Advances in Clinical and Experimental Medicine
2007, vol. 16, nr 3, May-June, p. 383–388
Publication type: original article
Language: English
The Dynamics of Perioperative Changes in Serum BNP and Troponin I Concentrations in Patients Undergoing Heart−Valve Correction with Extracorporeal Circulation
Dynamika zmian stężeń BNP i troponiny I w surowicy w okresie okołooperacyjnym u chorych poddanych zabiegowi korekty wady serca w krążeniu pozaustrojowym
1 Department of Cardiology, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland
2 Department of Cardiac Surgery, Silesian Piasts University of Medicine in Wrocław, Poland
Abstract
Background. Measurement of BNP (brain natriuretic peptide) and troponin I in the diagnostics of heart−vessel disease allows assessment of heart dysfunction (BNP) and necrosis of the heart muscle (troponin). The effectiveness of these markers in the diagnostics of myocardium function in cardiac surgery patients has not been clearly established. Heart surgery with extracorporeal circulation can lead to varied extents of damage and impairment of heart function which influence troponin and BNP concentrations.
Objectives. The aim of this study was to describe the dynamics of concentration changes in BNP and troponin I in the perioperative period in patients undergoing cardiac surgery with extracorporeal circulation to correct a valve defect.
Material and Methods. BNP and troponin I concentrations were measured in 17 patients (10 women and 7 men) aged 27–79 years who had aortic, mitral, or tricuspidal heart valve defects and therefore underwent cardiac surgery. The measurements were made before and 24 hours after surgery. The control group consisted of 18 people without heart−vessel diseases aged 54–75 years.
Results. Statistically significant higher concentrations of BNP in the patient group than in the control group were observed before (636.63 ± 472.13 pg/ml vs. 45.79 ± 21.92 pg/ml) and after cardiac surgery (628.22 ± 482.9 vs. 45.79 ± 21.92 pg/ml). BNP concentration did not change significantly before and after surgery. Patients in NYHA class III/IV had higher BNP concentrations before surgery than those in NYHA II (837.35 ± 580.96 pg/ml vs. 410.81 ± 116.96 pg/ml). The preoperative concentration of troponin I did not vary significantly from that of the control group. The concentration of troponin I was much higher 24 hours after the operation than the control group value. A difference in troponin I concentration in NYHA class II and class III/IV patients was not observed.
Conclusion. The increase in troponin I 24 hours after valve surgery is probably a result of damage to cardiomyocytes during the operation. Moreover, the chronic pathophysiology connected with the valve defect caused continuation of myocardium function disturbance after cardiac surgery. The positive correlation between BNP concentration 24 hours after surgery and aortic cross−clamping time indicates a relationship between ischemia and BNP release.
Streszczenie
Wprowadzenie. Jednoczesne oznaczenie troponiny oraz BNP w diagnostyce chorób układu sercowo−naczyniowego pozwala na ocenę dysfunkcji czynnościowej (BNP) i ewentualnej martwicy mięśnia sercowego (troponiny). Dotychczas nie została jednoznacznie określona skuteczność wymienionych markerów w diagnostyce czynności miokardium u pacjentów po zabiegu kardiochirurgicznym. Procedury związane z zabiegiem kardiochirurgicznym w krążeniu pozaustrojowym mogą prowadzić do uszkodzenia mięśnia sercowego i upośledzenia jego funkcji, czego wyrazem jest zwiększone stężenie troponin i mózgowego peptydu natriuretycznego (BNP).
Cel pracy. Określenie okołooperacyjnej dynamiki zmian stężeń mózgowego peptydu natriuretycznego (BNP) oraz troponiny I (Tn I) w surowicy pacjentów poddanych zabiegowi korekty wady zastawkowej.
Materiał i metody. Badaniem objęto 17 pacjentów (10 kobiet i 7 mężczyzn) w wieku 27–79 lat, u których przeprowadzono zabieg korekty wady lub wymiany zastawki serca. Oznaczanie BNP oraz troponiny I wykonano przed zabiegiem kardiochirurgicznym oraz 24 godziny po operacji. Grupę kontrolną stanowiło 18 osób bez współistniejących chorób układu sercowo−naczyniowego.
Wyniki. Wykazano znamiennie większe stężenia BNP w grupie badanych w porównaniu z grupą kontrolną zarówno przed (636,63 ± 472,13 pg/ml vs 45,79 ± 21,92 pg/ml), jak i po zabiegu (628,22 ± 482,9 pg/ml vs 45,79 ± ± 21,92 pg/ml). U badanych chorych po zabiegu operacyjnym nie wykazano znamiennych zmian stężeń BNPw porównaniu ze stężeniem przed zabiegiem operacyjnym. U pacjentów w klasie NYHA III/IV stwierdzono większe stężenia BNP przed zabiegiem operacyjnym niż u pacjentów w klasie NYHA II (837,35 ± 580,96 pg/ml vs 410,81 ± ± 116,96 pg/ml). Stężenie troponiny I w surowicy przed zabiegiem u badanych nie różniło się istotnie statystycznie w porównaniu ze stężeniem w grupie kontrolnej. 24 godziny po operacji stężenie troponiny I było istotnie większe niż w grupie kontrolnej. Nie wykazano różnicy w stężeniu troponiny I w grupie pacjentów w klasie NYHA II w porównaniu z pacjentami w klasie NYHA III/IV.
Wnioski. Zwiększenie stężenia troponiny I we wczesnym okresie po zabiegu chirurgicznej korekty wady zastawkowej wskazuje na uszkodzenie kardiomiocytów podczas tej procedury. Przewlekłe zjawiska patofizjologiczne związane z wadą zastawkową sprawiają, że pomimo przeprowadzenia zabiegu chirurgicznego, czynność miokardium nadal jest zaburzona. Dodatnia korelacja między stężeniem BNP po zabiegu operacyjnym a czasem zakleszczenia aorty wskazuje na związek niedokrwienia z uwalnianiem tego peptydu.
