Abstract

Background: Increase in hemolysis in the presence of paraprosthetic regurgitation has been stated in many studies. Total lactate dehydrogenase (LDH) showing hemolysis has been considered to be an important parameter in diagnosis. The aim of this study was to identify the possible role of the myocardial necrosis of left atrial free wall in the rise of LDH levels in patients with paraprosthetic regurgitation of mitral mechanical valves. Methods: We matched 15 patients (7 male, 8 female, mean age 44 ± 14 years) (Study group) who had mitral mechanical valve with severe paraprosthetic regurgitation to 15 patients (6 male, 9 female, mean age 35 ± 10 years) (Control group) who had native mitral valve with severe rhlumatical mitral regurgitation. On transesophageal echocardiographic examination, semiquantitative evaluation and spatial distrubution of regurgitant jets were noted in both of the groups. Five lactate dehydrogenase isoenzymes seperated by routine electrophoresis (cellulose acetate) were examine in two groups. Myocardial tissue specimens taken from the left atrial free wall were fixed in 2.5% phosphate buffered gluteraldehyde solution. Randomly taken grids from left atrial free wall were observed at the transmission electron microscope.
Results: Total serum LDH level of the study group (571 ± 8 IU/L) was higher than the control group (490 ± 61 IU/L) (p < 0.001). In two groups, we found LDH1/LDH2 > 1 in all patients. Electronmicroscopy showed the same necrotic changes in two groups.
Conclusions: Elevation in total LDH levels, high LDH1/LDH2 ratio and electronmicroscopic findings in all patients support that myocardial necrosis increases total LDH level. But statistically significant elevation in total LDH in the study group supports that hemolysis causing by paraprosthetic regurgitation is the most important factor for this increasing so that high LDH level can be used safely for the diagnosis of hemolysis in paraprosthetic regurgitation independent of the peresence of myocardial necrosis.

Paraprostetik kaçak mitral kapak replasmanının en önemli komplikasyonlarından biridir [1-6]. Hemoliz, prostetik kapaklarda saptanan diğer bir önemli komplikasyondur [7-10]. Özellikle paraprostetik kaçaklarda hemoliz daha yüksek oranda görülmektedir [11].
Hemolizin varlığıklinik ve laboratuvar bulgularıyla anlaşılabilir. Total laktat dehidrogenaz (LDH) düzeyindeki yükselme hemolizin laboratuvar bulgularından biridir. Serumda beş ayrıLDH izoenzimi yer almakta olup, bunların herbiri farklıpatolojilere bağlıolarak yükselme eğilimi göstermektedirler. LDH1 ve LDH2 izoenzimleri kalp kasıve eritrositlerde yüksek oranda bulunmaktadır. Miyokard infarktüsünde LDH1 ve LDH2 izoenzimlerinin her ikisinde de artış görülmekle birlikte, özellikle LDH1 düzeyi daha da artmaktadır. Ancak bu biokimyasal bulgu hemolitik anemide de gözlenmektedir [12,13].
Bu prospektif çalışmada amaçlanan, paraprostetik kaçak saptanan olgularda total LDH düzeyi ve LDH1/LDH2 oranındaki artışta, hemoliz ile miyokard nekrozunun rolünü saptamak, sol atriyal ultrastrüktürel değişiklikler ile total LDH1 ve LDH1/LDH2 değerleri arasındaki farkların paraprostetik kaçak varlığındaki değişimini araştırmaktır.

