Noninvasive assessment of pharmaceutical intervention during myocardial ischemia-reperfusion in a canine model using two-dimensional 31P chemical shift imaging

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Abstract

The metabolic effects during myocardial ischemia and sustained reperfusion of the antianginal agents diltiazem (n = 10) and propranolol (n = 10) were monitored with noninvasive phosphorus nuclear magnetic resonance spectroscopy to establish any correlation between metabolic changes and infarct size. Spectroscopy followed changes in high-energy phosphate concentrations and myocardial intracellular pH during 2 h of left anterior descending coronary artery occlusion and 3 subsequent weeks of reperfusion, in a closed chest canine infarct model. Gadolinium-DTPA enhanced magnetic resonance imaging was used to assess the extent of myocardial injury (infarct size). Microspheres were used to document the zone at risk and the success of reperfusion. Whereas diltiazem appeared to reduce the derangement in high-energy phosphates during coronary occlusion, there was no significant change in infarct size when compared with a previously studied control group. Propranolol, which produced a lesser decline in pH during occlusion and smaller pH changes during early reperfusion, was associated with a significant reduction in the degree of tissue necrosis (compared with controls). There was an inverse correlation (r = -0.51) between the change in myocardial pH (occlusion end to immediate reperfusion) and the recovery index (an index of myocardial salvage). By 1 h into reperfusion, there was a stronger inverse correlation between pH and infarct size (r = -0.75), implying a protective effect of delaying pH recovery during early reperfusion and indicating the potential use of this parameter as a predictor of tissue viability.

Les effets métaboliques du diltiazem (n = 10) et du propranolol (n = 10), des antiangineux, ont été suivis au cours d'une ischémie du myocarde et d'une reperfusion continue, à l'aide de la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du phosphore, une méthode non invasive, afin d'établir une corrélation entre les changements métaboliques et la taille de l'infarctus. Les changements de concentration des groupes phosphate à haut potentiel énergétique et le pH intracellulaire du myocarde ont été suivis à l'aide de la spectroscopie pendant les 2 h d'occlusion de l'artère interventriculaire antérieure et les 3 semaines subséquentes de reperfusion, chez des chiens à thorax fermé, un modèle d'infarctus. L'imagerie par résonance magnétique accentuée par le gadolinium-DTPA a été utilisée pour évaluer l'ampleur de la lésion du myocarde (taille de l'infarctus). Des microsphères ont été utilisées afin de déterminer la zone à risque et le succès de la reperfusion. Même si le diltiazem semble réduire les perturbations des groupes phosphate à haut potentiel énergétique durant l'occlusion coronarienne, il n'y a aucun changement significatif de la taille de l'infarctus comparativement au groupe témoin. Le propranolol, qui entraîne une diminution moins marquée du pH au cours de l'occlusion et de plus petits changements de pH au début de la reperfusion, est associé à une diminution significative du degré de nécrose tissulaire comparativement au groupe témoin. Il y a une corrélation inverse (r = -0,51) entre le changement de pH dans le myocarde (de la fin de l'occlusion au début de la reperfusion) et l'indice de récupération (un indice de la possibilité de sauver le myocarde). Après 1 h de reperfusion, il y a une corrélation inverse plus marquée entre le pH et la taille de l'infarctus (r = -0,75), ce qui suggère que le ralentissement du retour du pH à la normale a un effet protecteur au début de la reperfusion et indique que ce paramètre pourrait être utilisé pour prédire la viabilité du myocarde. [Traduit par la Rédaction]

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