OBJETIVO: Determinar a existência e freqüência do fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica em áreas miocárdicas discinérgicas de pacientes com cardiopatia chagásica crônica estudados por ventriculografia de contraste radiológico. MÉTODOS: Análise retrospectiva semiquantitativa da ventriculografia de contraste radiológico em pacientes com cardiopatia chagásica crônica, consecutivamente estudados para avaliação de mecanismos de taquicardia ventricular. RESULTADOS: De 72 pacientes inicialmente incluídos, apenas em 20 o ventriculograma foi analisável para os propósitos do estudo. O fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica foi verificado em 11 (55%) desses pacientes, obtendo-se melhora de 15,31% no escore de contração, da situação basal para a de pós-extra-sístole (p= 0,0001). Sua ocorrência verificou-se mesmo em segmentos ventriculares com déficit intenso de contratilidade. CONCLUSÃO: O fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica é verificável em proporção significante de pacientes com cardiopatia chagásica crônica em que, angiograficamente, foi possível analisar o fenômeno, indicando a existência de reserva contrátil, potencialmente recrutável, em regiões ventriculares, exibindo discinergia acentuada. Estudos adicionais para se entender os mecanismos subjacentes são requeridos.
Potenciação pós-extra-sistólica na cardiopatia chagásica crônica. Estudo com ventriculografia de contraste radiológico
Ribeirão Preto, SP
Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP
O fenômeno do aumento da força contrátil, que ocorre em batimento seguinte a uma extra-sístole foi observado há mais de 100 anos por Langerdoff. Posteriormente, Cooper MW, 1993 o denominaram potenciação pós-extra-sistólica1. Vários estudos se seguiram na tentativa de explicar, fisiologicamente, o fenômeno, mas até hoje seu mecanismo permanece controverso2-6. A potenciação pós-extra-sistólica ocorre tanto em corações normais como nos que apresentam déficits de contratilidade3,4. É possível demonstrá-la, experimentalmente (ex. em miócitos isolados de ratos), de forma a permitir o estudo dos vários fatores que a influenciam5,6.
A potenciação pós-extra-sistólica foi observada em pacientes com déficits contráteis regionais, portadores de cardiopatia isquêmica, durante ventriculografia por contraste radiológico, ou ecocardiografia7-9. Essa observação demonstrou que o miocárdio era capaz de recrutar sua reserva contrátil e que, portanto, aquelas áreas acinéticas ou hipocontráteis estavam essencialmente viáveis7-9. Demonstrou-se, posteriormente, que o grau de potenciação pós-extra-sistólica era inversamente proporcional ao grau de isquemia, em estudos experimentais, empregando oclusão da artéria descendente anterior de cães1, ou seja, segmentos miocárdicos com mais intensa isquemia poderiam não apresentá-la.
Na cardiopatia chagásica crônica, analogamente ao que se verifica na cardiopatia isquêmica por doença arterial coronariana, registra-se, caracteristicamente, a ocorrência precoce de discinergia ventricular regional10,11. Todavia, distintamente da doença arterial coronariana, as artérias subepicárdicas na cardiopatia chagásica crônica são usualmente isentas de processos obstrutivos12,13 e suas peculiaridades fisiopatológicas tornam atraente a inédita exploração do fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica em pacientes chagásicos estudados com ventriculografia de contraste radiológico. Foi o propósito deste trabalho de pesquisa focalizar análise de ventriculogramas contrastados em pacientes chagásicos crônicos com taquicardia ventricular, que realizavam esses exames para estudos correlativos da eletrofisiologia ventricular e da mobilidade segmentar14.
