Abstract

We studied the haemodynamic effects of the isometric handgrip exercise (IHG) test in mitral stenosis patients, especially the patients who had small diastolic mitral valve gradient (MVG).
The study was done in 2 rheumatic mitral stenosis patients, 24 female, 8 male, whose ages were 40.3+12.6 years. The end-diastolic MVG of 13 paients were less than 5 mmH. The patients did a maximal isometric exercise test with a handgrip dynamometry device for 1 minute.
At the end of the exercise the heart rate of the patients increased to an average of 16.3+10.9 beats per minute (p<0.001). The left ventricular end-diastolic pressure did not change signifcantly. The pulmonary capillary wedg pressre increased aprximately 6.3+6.1 mmHg (p<0.001): MVG increased approximately 6.8+4.4 mmHg with exercise (p<0.001), and in the patients whse MG were less than 5 mmHg the increase as 7.2+4.0 mmHg and highly ignificant (p<0.001).
We concluded that IHG eercise test is an important non-invasie cardiac stress test in the mitral stensis patients, and it is especially useful in the patients with a small MVG.

Kalp kapak hastalıklarının değerlendirilmesinde egzersiz, kardiyak kateterizasyon laboratuvarlarında uygulanmaktadır. Egzersiz testi ile atriyoventriküler ve semilüner kapaktaki gradientler belirginleşebilir. Bu nedenle, özellikle gradienti düşük veya sınırda olan mitral stenozlu hastalarda egzersiz uygulaması, hastalık ciddiyetinin değerlendirilmesinde ve tedavinin yönlendirilmesinde yararlı olmaktadır. Mitral stenozlularda genellikle dinamik egzersizin kardiyovasküler etkileri araştırılmış olup, günlük yaşamda sık lıkla karşılaşılan isometik egzersizin bu hastalardaki etkileri daha az bilinmektedir [1].

Çalışmamızda mitral stenozlu hastalarda isometrik handgrip (İHG) egzersiz tesktinin kardiyovasküler etkilerini, hastalık ciddi-yetinin değerlendirilmesinde, tedavinin yönlendirilmesinde katkısını ve bu hastalar için bir risk oluşturup oluşturmadıını incelemek istedik.

Methods

Çalışma İ.Ü. Kardiyoloji Enstitüsü'nde Nisan 1989 ile Mart 1990 tarihleri arasında, yaşları 19 ile 65 arasında, ort. 40.3±12.6 olan, 24 kadın, 8 erkek toplam 32 romatizmal etyolojili mitral stenozlu hastada yapıldı. Çalışmaya; ardışık, diyastol sonu mitral kapak gradienti (MKG) 5 mmHg'nin altında olanlar ile diyastol sonu MKG'i 25 mmHg'yı aşmayan hastalar alındı. Fonksiyonel kapasiteleri NYHA'na göre class II-III idi.

Dokuzunda saf mitral stenozu, 7'sinde birlikte mitral yetersizliği, 11'inde birlikte mitral yetersizliği, 11'inde birlikte aort yetersizliği ve 5'inde ise birlikte hem mitral hem de aort yetersizliğ mevcuttu. Ritim 21'inde sinüsal, 11'inde atrial fibrilasyondu. Digitalis ve diüretik ilaçları kullanmakta olanlarda bu ilaçlar kesilmedi. Hiçbiri beta veya alfa bloker ilaç kullanmıyordu.

