Abstract

Background: Left ventricle systolic and diastolic dysfunction can develop in diabetic patients without coronary artery disease. In this study, effects of coronary bypass surgery on left ventricular functions of type II diabetic and non-diabetic coronary artery disease patients were investigated.

Methods: Twenty-eight type II diabetic and 37 non-diabetic coronary artery disease patients that had no differences in age, sex, drugs used and number of revascularized arteries were included in the study. Doppler echocardiographic examinations before and 8 weeks after operations were made, and early diastolic flow (E), atrial contraction (A), E/A ratio, decelaration and isovolumetric relaxation time, left ventricular volumes and ejection fractions were measured in sequence.

Results: Statistically significant improvement of diastolic and systolic parameters of both groups were found after coronary bypass surgery. Statistical comparison of values between groups showed statistically better recovery in diastolic functions of diabetic and in systolic functions of non-diabetic patients, respectively.

Conclusion: It has been concluded that effects of postoperatively improved diastolic left ventricular functions of type II diabetic coronary patients on late period systolic functions and prognosis must be investigated.

Diyabetik olgularda 2-4 kat daha fazla vasküler hastal›k görülme oranı mevcuttur ve kardiyovasküler sistem hastalıkları morbidite ve mortalitenin en sık nedenidir. Diyabetik hastalarda koroner arter hastalığı (KAH) olmaksızın sol ventrikül diyastolik ve sistolik fonksiyonlarında bozulma görülebilmektedir. Diyabeti olmayan KAH olgularında ise lezyonların ciddiyeti, hasta damar sayısı, hastalığın süresi, ek kardiyak patolojilerin ve eski miyokardiyal infarktüsü varlığı kalbin sistolik ve diyastolik fonksiyonlarını etkilemektedir. Hem diyabetik, hem de diyabetik olmayan koroner arter hastalarında benzer aterosklerotik plak olmasına karşın, diyabetiklerde daha ciddi ve diffüz lezyon gelişimi söz konusudur. Çok damar lezyonlu diyabetik koroner arter hastalarında, arteriyel greftlerin kullanıldığı koroner bypass operasyonu sonuçları tıbbi tedavi, perkütan transluminal koroner anjiyoplasti (PTCA) veya koroner stent uygulamasından daha iyi olmaktadır [1]. Bu çalışmada başarılı koroner bypass uygulanan diyabetik ve non-diyabetik KAH olgularının erken dönem sol ventikül diyastolik ve sistolik parametrelerindeki değişikliklerin araştırılması ve gruplar arasındaki farkların bulunması amaçlandı.

Methods

Çalışmaya hastanemizde 2000-2001 yılları arasında çok damar lezyonu nedeniyle başarılı koroner bypass operasyonu uygulanan seçilmiş 65 olgu alındı. Bunlardan tip II diyabetes mellitusu (DM) bulunan 28 olgu (25 erkek, 3 kadın, ortalama yaş 57 ± 8 yıl) Grup 1’i, non-diyabetik 37 KAH olgusu (31 erkek, 6 kadın, ortalama yaş 57 ± 7 yıl) ise Grup 2’yi oluşturdu. İnsülin kullanımı, kan şekeri regülasyon bozukluğu (açlık kan şekeri > 120 mg/dL), eski miyokard infarktüsü, otonom nöropati, nefropati, hipertansiyon, sol ventrikül hipertrofisi, vücud-kitle indeksinde %20’nin üzerinde fazlalık, preoperatif kararsız angina pektoris veya iskemik elektrokardiyografi bulgularının varlığı, erken ve acil cerrahi girişim indikasyonu, sinüs dışı ritm, dal bloğu, aort veya mitral kapak patolojisi ve nitrat dışında antianginal ilaç kullanımı bulunan olgular çalışma dışı bırakıldı. Demografik ve klinik bilgileri elde edilen olgulara (Tablo 1) operasyon öncesi ve operasyondan 8 hafta sonra Hewlett-Packard Sonos 5500 (USA) cihazıyla 2 boyutlu renkli Doppler ekokardiyografik inceleme yapıldı. Apikal 4 ve 5 boşluk görüntüsünden, pulsed-wave (PW) Doppler kullanılarak elde edilen transmitral akım paternlerinden sırasıyla erken diyastolik akım sinyali (E velositesi; cm/sn), atriyal kontraksiyon sinyali (A velositesi; cm/sn), E/A oranı, deselerasyon zamanı (DZ; msn) ve izovolümetrik relaksasyon zamanı (İVRZ; msn) gibi sol ventrikülün diyastolik parametrelerinin yanı sıra, apikal 2 boşluk görüntülerinden sırasıyla diyastol sonu volümü (EDV; ml), sistol sonu volumü (ESV; ml), strok volüm (SV; ml) ve sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu (LVEF; %) gibi sistolik parametreler hesaplandı.