Foram incluídos neste estudo, por análise retrospectiva, 72 pacientes consecutivos com cardiopatia chagásica crônica (mínimo de duas provas sorológicas específicas positivas - ELISA, imunofluorescência ou hemaglutinação indiretas), submetidos a exames hemodinâmico e cineangiocardiográfico após consentimento por escrito, de acordo com protocolo de investigação aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa desta Instituição. Após coronariografia seletiva direita e esquerda, mediante injeção manual de contraste em cada óstio, realizou-se a ventriculografia contrastada radiologicamente, sempre por injeção automática de 20-35ml de contraste no interior do ventrículo esquerdo, com velocidade de fluxo nominal variando entre 10 e 15ml/seg na dependência de ser o cateter utilizado do tipo Sones 8F (abordagem braquial) ou do tipo
Dos 72 pacientes selecionados, foram incluídos no estudo os que atenderam, durante a ventriculografia, aos três seguintes critérios: a) batimento ectópico ventricular prematuro "espontâneo" durante a contrastação ventricular; b) pelo menos um batimento ventricular normal analisável, precedendo o batimento prematuro; c) pelo menos um batimento normal analisável após o batimento ectópico prematuro. Tais critérios estiveram presentes em apenas 20 dos 72 (37,8%) pacientes. Em 34 (47,2%) pacientes não ocorreram batimentos extra-sistólicos prematuros; 18 (25%) tiveram taquicardia ventricular não-sustentada ou não apresentaram batimento de padrão normal pré-extra-sistólico analisável.
Em cada segmento, a excursão diastólico-sistólica foi avaliada segundo escores semiquantitativos, em duas ocasiões distintas: 1) durante sístole precedendo a extra-sístole "espontânea"; 2) no 1º batimento que se seguia ao da extra-sístole. A escala de escores, em 5 pontos, atribuía valores numéricos aos diferentes padrões de excursão diastólico-sistólico: 0 (contração normal), 1 (hipocinesia moderada), 2 (hipocinesia intensa), 3 (acinesia), 4 (discinesia). A atribuição de escores foi sempre realizada comparando-se os batimentos pré e pós-extra-sistólicos. A atribuição de escores foi sempre realizada por dois investigadores experientes na interpretação da cineventriculografia de contraste radiológico. O índice de concordância foi elevado (estatística
Na análise estatística foi utilizado o teste de Wilcoxon, para comparação entre escores de contração ventricular na sístole normal e no batimento imediatamente posterior à extra-sístole.
Todos os 20 pacientes estudados apresentaram artérias coronárias subepicárdicas, angiograficamente, normais ou com mínimas alterações luminais (sempre obstruções < 30% de redução do diâmetro luminal) (
O fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica, habitualmente verificado em pacientes com coronariopatia obstrutiva em nível subepicárdico, ainda não havia sido descrito na cardiopatia chagásica crônica. Sua existência foi determinada neste estudo, bem como foi comprovado ser um fenômeno bastante freqüente, inclusive em áreas ventriculares com acentuado grau de discinergia. Deve ser assinalado que, pelo menos na população de chagásicos com disritmia ventricular, a análise do ventriculograma de contraste prestou-se ao estudo da potenciação pós-extra-sistólica em apenas um terço dos pacientes.
Sendo o período pós-extra-sistólico, usualmente mais longo, ensejando maior enchimento ventricular, seria natural interpretar-se o fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica como inserido no contexto da regulação heterométrica cardíaca; mais especificamente, seria plausível que estivesse ligado ao mecanismo de Frank-Starling. Entretanto, em trabalho de revisão, conceituou-se a potenciação pós-extra-sistólica como fenômeno intrínseco do miocárdio, não exclusivamente dependente da pré-carga (ou enchimento ventricular), ou seja, não seria o mecanismo de Frank-Starling responsável, primordialmente, pelo incremento na força contrátil1. Os estudos avaliados sugerem que mudanças transitórias no influxo de cálcio, envolvendo o retículo sarcoplasmático e os canais de sódio e cálcio, estariam implicadas no surgimento da potenciação pós-extra-sistólica5,6, que apresenta magnificação progressiva, em proporção direta à redução do intervalo entre a sístole normal e a extra-sístole2. Embora usualmente observada após a extra-sístole ventricular, a potenciação pós-extra-sistólica pode igualmente se manifestar seguindo uma extra-sístole atrial.
À semelhança do que ocorre na cardiopatia isquêmica aterosclerótica7-9, a potenciação pós-extra-sistólica demonstrada na cardiopatia chagásica crônica indica a ocorrência de miocárdio viável, embora sem exibir movimentação sistólica em condições de repouso, nessas áreas discinérgicas. Como conseqüência, afasta-se a existência de fibrose predominante, nessas regiões ventriculares discinérgicas em que a potenciação pós-extra-sistólica foi detectada.
