Miksi oikean kammion sopeutuminen vasemman sydämen apulaitteen (LVAD) jälkeen on haasteellista?

Oikean kammion (RV) ja vasemman kammion (LV) rakenteelliset ja toiminnalliset erot juontavat juurensa jo sydämen alkionkehitykseen. LV kehittyy ensimmäisestä sydänkentästä (FHF), joka muodostaa varhaisen sydänputken ja myöhemmin suuren osan vasemmasta kammiosta. RV puolestaan muodostuu toisesta sydänkentästä (SHF), joka antaa solut sydämen ulosvirtauksille ja oikealle kammiolle. Tämä alkuperä heijastuu myös niiden rakenteissa ja toimintatavoissa.

LV on painevastusta vastaan pumppaava voimakas pumppu, jonka lihassolujen tiheys ja koko ovat suurempia kuin RV:llä. RV puolestaan on matalan vastuksen ja suuren kapasiteetin systeemi, jonka lihassolut ovat pääosin sarjassa eikä rinnakkain. Tämä mahdollistaa sen, että RV voi toimia tehokkaasti alhaisilla paineilla ja korkeilla tilavuuksilla, mutta tekee siitä herkemmän paineen nousulle eli jälkikuormalle.

RV:n toimintakyky perustuu sen kykyyn sopeutua suureen tilavuuteen ja matalaan paineeseen. Toisaalta, kun RV kohtaa akuutin tai kroonisen paineen nousun, esimerkiksi keuhkoverenpaineen nousun myötä, sen sopeutumiskyky on rajoitettu. Kroonisessa keuhkoverenpaineessa RV kehittyy hypertrofiaa, mikä auttaa vähentämään seinämän jännitystä ja parantaa suorituskykyä, mutta tämä sopeutuminen ei ole täydellinen ja altistaa sydänlihaksen iskemialle ja fibroosille. RV:n kapillaaritiheys on alhaisempi kuin LV:n, mikä osaltaan lisää hapenpuutteen riskiä.

RV:n reseptoritiheydet eroavat myös LV:n vastaavista: α1A-adrenergisten reseptorien aktiivisuus ja määrä ovat RV:ssä suhteellisen korkeat, mikä lisää kalsiumin sisäänvirtausta soluihin ja tukee sydänlihaksen supistuvuutta, hypertrofiaa ja iskemian kestävyyttä. Toisaalta β1-adrenergisten reseptorien stimulaatio lisää kalsiumin määrää myosyytteissä adenyyli-sykliaasin kautta, mikä puolestaan tehostaa sydämen supistuvuutta, mutta voi myös johtaa solukuolemaan pidemmällä aikavälillä.

LVAD-implantoinnin jälkeen RV joutuu usein sopeutumaan lisääntyneeseen tilavuuskuormaan ja muuttuneisiin paineolosuhteisiin. Oikean kammion kyky säilyttää toimintansa riippuu sen kyvystä ylläpitää ventriculo-arteriaalista kytkentää, eli sovittaa supistuksensa verisuonten vastukseen ja elastisuuteen. Jos RV:n jälkeenjääneisyys tai kyvyttömyys sopeutua johtaa ventriculo-arteriaaliseen epäyhtenäisyyteen, seurauksena on supistuvuuden ja iskutilavuuden lasku, mikä näkyy hemodynaamisissa mittauksissa laskimopaineiden nousuna ja sydämen minuuttituoton heikkenemisenä.

RV:n seinämän jännitys on suoraan verrannollinen paineeseen ja säteen ja seinämän paksuuden suhteeseen. LVAD-tukilaitteen yhteydessä jokainen RV:n kuormitustilanteen muutos, kuten keuhkoverenpaineen nousu, trikuspidalisklappien vajaatoiminta tai kongestio, lisää seinämän jännitystä ja kuormittaa oikeaa kammiota. Näihin ongelmiin on pyrittävä puuttumaan ajoissa, jotta RV:n toiminta voidaan säilyttää.

Lisäksi septumin liike ja vasemman kammion supistus vaikuttavat merkittävästi RV:n toimintaan. Koska septum jakaa kammiot, vasemman kammion toiminnan heikkeneminen tai preloadin väheneminen voi heikentää myös RV:n supistusta ja täyttöä. Tämä kytkös on erityisen tärkeä LVAD-potilailla, joilla vasemman sydämen toiminta on tuettu mekaanisesti ja RV:n on kannettava suurempaa kuormaa.