Methods

Çalışmaya toplam 30 hasta alındı. Çalışma grubundaki (Grup I) 15 hastada (8 kadın, 7 erkek, ortalama yaş 44 ± 14 yıl) ileri derecede paraprostetik kaçak mevcuttu. Bu gruptaki hastalara 1989-1996 yıllarıarasında mitral kapak replasmanı(MVR) yapılmıştı. Tüm hastalara mekanik ve bileaflet protez kapak (10 hastada St. Jude, 5 hastada Sorin) takılmıştı. Kapak replasmanlarının tümünde tek tek dikiş tekniği kullanılmıştı. Kapak boyutları27 ile 31 mm arasında değişmekteydi. Kapak yaşlarıortalama 7 ± 3 yıl (4-10) olarak belirlendi.
Kontrol grubundaki (Grup II) 15 hastada (9 kadın, 6 erkek, ortalama yaş 35 ± 10 yıl) romatizmal kapak hastalığına bağlıileri mitral yetersizliği mevcuttu. Her iki grup hastada da önemli ek kapak patolojisi bulunmamaktaydı.
Her iki gruba ait hastaların hiçbirinde klinik olarak hemolitik anemi (HA) saptanmadı. Her iki gruptaki hastalara gerek klinik, gerekse ekokardiyografik bulgulara dayanarak operasyon uygulandı.
Ekokardiyografik muayene
Grup I’de yer alan tüm hastalarda paraprostetik kaçak varlığıve derecesini tam olarak göstermek amacıyla multiplan transözefageal ekokardiyografik (TEE) inceleme yapıldı. Grup II’yi oluşturan hastalara ise transtorasik ekokardiyografi (TTE) ile tanıkonuldu. Bu hastalarda, tanıda şüphe olmadığıiçin TEE’ye gerek duyulmadı. TEE yapılan hastalarda 4 saatlik açlık sonrasıIV 2.5-5 mg diazepam verilerek sedasyon sağlandı. Lokal anestezi için %10 lidokain sprey kullanıldı. Ekokardiyografik teknikler ve ölçümler "Amerikan Ekokardiyografi Birliği”nin önerdiği biçimde uygulandı[14]. TTE için 3.5 mHz, TEE için 5 mHz mekanik transducer (VİNGMED CFM 800) kullanıldı. Kaçak dereceleri semikantitatif olarak ekokardiyografideki standart kriterlere göre belirlendi [15].
Mekanik kapakların TEE incelemesinde, mitral yetersizliği dikiş halkasıdışında ise paraprostetik kaçak tanısıkonuldu. 3 hastada paraprostetik kaçak anterior bölümde iken, 1’inde anterolateral, 8’inde posterior, 3 hastada ise posteromedial bölümden kaçak izlendi.
Biyokimyasal inceleme
Tüm hastalarda total LDH değerinin yanısıra LDH izoenzimlerine, haptoglobulin ve retikülosit değerlerine bakıldı. Beş LDH izoenzim fraksiyonu agaroz jel üzerinde sellüloz asetat membranlar kullanılarak elektroforez uygulanarak ayrıştırıldı. Elektroforetik ayrıştırmadan sonra reaksiyon karışımı, separasyon sıvısının içinde bırakılarak, 37 C’de inkübe edildi. NADH oluşturulmuş LDH zonlarıfloressein ile belirlendi [16]. Haptoglobülin düzeyleri, poliakrilamid jel elektroforezi ile ayrıştırılmış haptoglobulin-Hb kompleksinin peroksidoz aktivitesinin ölçülmesi yöntemi ile test edildi [17].
Retikülosit sayımında ise "Brillant Cresyl" mavisi kulllanılarak yapılan periferik yaymaların ışık mikroskobundaki görünümlerinden yararlanıldı[18]. Periferik yayma preparatlarının tümü hemoliz kriterleri açısından da tek tek incelendi.
Histopatolojik inceleme
Miyokard doku örnekleri tüm olgularda operasyon esnasında açık biyopsi olarak alındı. Örnekler romatizmal mitral yetersizlikli hastalarda sol atriyum serbest duvarının herhangi bir kesiminden alınırken, paraprostetik kaçak saptanan vakalarda kaçağın bulunduğu taraftan alındı. Örneklerin fiksasyonu için %2.5 fosfat ile tamponlanmış gluteraldehid solüsyonu kullanıldı. Postfiksasyon içinse %1 OsO4 solüsyonu kullanıldı. Epon 812 içinde yatırılarak bekletildikten sonra kesitler, JEOL 1200 SX transmisyon elektron mikroskopta incelendi.
İstatistik
Veriler ortalama değerler ± standart sapma ile ifade edildi. Her iki grubun total LDH değerlerinin karşılaştırılmasında "Student t" testi uygulandı. p değeri 0.05 altındaki değerler istatistiksel olarak anlamlıkabul edildi.