Bütün hastalarda koroner bypass orta dereceli hipotermi (30C) altında standart kardiyopulmoner bypass ve kardiyoplejik (kan kardiyoplejisi) arrest ile uygulandı. Sol ön inen arterlerin tümüne sol internal torasik arter, diğer koroner arterlere de safen ven greftleri kullanıldı.

İstatistik

Tüm verilerin ortalama ± standart sapmaları hesaplandı. Aynı gruba ait koroner bypass operasyonu öncesi ve sonrası parametrelerin karşılaştırılmalarında paired-t testi kullanıldı. Farklı gruplara ait aynı cinsten parametrelerin karşılaştırılmasında veya koroner bypass sonrası ortaya çıkan fark değişikliklerinin (D) kıyaslanmasında Student t testi kullanıldı. P < 0.05 anlamlı kabul edildi.

Results

Gruplar arasında yaş, cinsiyet dağılımı, fonksiyonel kapasite, anti-iskemik ilaç kullanımı, lezyonun damara dağılımı, revaskülarize edilen damar sayısı ve arteriyel greft kullanımı açısından farklılık bulunmamaktaydı (Tablo 1).

Grupların preoperatif bazal diyastolik ve sistolik parametreleri karşılaştırıldığında Grup 1’de erken diyastolik akım sinyalinin ve E/A oranının Grup 2’den anlamlı olarak düşük olduğu, diğer parametreler açısından ise farklılık bulunmadığı gözlendi (Tablo 2).

Grup 1’de koroner bypass operasyonu öncesi ve sonrası değerler karşılaştırıldığında E velositesi ve E/A oranında anlamlı bir artışın meydana geldiği, A velositesi, DZ ve İVRZ sürelerinde ise anlamlı bir azalmanın olduğu dikkati çekti. Diyastol sonu volümde anlamlı bir değişiklik olmamasına karşın, sistol sonu volümün azaldığı, strok volümün arttığı ve sonuçta LVEF değerinin anlamlı olarak arttığı gözlendi (Tablo 3).

Grup 2’de koroner bypass operasyonu sonrası tüm diyastolik parametrelerde anlamlı düzelmenin olduğu görüldü. Diyastol sonu volümün değişmemesine karşın, sistol sonu volümde anlamlı azalma ve strok volümde artış nedeniyle LVEF değerinin belirgin olarak arttığı bulundu (Tablo 4).

Her iki grupta operasyon sonrası ortaya çıkan değerlerdeki farklılıklar karşılaştırıldı. Erken diyastolik akım velositesi ve DZ değerlerindeki düzelmenin Grup 1’de, İVRZ ve sistolik parametrelerdeki düzelmenin ise Grup 2’de anlamlı olduğu, A velositesi ve E/A oranlarındaki düzelmenin ise benzer olduğu görüldü (Tablo 5).

