit nur mäßiger Kardiomegalie. Tier- und klinische Experimente untersuchten auch die Verwendung von Skelettmuskelventrikeln, die so konstruiert sind, dass sie in Reihe mit dem Herzen schlagen,1011 und Verfahren, die eine Gegenpulsation erzeugen, bei der Muskeln entweder um die absteigende oder aufsteigende Aorta gewickelt werden (Aortomyoplastik).1213

Die Kardiomyoplastik wurde in Brasilien mit Begeisterung aufgenommen, einem Land mit vielen jungen Patienten mit linksventrikulärem Versagen im Endstadium, das durch die Chagas-Krankheit verursacht wurde. Die ersten Ergebnisse dort waren besser als die in Europa erzielten, ein Unterschied, der später auf die unterschiedliche Art der behandelten Krankheit zurückzuführen war. Tatsächlich wurde der Fortschritt einiger Patienten in dieser Untergruppe als spektakulär bezeichnet.14 Die Chagas-Krankheit führt nicht zu dem dünnwandigen ischämischen Ventrikel, der in der kardiologischen Praxis in der entwickelten Welt so häufig auftritt, sondern zu einem erweiterten, aber gut durchbluteten und möglicherweise wiederherstellbaren Myokard. Interessanterweise wird trotz der ermutigenden Berichte in der chirurgischen Literatur die Kardiomyoplastik in den Arbeiten zur Chagas-Krankheit in der aktuellen Ausgabe von Heart nicht erwähnt.1516

Mehrere Faktoren haben zum Scheitern dessen beigetragen, was als sehr vielversprechender Fortschritt angesehen wurde. Einer ist, dass ein Skelettmuskel arbeitet, indem er sich linear verkürzt, seine Länge reduziert und zieht. Einmal um das Herz gewickelt, muss es radiale Verkürzung erzeugen, um Druck zu erzeugen, und 90% der Energie, die zur Erzeugung linearer Arbeit aufgewendet wird, wird verschwendet.17 Ferner muss er den Ventrikel während der Systole komprimieren, wenn die Wandspannung am größten ist, und wie der Ventrikel für seine eigene Blutversorgung auf diastolische Perfusion angewiesen sein. Darüber hinaus zeigt die Anwendung der relevanten Lames-Gleichungen oder sogar des Laplace-Gesetzes schnell, dass je größer das Volumen der umschlossenen Kammer ist, desto weniger effizient ist der Muskel, um innerhalb der Zeitspanne des Herzzyklus einen Ausstoß oder sogar eine ventrikuläre Unterstützung zu erzeugen. Aus all diesen und anderen Gründen ist die Kardiomyoplastik äußerst ineffizient. Die Aortomyoplastik könnte bessere Ergebnisse erzielen, indem sie an dem viel kleineren Aortendurchmesser arbeitet und sich in der Diastole zusammenzieht, um eine Gegenpulsation zu erzeugen.18 Skelettmuskelventrikel sollten, wenn sie richtig entworfen und konfiguriert sind, auch in der Lage sein, die grundlegenden Ineffizienzen der Kardiomyoplastik zu überwinden.19 Die Verwendung linear betätigter künstlicher Pumpen, die von entfernteren und leistungsfähigeren Muskeln als Latissimus dorsi angetrieben werden, kann nun eine eindeutige Möglichkeit sein.20

Der Muskeltransformationsprozess, der durch aktuelle Stimulationsprotokolle erreicht wurde, war ebenfalls eine Enttäuschung. Sie führen zu Muskeln mit einer zu geringen Leistung, um nützliche Arbeit im Kreislauf zu leisten.2122 Ein weiteres Problem ist die ineffiziente Nutzung der Muskelmasse für die Arbeit zur Verfügung, mit dem leistungsfähigeren, besser perfundiert proximalen Teil nicht einmal das Herz zu erreichen.

Die Probleme, die ursprünglich Kliniker betrafen, bleiben bestehen. Es gibt zwei betriebliche Probleme: Der Zeitraum von acht Wochen, der zum Trainieren des Muskels benötigt wird, in dem er trainiert wird, aber noch nicht arbeitsbereit ist (bessere Protokolle können helfen, dieses Problem zu überwinden); und die sogenannte vaskuläre Verzögerung, die die Zeit zwischen der Mobilisierung und der Erholung des Muskels ist, um eine gewisse Wiederherstellung der Blutversorgung der Extremitäten des Muskels vom Gefäßstiel am proximalen Ende zu ermöglichen. Darüber hinaus ist der Muskel, der tatsächlich um das Herz gewickelt ist, relativ ischämisch und kann sogar das versagende Herz tamponieren. Kandidaten, die sich im Endstadium befinden, überleben diese ersten zwei Monate möglicherweise nicht, einschließlich einer oder mehrerer Operationen.

Das ursprüngliche Konzept, dass wir alle einen großen Muskel haben, der leicht von seinen gegenwärtigen Pflichten befreit werden kann, um die lebenswichtigere Aufgabe der Zirkulation zu erfüllen, hat seinen Reiz nicht verloren. Vorerst war es jedoch eine Enttäuschung und viel radikaleres und vielleicht Querdenken ist erforderlich.