Results

Her iki grubun elektron mikroskobik inceleme bulgularında yaygın endotel dejenerasyonu ve miyosit nekrozu saptandı. İncelemelerde saptanmış olan ultrastrüktürel değişiklikler şiddetli mitokondriyal dejenerasyon, disorganize miyoflamentler, interstisyel ödem olarak tespit edildi. Miyoflamentlere ait organizasyon bozukluğu oldukça belirgin düzeyde idi. Z çizgilerinde anormal protein birikimi saptandı. Endotel hücrelerinde anormal bombeleşme izlendi (Resim 1-6). Mikroskobik inceleme sonrasıher iki grup arasında histopatolojik olarak nekroz bulgularına rastlandıve miyokardiyal dejenerasyon açısından anlamlıfark olmadığına karar verildi.
Miyoflamentlere ait disorganizasyonun derecesi Grup I olgularında belirgin olarak izlendi. Haptoglobulin düzeyleri hiçbir olguda patolojik sınırda değildi. Aynışekilde retikülosit sayımlarıda her iki grupta yer alan olguların tümünde normal sınırlarda bulundu. Periferik yaymalar paraprostetik kaçaklı10 olguda, mitral yetersizlikli ve nativ kapaklı2 olguda hemoliz ile uyumlu olarak bulundu. Hiçbir olguda klinik anlamda hemolitik anemi gözlenmezken Grup I olgularından 10’unda (%67) LDH seviyesi yüksek bulundu (> 460 IU/L). Grup I olgularında ortalama LDH değeri 571 ± 8 IU/L olarak saptandı. Grup II olgulardan 4’ünde (%27) LDH değeri yüksek olarak saptanırken ortalama LDH değeri 490 ± 6 IU/L olarak bulundu. Her iki grubun LDH değerleri karşılaştırıldığında Grup I’in LDH değerinin anlamlıolarak yüksek olduğu saptandı(p < 0.001). Her iki gruptaki tüm hastalarda LDH1/LDH2 > 1 olarak bulundu.