O estudo da potenciação pós-extra-sistólica em cardiopatas isquêmicos por doença coronariana aterosclerótica obstrutiva, a exemplo do que se faz mediante utilização dos testes com estimulação inotrópica por ação farmacológica15-18, revelou-se útil para compreensão dos processos fisiopatológicos de hibernação e "atordoamento" miocárdico19,20. Seu significado em pacientes com cardiopatia chagásica crônica, contudo, é de mais difícil entendimento.
Em pacientes chagásicos com precordialgia atípica para doença arterial coronariana, porém suficientemente intensa e freqüente para requerer clinicamente a realização de cinecoronariografia, diversas investigações demonstraram a ocorrência de distúrbios compatíveis com a ocorrência de isquemia em nível microvascular11-13, em associação a virtual normalidade angiográfica, mas com anomalias da regulação da circulação coronariana subepicárdica21,22. Tais alterações em humanos são também correspondentes a distúrbios microcirculatórios verificados em modelos experimentais da infecção por
Como já descrito, também no presente estudo comprovou-se que em pacientes com as manifestações típicas da cardiopatia chagásica crônica as artérias coronárias subepicárdicas são usualmente livres de obstrução significante hemodinamicamente. Assim, nas áreas ventriculares discinérgicas em repouso, porém exibindo potenciação pós-extra-sistólica, uma vez que a fibrose transmural é afastada, como fator responsável pela discinergia, os mecanismos subjacentes ao déficit contrátil em pacientes com cardiopatia chagásica crônica plausivelmente são de natureza variada: uma primeira possibilidade envolveria distúrbios microcirculatórios conseqüentes a processos inflamatórios causados por reação parasitária ou de base imunológica26-28. Como segunda hipótese mecanicística, alterações microcirculatórias coronarianas poderiam ser conseqüentes à perda do controle autonômico do coração, distúrbio esse bastante freqüente em pacientes com cardiopatia chagásica crônica29,30. Em ambas essas vertentes fisiopatológicas esses distúrbios seriam associados aos defeitos perfusionais reversíveis e paradoxais, anteriormente descritos, em pacientes com cardiopatia chagásica crônica, durante cintilografia miocárdica efetuada em vigência de esforço físico ou mesmo em repouso12, 21. Finalmente, pode-se aventar a hipótese de que, em vez de representar real recuperação contrátil das regiões hipocontráteis em repouso, a reversão dessa discinergia elicitada pela potenciação pós-extra-sistólica, na cardiopatia chagásica crônica, poderia decorrer de mascaramento desse defeito localizado, durante o mais vigoroso desempenho das regiões adjacentes. Estudos adicionais tornam-se necessários para explorar essas distintas possibilidades fisiopatológicas que explicariam a verificação, neste estudo, do fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica em pacientes com cardiopatia chagásica crônica.
É bem estabelecido que o contraste radiológico possa induzir cronotropismo e, principalmente, inotropismo negativo. Tais efeitos poderiam, em tese, mascarar a expressão de potenciação pós-extra-sistólica em outras regiões que não as documentadas nesta pesquisa.
Também o fato de terem sido estudados apenas pacientes com taquicardia ventricular nos quais se empreendiam investigações dos mecanismos responsáveis pela sustentabilidade ou não da arritmia, impede extrapolação dos presente resultados para outras amostras populacionais com doença de Chagas.
Finalmente, embora a verificação de potenciação pós-extra-sistólica em áreas ventriculares discinérgicas seja sugestiva de que nelas não ocorra fibrose predominante (ou transmural), é também possível que o tracionamento dessas regiões pela contração mais vigorosa dos segmentos adjacentes, contribua para a aparente recuperação contrátil que caracteriza a própria potenciação pós-extra-sistólica.