RV:n sopeutuminen LVAD:in jälkeen on siis monitahoinen prosessi, jossa embryologiset erot, reseptoritiheys, seinämän rakenteelliset ominaisuudet sekä hemodynaamiset tekijät vaikuttavat kokonaiskuvaan. Näiden ymmärtäminen on keskeistä onnistuneen hoidon kannalta, koska RV:n vajaatoiminta on merkittävä komplikaatio LVAD-potilailla.

On tärkeää huomioida, että RV:n kyky sietää kuormitusta ja sopeutua muutoksiin ei perustu vain rakenteisiin tekijöihin, vaan myös hermoston ja hormonien säätelyyn, joiden vaikutus adrenergisten reseptorien kautta on keskeinen. Lisäksi verenkierron ja hapen saannin riittävyys RV:n kudoksissa on ratkaisevaa sen kestokyvylle. Näin ollen hoitotoimissa on huomioitava sekä mekaaniset, farmakologiset että metaboliset tekijät, jotta voidaan tukea RV:n toimintaa kokonaisvaltaisesti.

Miten LVAD-tekniikka ja potilaan hemodynamiikka vaikuttavat sydämen toimintaan?

LVAD-tekniikka (vasemman kammion apupumppu) on kehittynyt merkittävästi, mutta sen käyttöön liittyy monia haasteita ja yksilöllisiä tekijöitä, joita tulee ottaa huomioon potilaan hoidossa. Vaikka perinteiset arviointimenetelmät, kuten ekokardiografia ja hemodynaamiset mittaukset, ovat tärkeitä, ne eivät aina pysty täysin ennustamaan oikean kammion (RV) kuormituksen jälkeistä tilaa tai vasemman kammion paineen käyttäytymistä. Näiden tekijöiden ymmärtäminen on välttämätöntä, jotta voidaan optimoida LVAD:n toiminta ja sen vaikutus potilaan verenkiertoon.

LVAD:n toiminta on monimutkainen prosessi, jossa aortan paineen ja vasemman kammion paineen erotus vaikuttavat merkittävästi pumpun virtaaman määrään. Tämä paine-virtaus-suhde, jota kutsutaan usein LVAD:n suorituskyvyn käyriksi, osoittaa käänteisen yhteyden pumpun paineen ja virtaaman välillä: kun pumpun paine nousee, virtaus vähenee. Tämä käytös on havaittavissa kaikilla pumpun nopeuksilla ja ilmenee selvästi erilaisissa paine-virtauskäyristä, joita kutsutaan LVAD-perheen käyriksi. Tällöin paine-virtaus-suhde heijastaa suoraan vasemman kammion sopusointua ja pumpun suorituskyvyn rajaa.

Tällöin paineen nousu, kuten systolisen paineen nousu, voi johtaa LVAD:n virtaaman vähenemiseen. Esimerkiksi, jos LVAD pumppaa 5 litraa minuutissa tietyllä paineella, paineen nousu 80 mmHg:sta 100 mmHg:iin voi alentaa virtausta jopa 20 prosenttia. Tämä osoittaa sen, kuinka tärkeää on hallita potilaan verenpainetta, koska korkea verenpaine saattaa johtaa virtauskapasiteetin heikkenemiseen ja riittämättömään tukeen potilaan systeemiselle verenkiertoon. Samalla LVAD on herkempi jälkikuormitukselle kuin normaalin sydämen toiminta.

Potilaan jälkikuormituksen hallinta on erityisen tärkeää LVAD:n suorituskyvyn optimoinnissa. LVAD ei ole yhtä herkkä esikuormitukselle, mutta sen suorituskyky voi heikentyä merkittävästi, jos jälkikuormitus kasvaa. Tämä heijastuu suoraan pumpun virtaamissa ja sydämen hemodynaamisessa tasapainossa. Kun verenpaine nousee, pumpun paine-ero kasvaa ja virtaus vähenee. Tällöin LVAD:n toiminta siirtyy epäsuotuisalle alueelle, joka voi johtaa virtaaman vähenemiseen ja sydämen vajaatoiminnan pahenemiseen.

