Modifikation der Repolarisation durch elektrische Stimuli: Auswirkungen auf die Induktion von Kammerflimmern durch T-Wellen-Schocks und die Induktion ventrikulärer Tachyarrhythmien durch programmierte Stimulation

Ein starker Elektroschock, wie er zur Beendigung von Kammerflimmern durch den implantierbaren Defibrillator eingesetzt wird, kann nicht nur Kammerflimmern beenden, sondern auch als sogenannter T-Wellen-Schock Kammerflimmern erzeugen, wenn er während der vulnerablen Periode appliziert wird. Die Mechanismen, über die ein Elektroschock Kammerflimmern während der vulnerablen Periode induziert, wurden im isolierten Kaninchenherzen durch Analyse multipler monophasischer Aktionspotentiale untersucht. Es wurde zudem die Auswirkung von Sotalol, einem repolarisationsverlängernden Antiarrhythmikum, auf die Induzierbarkeit von Kammerflimmern untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass T-Wellen-Schocks Kammerflimmern durch eine Erhöhung der Dispersion der Repolarisation, d. h. eine erhöhte Ungleichzeitigkeit der Aktionspotentialsdauer, induzieren. Die vulnerable Periode korreliert mit der Dispersion der Repolarisation bei 70% bis 90% Repolarisation. Schocks oberhalb der Defibrillationsschwelle induzieren kein Kammerflimmern; sie erhöhen auch während der vulnerablen Periode die Dispersion der Repolarisation nicht. Diese Beobachtungen führten zur Beschreibung des vulnerablen Feldes. Das vulnerable Feld und sein Angrenzen an die Defbrillationsschwelle legen nahe, dass eine Modifizierung der Repolarisation sowohl die Induktion von Kammerflimmern als auch seine Beendigung durch Elektroschocks bestimmt. Augenblicklich wird daher der Zusammenhang zwischen elektrischer Defibrillation und Homogenisierung der Repolarisation am gleichen Modell untersucht. In weiteren Untersuchungen wurden die unterschiedlichen Effekte von langsam und schnell dissoziierenden Natriumkanal-Blockern auf die Parameter Post-Repolarisations-Refraktarität und Induktion von Kammerflimmern bzw. monomorphen Kammertachykardien mittels programmierter und hochfrequenter Stimulation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass Post-Repolarisations-Refraktarität vor der Induktion von Kammeflimmern schützt, nicht jedoch vor der Induktion von monomorphen Kammertachykardien. Diese Untersuchungen erfolgten im Rahmen einer Zusammenarbeit mit den experimentellen Labors von Prof. Dr. M. Franz, Georgetown University and VA Medical Centers, Washington DC, USA.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. P. Kirchhof, Dr. L. Fabritz, Dr. L. Eckardt, Dr. W. Haverkamp, PD Dr. M. Borggrefe, Prof. Dr. M. Franz, Univ.-Prof. Dr. G. Breithardt (Leiter)

Veröffentlichungen:

Kirchhof, P.F., C.L. Fabritz, M. Zabel, M.R. Franz: The vulnerable period for low and high energy T wave shocks: role of dispersion of repolarisation and effect of d-sotalol. Cardiovasc Res 1996;31:953-62.

Kirchhof, P.F., C.L. Fabritz, M.R. Franz: Phase angle convergence of multiple monophasic action potential recordings precedes spontaneous termination of ventricular fibrillation. Basic Res Cardiol 1998;93:412-21.

Kirchhof, P.F., C.L. Fabritz, M.R. Franz: Post-repolarization refractoriness versus conduction slowing caused by class I antiarrhythmic drugs - antiarrhythmic and proarrhythmic effects. Circulation 1998;97:2567-74.

Kirchhof, P.F., C.L. Fabritz, S. Behrens, M.R. Franz: Induction of ventricular fibrillation by T wave field-shocks in the isolated perfused rabbit heart: role of nonuniform shock responses. Basic Res Cardiol 1997;92:35-44.

Kirchhof, P.F., C.L. Fabritz, S. Behrens, M.R. Franz: Induction of ventricular fibrillation by T wave field-shocks in the isolated perfused rabbit heart: role of nonuniform shock responses. Basic Res Cardiol 1997;92:35-44.

Behrens, S., C. Li, C.L. Fabritz, P.F. Kirchhof, M.R. Franz: Shock-induced dispersion of ventricular repolarization: implications for the induction of ventricular fibrillation and the upper limit of vulnerability. J Cardiovasc Electrophysiol 1997;8:998-1008.

Fabritz, C.L., P.F. Kirchhof, S. Behrens, M. Zabel, M.R. Franz: Myocardial vulnerability to T wave shocks: relation to shock strength, shock coupling interval, and dispersion of ventricular repolarization. J Cardiovasc Electrophysiol 1996;7:231-42.

Behrens, S., C. Li, C.L. Fabritz, P.F. Kirchhof, M.R. Franz: Shock-induced dispersion of ventricular repolarization: implications for the induction of ventricular fibrillation and the upper limit of vulnerability. J Cardiovasc Electrophysiol 1998;8:998-1008.