Concluindo, este estudo descreve, pela primeira vez, o fenômeno da potenciação pós-extra-sistólica em pacientes com cardiopatia chagásica crônica. A existência desse fenômeno em pacientes chagásicos sugere a ocorrência de áreas de tecido miocárdico viável, e não de fibrose transmural em segmentos discinérgicos na condição basal, como ocorre em pacientes coronariopatas por obstrução em nível subepicárdico. A existência dessa real reserva contrátil, passível de recrutamento assim verificado, poderá ser útil para aperfeiçoar o entendimento da fisiopatologia da cardiopatia chagásica crônica e ter relevância em desdobramentos de escolha da terapêutica a ser empregada. Contudo, primeiramente deverão os resultados deste estudo ser confirmados por métodos como o da cintilografia miocárdica de perfusão, para real apreciação da viabilidade miocárdica nos segmentos exibindo potenciação pós-extra-sistólica.
José Antonio Marin-Neto Rua Ângelo de Paschoal, 105 14025-640 - Ribeirão Preto, SP E-mail:
Enviado em 10/02/2004 - Aceito em 15/09/2004
OBJECTIVE: To determine the existence and frequency of the phenomenon of post-extrasystolic potentiation in dysynergic myocardial areas of patients with chronic Chagas' heart disease studied by use of radiologic contrast ventriculography. METHODS: This study is a semiquantitative retrospective analysis of radiologic contrast ventriculography in patients with chronic Chagas' disease, who were consecutively studied to assess the mechanisms of ventricular tachycardia. RESULTS: Of the 72 patients initially included, in only 20 patients was possible the ventriculographic analysis for the purposes of this study. The phenomenon of post-extrasystolic potentiation was observed in 11 (55%) of these patients, and a 15.31% improvement was observed in the contractility score from the baseline to the post-extrasystole condition (P=0.0001). That phenomenon occurred even in ventricular segments with an intense deficit in contractility. CONCLUSION: The phenomenon of post-extrasystolic potentiation is observed in a significant proportion of patients with chronic Chagas' heart disease, in whom the phenomenon could be angiographically analyzed, indicating the existence of potentially recruitable contractile reserve in ventricular regions, showing marked dysynergy. Additional studies for clarifying the underlying mechanisms are required.
Post-extrasystolic potentiation in chronic Chagas' heart disease. A radiologic contrast ventriculography study
Ribeirão Preto, SP - Brazil
Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP
The phenomenon of increased contractile force, which occurs in the beat following an extrasystole was observed more than 100 years ago by Langerdoff. Later, Cooper MW, 1993 1 called it post-extrasystolic potentiation. Several studies followed in an attempt to physiologically explain the phenomenon, but its mechanism remains controversial 2-6. The post-extrasystolic potentiation occurs both in healthy hearts and in those with contractility deficits 3,4. Post-extrasystolic potentiation may be experimentally demonstrated, as in isolated myocytes of rats, and the several factors that influence it may be studied 5,6.
Post-extrasystolic potentiation was observed in patients with ischemic heart disease and regional contractile deficits during radiologic contrast ventriculography or echocardiography 7-9. That observation showed that the myocardium could recruit its contractile reserve, and that, therefore, those akinetic or hypocontractile areas were essentially viable 7-9. Later, the degree of post-extrasystolic potentiation was shown to be inversely proportional to the degree of ischemia in experimental studies using occlusion of the anterior descending artery in dogs 1, ie, more intensely ischemic myocardial segments could not show post-extrasystolic potentiation.
In chronic Chagas' heart disease, similarly to that which occurs in ischemic heart disease due to coronary heart disease, the early occurrence of regional ventricular dysynergy is characteristically observed 10,11. However, unlike coronary heart disease, the subepicardial arteries in chronic Chagas' heart disease usually lack obstructive processes 12,13, and their pathophysiological peculiarities make the exploration of the phenomenon of post-extrasystolic potentiation in chagasic patients studied with radiologic contrast ventriculography attractive. This study aimed at analyzing the contrast ventriculograms of chronic chagasic patients with ventricular tachycardia undergoing correlative studies of ventricular electrophysiology and segmentary mobility 14.