Sağ-sol kalp kateterizasyonu standart teknikler kullanılarak açlıkta yapıldı. Sol ventrikül (SV) ve pulmoner arter tıkalı (PAT) basınçları eş zamanlı olarak, üst üste yazdırılarak istirahatte ve 1 dakika maksimal İHG egzersiz testi sonunda kaydedildi. MKG'leri üç nokta metodu ile hesaplandı. Tümüne 45ºC sol ön yan pozisyonda aortagrafi ve göğüs ağrısı olanlar ile, 40 yaşından büyük olanlara koroner anjiyografi, ratin diyagnostik kalp kateterizasyonunun bir parçası olarak, İHG egzersiz testi sonrası yapıldı. Kateterizasyon işlemi süresince elektrokardiyografileri sürekli olarak izlendi. Handgrip dinamometre aleti ile isometrik egzersiz testi uygulandı. Kateterizasyon işemi hazırlık döneminde maksmal istemli kontraksiyon gücü (MİKG) dinamometre ile tespit edildi. Kateterizasyon işlemi sırasında PAT ve SV basıncı eş zamanlı olarak üst üste yazdırılarak kaydedildikten sonra hastalardan, kol 45ºC yanda ve dirsek ekstansiyonda iken, dominant elleri ile hangrip dinamometre aletini MİKG ile, 1 dakika süresince sıkmaları istendi. Bu esnada hastalar konuşturularak Valsalve manevrası yapmaları önlendi ve normal solunumlarına devam etmeleri sağlandı. Bir dakika maksimal handgrip egzersiz testi sonrası, hastalar efora devam ederken PAT ve SV basınçları eş zamanlı olarak ve üst üstü yazdırılarak tekrar kaydedildi (Şekil 1).

İstatistiksel değerlendirmelerde student-t testi ve korelasyon yöntemi kullanıldı.

Results

Hastaların MİKG'leri, ritimleri, istirahatte ve 1dakika maksimal İHG egzersiz testi sonrası kalp hızları ve PAT basınçları Tablo 1'de gösterilmiştir.

Hastaların istirahat kalp hızları or. 85.9±17.4/dk.'dan ort. 16.3±10.9 vuru artarak (%19), egzersiz sonrası ort. 102.3±19.0/dk'ya çıkmıştır (t=8.51, p<0.001).

SVDSB'ları egzersizle ort. 0.2+3.4 mmHg artmış olup fark anlamlı değildir (t=0.263, p<0.005).

Tümünde PAT basınçları ort. 19.4±5.8 mmHg'dan egzersiz sonu ort. 25.7±8.8 mmHg'ya çıkmıştır (%32, t=.833, p<0.00). PAT basıcı, diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan büyük olanlarda, ort. 20.6±6.3 mmHg'dan egzersiz sonrası ort. 27.4±9.4 mHg'ya (%33, t= 4.774, p<0.001); diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan küçük olanlarda ise ort. 17.6±4.5 mmHg'dan egzersiz sonrası ort. 23.2+7.2 mmHg'ya (%31, t=3.280, p<0.001) çıkmıştır.

Tüm hastaların diastol sonu MKG'leri ort. 8.7±6.2 mmHg'dan egzersiz sonu ort. 15.3±7.5 mmHg'ya (%76, t=9.145, p<0.001), ortalama MKG'leri ise 13.3±6.1 mmHg'dan egzersiz sonrası 20.1±7.4 mmHg'ya çıkmıştır (%51, t=8.599, p<0.001).

Diyastol son MKG'i 5 mmHG'dan büyük olan 19 hastada egzersizle MKG'i değişimleri Tablo 2'de gösterilmiştir. Bu olgularda diyastol sonu MKG'i ort.12.5±7.4 mmHg'dan egzeriz sohu ort. 18.6+7.3 mm Hg'ya (%50, t=6.444, p<0,001), ortalama MKG'i ise ort. 16.5±5.3 mmHg'dan ort. 22.9±7.4 mmHg'ya çıkmıştır (%39, t=6.748, p<0.0001).

Diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan küçük olan 13 hastada ise (Tablo 3) diyastol sonu MKG'i ort. 3.2±1.7 mmHg'dan egzersiz sonu ort 10.5±4.8 mmHg'ya (%225, t=6.476, p<0.001); ortalam MKG'i ise ort. 8.7±3.6 mmHg'dan egzersiz sonu ort. 15.9±5.1 mmHg'ya çıkmıştır (%83, t=5.216, p<0.001).

Diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan küçük olan 13 hastalarda egzersizle MKG'i artışı ile, diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan büyük olan hastalarda egzersizle ortalama MKG'i artışları arasında anlamlı fark yoktu (t=0.480, p<0.05).

MİKG ve egzersizle diyastol sonu MKG'i artışı arasındaki bağıntı r=0.21, ortalama MKG'i artışı ile r=0.36 olarak bulunmuştur.

