Den iskemiske kaskaden
Den iskemiske kaskaden beskriver den tidsmessige sekvensen av patofysiologiske hendelser under myokardiskemi, som starter med cellulære metabolske endringer og perfusjonsforstyrrelser, og til slutt manifesterer seg som kliniske symptomer. Prosessen initieres når oksygentilbudet til hjertemuskelen ikke samsvarer med etterspørselen. Dette fører raskt til et skifte fra aerob til anaerob metabolisme, med påfølgende laktatproduksjon og fall i intracellulær pH. Kort tid etter inntrer perfusjonsforstyrrelser som kan visualiseres med sensitive avbildningsteknikker.
Teknikker for avbildning av myokardperfusjon, som SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) og PET (Positron Emission Tomography), kan påvise disse perfusjonsforstyrrelsene svært tidlig i sekvensen. Dette skjer før inntredenen av mekanisk dysfunksjon, som typisk starter med diastolisk dysfunksjon (nedsatt relaksasjonsevne i venstre ventrikkel) etterfulgt av systolisk dysfunksjon (veggbevegelsesforstyrrelser og redusert ejeksjonsfraksjon). Først etter at de mekaniske endringene er etablert, vil elektriske forandringer bli synlige på overflate-EKG, oftest i form av ST-segmentforandringer (depresjon eller elevasjon) eller T-bølgeinversjoner.
Metoder som ekkokardiografi og konvensjonelt arbeids-EKG vil derfor vanligvis identifisere iskemi på et senere stadium i kaskaden sammenlignet med perfusjonsavbildning. Ekkokardiografi er utmerket for å påvise regionale veggbevegelsesforstyrrelser (systolisk dysfunksjon), men dette forutsetter at iskemien allerede har påvirket myokards kontraktilitet. Subjektive symptomer, slik som brystsmerter (angina pectoris) eller dyspné, opptrer som den siste hendelsen i kaskaden. Dette fenomenet understreker hvorfor iskemiske episoder kan passere asymptomatisk («stum iskemi»), spesielt hos pasienter med diabetes eller hos eldre, hvor varslingsmekanismene kan være svekket til tross for betydelig underliggende patologi.
Klinisk relevans ved diagnostikk
Forståelsen av den iskemiske kaskaden er avgjørende for valg av diagnostisk modalitet. Hos pasienter med høy sannsynlighet for koronarsykdom (CAD), eller der man mistenker iskemi til tross for normalt hvile-EKG og fravær av symptomer, vil funksjonell bildediagnostikk (SPECT, PET eller stress-ekkokardiografi) ha høyere sensitivitet enn arbeids-EKG. Spesielt PET-perfusjon anses i dag som gullstandarden for ikke-invasiv kvantifisering av myokardblodstrøm (MBF) og kan avdekke mikrovaskulær dysfunksjon som oppstår tidlig i kaskaden.
Betydningen av hjertefrekvensen under myokardperfusjonsavbildning
For at en stress-test skal ha diagnostisk verdi, må myokard utsettes for en belastning som overstiger koronararterienes evne til å autoregulere blodstrømmen. Det er generelt akseptert at 85 % av den aldersjusterte maksimale hjertefrekvensen (MHR) er tilstrekkelig for å utmatte koronarstrømningsreserven (CFR) og dermed fremkalle åpenbare iskemiske tegn dersom signifikant stenose foreligger (Bourque et al.). Ved lavere hjertefrekvenser kan autoreguleringen kompensere for en stenose, noe som gir risiko for falske negative resultater.
Derfor er det et kvalitetskrav at pasienter som gjennomgår fysisk belastningstest (sykkel eller tredemølle), oppnår minst 85 % av aldersjustert MHR (beregnet som 220 minus alder). Dersom pasienten bruker frekvensreduserende medisiner, som betablokkere eller kalsiumblokkere, bør disse ideelt sett seponeres 24–48 timer før testing for å unngå kronotrop inkompetanse og maskering av iskemi. Heller og medarbeidere påviste signifikante forskjeller i sensitivitet basert på oppnådd hjertefrekvens blant pasienter med kjent koronarsykdom:
- Oppnåelse av 85 % av aldersjustert MHR resulterte i myokardiale perfusjonsdefekter hos alle pasientene, anginasymptomer hos 83 % og EKG-forandringer hos alle pasientene. Dette bekrefter at høy belastning maksimerer sensitiviteten for både perfusjons-, funksjons- og EKG-markører.
- Oppnåelse av kun 70 % av aldersjustert MHR resulterte i perfusjonsdefekter hos 89 % av pasientene, men anginasymptomer oppstod kun hos 26 % og EKG-forandringer hos 47 %. Dette demonstrerer at perfusjonsavbildning opprettholder en relativt høy sensitivitet selv ved submaksimal belastning, mens EKG og symptomer mister sin diagnostiske verdi dramatisk.
Alternativer ved utilstrekkelig hjertefrekvensøkning
Dersom en pasient ikke er i stand til å nå målpulsen på 85 % ved fysisk anstrengelse – enten grunnet ortopediske begrensninger, dårlig fysisk form eller kronotrop inkompetanse – bør testen konverteres til en farmakologisk stress-test. Ved myokardscintigrafi (SPECT/PET) benyttes ofte vasodilatorer (som adenosin eller regadenoson) som «stjeler» blodstrøm fra stenotiske områder uten nødvendigvis å øke hjertefrekvensen kraftig. Ved stress-ekkokardiografi benyttes dobutamin for å øke hjertearbeidet og oksygenkravet (myocardial oxygen demand), hvor oppnåelse av målpulsen da er like kritisk som ved fysisk belastning for å sikre en konklusiv undersøkelse.