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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 1/2015

01.03.2015 | Original Article

Lower rotation speed stimulates sympathetic activation during continuous-flow left ventricular assist device treatment

verfasst von: Teruhiko Imamura, Koichiro Kinugawa, Daisuke Nitta, Takeo Fujino, Toshiro Inaba, Hisataka Maki, Masaru Hatano, Osamu Kinoshita, Kan Nawata, Shunei Kyo, Minoru Ono

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 1/2015

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Abstract

Although the suppression of sympathetic activity is an essential mission for the current heart failure treatment strategy, little is known about the relationship between the rotation speed setting and autonomic nervous activity during continuous-flow left ventricular assist device (LVAD) treatment. We evaluated 23 adult patients with sinus rhythm (36 ± 13 years) who had received continuous-flow LVAD and been followed at our institute between March 2013 and August 2014. Heart rate variability measurement was executed along with hemodynamic study at 3 rotation speeds (low, middle, and high) at 5 weeks after LVAD implantation. Lower rotation speed was associated with higher ratio of low-frequency over high-frequency spectral level (LF/HF), representing enhanced sympathetic activation (p < 0.05 by repeated analyses of variance). Among hemodynamic parameters, cardiac index was exclusively associated with LFNU = LF/(LF + HF), representing relative sympathetic activity over parasympathetic one (p < 0.05). After 6 months LVAD support at middle rotation speed, 19 patients with higher LFNU eventually had higher plasma levels of B-type natriuretic peptide and achieved less LV reverse remodeling. A logistic regression analysis demonstrated that lower LFNU was significantly associated with improvement of LV reverse remodeling (p = 0.021, odds ratio 0.903) with a cut-off level of 55 % calculated by the ROC analysis (AUC 0.869). In conclusion, autonomic activity can vary in various rotation speeds. Patients with higher LFNU may better be controlled at higher rotation speed with the view point to suppress sympathetic activity and achieve LV reverse remodeling.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Floras JS. Sympathetic activation in human heart failure: diverse mechanisms, therapeutic opportunities. Acta Physiol Scand. 2003;177:391–8.CrossRefPubMed Floras JS. Sympathetic activation in human heart failure: diverse mechanisms, therapeutic opportunities. Acta Physiol Scand. 2003;177:391–8.CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Metra M, Nodari S, D’Aloia A, Bontempi L, Boldi E, Cas LD. A rationale for the use of beta-blockers as standard treatment for heart failure. Am Heart J. 2000;139:511–21.PubMed Metra M, Nodari S, D’Aloia A, Bontempi L, Boldi E, Cas LD. A rationale for the use of beta-blockers as standard treatment for heart failure. Am Heart J. 2000;139:511–21.PubMed
3.
Zurück zum Zitat The Cardiac Insufficiency Bisoprolol Study II. (CIBIS-II): a randomised trial. Lancet. 1999;353:9–13.CrossRef The Cardiac Insufficiency Bisoprolol Study II. (CIBIS-II): a randomised trial. Lancet. 1999;353:9–13.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Packer M, Bristow MR, Cohn JN, Colucci WS, Fowler MB, Gilbert EM, Shusterman NH. The effect of carvedilol on morbidity and mortality in patients with chronic heart failure. U.S. Carvedilol Heart Failure Study Group. N Engl J Med. 1996;334:1349–55.CrossRefPubMed Packer M, Bristow MR, Cohn JN, Colucci WS, Fowler MB, Gilbert EM, Shusterman NH. The effect of carvedilol on morbidity and mortality in patients with chronic heart failure. U.S. Carvedilol Heart Failure Study Group. N Engl J Med. 1996;334:1349–55.CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat George RS, Birks EJ, Cheetham A, Webb C, Smolenski RT, Khaghani A, Yacoub MH, Kelion A. The effect of long-term left ventricular assist device support on myocardial sympathetic activity in patients with non-ischaemic dilated cardiomyopathy. Eur J