Key words
troponin I, BNP, extracorporeal circulation, cardiac surgery
Słowa kluczowe
troponina I, BNP, krążenie pozaustrojowe, operacja kardiochirurgiczna
References (19)
- Bursi F, Weston SA, Redfield MM, Jacobsen SJ, Pakhomov S, Nkomo VT, Meverden RA, Roger VL: Systolic and diastolic heart failure in the community. JAMA 2006, 8, 2209–2216.
- Bleier J, Vorderwinkler KP, Falkensammer J, Mair P, Dapunt O, Puschendorf B, Mair J: Different intracellular compartmentations of cardiac troponins and myosin heavy chains: a causal connection to their different early release after myocardial damage. Clin Chem 1998, 44, 1912–1918.
- Mahajan N, Mehta Y, Rose M, Shani J, Lichstein E: Elevated troponin level is not synonymous with myocardial infarction. Int J Cardiol 2006, 111, 442–449.
- Nienhuis MB, Ottervanger JP, Dikkeschei B, Suryapranata H, de Boer MJ, Dambrink JH, Hoorntje JC, van ‘t Hof AW, Gosselink M, Zijlstra F: Prognostic importance of troponin T and creatine kinase after elective angioplasty. Int J Cardiol 2006, 18, Abstract.
- Mehta NJ, Khan IA, Gupta V, Jani K, Gowda RM, Smith PR: Cardiac troponin I predicts myocardial dysfunction and adverse outcome in septic shock. Int J Cardiol 2004, 95, 13–17.
- Janata K, Holzer M, Laggner AN, Mullner M: Cardiac troponin T in the severity assessment of patients with pulmonary embolism: cohort study. BMJ 2003, 326, 312–313.
- Iltumur K, Karabulut A, Yokus B, Yavuzkir M, Taskesen T, Toprak N: N−terminal proBNP plasma levels correlate with severity of mitral stenosis. J Heart Valve Dis 2005, 14, 735–741.
- Arat−Ozkan A, Kaya A, Yigit Z, Balci H, Okcun B, Yazicioglu N, Kucukoglu S: Serum N−terminal pro−BNP levels correlate with symptoms and echocardiographic findings in patients with mitral stenosis. Echocardiography 2005, 22, 473–478.
- Weber M, Arnold R, Rau M, Brandt R, Berkovitsch A, Mitrovic V, Hamm C: Relation of N−terminal pro−B−type natriuretic peptide to severity of valvular aortic stenosis. Am J Cardiol 2004, 15, 740–745.
- Hutfless R, Kazanegra R, Madani M, Bhalla MA, Tulua−Tata A, Chen A, Clopton P, James C, Chiu A, Maisel AS: Utility of B−type natriuretic peptide in predicting postoperative complications and outcomes in patients undergoing heart surgery. J Am Coll Cardiol 2004, 19, 1873–1879.
- Fellahi JL, Gue X, Richomme X, Monier E, Guillou L, Riou B: Shortand long−term prognostic value of postoperative cardiac troponin I concentration in patients undergoing coronary artery bypass grafting. Anesthesiology 2003, 99, 270–274.
- Bursi F, Weston SA, Redfield MM, Jacobsen SJ, Pakhomov S, Nkomo VT, Meverden RA, Roger VL: Systolic and diastolic heart failure in the community. JAMA 2006, 8, 2209–2216.
- Sutton TM, Stewart RA, Gerber IL, West TM, Richards AM, Yandle TG, Kerr AJ: Plasma natriuretic peptide levels increase with symptoms and severity of mitral regurgitation. J Am Coll Cardiol 2003, 41(12), 2280–2287.
- Bleier J, Vorderwinkler KP, Falkensammer J, Mair P, Dapunt O, Puschendorf B, Mair J: Different intracellular compartmentations of cardiac troponins and myosin heavy chains: a causal connection to their different early release after myocardial damage. Clin Chem 1998, 44, 1912–1918.
- Berendes E, Schmidt C, Van Aken H, Hartlage MG, Rothenburger M, Wirtz S, Scheld HH, Brodner G, Walter M: A−type and B−type natriuretic peptides in cardiac surgical procedures. Anesth Analg 2004, 98, 11–19.
- Georges A, Forestier F, Valli N, Plogin A, Janvier G, Bordenave L: Changes in type B natriuretic peptide (BNP) concentrations during cardiac valve replacement. Eur J Cardiothorac Surg 2004, 25, 941–945.
- Opfermann UT, Peivandi AA, Dahm M, Hilgenstock H, Hafner G, Loos A, Oelert H: Postoperative patterns and kinetics of cTnI, cTnT, CK−MB−activity and CK−activity after elective aortic valve replacement. Swiss Med Wkly 2001, 22, 550–555.
- Guerin V, Ayed SB, Varnous S, Golmard JL, Leprince P, Beaudeux JL, Gandjbakhch I, Bernard M: Release of brain natriuretic−related peptides (BNP, NT−proBNP) and cardiac troponins (cTnT, cTnI) in on−pump and offpump coronary artery bypass surgery. Surg Today 2006, 36, 783–789.
- Provenchere S, Berroeta C, Reynaud C, Baron G, Poirier I, Desmonts JM, Iung B, Dehoux M, Philip I, Benessiano J: Plasma brain natriuretic peptide and cardiac troponin I concentrations after adult cardiac surgery: association with postoperative cardiac dysfunction and 1−year mortality. Crit Care Med 2006, 34, 995–1000.