Discussion

Lind ve ark. [2] ön kol fleksor kaslarının devamlı isometrik kontraksiyonununun kardiyovasküler bir refleksle kalp hızı, sistemik kan basıncı ve kardiyak debide artma meydana getirdiğini bildirmişlerdir. Bu refleksin kesin mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır. Ancak egzersiz uygulanan ekstremiteden kaynaklananafferent nöral impulslar [3] ve vagal aktivitenin inhibisyonu ile ilgili olabileceği bildirilmiştir [4].

İsometrik handgripe hemodinamik cevap normallrde ve kahp hastalarında çalışılmıştır [2.4-6]. Dinamik egzersizle karşılaştırıldığında kahp hızında va kardiyak debide refleksle artma belirgindir.

Fisher ve ark. [5] 14 normal, 12 mitral stenozlu ve 46 anormal SV fonksiyonlu hastada yaptıkları çalışmalarında, mitral stenozlularda kalp hızı ve kan basıncı cevaplarını gerek İHG, gerekse dinamik egzersizde zayıflamış olarak bulmuşlardır. Kalp hızı tüm gurupta dakikada 17 (%20) artarken, mitral stenozlularda dakikada 8 (%9) artmıştır. Flessas ve ark. [1] ise 15 mitral stenozlu, 12 normal ve 13 ciddi SV yetersizlikli hastada yaptıkları çalışmalarında, İHG egzersiz testinde kalp hızı artmasını mitral stenozlularda dakikada 19.6±8.2 bulmuşlar, hasta grupları arasında fark saptamamışlar ve mitral stenozlularda isometrik egzersize kronotropik ve pressor cevapların, Fisher ve ark.'nın çalışmasından farklı olarak değişmediği sonucuna varmışlardır. Bu farklılık hasta sayılarının azlığına, hastalık ciddiyetindeki farklılıklara ve stresin büyüklüğü veya süresindeki değişikliklere bağlanmıştır. Çalışmamızda hepsi mitral stenozlu olan 32 hastada, Flessas ve ark.'nın çalışmalarının sonucuna uygun olarak İHG ile kalp hızı artışını dakikada 16.3±10.9 (%19) olarak bulduk ve mitral stenozlularda İHG'e kronotropik cevabın yeterli düzeyde olduğu sonucuna vardık.

Hastalarımızda SVDSB'ları İHG egzeriz ile ort. 0.2±3.4 mmHg değişiklik göstermiş olup, fark anlamsızdı. İsometrik egzersize normal kardiyovasküler cevap SV miyokard kontraktilitesinin artmasıdır [6,7]. Fisher var ark. [5], isometrik egzersizin mitral stenozlularda ve normal SV fonksiyonlu hastalarda SVDSB üzerine çok az etkili olduğunu, halbuki SV fonksiyonu anormal olan hastalarda ise anlamlı olarak arttığını bildirmişlerdir. Flessas ve ark.[1]'nın çalışmalarında da SVDSB'ı SV yetersizliği bulunanlarda bariz olarak artmasına karşın, normallerde ve mitral stenozlularda İHG ile değişmemiştir. Sonuç olarak mitral stenozlularda İHG'e normal SVDSB cevabının SV performansının iyi olduğunu gösterdiğini bildirmişlerdir. Hastalarımızda İHG'e SVDSB cevapları bu çalışmaların sonuçlarına uygunluk göstermektedir.

Hastalarımızda PAT basıncı egzersizle ort. 6.3±6.1 mmHg (%32) ile oldukça anlamlı olarak artmıştır. Flessas ve ark. [1]'nın çalışmasında da PAT basıncı egzersizle ort. 10.6 mmHg ile yine oldukça anlamlı olarak artmıştır.