This retrospective study comprised 72 consecutive patients with chronic Chagas' heart disease (minimum of 2 positive specific serologic tests: ELISA, indirect immunofluorescence, or hemaglutination) undergoing hemodynamic and cineangiocardiographic examinations after giving written consent, according to the research protocol approved by the committee on ethics in research at our institution. After selective right and left coronary angiography through manual injection of contrast medium in each ostium, radiologic contrast ventriculography was performed always with automate injection of 20-35 mL of contrast medium inside the left ventricle with nominal flow velocity, ranging from 10 to 15 mL, depending on whether the catheter used was an 8F Sones (brachial approach) or a 6-8F pigtail (femoral approach). Two positions were always used: right anterior oblique (RAO) at approximately 30o, and left anterior oblique (LAO) at approximately 45o. That allowed the analysis of the diastolic-systolic excursion according to the following 10-segment model: 1) RAO view: anterobasal, anterolateral, anteroapical, apical, inferior, and inferobasal; and 2) LAO view: septal, low posterolateral, high posterolateral, and inferoapical.
Of the 72 patients selected, those who met the following 3 criteria during ventriculography were included in the study: a) "spontaneous" premature ectopic ventricular beat during ventricular contrast administration; b) at least one analyzable normal ventricular beat preceding the premature beat; c) at least one analyzable normal ventricular beat after the premature ectopic beat. Such criteria were present in only 20 of the 72 (37.8%) patients. In 34 (47.2%) patients, no premature extrasystolic beat occurred; 18 (25%) had nonsustained ventricular tachycardia or had no analyzable normal pre-extrasystolic beat.
In each segment, the diastolic-systolic excursion was assessed by using semiquantitative scores on 2 distinct occasions: 1) during the systole preceding the "spontaneous" extrasystole; 2) on the first beat following that of the extrasystole. The 5-point score scale attributed numerical values to different patterns of diastolic-systolic excursion: 0 (normal contractility), 1 (moderate hypokinesia), 2 (intense hypokinesia), 3 (akinesia), 4 (dyskinesia). Score attribution was always performed by comparing the pre- and post-extrasystolic beats. Score attribution was always performed by 2 researchers with experience in interpretation of radiologic contrast cineventriculography. The concordance index was elevated (kappa statistic = 0.96). In case of discordance, the score was reassessed by both researchers and a consensus was obtained.
In statistical analysis, the Wilcoxon test was used for comparison between the scores of ventricular contractility during normal systole and during the beat immediately after extrasystole.
All 20 patients studied had angiographically normal subepicardial coronary arteries or minimum luminal alterations (obstructions < 30% luminal diameter reduction) in those arteries (
The phenomenon of post-extrasystolic potentiation, usually observed in patients with obstructive coronary heart disease at the subepicardial level, had not yet been reported in chronic Chagas' heart disease. Its existence was determined in this study, and it was confirmed as an extremely frequent phenomenon, including in ventricular areas with a marked degree of dysynergy. It should be stressed that, at least in the chagasic population with ventricular dysrhythmia, the analysis of the contrast ventriculogram allowed the study of post-extrasystolic potentiation in only one third of the patients.
Considering that the post-extrasystolic period is usually longer, thereby allowing greater ventricular filling, it would be natural to interpret the phenomenon of post-extrasystolic potentiation as inserted in the context of cardiac heterometric autoregulation; more specifically, it could be linked to the Frank-Starling mechanism. However, in a review study 1, post-extrasystolic potentiation has been conceptualized as an intrinsic phenomenon of the myocardium, not exclusively dependent on preload (or ventricular filling), ie, the Frank-Starling mechanism would not be the major mechanism responsible for the increment in contractile force. The studies assessed have suggested that transient changes in calcium inflow involving the sarcoplasmic reticulum and the sodium and calcium channels are implicated in the appearance of post-extrasystolic potentiation 5,6, which progressively increases in a directly proportional manner to the reduction in the interval between the normal systole and extrasystole 2. Although usually observed after ventricular extrasystole, post-extrasystolic potentiation may equally manifest after atrial extrasystole.
Similarly to that which occurs in atherosclerotic ischemic heart disease 7-9, post-extrasystolic potentiation demonstrated in chronic Chagas' heart disease indicates the occurrence of viable myocardium, although no systolic mobility is observed at rest in these dysynergic areas. Consequently, the existence of predominant fibrosis is ruled out in these dysynergic ventricular regions, in which post-extrasystolic potentiation is detected.
