Early shunting of 9 μm and 15 μm tracer microspheres from the acutely ischemic canine myocardium

Recent reports have shown considerably differing results for myocardial shunting of 9 μ and 15 μm tracer microspheres (TMs) under various conditions. This could restrict the use of TMs for myocardial, especially collateral blood flow measurements. To determine the importance of coronary collateral blood flow and its early changes during the first 30 minutes after acute coronary artery occlusion (i.e. the 1st arrhythmic phase), we studied the shunting of 9 μm and 15 μm TMs from the ischemic myocardium during acute LAD ligation. In anesthetized dogs these TMs and subsequently Ringer solution were infused into the occluded coronary artery just distal to the ligation with constant low perfusion pressure. TM shunting (%S) into the lungs was then determined (%S=total lung radioactivity· 100/radioactivity infused). During a single LAD occlusion lasting 35 minutes (series I, n=10) 9 μm TMs were infused immediately and 30 minutes after ligation, 15 μm TMs being infused after 15–20 minutes. In series II (n=6) 9μm TMs were infused immediately during the 1st, short (5 minutes) LAD occlusion. Following 90 minutes of reperfusion a 2nd LAD ligation (35 minutes) was performed with 9 μm TMs being infused immediately and 30 minutes after occlusion. During the first 30 minutes of acute coronary artery occlusion, TM shunting from the ischemic myocardium is negligible for 15 μm TMs (%S<0.5%; n=5), whereas the mean 9 μm TM shunt of the early applicated TM (i.e. A₁, series I; n=9; B₂, series II, n=6) amounts to a maximum of 1.21±0.2% (\(\bar X\)±SEM).After 30 minutes of occlusion the mean 9 μm TM shunt amounts only to 0.71±0.15% (i.e. C₁ series I; n=4; C₂, series II; n=4). — In a coronary artery occlusion repeated once, 9μm TM shunting, while increasing slightly due to the 90 minutes of reperfusion, still amounts to only 1.73±0.41% (n=6). I three experiments 9 μm TMs were infused into the unoccluded, normally perfused LCX coronary artery during LAD occlusion. The mean LCX shunt value of 4% after a mean time of 25 minutes following TM infusion is in very good agreement with the 9 μm TM shunt values in the literature. These results clearly demonstrate that the TM technique with 9 μm microspheres is suitable for measuring changes in coronary collateral blood flow at least for a short time period after acute coronary artery occlusion. In der neueren Literatur liegen unterschiedliche Angaben über das myokardiale Shunting von 9μm und 15 μm Tracer-Mikrosphären (TM) bei verschiedenen Versuchsbedingungen vor. Dieser myokardiale TM-Shunt könnte die Anwendung der TM-Methode für myokardiale Blutflußmessungen einschränken, insbesondere bei Kollateralblutflußbestimmungen im ischämischen Myokard. Für Untersuchungen. die die Bedeutung des Kollateralflusses und dessen frühe Änderung während der ersten 30 Minuten nach akutem Koronarverschluß (=1. Arrhythmiephase) aufklären sollten, prüften wir daher das Shunting von 9 μm und 15 μm TM aus dem ischämischen Myokard während akuter LAD-Ligatur. Bei narkotisierten Hunden wurden diese TM und anschließend Ringer-Lösung in die verschlossene Koronararterie distal der Ligaturstelle bei konstantem, niedrigem Perfusionsdruck infundiert. Danach wurde der TM-Shunt (%S) in die Lunge bestimmt (%S=Gesamtlungenradioaktivität · 100/Infusionsaktivität). Während einer LAD-Ligatur von 35 Minuten Dauer (Serie I; n=10) wurden 9 μm TM sofort und nach 30 Minuten infundiert, die 15 μm TM-Applikation erfolgte nach 15–20 Minuten. In Serie II (n=6) wurden 9 μm TM bei der ersten kurzen LAD-Ligatur (5 Minuten) sofort nach Verschluß infundiert. Nach einem Reperfusionsintervall von 90 Minuten wurde eine zweite LAD-Okklusion (35 Minuten) durchgefürt mit 9μm TM-Applikation sofort und 30 Minuten nach Verschluß. Während der ersten 30 Minuten nach akutem Koronararterienverschluß ist der Shunt aus dem ischämischen Myokard für 15μm TM (%S<0.5%, n=5) vernachlässigbar klein. — Der mittlere 9μm TM-Shunt nach der frühen TM-Applikation (d. h. A₁, Serie I; n=9; B₂, Serie II; n=6) erreicht maximal 1,21±0,2% (\(\bar X\)±SEM). 30 Minuten nach dem Koronarverschluß beträgt der mittlere TM-Shunt nur 0,71±0,15% (d. h. C₁, Serie I; n=4; C₂, Serie II; n=4). Bei einmalig repetiertem Koronarverschluß steigt der mittlere 9μm TM-Shunt durch die Reperfusion leicht an, liegt jedoch immer noch bei 1,73±0,41% (n=6). In 3 Experimenten wurden während LAD-Ligatur 9 μm TM in die nicht verschlossene, normal perfundierte LCX-Koronararterie infundiert. Nach einer mittleren Zeit von 25 Minuten nach der Applikation beträgt der mittlere Shunt-Wert aus dem LCX-Gebiet 4%. Das stimmt gut mit den in der Literatur angegebenen 9μm TM-Shunt-Werten überein. Diese Ergebnisse zeigen klar, daß die TM-Methode mit 9μm Mikrosphären geeignet ist für die Messung von Änderungen des koronaren Kollateralblutflusses, zumindest für eine kurze Periode nach akutem Koronararterienverschluß.