Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Stressechokardiographie unter aktiver und passiver Belastung beim herzgesunden Pferd

Marnette, Silke

In this study, stress-echocardiographic examinations were conducted on 25 healthy, trained and untrained horses. Fifteen horses were exposed to physical stress on a treadmill or on a longe line. In ten test animals stress was actively induced on a treadmill or on a longe line, as well as passively, by the application of pharmaceuticals. Pharmaceutical stress was induced by means of an independent infusion of 7.5µg/kg/min dobutamine and 1µg/kg/min adrenalin, as well as an infusion of 7.5µg/kg/min dobutamine given in combination with 5 µg/kg (and 7.5 µg/kg) atropine.   The objective of the study consisted in comparing the different forms and conditions of physical stress with regard to their practical application in stress induction, their side effects, and, in particular, their time-dependent heart rate curves. Besides, standard values pertinent to horses with healthy heart functions were to be determined as echocardiographic parameters of global and regional left ventricular function, in order to establish the basis for examining cardiopathic horses exposed to stressful situations.   Pharmaceutical stress induction by dobutamine administered in combination with atropine is best suited to be applied in a stress-echocardiographic examination of the heart beating at rates that reflect the condition of a real stress situation and because a stress-echocardiographic examination should be made over 80 heartbeats per minute. By combining the catecholamine dobutamine with the parasympathicolytic agent atropine, it is possible to apply ultrasonography in order to examine the equine heart beating at rate that corresponds to a real stress situation induced by physical exertion, without exceeding the therapeutic doses for the horse.   In addition, it is also feasible to carry out a stress-echocardiographic examination of the heart which is sufficiently exposed to stress (more than 80 heart beats per minute) subsequent to active physical exertion, however, at least in the case of healthy horses, the rapid drop of heart rate leaves stress-echocardiography only a time window of approx. 2 minutes.   Neither the heart rates nor the stress-echocardiographic parameters showed any difference between active exercise on the treadmill or through longeing, so that in clinical routine situations –as opposed to scientific research work – exercise on the longe is recommended.   Under special conditions, for example, when cardiopathic high-performance horses or horses are examined that, either on account of their level of training or behavior, cannot be subject to physical exercise on the treadmill or the longe line, performance of echocardiography concomitant to passive stress induction with dobutamine and atropine appears to be indicated.   In the study submitted, the echocardiographic values under condition of physical exercise and passive stress induction with dobutamine and atropine revealed alterations that, compared to rest values, are considered as the expression of an enhanced contraction of the myocardium. In pharmaceutically induced stress conditions due to dobutamine and atropine, the myocardium exhibited stronger contractions than after active stress induction. This enhanced contraction of the myocardium in the course of passive stress induction, relative to the actively induced stress condition, needs to be observed when the echocardiographic parameters are evaluated.   This study compares the various methods of stress induction and discusses which is the method of choice to be applied in the various situations. The identification of standard values applying to horses with healthy hearts establishes the basis for examining cardiopathic horses exposed to stressful conditions.

Im Rahmen dieser Studie wurde bei 25 gesunden trainierten und untrainierten Pferden eine stressechokardiographische Untersuchung durchgeführt. Fünfzehn Pferde wurden zur Stressinduktion aktiv auf dem Laufband und an der Longe belastet, bei zehn Probanden wurde Stress sowohl aktiv auf dem Laufband und an der Longe als auch passiv medikamentell induziert. Die medikamentelle Stressinduktion erfolgte mit einer separaten Infusion von 7,5 µg/kg/min Dobutamin und 1 µg/kg/min Adrenalin und einer Infusion von 7,5 µg/kg/min Dobutamin in Kombination mit einer Applikation von 5 µg/kg (resp. 7,5 µg/kg) Atropin.   Ziel der vorliegenden Studie war es, unterschiedliche Formen der Belastung hinsichtlich ihrer Praktikabilität zur Stressinduktion, ihrer Nebenwirkungen und vor allem ihres Einflusses auf die Herzfrequenz zu vergleichen. Darüber hinaus sollten Normwerte bei herzgesunden Pferden für echokardiographische Parameter der globalen und regionalen linksventrikulären Funktion ermittelt werden, um eine Grundlage zur Untersuchung herzkranker Pferde unter Belastung zu erarbeiten.   Zur medikamentellen stressechokardiographischen Untersuchung des Herzens bei einer der realen Belastung adäquaten Herzfrequenz eignet sich die medikamentelle Stressinduktion mit Dobutamin in Kombination mit Atropin, da eine stressechokardiographische Untersuchung beim Pferd bei Herzfrequenzen über 80 Schlägen pro Minute durchgeführt werden sollten. Durch die Kombination des Katecholamins Dobutamin mit dem Parasympatholytikum Atropin gelingt es, das Pferdeherz während einer der realen Belastung adäquaten Herzfrequenz ultrasonographisch zu untersuchen, ohne die therapeutischen Dosen für das Pferd zu überschreiten.   Außerdem ist es möglich, eine stressechokardiographische Untersuchung des ausreichend belasteten Herzens (über 80 Schläge pro Minute) nach der aktiven Belastung durchzuführen, jedoch bleibt für die Stressechokardiographie aufgrund des raschen Herzfrequenzabfalls zumindest beim gesunden Pferd nur ein Zeitraum von ca. 2 Minuten.   Weder die Herzfrequenzen noch die stressechokardiographischen Parameter zeigen einen Unterschied zwischen der aktiven Belastung auf dem Laufband und an der Longe, so dass sich, im Gegensatz zu wissenschaftlichen Arbeiten, für den klinischen Alltag eine Belastung an der Longe empfiehlt.   Besteht die Notwendigkeit herzkranke Pferde bei maximal erreichbaren Herzfrequenzen zu untersuchen (z.B. Hochleistungspferde), oder können Pferde, aufgrund ihres Ausbildungsstandes oder Verhaltens weder auf dem Laufband noch an der Longe belastet werden, erscheint es indiziert, die Echokardiographie während der passiven Stressinduktion mit Dobutamin und Atropin durchzuführen.   In der vorliegenden Studie zeigten die echokardiographischen Werte unter der aktiven Belastung und der passiven Belastung mit Dobutamin und Atropin im Vergleich zu den Ruhewerten Veränderungen, die Ausdruck einer verstärkten Kontraktion des Myokards sind. Während der medikamentellen Stressinduktion mit Dobutamin in Kombination mit Atropin zeigte das Myokard eine stärkere Kontraktion als nach der aktiven Belastung. Bei der Auswertung der echokardiographischen Parameter während der passiven Stressinduktion ist die gesteigerte Myokardkontraktion im Vergleich zur aktiven Stressinduktion zu berücksichtigen. Mit dieser Studie wurden unterschiedliche Stressinduktionsmethoden verglichen und diskutiert, welche Methode bei unterschiedlichen Fragestellungen geeignet erscheint. Durch die Normwerterstellung bei herzgesunden Pferden wurde eine Grundlage für die Untersuchung herzkranker Pferde unter Belastung erarbeitet. 

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Marnette, Silke: Stressechokardiographie unter aktiver und passiver Belastung beim herzgesunden Pferd. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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