Discussion

Kalp yetmezliğinin en sık nedeni sistolik fonksiyon bozukluğu olmasına karşın, sol ventrikül diyastolik disfonksiyonu da yetmezliğe neden olmaktadır. Diyastolik fonksiyon bozukluğunun saptanmasında PW-Doppler ekokardiyografi ile mitral akım örneklerinden E/A oranının incelenmesi halen en yaygın kulanılanıdır [2]. Aort kapağının kapanması ve mitral kapağın açılması arasındaki İVRZ, Doppler kayıtları ile ölçülebilir. Mitral kapak açılınca giriş yolu kan akım hızı en yüksek erken doluş hızına ulaşır (E dalgası). Ventriküllerin dolması ile giriş yolu kan akım hızı azalır ve E dalgasının en yüksek noktasından en düşük noktasına azalıncaya kadar geçen süreyi ventrikülün kompliyansına bağlı olan deselerasyon zamanı göstermektedir. Deselerasyon zamanı, kan akım hızı ve kalp hızından bağımsız olup sol ventrikül sistolik fonksiyonu bozulmuş olan hastalarda sol ventrikülün dolum basıncının invaziv olmayan değerlendirilmesinde klinik değeri olan bir parametredir. Deselerasyon zamanı ölçümü, dolum basıncında yükselme ile birlikte normal dolum örneği görülen hastalarda özellikle faydalıdır. Dolum basıncı arttıkça sol atriyum ve sol ventrikül basıncının daha hızlı eşitlenmesi ile gerilebilirliği kaybolan sol ventrikül, diyastolik basınçta daha hızlı bir artışa neden olur. Bu diyastolik basınç artışı, mitral kan akımının erkenden kesilmesine ve erken dolum DZ’nin azalmasına yol açar. Diyastol ortasında sol ventrikül ile sol atriyum basınçları eşitlenir ve kan akımı düşük hızda devam eder. Kan akımı bundan sonra atriyum kontraksiyonu ile tekrar hızlanarak en yüksek geç dolum hızına (A dalgası) sebep olur. Elde edilen bu Doppler trasesinden E/A oranı, diyastol zamanı, E ve A dalgaları hız-zaman integralleri tespit edilebilir [3-5].

Diyabetin, bypass sonrası morbidite ve mortalitenin bağımsız bir risk faktörü olduğu gösterilmiştir. Bu olgularda sıklıkla ileri yaş, kadın cinsiyet, hipertansiyon, operasyon öncesi geçirilmiş miyokard infarktüsü, konjestif kalp yetmezliği, multidamar hastalığı, düşük LVEF oranı ve sınıf III-IV angina pektoris varlığı söz konusudur [6]. Çalışmamızda diyabetik ve non-diyabetik KAH gruplarında bypass operasyonu sonrası mortalite ve morbidite gözlenmemiştir. Diyabetik grup preoperatuvar daha düşük LVEF değerine sahip olmakla birlikte, hiçbir olguda geçirilmiş miyokard infarktüsü ve ciddi sol ventrikül disfonksiyonu bulunmamaktaydı. Olguların yine hipertansiyon, konjestif kalp yetmezliği, istirahat angina bulgularını içermeyişi, dolayısıyla seçilmiş olmaları LVEF benzerliği yanısıra, morbidite ve mortalitenin olmamasının nedenleri gibi görünmektedir. Bu nedenle, çalışmamızda bir çok parametreden etkilenebilen diyastolik fonksiyonlara sadece diyabetin etkilerinin araştırılması mümkün olmuştur.

Tip I diyabetik olgularda ileri yaş, hipertansiyon, iskemik kalp hastalığı ve sol ventrikül hipertrofisi olmasa bile izole sol ventrikül diyastolik disfonksiyonu (SVDD) gelişebilmektedir. Bu değişiklikler mikroanjiyopati ile ilişkilidir. Yeni tip I DM tanısı almış ve mikroanjiyopati bulunmayan genç olgularda da hafif SVDD gelişmekte ve sıklığı mikroanjiyopatinin gelişimine paralel olarak artmaktadır [7]. Yeni tanı almış KAH bulunmayan tip II DM’li olgularda ise interventriküler septum kalınlığı, sol atriyum çapı, sol ventrikül kitle indeksi, İVRZ ve A velositesi kontrol grubuna oranla anlamlı olarak yüksek, E velositesi anlamlı olarak düşük ve sistolik fonksiyonlar normal bulunmuş ve erken dönem tip II DM’de SVDD gelişebileceği ve bunun mikroanjiyopatiyle ilişkisiz olabileceği ileri sürülmüştür [8]. Diyabetik kardiyomiyopati olarak da adlandırılan bu tablo aterosklerotik süreçten bağımsızdır. Mikrovasküler angina, otonom disfonksiyon, interstisyel fibrozis, metabolik bozukluk suçlanan nedenler arasındadır. PAS (+) glikoprotein birikiminin sol ventrikül hipertrofisine ve dolayısıyla SVDD’ye neden olduğu gösterilmiştir [9]. Tip II diyabetik olgularımızın (Grup 1) hiçbirisi insülin kullanmamaktaydı ve metabolik kontrolleri sağlanmıştı. Ekokardiyografik incelemelerinde sol ventrikül hipertrofisi bulunmamaktaydı. Grup 2 ile kıyaslandıklarında ise sistolik fonksiyonlarda benzerlik, E velositesi ve E/A oranında anlamlı bir düşüklük göstermekteydi. Bu nedenle, Grup 1’de SVDD gelişimini sadece KAH ile değil, aynı zamanda diyabetin varlığı ile açıklamak akla yatkın gözükmektedir.