Discussion

Paraprostetik kaçak, kapak replasmanısonrasında gelişen en önemi komplikasyonlardan biri olarak bilinmektedir [1-4]. Geçirilmiş ya da aktif enfeksiyonlar, cerrahi teknik, annuler kalsifikasyon, sol atriyum lehine çevresel dokularıda kapsayan geniş kapak rezeksiyonu paraprostetik kaçak gelişiminde önemli unsurlardır [2,4]. Mitral kapak replasmanısonrasıparaprostetik kaçak insidansı%0.8-2.9 arasında değişmektedir [2-6]. Çalışmamızda paraprostetik kaçaklıhasta grubunda 3 olguda enfeksiyon, 12 olguda ise mitral annuler kalsifikasyon kaçak nedeni olarak saptanmıştır. Sol atriyum boyutu paraprostetik kaçaklarda tedricen artış göstermekte olup, bu bulgunun prognostik önemi bilinmektedir [4,7,19]. Çalışılan olgularda sol atriyum boyutlarıartmış olarak izlenmiştir. Bugüne dek paraprostetik kaçaklarla yapılan çalışmalarda sol atriyumun daha çok anatomik yönü ve fonksiyonlarıyla ilgili veriler ortaya konulmuş, ancak histopatolojik değerlendirmeye gidilmemiştir. Çalışmamız bu anlamda yapılan ilk çalışmalardan biri oluşu nedeniyle dikkat çekici sayılabilir.
Kalbe yerleştirilmiş olan sentetik materyaller hemolize yol açabilmektedir. Bu bulgu ilk kez Teflon yama kullanılarak ASD onarımıyapılan bir vakada hemolitik aneminin ortaya çıkışıile farkedilmiştir [7]. Daha sonraki yıllarda yayınlanan çeşitli çalışmalarda mekanik protez kapaklarda da hemolitik aneminin oluşabileceği ortaya konulmuştur [8-10]. Normofonksiyone mekanik protez kapaklarda hafif düzeyde intravasküler hemoliz nadir olmayan bir bulgu olarak karşımıza çıkmaktadır. Yapılan çalışmalarda hemolizin şiddeti ile kapak boyutu ve pozisyonu arasında korelasyon saptanmamıştır [9,19,20]. Hemolitik anemi mekanik kapaklarda nadir bir komplikasyon olmakla birlikte, paraprostetik kaçak varlığında kaçak jetinin yarattığıyüksek aşındırıcıbaskı(shear stress) nedeniyle daha sıklıkla izlenmektedir [11,19]. Paraprostetik kaçak nedeniyle oluşan aşındırıcıbaskıve yabancımaddeye bağlıeritrosit üzerindeki oluşan travmatik etki klinik olarak hemolitik anemiye yol açabilmektedir [7-10]. Ancak çalışmamızdaki paraprostetik kaçak saptanan ve ileri mitral kaçağıolan olgularda klinik ve laboratuvar düzeyinde hemolitik anemi saptanmamakla birlikte hemolizin önemli göstergelerinden biri olan total LDH yüksekliğinde artış saptanmıştır.
Garcia ve arkadaşları[21] mekanik kapaklarda tüm paraprostetik kaçakların hemolize yol açmadığını, kaçağın varlığından çok akım şeklinin daha önemli olduğunu öne sürmüşlerdir. Ancak kliniğimizde yapılmış olan bir çalışmada 31 adet paraprostetik kaçaklıvaka incelenmiş ve akım tipleri ile hemoliz arasında bağlantıolmadığı bulunmuştur [22].
Total LDH seviyesindeki artış hemolitik reaksiyonların önemli bir göstergesi olmakla birlikte, LDH1'nin LDH2'ye oranındaki artış daha anlamlıbir göstergedir. LDH1 ve LDH2 izoenzimleri eritrosit ve miyositlerde diğer LDH izoenzimlerine göre daha fazla oranda bulunmaktadır. Bunlardan LDH1 miyokard hücrelerin ve eritrositte LDH2’ye göre daha yoğun olarak bulunduğundan dolayıher iki hücre grubunun hasarında LDH1’in LDH2’ye oranı, LDH1 yönünde artmaktadır. Çalışmamızda paraprostetik kaçak grubundaki hastaların %67'sinde total LDH 460 IU/L'nin üzerinde iken, kontrol grubunda bu değer %27 ile sınırlıkalmaktadır. Dolayısıyla iki grup arasında total LDH düzeyi bakımından anlamlıbir fark bulunmaktadır. Ancak LDH1 / LDH2 oranıtüm vakalarda LDH1 lehine bozularak 1'in üzerinde bulunmuştur. Bu bulgudan yola çıkılarak özellikle LDH1’in miyositlerde daha yoğun bulunmasınedeniyle tüm vakalarda miyokard nekrozunun önemli düzeyde olabileceği düşünülmüştür.
Çalışmamızda elekronmikroskobik bulguların iki grup arasında anlamlıfark göstermediğini bulduk. Bu bulgularla LDH1 düzeyindeki artışın total LDH'yi artıran önemli bir unsur olduğunu söylemek mümkündür. Ancak paraprostetik kaçaklıvakalarda total LDH değerinin doğal kapaklıhastalara göre anlamlıolarak yüksek oluşunu hemolizin katkısıyla açıklamanın daha uygun olacağı görülmektedir.
Sonuç olarak paraprostetik kaçak varlığında klinik olarak hemolitik anemi saptanmasa da biyokimyasal düzeyde hemoliz mevcuttur. Bunun en önemli göstergesi de total LDH düzeyidir. Nekrozun katkısına rağmen total LDH düzeyi artışıgüvenilir bir hemoliz parametresi olarak değerlendirilmelidir.

References

1) Genoni M, Franzen D, Vogt P. Paravalvular leakage after mitral valve replacement: Improved long-term survival with aggressive surgery? Eur J Cardiothorac Surg 2000;17:14-9.

2) Jindani A, Neville EM, Venn G, Wiulliams BT. Paraprosthetic leak. A complication of cardiac valve replacement. J Cardiovasc Surg 1991;32:503-8.

