The Efficacy of Amrinone or Adrenaline on Low Cardiac Output Following Cardiopulmonary Bypass in Patients with Coronary Artery Disease Undergoing Preoperative ß-Blockade

Summary

We examined 20 patients undergoing coronary bypass grafting for coronary artery disease with NYHA classifications of II and III who had been treated with ß-blocking agents. Patients were randomised for administration of either adrenaline (0.1 μg/ kg/min) or amrinone (bolus 1 mg/kg, continuous infusion of 5-10 μg/kg/min), if following cardiopulmonary bypass their cardiac index was < 2.4 L/min/m₂ with normal peripheral resistance and normal or increased right- or left-ventricular filling pressures. Over a period of 1 hour, the hemodynamic parameters mean arterial pressure (MAP), cardiac index (CI), heart rate (HR), coronary perfusion pressure (CPP), total peripheral resistance (TPR), as well as the pressure-work index (PWI) were registered or calculated. By means of a coronary sinus catheter myocardial arterio-venous oxygen content difference (AVD0₂cor), myocardial blood flow (MBH), using the thermodilution method, and myocardial oxygen consumption (MVO₂) could be measured or calculated. Simultaneously, arterial and myocardial lactate concentrations and, using the arterio-venous lactate ratio, myocardial lactate extraction or production were quantified. Using a transseptal approach, the left-ventricular pressure curve was measured and used to differentiate for myocardial contractility (dp/dt_max). Following induction of anesthesia and after cardiopulmonary bypass, plasma levels of the used ß-blocking agent were determined. Both substances caused a significant increase in myocardial contractility, with adrenaline showing a more potent effect than amrinone. Both substances caused a significant increase in CI with a mild increase in HR. Amrinone caused a significant drop in TPR, while MAP remained practically constant. Adrenaline caused a significant increase in MAP without affecting TPR. Adrenaline and amrinone both caused an increase in MBF, whereas MVO₂ and AVDO₂cor increased significantly in the adrenaline group but remained stable (MVO₂) or decreased slightly (AVDO₂cor) in the amrinone group. In all patients preoperative plasma levels of the used ß-blocking agents were within the therapeutic range and showed a 45 - 50 % decrease following CPB, but remained above the lower limit. The therapeutic efficacy of adrenaline and amrinone was not influenced by chronic preoperative treatment with ß-blocking agents. However, in the adrenaline group myocardial work load (PWI) and myocardial oxygen consumption increased significantly, whereas in the amrinone group PWI and myocardial oxygen consumption remained constant.

Untersucht wurden 20 koronarchirurgische Patienten der NYHA-Klassifikation II bis III, die bis zum Morgen ihrer Operation unter Langzeittherapie mit einem oralen Beta-Blocker standen. Sie erhielten randomisiert Adrenalin (0,1 μg/kg/min) oder Amrinon (Bolus 1 mg/kg, kontinuierliche Infusion von 5-10μg/kg/min), wenn nach Beendigung des kardiopulmonalen Bypass der Cardiac Index < 2,4 L/min/m₂ bei normalem peripherem Widerstand und normalen und/oder erhöhten linksoder rechtsventrikulären Füllungsdrücken war. Über eine Periode von 1 Stunde wurden die hämodynamischen Parameter arterieller Mitteldruck (MAP), Cardiac Index (CI), Herzfrequenz (HR), koronarer Perfusionsdruck (CPP), totalperipherer Widerstand (TPR) sowie der pressure-work Index registriert bzw. errechnet. Über einen im Sinus coronarius plazierten Katheter konnten zusätzlich die myokardial AVDO₂ (AVDO₂cor) gemessen sowie nach der Thermodilutionsmethode der myokardiale Blutfluß (MBF) und der myokardiale Sauerstoffverbrauch (MVO₂) errechnet werden. Gleichzeitig wurden die myokardialen Laktatspiegel ermittelt sowie aus dem Quotienten der arteriellen und myokardialen Laktatspiegel die Laktatextraktion errechnet. Mittels transseptaler Punktion des linken Ventrikels war die Ableitung einer linksventrikulären Druckkurve und daraus die Errechnung der Kontraktilität dp/dt_max möglich. Nach Narkoseeinleitung und nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation wurden die Plasmaspiegel der entsprechenden Beta-Blocker bestimmt. Beide Substanzen erhöhten die myokardiale Kontraktilität signifikant, Adrenalin allerdings wesentlich stärker als Amrinon. Beide Substanzen bewirkten einen signifikanten Anstieg des CI bei mäßigem Ansteigen der Herzfrequenz. Unter Amrinon sank der totale periphere Widerstand bei unverändertem arteriellen Mitteldruck signifikant ab, im Gegensatz dazu bewirkte Adrenalin einen signifikanten Anstieg des arteriellen Mitteldruckes bei unverändertem totalperipheren Widerstand. Beide bewirkten eine Erhöhung des myokardialen Blutflusses. Der MVO₂und die AVDO₂cor stiegen signifikant nur in der Adrenalingruppe an; in der Amrinongruppe blieb MVO₂ unverändert und die AVDO₂cor sank leicht. Bei sämtlichen Patienten lagen am Operationsmorgen die Plasmaspiegel der Beta-Blocker im therapeutischen Bereich und sanken nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation um 45-50 % signifikant ab, bewegten sich aber an der unteren Grenze des therapeutischen Bereiches. Die Wirksamkeit von Adrenalin und Amrinon wurde nicht durch die präoperative Einnahme eines Beta-Rezeptorenblockers beeinflußt. Die Determinanten der myokardialen Sauerstoffbilanz waren unter Behandlung mit dem Phosphodiesterasehemmer wesentlich günstiger.

Key words

Preoperative beta-blockade - Positive inotropic therapy - Amrinone - Adrenaline