Protection of the Ischemic Myocardium: Dose-Response Relationships with Glucocorticoids in Filtered Cardioplegic Solutions

Summary

A concentration-responsive study of supplementation with methyl prednisolone sodium succinate (MPSS: 0-10-100-500-1000 mg/1) to a potassium-based crystalloid cardioplegic solution, administered under hypothermic conditions, has been undertaken in the isolated working rat heart. The solution was filtered through a very fine filter (0.22 μm), thereby excluding particles able to increase vascular resistance and reduce postischemic Performance. The solution was administered intermittently at a constant flow rate during 180 min of ischemia at 20°C. The per cent postischemic recovery of aortic flow rate for the following concentrations of MPSS was: 0 mg/l 57%; 10 mg/l 49%; 100 mg/l 52%; 500 mg/l 38%; and 1000 mg/l 28%. MPSS supplementation did not improve upon any of the physiological, enzymatic or metabolic (total tissue high-energy phosphates, lactate, glycogen, Ca⁺⁺) variables. The highest concentrations (500 and 1000 mg/l) of MPSS decreased postischemic performance. The hearts perfused with sodium succinate in a concentration equimolar to MPSS 1000 mg/l recovered less than the hearts subjected to unmodified cardioplegia. It is concluded that MPSS does not confer any additional protection to a potassium-based, calcium-containing crystalloid cardioplegic solution when it is effectively filtered. High concentrations of MPSS may prove toxic to the ischemic myocardium.

Zusammenfassung

Die dosisbezogene Auswirkung unterschiedlicher Konzentrationen von Methylprednisolon (MPSS: 0 - 10 -100 - 500-1000 g/l) in einer Kalium-Kardioplegielösung wurde unter hypothermen Bedingungen am isolierten, arbeitenden Rattenherzen untersucht. Die Lösung wurde über einen sehr feinen Filter (0,22μm) gefiltert, wodurch Partikel zurückgehalten wurden, die den Gefäßwiderstand erhöhen und die myokardiale Leistung nach Ischämie einschränken könnten. Die Lösung wurde intermittierend mit einem konstanten Fluß während 180 min Ischämie bei 20°C verabreicht. Die postischämische Erholung der Aortenflußrate betrug für die entsprechenden Konzentrationen 0 mg/l 57%; 100 mg/l 52%; 500 mg/l 38%; 1000 mg/l 28%.Der MPSS-Zusatzderkardioplegischen Lösung führte weder zu einer Verbesserung der physiologischen noch der enzymatischen oder metabolischen Parameter (gesamtenergiereiches Phosphat, Laktat, Glycogen, Calcium⁺⁺ ). Die höheren Konzentrationen führten zu einer Abnahme der postischämischen Leistung. Wurden Herzen mit Natriumsuccinat äquimolar zu 1000 mg/l MPSS gespült, erholten sie sich schlechter als solche, die unveränderter kardioplegischer Lösung ausgesetzt wurden. Es wird hieraus geschlossen, daß MPSS in einer Kardioplegielösung mit Calciumgehalt keinen zusätzlichen Schutz für das Myokard bewirkt, wenn die Lösung effektiv gefiltert wurde. Höhere Dosen von MPSS könnten toxische Wirkungen fürs Myokard aufweisen.

Key words

Cardioplegia - Methyl prednisolone sodium succinate - High energy phosphates