Frequenzadaptive Schrittmachertherapie bei chronotroper Inkompetenz - Therapie

Leistungssteigerung durch frequenzvariable Stimulation

Dass Wiederherstellung der Chronotropie leistungssteigernd wirkt, sei exemplarisch an einer Studie gezeigt, in der 27 frequenzinkompetente Patienten im Durchschnittsalter von 60 Jahren mittels symptomlimitierter Spiroergometrie untersucht und mit einem 41-köpfigen, altersentsprechenden Normalkollektiv verglichen wurden [4].

Die Befunde zeigt Tab. [1]. Parallel zur Anhebung der Herzfrequenz auf Werte der Vergleichsgruppe bewirkt die frequenzvariable Stimulation des Schrittmachers (VVIR) an der ventilatorisch anaeroben Schwelle eine signifikant höhere Sauerstoffaufnahme und Leistung gegenüber VVI, bleibt mit 79 % der Kontrollwerte aber deutlich hinter den Herzgesunden zurück.

Das Beispiel ist gewählt, weil die Analyse sich nicht wie üblich auf die Sauerstoffaufnahme (VO₂) bei Maximalbelastung oder anaerober Schwelle (AT) beschränkt, sondern zusätzlich O₂-Aufnahme und Leistung miteinander in Beziehung setzt. Bei kontinuierlicher Laststeigerung unterhalb der AT (wie sie in der Studie vorgenommen wurde) oder bei Steady-state-Bedingungen kann der „VO₂-Leistungsindex” (dVO ₂ /dWR) als Maß dafür gelten, wie viel Sauerstoff das Transportsystem des Körpers an die arbeitende Zelle liefern kann, um eine vorgegebene Leistung zu ermöglichen; er ist damit ein geeigneter Parameter zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit. Im Beispiel zeigt dieser Index eine Steigerung um 29 % zwischen festfrequenter und frequenzadaptiver Stimulation und lässt damit keinen Unterschied zum Normalkollektiv mehr erkennen (Tab. [1]).

In der Schrittmacherliteratur nicht ungewöhnlich sind Befunde, nach denen Akut-Effekte der Stimulation im chronischen Verlauf weniger ausgeprägt sind oder gänzlich verschwinden [13], weil Mechanismen zur Kompensation einer gestörten Hämodynamik nach deren Korrektur nicht mehr benötigt und deshalb inaktiviert werden. Während die hämodynamische Überlegenheit der vorhofgesteuerten (DDD-/VDD-) gegenüber der festfrequenten Ventrikelstimulation (VVI) im Langzeitverlauf belegt ist [2] [6] [11] [14] [15] , sind die Daten zum chronischen Effekt der (Vorhof-unabhängigen) frequenzvariablen Schrittmacherbehandlung weniger eindeutig. So wird einerseits nach je 10-wöchiger Laufzeit zwischen frequenzfixierter und -variabler Schrittmacherbehandlung kein signifikanter Unterschied mehr für den VO₂-Leistungsindex gefunden [5].

Tab. 1 Herzfrequenz (HF), Sauerstoffaufnahme (VO2) und Leistung (W) an der anaeroben Schwelle (AT), VO2-Leistungsindex (dVO2/dWR) unter AT bei 27 chronotrop inkompetenten Patienten und 41 normalen Probanden. Unter frequenzadaptiver Stimulation (VVIR) bleibt die VO2-AT zwar subnormal, im Vergleich zur festfrequenten Stimulation mit 70/min (VVI, höhere Frequenzen infolge intermittierender Spontanrhythmen) steigt der Leistungsindex jedoch signifikant an und erreicht Normalniveau. VVI VVIR p Normal p HF [1/min] 75±9 113±21 a 106±16 a VO2-AT [ml/kg/min] 9,3±3,4 10,9±4,3 x 14,7±2,8 a,b W-AT [Watt] 52±20 65±24 a 79±22 a,c dVO2/dWR [ml/min/Watt] 7,9±2,3 10,2±2,4 a 10,3±1,4 a a: p < 0,001 zu VVI, b: p < 0,001 zu VVIR, c: p <  0,05 zu VVIR, x: keine Signifikanz in Originaltabelle angegeben, nach Text wie a (nach 4)

Andererseits werden Befunde mitgeteilt, nach denen sowohl die maximale wie auch die Sauerstoffaufnahme an der anaeroben Schwelle nach 4-wöchiger Stimulation im frequenzadaptiven Modus gegenüber festfrequenter Stimulation erhöht bleiben [9].