Näin ollen LVAD:n optimointi vaatii huolellista säätämistä, joka ottaa huomioon yksilölliset tekijät, kuten vasemman kammion ja oikean kammion toiminnan, esikuormituksen, sydämen jäännöskontraktiilisuuden sekä potilaan jälkikuormituksen. Tässä korostuu yksilöllinen lähestymistapa, jossa potilaan hemodynaamista tilaa tarkastellaan jatkuvasti ja LVAD:n nopeus säädetään vastaamaan potilaan tarpeita. Tämä optimointi auttaa saavuttamaan halutun hemodynaamisen tilan ja parantaa hoitotuloksia.

LVAD:n toiminnan ymmärtäminen vaatii myös syvempää tietämystä hemodynaamisista tekijöistä, kuten sydämen jäännöskontraktiilisuudesta ja vasemman kammion paineen vaikutuksesta pumpun toimintaan. Potilaan tilan seuranta ja hemodynaamisten parametrien säätäminen on kriittistä hoidon onnistumiselle. Lisäksi LVAD:n käytön aikana on tärkeää huomioida paineen- ja virtauskäyrien herkkyys sekä mahdolliset muutokset paineessa ja virtaamassa sydämen sykliä tarkasteltaessa.

On tärkeää huomata, että LVAD:n ja sydämen alkuperäisen toiminnan välinen ero on keskeinen tekijä hoidon onnistumisessa. Koska LVAD ei ole yhtä herkkä esikuormitukselle kuin terve sydän, sen suorituskyvyn optimoiminen on usein monivaiheinen ja yksilöllinen prosessi.

Mikä on TV-regurgitaation luonnollinen eteneminen CF-LVAD-istutuksen jälkeen?

TV (trikuspidaaliläppä) ja MV (mitraaliläppä) sairaudet ovat yleisiä vakavasta sydämen vajaatoiminnasta kärsivillä potilailla, jotka tarvitsevat mekaanista verenkiertotukea (MCS), erityisesti CF-LVAD (continuously flow left ventricular assist device) -istutuksen jälkeen. Nämä sydänläppävian muodot, kuten regurgitaatio, voivat vaikuttaa merkittävästi potilaan hemodynamiikkaan ja elämänlaatuun. CF-LVAD:in käyttö voi kuitenkin osaltaan parantaa näiden läppävikojen vakavuutta, mutta kysymys siitä, miten näiden läppävikojen tilanne kehittyy ja mitä hoitovaihtoehtoja on käytettävissä, on edelleen kiistanalainen ja monivaiheinen.

CF-LVAD:in käyttö voi johtaa vasemman kammion (LV) mekaaniseen puristumiseen, mikä puolestaan vaikuttaa mitraaliläpän (MV) tilaan. Toisaalta trikuspidiläpän (TV) regurgitaatio on usein vähemmän tutkittu, vaikka se esiintyy huomattavasti useammin CF-LVAD-implanteissa kuin oletetaan. Tämä voi johtaa merkittäviin hemodynaamisiin muutoksiin ja pitkän aikavälin seurauksiin. Jatkuvasti virtauksen avulla toimivat vasemman kammion tukilaitteet voivat vaikuttaa TV-regurgitaation ja mitraaliläppävikojen luonnolliseen etenemiseen, mutta tulokset vaihtelevat tutkimuskohtaisesti.

Erityisesti tutkimukset ovat osoittaneet, että vakava mitraaliläpän regurgitaatio (MR) voi merkittävästi heikentää potilaan ennustetta ennen CF-LVAD:in asennusta. Esimerkiksi vuoden 2020 STS (Society of Thoracic Surgeons) vuosiraportissa raportoitiin, että 23,5 % CF-LVAD:in saaneista potilaista oli vakavaa mitraaliläppäregurgitaatiota, ja 11,7 %:lla oli merkittävää trikuspidiläppäregurgitaatiota. Kun otetaan huomioon, että 4+ / vakavaa mitraaliregurgitaatiota oli 26,5 % potilaista ennen CF-LVAD:in asennusta, tämän tilan jälkiseuranta on olennainen osa hoitostrategian arviointia.

Jatkuva vasemman kammion mekaaninen puristus voi johtaa läppävikojen lieventymiseen, mikä ilmenee MR:n vähenemisenä jopa 5 %:iin pitkän aikavälin seurannassa. Esimerkiksi Jumeanin tutkimuksessa, jossa tarkasteltiin 30 potilasta, joilla oli 4+ MR ennen CF-LVAD:ia, viiden potilaan MR oli edelleen 4+, mutta muiden potilaiden MR oli vähentynyt alle 3+:n. Samalla tavoin suuri osa tutkimuksista on osoittanut, että CF-LVAD:in käytön jälkeen oikean sydämen toiminnan paraneminen voi parantaa trikuspidiläpän regurgitaation oireita, mutta kyseisten tilojen täydellinen korjaaminen ei aina ole taattu.