3) Mazzucco A, Milano A, Mazzaro E, Bortolotti U. Reoperation in patients with bioprosthesis in the mitral position. Indication and early results. J Heart Valve Dis 1993;2:646-8.

4) Kırali K, Mansuroğlu D, YaymacıB, et al. Paravalvular leakage afer mitral valve replacement: Is left atrial enlargement an additional indication for reoperation? J Heart Valve Dis 2001;10:418-25

5) Remadi JP, Bizouarn P, Baron O, et al. Mitral valve replacement with the St Jude medical prosthesis. A 15-year follow-up. Ann Thorac Surg 1998;66:762-7.

6) Goldsmith I, Lip GY, Patel RL. Evaluation of the Sorin bicarbon bileaflet valve in 488 patients (519 prostheses). Am J Cardiol 1999;83:1069-74.

7) Sayed HM, Dacie JV, Handley DA, et al. Hemolytic anemia of mechanical origin after open heart surgery. Thorax 1961;16:356-60.

8) Magilligan DJ, Fisher E, Alam M. Hemolytic anemia with porcine xenograft aortic and mitral valves. Thorac Cardiovasc Surg 1980;79:628-31.

9) Nitter Hauge S, Sommerfelt SC, Hall KV, et al. Chronic intravascular hemolysis after aortic disc valve replacement. Comparative study between Lillehei-Kaster and Bjork–Shiley disc valve prostheses. Br Heart J 1974;36:781-5.

10) Weesner KM, Rocchini AP, Rosenthal A, Behrendt D. Intravascular hemolysis associated with porcine mitral valve calcification in children. Am J Cardiol 1981;47:1286-8.

11) Kastor JA, Akbarian M, Buckley MJ, et al. Paravalvular leaks and hemolytic anemia following insertion of Starr-Edwards aortic and mitral valves. J Thorac Cardiovasc Surg 1968;56:279-88.

12) Gulbis B, Unger P, Lenaers A, et al. Mass concentration of creatine kinase MB isoenzyme and lactate dehydrogenase isoenzyme 1 in diagnosis of perioperative myocardial infarction after coronary bypass surgery. Clin Chem 1990; 36:1784-8.

13) Hornykewyez S, Gabriel H, Huber K. Biochemical markers of myocardial necrosis in acute myocardial infarction and thrombolysis. Ann Hematol 1994;69:59-63.

14) Henry WL, De Maria A, Framiak R, et al. Report of the American Society of Echocardiography Commitee on nomenclature and standarts in two dimensional echoardiography. Circulation 1980;62:212-7.

15) Helmcke F, Nanda NC, Hsiung MC, et al. Color doppler assessment of mitral regurgitation with orthogonal planes. Circulation 1987;75:175-83.

16) Moses GC, Ross ML, Henderson AR. Ten electropretic methods compared with a selected method for quantifying lactate dehydrogenase isoenzymes in serum. Clin Chem 1988;33:1885-90.

17) Burtis CA, Ashwood ER, eds. Textbook of Clinical Chemistry. Philadelphia: WB Saunders Company, 1994:814.

18) Hayhoe FGJ, Flemans RJ, eds. A Colour Atlas of Haematological Cytology. Wolfe Publishing, 1992:12.

19) Pizzqrello RA, Turnier J, Padmanabhan VT, Goldman MA, Tortolani AJ. Left atrial size, pressure and V mave height in patients with isolated, severe, pure mitral regurgitation. Cath Cardiovasc Diag 1984;10:445-54.

20) Marsh GW. Intravascular hemolytic anemia after aortic valve replacement. Lancet 1964;55:986-8.

21) Garcia MJ, Vandervoort P, Stewart WJ, et al. Mechanisms of hemolysis with mitral prosthetic regurgitation: Study using transesophageal echocardiography and fluid dynamic simulation. J Am Coll Cardiol 1996;27:399-406.

22) YaymacıB, Say B, Başaran Y, ve arkadaşlarıMitral paravalvüler kaçaklarda hemoliz varlığıve transözefageal ekokardiyografik akım özellikleriyle ilişkisi. Türk Kardiyol Dern Arş 2000;28:225-9.