In einer echokardiographischen Studie an 13 Patienten (davon zehn mit AV-Block II.-III. Grades und sechs bereits zuvor mit einem VVI-Schrittmacher ohne Frequenzantwort behandelt) zeigt sich binnen 6 Monaten als wesentlicher Effekt frequenzvariabler Stimulation eine Minderung des linksventrikulären enddiastolischen Querdurchmessers von 65±6 auf 56±4 mm. Weil der systolische Durchmesser unverändert bleibt, sinkt die Verkürzungsfraktion in Ruhe von 33±4 auf 27±3 % (p < 0,05), was nicht zwingend als systolische Funktionsminderung, sondern auch als Zunahme der Kontraktionsreserve unter Belastung interpretiert werden kann [7].

Literatur

• 1 Alpert N R, Leavitt B J, Ittleman F P, Hasenfuss G, Pieske B, Mulieri L A. A mechanistic analysis of the force-frequency relation in non-failing and progressively failing human myocardium.  Basic Res Cardiol. 1998;  93 23-32
• 2 Bergbauer M, Sabin G. Hämodynamische Langzeitresultate der bifokalen Schrittmacher-Stimulation.  Dtsch med Wochenschr. 1983;  108 545-549
• 3 Böhm M, La Rosée K, Schmidt U, Schulz C, Schwinger R HG, Erdmann E. Force-frequency relationship and inotropic stimulation in the nonfailing and failing human myocardium: implications for the medical treatment of heart failure.  Clin Investig. 1992;  70 421-425
• 4 Epperlein S, Treese N, Stegmaier A, Coutinho M, Meyer J. Der VO2-Leistungsindex zur Beurteilung der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit unter atemminutenvolumengesteuerter VVI-R-Stimulation.  Z Kardiol. 1994;  83 343-350
• 5 Epperlein S, Treese N, Herrig I, Werneyer A, Zegelmann M, Sammer P, Meyer J. Car-diopulmonary exercise capacity in single chamber rate adaptive pacing - Can the acute improvement be maintained? (abst.).  PACE. 1993;  16 1918
• 6 Faerestrand S, Ohm O J. A time-related study of the hemodynamic benefit of atrioventricular synchronous pacing evaluated by Doppler echocardiography.  PACE. 1985;  8 838-848
• 7 Faerestrand S, Ohm O J. A time-related study by Doppler and M-mode echocardiography of hemodynamics, heart rate, and AV valvular function during activity-sensing rate-responsive ventricular pacing.  PACE. 1987;  10 507-518
• 8 Gregoratos G, Cheitlin M D, Conill A, Epstein A E, Fellows C, Ferguson T B, Freedman R A, Hlatsky M A, Naccarelli G V, Saksena S, Schlant R C, Silka M J. ACC/AHA guidelines for Implantation of cardiac pacemakers and antiarrhythmia devices.  Circulation. 1998;  97 1325-1335
• 9 Haltern G, Sigmund M, Ochs J G, Kempa L, Firnich G, Hanrath P. Chronic effect of rate adaptive pacing on exercise capacity (abst.).  PACE. 1993;  16 1921
• 10 Kindermann M, Schwaab B, Finkler N, Schaller S, Böhm M, Fröhlig G. Defining the optimum upper heart rate limit during exercise - A study in pacemaker patients with heart failure.  Eur Heart J. (in press); 
• 11 Kruse I, Amman K, Conradson T B, Ryden L. A comparison of the acute and long-term hemodynamic effects of ventricular inhibited and atrial synchronous ventricular inhibited pacing.  Circulation. 1982;  65 846-855
• 12 Lemke B, Fischer W, Schulten K. Richtlinien zur Herzschrittmachertherapie.  Z Kardiol. 1996;  85 611-628
• 13 Nager F, Bühlmann A, Schaub F. Klinische und hämodynamische Befunde beim totalen AV-Block nach Implantation elektrischer Schrittmacher.  Helvetica Medica Acta. 1966;  33 240-276
• 14 Sutton R, Perrins E J, Morley C, Chan S L. Sustained improvement in exercise tolerance following physiological cardiac pacing.  Eur Heart J. 1983;  4 781-785
• 15 Yee R, Benditt D G, Kostuk W J, Ko P T, Purves P, Klein G J. Comparative functional effects of chronic ventricular demand and atrial synchronous ventricular inhibited pacing.  PACE. 1984;  7 23-28