Vaikka mittarit, kuten keuhkovaltimopaine (PASP) ja keskivaiheinen paine, voivat parantua merkittävästi CF-LVAD:in käytön jälkeen, kysymys siitä, milloin tulisi harkita läppäleikkauksen suorittamista, on edelleen avoin. Useissa tutkimuksissa on havaittu, että mitraaliläpän korjaaminen (MVr) yhdessä CF-LVAD:in kanssa voi vähentää toistuvia sairaalahoitoja ja parantaa elämänlaatua, mutta selvää näyttöä selviytymis-erotuksesta ei ole löydetty. Tämän vuoksi on tärkeää miettiä tarkasti, milloin ja miten läppäleikkaus tulisi liittää CF-LVAD-hoitoon.

Tässä asiayhteydessä esiin nousee myös trikuspidiläpän kirurgian rooli. Vaikka trikuspidiläpän korjaus voi parantaa potilaan tilaa pitkässä juoksussa, erityisesti silloin, kun oikean kammion vajaatoiminta on merkittävää, sen indikaatiot ovat monimutkaisempia. Useat tutkimukset ovat kuitenkin raportoineet, että oikean kammion vajaatoiminta voi parantua yksinään pelkällä CF-LVAD:illa ilman, että trikuspidiläppäleikkausta tarvitaan. Toisaalta, joissain tapauksissa, kuten Fukuharan tutkimuksessa, trikuspidiläpän korjaus yhdistettynä CF-LVAD:iin on johtanut parempiin pitkän aikavälin hemodynaamisiin tuloksiin ja vähemmän oikean kammion vajaatoimintaan.

Tärkeää on myös huomata, että potilaan ennuste ja hemodynaamiset parannukset voivat vaihdella merkittävästi sen mukaan, mikä laite on käytössä (HeartMate III™ vs. HeartMate II™), ja kuinka suuri on läppävikojen alkuperäinen vakavuus. HeartMate III™ -laitteella implanteeratuilla potilailla on havaittu pienempi riski jatkuvaan vakavaan mitraaliregurgitaatioon verrattuna HeartMate II™ -laitteella hoidettuihin. Tämä viittaa siihen, että uusien teknologioiden käyttöönotto voi parantaa potilaan tilaa myös läppävikojen osalta, mutta tämä ei ole yksiselitteinen totuus.

Kaiken kaikkiaan on selvää, että CF-LVAD-implantaatio voi vaikuttaa merkittävästi mitraaliläpän ja trikuspidiläpän regurgitaatioon, mutta hoitostrategiat ja läppäleikkauksen indikaatiot tarvitsevat tarkempaa tutkimusta ja potilaskohtaista arviointia.

Infektioiden ennaltaehkäisy ja sydämen siirto VAD-laitteen käytön jälkeen

Sydämen mekanisoidut kiertolaitteet (MCS), kuten VAD-laitteet (ventrikulaariset apulaitteet), ovat tärkeä osa sydämen vajaatoiminnan hoitoa, erityisesti silloin, kun sydämen siirtoa ei voida suorittaa välittömästi. Kuitenkin VAD-laitteen käytön yhteydessä esiintyvät infektiot ovat merkittävä huolenaihe ja voivat vaikuttaa potilaan pre- ja post-transplantaatiotuloksiin. On havaittu, että infektioiden lähteen tunnistaminen ja nopea hoito ovat avainasemassa näiden potilaiden selviytymisessä.

VAD-laitteiden yhteydessä esiintyvät infektiot voivat olla moninaisia, mukaan lukien pumpun, johtosarjan (driveline) ja taskujen infektiot, mutta myös steriilit haavat tai vatsan alueen infektiot. Infektiot, jotka johtuvat erityisesti laitteista, kuten pumpun tai driveline-infektiot, eivät yleensä vaikuta siirtohoidon tuloksiin, mutta ne voivat aiheuttaa merkittäviä komplikaatioita, kuten haavan infektiot, pitkittyneen sairaalahoidon, uudelleen sairaalaan pääsyn ja lisääntyneet leikkaukseen liittyvät riskit. Sepsis, joka on infektio, joka leviää koko elimistöön, voi estää sydämen siirron mahdollisuuden, jos sen lähde on laitteeseen liittyvä infektio.