Kronik KAH olan olgularda sol ventrikül bozukluğu geriye dönebilmektedir. Fonksiyon bozukluğu olan miyokard nekrotik olabileceği gibi, canlı (hiberne) miyokard şeklinde de olabilir. Miyokardın yeniden kanlandırma girişimlerinden sonra sol ventrikül fonksiyonları giderek düzelebilir. Bu düzelme, sol ventrikül fonksiyonlarında global iyileşmeyle sonuçlanır [10]. Örneğin, elektif PTCA yapılan 30 olguda PTCA sonrası transtorasik ekokardiyografi incelemesi ile E velositesin arttığı, A velositesinin azaldığı, sonuçta E/A oranının arttığı gösterilmiştir [11]. Castello ve arkadaşları [12] ise diyabetik olmayan KAH olgularına uyguladıkları PTCA ile E/A oranındaki düzelmeye DZ ve İVRZ değerlerinde azalmanın eşlik ettiğini, bunun bozulmuş relaksasyondaki düzelmeyle ilişkili olduğunu göstermişlerdir. Bu tür diyastolik parametrelerdeki düzelme PTCA’dan 3 saat sonrasıyla kıyaslandığında, 24 saat sonrasında daha belirgin olmaktadır [13]. Benzeri bir çalışma bu kez transözefageal ekokardiyografi ile yapıldığında PTCA sonrası düzelmenin ilk 1 saatte gözlemlenebildiği saptanmıştır [14].

Diyabetik olmayan KAH olgularına uygulanan bypass operasyonu ile sol ventrikülün hem diyastolik, hem de sistolik fonksiyonlarının erken dönemde (8 hafta sonra) anlamlı derecede düzeldiği gösterilmiştir [15]. Aynı çalışmada preoperatif sol ventrikül sistolik disfonksiyonu bulunan olgularda LVEF ve DZ değerlerindeki düzelmenin, sol ventrikül sistolik disfonksiyonu olmayan olgulara oranla daha belirgin olduğu dikkat çekmiştir. Diyabetik KAH olgularında bypass operasyonunun hemen sonrasında sol ventrikül diyastolik fonksiyonlarında bozulma meydana geldiği ve bu bozukluğun derecesinin miyokardın korunmasına bağlı olarak değiştiği ileri sürülmektedir. Ventrikül fibrillasyonu ve intermittant aort kros klemp uygulaması, antegrad ve retrograd kardiyopleji kullanımına oranla daha fazla SVDD’ye yol açmaktadır [16]. Miyokard infarktüsü öyküsü bulunmayan ve KAH olgularını diyabetin varlığı veya yokluğuna göre randomize edildiği bir çalışmada bypass operasyonundan 1 yıl sonra bile diyabetik olguların sol ventrikül sistolik fonksiyonlarının yeterince düzelmediği belirtilmektedir [17]. Bizim çalışmamız daha kısa izlem süresine sahip olmakla birlikte, diyabetik olguların sistolik fonksiyonlarında diyabetik olmayan olgularla kıyaslandığında daha az olmakla birlikte sistolik fonksiyonlarda bir düzelme olduğunu saptadık. Sadece diyastolik fonksiyonların bakıldığı bir başka çalışmada ise, diyabetik KAH olgularına uygulanan bypass operasyonundan 3-4 hafta sonra bakılan E/A orarında anlamlı artış, İVRZ ve DZ değerlerinde ise anlamlı azalmanın olduğu gösterilmiştir [18]. Biz ise, diyabetik grupta 8 hafta sonra bakılan parametrelerden sadece E velositesinin anlamlı arttığını, DZ değerinin anlamlı azaldığını saptadık.