Heart Fail. 2013;15:1035–43.CrossRefPubMed George RS, Birks EJ, Cheetham A, Webb C, Smolenski RT, Khaghani A, Yacoub MH, Kelion A. The effect of long-term left ventricular assist device support on myocardial sympathetic activity in patients with non-ischaemic dilated cardiomyopathy. Eur J Heart Fail. 2013;15:1035–43.CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Slaughter MS, Pagani FD, Rogers JG, Miller LW, Sun B, Russell SD, Starling RC, Chen L, Boyle AJ, Chillcott S, Adamson RM, Blood MS, Camacho MT, Idrissi KA, Petty M, Sobieski M, Wright S, Myers TJ, Farrar DJ. Clinical management of continuous-flow left ventricular assist devices in advanced heart failure. J Heart Lung Transplant. 2010;29:S1–39.CrossRefPubMed Slaughter MS, Pagani FD, Rogers JG, Miller LW, Sun B, Russell SD, Starling RC, Chen L, Boyle AJ, Chillcott S, Adamson RM, Blood MS, Camacho MT, Idrissi KA, Petty M, Sobieski M, Wright S, Myers TJ, Farrar DJ. Clinical management of continuous-flow left ventricular assist devices in advanced heart failure. J Heart Lung Transplant. 2010;29:S1–39.CrossRefPubMed
7.
Zurück zum Zitat Hori M, Nagai R, Izumi T, Matsuzaki M. Efficacy and safety of bisoprolol fumarate compared with carvedilol in Japanese patients with chronic heart failure: results of the randomized, controlled, double-blind, Multistep Administration of bisoprolol IN Chronic Heart Failure II (MAIN-CHF II) study. Heart Vessel. 2014;29:238–47.CrossRef Hori M, Nagai R, Izumi T, Matsuzaki M. Efficacy and safety of bisoprolol fumarate compared with carvedilol in Japanese patients with chronic heart failure: results of the randomized, controlled, double-blind, Multistep Administration of bisoprolol IN Chronic Heart Failure II (MAIN-CHF II) study. Heart Vessel. 2014;29:238–47.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat McKelvie RS, Yusuf S, Pericak D, Avezum A, Burns RJ, Probstfield J, Tsuyuki RT, White M, Rouleau J, Latini R, Maggioni A, Young J, Pogue J. Comparison of candesartan, enalapril, and their combination in congestive heart failure: randomized evaluation of strategies for left ventricular dysfunction (RESOLVD) pilot study. The RESOLVD Pilot Study Investigators. Circulation. 1999;100:1056–64.CrossRefPubMed McKelvie RS, Yusuf S, Pericak D, Avezum A, Burns RJ, Probstfield J, Tsuyuki RT, White M, Rouleau J, Latini R, Maggioni A, Young J, Pogue J. Comparison of candesartan, enalapril, and their combination in congestive heart failure: randomized evaluation of strategies for left ventricular dysfunction (RESOLVD) pilot study. The RESOLVD Pilot Study Investigators. Circulation. 1999;100:1056–64.CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur Heart J. 1996;17:354–81.CrossRef Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur Heart J. 1996;17:354–81.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Sawada Y, Ohtomo N, Tanaka Y, Tanaka G, Yamakoshi K, Terachi S, Shimamoto K, Nakagawa M, Satoh S, Kuroda S, Iimura O. New technique for time series analysis combining the maximum entropy method and non-linear least squares method: its value in heart rate variability analysis. Med Biol Eng Comput. 1997;35:318–22.CrossRefPubMed Sawada Y, Ohtomo N, Tanaka Y, Tanaka G, Yamakoshi K, Terachi S, Shimamoto K, Nakagawa M, Satoh S, Kuroda S, Iimura O. New technique for time series analysis combining the maximum entropy method and non-linear least squares method: its value in heart rate variability analysis. Med Biol Eng Comput. 1997;35:318–22.CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Pagani M, Lombardi F, Guzzetti S, Rimoldi O, Furlan R, Pizzinelli P, Sandrone G, Malfatto G, Dell’Orto S, Piccaluga E, et al. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog. Circ Res. 1986;59:178–93.CrossRefPubMed Pagani M, Lombardi F, Guzzetti S, Rimoldi O, Furlan R, Pizzinelli P, Sandrone G, Malfatto G, Dell’Orto S, Piccaluga E, et al. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog. Circ Res. 1986;59:178–93.CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Akselrod S, Gordon D, Ubel FA, Shannon DC, Berger AC, Cohen RJ. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. Science. 1981;213:220–2.CrossRefPubMed Akselrod S, Gordon D, Ubel FA, Shannon DC, Berger AC, Cohen RJ. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. Science. 1981;213:220–2.CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Cohn JN, Levine TB, Olivari MT, Garberg V, Lura D, Francis GS, Simon AB, Rector T. Plasma norepinephrine as a guide to prognosis in patients with chronic congestive heart failure. N Engl J Med. 1984;311:819–23.CrossRefPubMed Cohn JN, Levine TB, Olivari MT, Garberg V, Lura D, Francis GS, Simon AB, Rector T. Plasma norepinephrine as a guide to prognosis in patients with chronic congestive heart failure. N Engl J Med. 1984;311:819–23.CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Skorecki KL, Brenner BM. Body fluid homeostasis in man. A contemporary overview. Am J Med. 1981;70:77–88.CrossRefPubMed Skorecki KL, Brenner BM. Body fluid homeostasis in man. A contemporary overview. Am J Med. 1981;70:77–88.CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Frye RL, Braunwald E. Studies on Starling’s law of the heart. I. The circulatory response to acute hypervolemia and its modification by ganglionic blockade. J Clin Invest. 1960;39:1043–50.CrossRefPubMedCentralPubMed Frye RL, Braunwald E. Studies on Starling’s law of the heart. I. The circulatory response to acute hypervolemia and its modification by ganglionic blockade. J Clin Invest. 1960;39:1043–50.CrossRefPubMedCentralPubMed
16.
Zurück zum Zitat Imamura T, Kinugawa K, Hatano M, Fujino T, Inaba T, Maki H, Kinoshita O, Nawata K, Kyo S, Ono M, Komuro I. Low cardiac output stimulates vasopressin release in patients with stage d heart failure. Circ J. 2014;78:2259–67. Imamura T, Kinugawa K, Hatano M, Fujino T, Inaba T, Maki H, Kinoshita O, Nawata K, Kyo S, Ono M, Komuro I. Low cardiac output stimulates vasopressin release in patients with stage d heart failure. Circ J. 2014;78:2259–67.
17.
Zurück zum Zitat Bristow MR. Mechanism of action of beta-blocking agents in heart failure. Am J Cardiol. 1997;80:26L–40L.CrossRefPubMed Bristow MR. Mechanism of action of beta-blocking agents in heart failure. Am J Cardiol. 1997;80:26L–40L.CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Eichhorn EJ, Bristow MR. Medical therapy can improve the biological properties of the chronically failing heart. A new era in the treatment of heart failure. Circulation. 1996;94:2285–96.CrossRefPubMed Eichhorn EJ, Bristow MR. Medical therapy can improve the biological properties of the chronically failing heart. A new era in the treatment of heart failure. Circulation. 1996;94:2285–96.CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Lown B, Verrier RL. Neural activity and ventricular fibrillation. N Engl J Med. 1976;294:1165–70.CrossRefPubMed Lown B, Verrier RL. Neural activity and ventricular fibrillation. N Engl J Med. 1976;294:1165–70.CrossRefPubMed
20.
Zurück zum Zitat Imamura T, Kinugawa K, Kato N, Muraoka H, Fujino T, Inaba T, Maki H, Kinoshita O, Hatano M, Kyo S, Ono M. Late-onset right ventricular failure in patients with preoperative small left ventricle after implantation of continuous flow left ventricular assist device. Circ J. 2014;78:625–33.CrossRefPubMed Imamura T, Kinugawa K, Kato N, Muraoka H, Fujino T, Inaba T, Maki H, Kinoshita O, Hatano M, Kyo S, Ono M. Late-onset right ventricular failure in patients with preoperative small left ventricle after implantation of continuous flow left ventricular assist device. Circ J. 2014;78:625–33.CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Lower rotation speed stimulates sympathetic activation during continuous-flow left ventricular assist device treatment
verfasst von
Teruhiko Imamura
Koichiro Kinugawa
Daisuke Nitta
Takeo Fujino
Toshiro Inaba
Hisataka Maki
Masaru Hatano
Osamu Kinoshita
Kan Nawata
Shunei Kyo
Minoru Ono
Publikationsdatum
01.03.2015
Verlag
Springer Japan
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 1/2015
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-014-0800-2

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