The assessment of post-extrasystolic potentiation in patients with ischemic heart disease due to atherosclerotic obstructive coronary artery disease, as performed by use of tests of inotropic stimulation with pharmacologic action 15-18, has proved to be useful for understanding the pathophysiological processes of myocardial hibernation and "stunning" 19,20. Its meaning in patients with chronic Chagas' disease, however, is difficult to understand.
Some chagasic patients may have precordialgia atypical of coronary artery disease, but sufficiently intense and frequent to clinically require the performance of cine coronary angiography. Several studies carried out in such patients have shown the presence of disorders compatible with the occurrence of ischemia at the microvascular level11-13, in association with virtual angiographic normality, but with anomalies in the subepicardial coronary circulation regulation21,22. Such alterations in human beings also correspond to microcirculatory disorders observed in experimental models of
As already reported, the present study also confirmed that, in patients with typical manifestations of chronic Chagas' heart disease, the subepicardial coronary arteries usually have no hemodynamically significant obstruction. Thus, in dysynergic ventricular areas at rest and with post-extrasystolic potentiation, once transmural fibrosis is ruled out as a factor responsible for dysynergy, the mechanisms subjacent to contractile deficit in patients with chronic Chagas' heart disease may be varied in nature. One first possibility could involve microcirculatory disorders consequent to inflammatory processes caused by parasitic reaction or an immune-based reaction 26-28. In the second possibility, the mechanical hypothesis, the coronary microcirculatory alterations could be consequent to the loss of autonomic control of the heart, an extremely frequent disorder in patients with chronic Chagas' heart disease29,30. In both pathophysiological possibilities, these disorders could be associated with the previously described reversible and paradoxical perfusion defects in patients with chronic Chagas' heart disease during myocardial scintigraphy performed during physical exercise or even at rest 12, 21. Finally, one can consider the hypothesis that, instead of representing a real contractile recovery of the hypocontractile regions at rest, the reversion of that dysynergy elicited by post-extrasystolic potentiation in chronic Chagas' heart disease could result from masking the local defect during the most vigorous performance of the adjacent regions. Additional studies are required to explore those distinct pathophysiological possibilities that could explain the phenomenon of post-extrasystolic potentiation in patients with chronic Chagas' heart disease.
It has been well established that the radiologic contrast may induce chronotropism, and mainly negative inotropes. Such effects could theoretically mask the expression of post-extrasystolic potentiation in regions other than those reported in this study.
In addition, only chagasic patients with ventricular tachycardia undergoing investigation about the mechanisms responsible for sustainability or not of the arrhythmia have been studied. This does not allow the extrapolation of the present results to other population samples with Chagas' disease.
Finally, although the observation of post-extrasystolic potentiation in dysynergic ventricular areas suggests that no predominant (or transmural) fibrosis occurs in them, pulling of those regions by a more vigorous contractility of the adjacent segments may also contribute to the apparent contractile recovery that characterizes post-extrasystolic potentiation itself.
In conclusion, this study describes for the first time the phenomenon of post-extrasystolic potentiation in patients with chronic Chagas' heart disease. The existence of this phenomenon in chagasic patients suggests the occurrence of areas of viable myocardial tissue, and not of transmural fibrosis in dysynergic segments at baseline, similarly to that which occurs in patients with heart disease due to subepicardial obstruction. The existence of this real contractile reserve may be useful for perfecting the understanding of the pathophysiology of chronic Chagas' heart disease and be relevant in the therapeutic choice to be used. However, the results of this study should first be confirmed by use of methods, such as perfusion myocardial scintigraphy, for the real appreciation of myocardial viability in the segments with post-extrasystolic potentiation.
Correspondence to José Antonio Marin-Neto Rua Ângelo de Paschoal, 105 Cep 14025-640 - Ribeiro Preto, SP, Brazil E-mail:
Received for publication: 02/10/2004
Accepted for publication: 09/15/2004
English version by Stela Maris Costalonga