Sonuç olarak, koroner bypass uygulanan KAH olgularında diyabetik olsun veya olmasın erken dönemde hem sistolik, hem de diyastolik parametrelerinde anlamlı düzelme olmaktadır. Diyabetik grupta diyastolik, non-diyabetik grupta sistolik parametrelerde düzelme daha belirgin bulunmuştur. Diyabetik olgularda diyastolik parametrelerdeki düzelmenin geç dönem sistolik fonksiyonlar ve prognoz üzerine nasıl katkı yapacağının araştırılmasının uygun olacağı kanaatindeyiz.

References

1) Gaba MK, Gaba S, Clark LT. Cardiovascular disease in patients with diabetes: Clinical considerations. J Assoc Acad Minor Phys 1999;10:15-22.

2) Korkut B, Şenkaya E, Gök H, Küçük AK, Tokaç A. Diyastolik mitral akım örneklerinin sol ventrikül içindeki seyrinin diyastolik fonksiyonları değerlendirmedeki yeri. Medikal Network Kardiyoloji 1997;4:321-8.

3) Özdemir K, Kısacık H, Kural T, Göksel S. Diyastolik fonksiyonların değerlendirilmesinde ekokardiyografik parametreler. Türk Kardiyol Dern Arş 1997;25:176-82.

4) Appleton CP, Hatle LK, Popp RL. Relation of transmitral flow velocity patterns to left ventricular diastolic function: New insights from a combined hemodynamic and Doppler echocardiographic study. J Am Coll Cardiol 1988;12:426-40.

5) Giannuzzi P, Imparato A, Temporelli PL, et al. Doppler- derived mitral deceleration time of early filling as a strong predictor of pulmonary capillary wedge pressure in postinfarction patients with left ventricular systolic dysfunction. J Am Coll Cardiol 1994;23:1630-7.

6) Thourani VH, Weintraub WS, Stein B, et al. Influence of diabetes mellitus on early and late outcome after coronary artery bypass grafting. Ann Thorac Surg 1999;67:1045-52.

7) Cecchi E, Pomari F, Brusasco G. Preclinical left ventricular diastolic dysfunction in insulin-dependent diabetes. G Ital Cardiol 1994;24:839-44.

8) Di Bonito P, Cuomo S, Moio N, et al. Diastolic dysfunction in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus of short duration. Diabet Med 1996;13:321-4.

9) Spector KS. Diabetic cardiomyopathy. Clin Cardiol 1998;21:885-7.

10) Baran İ, Aydınlar A, Gemici K, ve ark. Koroner bypass cerrahisi sonrası sol ventrikül fonksiyonlarındaki iyileşmeyi belirlemede dobutamin stres ekokardiyografi. Medikal Network Kardiyoloji 2000;7:26-31.

11) Suzuki M, Kashida M. Left ventricular diastolic properties before and after percutaneous transluminal coronary angioplasty evaluated by pulsed Doppler echocardiography. J Cardiol 1987;17:683-90.

12) Castello R, Pearson AC, Kern MJ, Labovitz AJ. Diastolic function in patients undergoing coronary angioplasty: Influence of degree of revascularization. J Am Coll Cardiol 1990;15:1564-9.

13) Jeserich M, Ruffmann K, Kubler W. Noninvasive determination of left ventricular diastolic filling parameters using Doppler echocardiography before and after coronary angioplasty (PTCA). Z Kardiol 1990;79:677-82.

14) Kadoi Y, Kawahara F, Fujita N. Diastolic function in patients with coronary artery disease before and after CABG. Masui 1997;46:1316-20.

15) Sağcan A, Karaçoban T, Çelik ½K, ve ark. Koroner arter bypass cerrahisinin sol ventrikülün diyastolik fonksiyonlarına etkisi. VI. Ulusal Göğüs Kalp Damar Cerrahisi Kongresi, 21-25 Ekim 2000, Antalya.

16) Casthely PA, Shah C, Mekhjian H, et al. Left ventricular diastolic function after coronary artery bypass grafting: A correlative study with three different myocardial protection techniques. J Thorac Cardiovasc Surg 1997;114:254-60.

17) Sugioka J, Ozawa S, Inagaki M, et al. Influence of diabetes mellitus on left ventricular function in patients undergoing coronary artery bypass grafting. J Cardiol 2000;38:9-16.

18) Higashita R. Effect of coronary artery bypass grafting on left ventricular diastolic function in coronary artery disease: An asseement using pulsed Doppler echocardiography. Nippon Kyobu Geka Gakkai Zasshi 1995;43:318-24.