VAD-laitteen käyttäjillä sepsis ei ole yleisesti merkittävä este sydämen siirron onnistumiselle, mutta erityisesti sieni-infektiot voivat olla erittäin vaarallisia, koska ne liittyvät korkeampaan kuolleisuusriskiin verrattuna grampositiivisiin tai gramnegatiivisiin bakteereihin. Erityisesti silloin, kun potilas ei reagoi tavalliseen antibioottihoitoon, VAD:n poistaminen ja siirron ajoittaminen voivat parantaa selviytymismahdollisuuksia.

On huomattava, että VAD-laitteen käyttäjillä on usein heikentynyt immuunivaste, mikä altistaa heidät enemmän infektioille ja voi johtaa virheellisiin serologisiin tuloksiin, kuten väärään hepatiitti C -diagnoosiin. Tämä heikentynyt immuunivaste voi myös altistaa opportunistisille infektioille, kuten sytomegalovirukselle, joka voi tulla esiin sydämen siirron jälkeen. Vaikka infektioiden ennaltaehkäisy ja hoito ovat olennainen osa potilaiden hoitoa, VAD-laitteen käyttö voi myös vaikuttaa immuunivasteen muutoksiin, kuten B-solujen yliaktiivisuuteen ja T-solujen toimintahäiriöihin.

Siirtoprosessin onnistumisen kannalta on tärkeää, että VAD-laitteella olevat potilaat saavat oikeanlaista antibioottihoitoa ja että infektioiden lähde pystytään tunnistamaan mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. On myös huomattava, että infektiot, jotka eivät liity suoraan laitteeseen, voivat rajoittaa siirron mahdollisuuksia. Tämä tekee tarkasteluista ja infektioiden hallinnasta keskeisen osan hoitosuunnitelmaa.

Yhdysvalloissa tapahtunut sydämen siirron jakokäytännön muutos on myös vaikuttanut siihen, miten VAD-laitteen käyttäjät sijoittuvat siirtojonoihin. Uusien kriteerien mukaan pitkäaikaislaitteen käyttäjät, kuten LVAD-laitteen (vasemman kammion apulaitteen) saajat, voivat saada siirron matalammalla prioriteetilla verrattuna potilaisiin, jotka tarvitsevat lyhytaikaisia apuvälineitä, kuten ECMO:ta (ulkoinen sydän-keuhkokone) tai intraaorttista pallopumppua (IABP). Tämä muutos pyrittiin tekemään ensisijaisesti potilaiden kuolleisuuden vähentämiseksi siirtojonoissa.

Infektion ennaltaehkäisy ja hoito MCS-potilailla ovat erittäin tärkeitä. Tämän vuoksi kansainväliset asiantuntijat ovat laatineet konsensusdokumentteja, joissa määritellään parhaita käytäntöjä infektioiden ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi. Tällaisiin toimenpiteisiin kuuluu muun muassa potilaan perusteellinen arviointi ennen siirtoa, kuten MRSA-kantojen poistaminen nenän mupirociinihoidolla, kirurgiset ennaltaehkäisevät toimet, kuten rintakarvojen leikkaaminen ennen leikkausta, ja oikeanlaisten antibioottien käyttö leikkauksen aikana.

Infektionhallinnan parantaminen on jatkuva haaste, sillä antibioottien pitkäaikainen käyttö voi johtaa patogeeniresistenssiin ja vaikeuttaa myöhempien infektioiden hoitoa. Täten on tärkeää tasapainottaa infektioiden ehkäisy ja antibioottien käyttö siten, että hoito ei aiheuta muita vakavia ongelmia, kuten lääkekemikaalien myrkyllisyyttä tai uusiutuvia vaikeita infektioita.

Lopulta, vaikka VAD-laitteet ja sydämen siirto voivat pelastaa monen potilaan hengen, infektiot ja niiden hoito ovat edelleen merkittävä haaste. Taudinaiheuttajien nopea tunnistaminen, oikea lääkitys ja varhainen kirurginen toimenpide voivat parantaa potilaan selviytymismahdollisuuksia ja edistää onnistuneita siirtohoitoja.