Right ventricular pressure response to exercise in congenital heart septal defects

Abstract

Forhøyet blodtrykk i lungearterien (pulmonal arteriell hypertensjon = PAH) er en sykdomstilstand med høy dødelighet som opptrer bl.a. som alvorlig følgesykdom ved medfødte hjertefeil. Oppfølgingsstudien til barnekardiolog Thomas Möller har undersøkt pasienter med relativt enkle hjertefeil i alderen 13 til 25 år. Möller har påvist en trykkstigning i høyre hjertekammer, og dermed i lungearterien, under aktivitet hos en tredjedel av pasientene med hull mellom hjertekamrene (ventrikkelseptumdefekt eller ”VSD”). Trykkfenomenet ser i tillegg ut til å la seg fremkalle eller forverre av opphold i 2500 meters høyde. Funnene må ansees som viktige, og det bør undersøkes videre om denne trykkstigningen påvirker hjertet over lang tid og om trykkreaksjonsmønsteret eventuelt kan forverres med økende alder til alvorlig behandlingskrevende PAH.

Pasientene i studien var født enten med en VSD eller med et hull mellom hjertets forkamre (atrieseptumdefekt eller ”ASD”). De fleste pasienter hadde fått sine defekter lukket ved åpen hjertekirurgi tidlig i barndommen. Slike pasienter regnes generelt som helbredet for sin hjertesykdom, og de følges ofte ikke lenger med hjertekontroller.

Femti pasienter og 116 friske kontrollpersoner ble undersøkt med en måling av maksimalt oksygenopptak på tredemølle og med ekkokardiografi i ro og under liggende sykling. Det ble også gjort biokjemiske og genetiske analyser. Et mindre pasientutvalg gikk gjennom et forsøk i lavtrykkskammer med tilsvarende hjerteundersøkelser i simulert høyde.

Pasientgruppen hadde lavere oksygenopptak enn friske ungdommer. Hver tredje pasient med VSD viste unormalt høyt lungeblodtrykk under sykling. Simulert høydeopphold i 2500 m.o.h. kunne både fremkalle og forverre en unormal trykkrespons. Biokjemiske analyser viste en aktivering av signalsubstanser hos de med unormal trykkreaksjon, som kan tyde på en pågående inflammatorisk prosess i lungekarveggen. Genetiske analyser har påvist en hittil ukjent mutasjon i et gen som knyttes til arvelig PAH.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a serious long-term complication of congenital heart disease with systemic-to-pulmonary shunting of blood. The volume overload in the pulmonary circulation can result in chronic pulmonary vascular disease and PAH. A European multi-centre study reported a high prevalence of secondary PAH in adult patients with closed atrial septal defect (ASD) or closed ventricular septal defect (VSD). It is commonly assumed that secondary PAH could be prevented by surgical or interventional closure of septal defects early in childhood.

Our study aimed to investigate early indications of pulmonary circulatory changes in a population-based group of young patients with ASD or VSD. Abnormal rise of right ventricular systolic pressure (RVSP) during exercise reflects high pulmonary arterial pressure and it is considered to be an early sign of pulmonary vascular disease.

We studied 116 healthy volunteers and an unselected group of 50 patients, age 13 to 25, who were born with either isolated ASD or isolated VSD. All patients with ASD and the patients with large VSD had their defect closed by surgery or device implantation. The study investigation consisted of exercise testing on a treadmill (VO2peak), echocardiography at rest and during supine bicycling, biochemical and genetical analysis. A selected patient subgroup was also examined during simulated altitude conditions.

All patient groups (closed ASD, closed VSD, small open VSD) had reduced exercise capacity as compared to controls. One out of three patients with VSD (50% of those with closed VSD) showed an RVSP above 50 mmHg during exercise, which had been previously demonstrated to be the upper normal pressure limit for healthy non-athletic individuals. Abnormal RVSP response could also be induced or worsened by moderate altitude. In two patients with abnormal RVSP response we found a previously undescribed mutation in the BPMR-2 gene which is the affected gene in hereditary forms of PAH.