Fisher va ark. [5] mitral stenozlu hastalarda gerek isometrik, gerek dinamik egzersize kalp hızı ve kan basıncı cevaplarının, diğer kalp hastalıklarından farklı olarak zayıflamış olması nedeniyle, İHG egzersizde mitral stenozlularda sol ventriküler stresin kısıtlı olduğunu ve mitral diyastolik gradientin orta derecede arttığını (ort. 3.3 mmHg, %23, p<0.01) bildirmişlerdir. Flessas ve ark. [1] ise ort. 5.2 mmHg ile önemli olarak arttırdığını (p<0.002) ve bu hastalarda ekstensif isometrik egzersiz testinin pulmoner ödem gelişimi için belirgin risk oluşturduğunu bildirmişlerdir. Her iki çalışma arasındaki bu farklılığın da, hasta sayılarının küçüklüğüne, hastalık ciddiyetindeki farklılıklara, stresin büyüklüğüne ve süresine bağlı olması muhtemeldir. On üçünde diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'nın altında olmak üzere, toplam 32 hastada yaptığımız çalışmamızda, Flessas ve ark.'nın sonuçları ile uyumlu olarak, İHG egzersiz testinin diyastolik MKG'ni oldukça anlamlı olarak arttırdığını tespit ettik. Özellikle diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'nin altında olan hastalarda da MKG'i oldukça anlamlı olarak artmıştır. Diyastol sonu MKG'i 5 mmHg'dan küçük olanlarda egzersizle MKG'i artışı ile diyastol sonu MKG'i artışı arasında anlamlı fark yoktu . Bu bulguların ışığında İHG egzersiz testinin mitral stenozlu hastalarda önemli bir nonunvaziv kardiyak stres test olduğu ve MKG'ini büyük ölçüde arttırdığı sonucuna vardık.

Çalışmamamızda MİKG ve egzersizle MKG’i artışı arasındaki bağıntıyı oldukça zayıf olarak bulduk. Fisher ve ark [5] İHG kontraksiyon büyüklüğü ile hemodinamik cevap arasında açık bir bağıntı saptamamışlardır. Freyschuss [4] da normallerde yaptığı çalışmasında benzer sonuç bildirmiştir.

İHG egzersiz testi ile seyrek ventriküler erken atım dışında önemli bir ritim bozukluğu veya komplikasyon gözlemedik. Ancak, diyastol sonu MKG’i 25 mmHg'nin üzerinde olan hastaları çalışmaya almamıştık. Diğer çalışmalarda da [5,6,8] isometrik egzersizle ritim bozukluğu veya komplikasyon bildirilmemiştir.

Çalışmamızın sonucunda, İHG egzersiz testinin mitral stenozlu hastalarda, kolay uygulanabilir., basit,emniyetli, hemodinamik kayıt olanağı veren ve maksimal cevabın 1 dakikasında ortaya çıktığı önemli bir non-invasiv kardiyak stres test olduğu; özellikle yeterli ekokardiyografik inceleme yapma olanağı bulunamadığında, hastalık ciddiyetinin değerlendirilmesinde, tedavinin yönlendirilmesinde, katkısının olabileceği ve günlük yaşamda sıklıkla karşılaşılan bu egzersizin ciddi mitral stenozlu hastalar için bir risk oluşturabileceği kanısına vardık.

References

1) Flesas AP, Ryan TJ: Cardiovascular responses to isometric exercise in patients with mitral stenosis. Arch Intern Med 142:1629,1982.

2) Lind AR,Taylor SH,Himphreys PW, et al; Circulatory effect of sustained voluntary muscle contraction. Clin Sci 27;229, 1964.

3) Donald KW, Lind AR, McNicol GW, Humphreys PW, Taylor SH, Staunton HP: Cardiovascuar responses to sustained (static) contractions. Circulation Research 20 (suppl 1): 15, 1967.

4) Freyschuss U: Cardiovascular responses to somatomotor activities. Acta Phyciol Scand (suppl 1), 342, 1970

5) Fisher ML, Nutter DO, Jacobs W, Schlant RC: Haemodynamic responses to isometric exercise (handgrip) in patients with heart disease. Br Heart J 35:422, 1973

6) Grossman W, McLaurin LP, Saltz SB, et al: Changes in the inotropic state of the left ventricle during isometric exercise. Br Heart J 35:697, 1973

7) Flessas AP, Connely GP, Handa S, et al: Effects of isometric exercise on the end-diastolic pressure, volumes and function of the left ventricule in man. Circulation 53:839, 1976.

8) Helfant RH, deVilla MA, Meister SG: Effect of sustained isometric handgrip exercise on left ventircular perfermance. Circulation 44:982, 1971.