Protection of the Ischemic Immature Heart - Effect of Perfusate Reinfusion and Composition

Summary

We determined the influence of perfusate composition and reinfusion during ischemia upon myocardial protection in the immature rabbit heart. Isolated “working” hearts (n = 6 per group) from 7 - 10-day-old New Zealand White rabbits were perfused with Krebs bicarbonate buffer and function measured. Hearts were then arrested with 3 minutes cold (14 °C) perfusion with bicarbonate buffer (as hypothermiaalone group) or St. Thomas' II cardioplegic solution (as hypothermia-plus-cardioplegia group). Hearts were then subjected to hypothermic (14 °C) global ischemia for 2 or 6 hours, with and without multiple reinfusion of the coronary vasculature. Following 2 hours ischemia impaired recovery of aortic flow occurred after multiple reinfusion in comparison with a single infusion with the cardioplegic solution (64 ± 3 % versus 72 ± 4 %) but not with bicarbonate buffer (79 ± 3 % versus 83 ± 4 %). However after 6 hours ischemia impaired recovery of function occurred after multiple reinfusion in comparison with single infusion both with the cardioplegic solution (60 ± 3 % versus 68 ± 3 %) and with bicarbonate buffer (57 ± 4 % versus 75 ± 5 %). There were no differences in post-ischemic creatine kinase leakage or myocardial water content between groups. These results suggest (i) that reinfusion itself, regardless of the composition of the perfusate, caused decreased recovery of function after an extended period of ischemia, and (ii) protection of the ischemic immature heart with St. Thomas' II solution remains inadequate and requires improvement.

Zusammenfassung

Isolierte, 7 - 10 Tage alte Rattenherzen wurden mit einer mit Bikarbonat gepufferten Krebs-Lösung unter gleichzeitiger Messung der Funktionsparameter durchströmt. Dann wurden die Herzen durch eine 14 °C kalte Bikarbonatlösung oder durch eine St. Thomas-Hospital II kardioplegische Lösung innerhalb von 3 min stillgestellt. Sodann wurde eine globale hypotherme (14 °C) Ischämie über 2 oder 6 Stunden angeschlossen; während dieser Zeit wurden die Herzen einmal oder mehrfach entweder mit kalter Krebs-Lösung oder mit kalter St. Thomas Hospital-Lösung durchströmt. In der 2stündigen Ischämiestudie zeigte sich bei mehrfacher Durchströmung mit St. Thomas-Lösung - im Gegensatz zur einmaligen Durchströmung - eine dosisabhängige Reduktion der Herzerholung; bei der Anwendung von kalter Krebs-Lösung führte die mehrfache Durchströmung - im Gegensatz zur einmaligen - nicht zu einer Funktionseinschränkung. In der 6stündigen Ischämiestudie führte dagegen die mehrfache Durchströmung mit kalter Krebs-Lösung - im Gegensatz zur einmaligen - zur Funktionsreduktion; das gleiche zeigte sich bei der mehrfachen Durchströmung mit der St. Thomas-Lösung. Aus den Untersuchungen ergibt sich, daß multiple Infusionen mit der St. Thomas-Lösung während einer 2stündigen Ischämie das unausgereifte Rattenherz schädigen, während bei einer 6stündigen Ischämie dies auch durch kalte Krebs-Lösung hervorgerufen wird.

Key words

Immature heart - Myocardial protection - Hypothermia - Cardioplegia - Multiple infusion