Speckletracking, Herzratenvariabilität und Blutdruckmessung beim Distanzpferd

Speckle tracking, heart rate variability and blood pressure measurements in endurance horses

The previous study investigated, whether and which changes of the heart rate variability, of the myocardial function via measurement with speckle tracking and in blood pressure exist due to strenuous endurance exercise during an endurance ride. The participating horses were investigated before and after the race as well as after three days after finishing the race. We compared also the measurements of the horses, who completed the race successfully and the horses, who failed to complete the race. The data were collected from 29 participating horses at three different long-distance endurance events lasting from 68 - 162 km. An echocardiography, a resting ecg and noninvasive blood pressure measurement with highdefinition oscillometry advice were performed. B-mode, M-mode and offline speckle tracking analyses in the short and long axis view were carried out. In addition, the blood pressure was measured at mandated stops between the loops.
The standard echocardiographic examinations of the B-mode at the measurements after the endurance ride showed a statistically significant larger area of the left atrium at all three measurement points during the cardiac cycle compared to the values before the endurance ride. In the examination of myocardial contractility using speckle tracking echocardiography statistically significant lower values were found in the early diastolic measurements after the endurance ride, which suggest the presence of diastolic dysfunction in the sense of an “exercise-induced cardiac fatigue”. However, the systolic values after the ride were initially less clear. The comparison of the values after the endurance ride between the groups “lameness” and “metabolic” did not show a clear tendency either. After three days, a marked reduction in the systolic values of speckle tracking and a persistence or even an exceed of the diastolic values could be demonstrated. In contrast, the standard echocardiographic measurements returned to or even exceeded the baseline three days after the endurance race. Thus, it could be demonstrated that Speckle Tracking echocardiography allows a more accurate measurement of myocardial contractility after strenuous endurance exercise.
Overall, the heart rate variability showed a significant decrease in the parasympathetic parameters after the endurance ride. This showed a marked influence of strenuous exercise on heart rate variability with a predominance of the sympathetic nervous system at a disadvantage of the parasympathetic nervous system. After three days, the heart rate variability also reached or exceeded the previous values measured before the endurance ride. In contrast, the blood pressure measurements showed only minor changes, with systolic blood pressure being higher before the race than afterwards. The diastolic blood pressure showed exactly the opposite effect.
Overall, the results of the present study indicate the presence of a diastolic dysfunction after long-term strenuous exercise, which could be determined by standard echocardiographic measurements and Speckle Tracking echocardiography. Systolic dysfunction could only be detected after three days by using Speckle Tracking echocardiography, but not by standard echocardiographic measurements. Heart rate variability also proved to be a useful technique to detect changes due to endurance exercise. Blood pressure measurement provided only little further insight. All three methods proved to be useless to predict whether a horse would finish the endurance race successfully or retire early. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob und welche Veränderungen durch die ausdauernde, langanhaltende Belastung während eines Distanzrittes bei der mittels Speckle Tracking gemessenen Myokardfunktion, der Herzratenvariabilität sowie beim Blutdruck der Probanden auftreten können. Dabei wurden die Messwerte vor dem Ritt, nach dem Ritt und nach drei Tagen ermittelt und verglichen. Weiterhin wurde zum Messzeitpunkt nach dem Distanzritt die Werte von Finishern und ausgeschiedenen Pferden verglichen, um etwaige Unterschiede zu ermitteln. Die Untersuchungen wurden bei 29 Pferden durchgeführt, die an einem Distanzritt zwischen 86 - 162 km an drei verschiedenen Veranstaltungsorten teilnahmen. Dabei wurde jeweils eine Echokardiografie, ein Ruheelektrokardiogramm zur Berechnung der Herzratenvariabilität und nicht invasive Blutdruckmessung mittels Highdefinition Oszillometrie durchgeführt. Bei der Echokardiografie wurden B-Mode Messungen, M-Mode Messungen und offline Speckle Tracking Analysen in der kurzen und langen Achse durchgeführt. Die nicht invasive Blutdruckmessung fand auch in der Pause zwischen den einzelnen Runden bei einigen Probanden statt.
Zum Messzeitpunkt nach dem Distanzritt konnten in den standardechokardiografischen Untersuchungen des B-Modes eine statistisch signifikant größere Fläche des linken Vorhofes zu allen drei Messzeitpunkten während des Herzzyklus im Vergleich zu den Werten vor dem Distanzritt festgestellt werden. Bei der Untersuchung der myokardialen Verformung mittels Speckle Tracking konnten bei den frühdiastolischen Messwerten nach dem Distanzritt statistisch signifikant niedrigere Werte erhoben werden, was für das Vorliegen einer diastolischen Dysfunktion im Sinne einer „exercise-induced cardiac fatigue“ spricht. Die systolischen Werte hingegen waren zunächst weniger eindeutig. Auch der Vergleich der Werte nach dem Distanzritt zwischen den Gruppen „Lahmheiten“ und „metabolische“ Ausscheider zeigten keine eindeutige Tendenz. Bei der Untersuchung nach drei Tagen konnte jedoch eine deutliche Verringerung der systolischen Messwerte des Speckle Trackings und eine Persistenz, beziehungsweise eine weitere Abnahme, der diastolischen Messwerte nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu erreichten die standardechokardiografischen Messwerte nach drei Tagen wieder ihren Ausgangswert beziehungsweise übertrafen diesen sogar. Es konnte somit nachgewiesen werden, dass mittels Speckle Tracking Echokardiografie eine genauere Messung der myokardialen Kontraktilität nach einer Ausdauerbelastung erfolgen kann.
Die Herzfrequenzvariabilität zeigte insgesamt eine deutliche Abnahme der parasympathischen Messwerte nach dem Ritt. Hier konnte ein deutlicher Einfluss der Belastung auf die Herzratenvariabilität mit einer Dominanz des Sympathikus zu Lasten des parasympathischen Nervensystems ermittelt werden. Auch bei der Herzratenvariabilität konnten nach drei Tagen die ursprünglichen Messwerte von vor dem Distanzritt erreicht, respektive übertroffen, werden. Die Blutdruckmessung hingegen ergab nur geringe Veränderungen, wobei der systolische Blutdruck vor dem Rennen höher war als danach. Der diastolische Blutdruck zeigte genau gegenteiliges Verhalten.
Insgesamt weisen die erhobenen Ergebnisse der vorliegenden Studie auf eine diastolische Dysfunktion direkt nach langandauernder Belastung beim Distanzpferd hin, die mittels standardechokardiografischen Messungen und der Speckle Tracking Echokardiografie ermittelt werden konnten. Eine systolische Dysfunktion konnte erst nach drei Tagen mittels Speckle Tracking Echokardiografie, jedoch nicht mittels standardechokardiografischen Messwerten ermittelt werden. Die Herzratenvariabilität erwies sich als brauchbare Technik, um Veränderungen des autonomen Nervensystems durch Ausdauerleistungen zu ermitteln. Die Blutdruckmessung hingegen brachte kaum weiterführende Erkenntnisse. Alle drei verwendeten Methoden erwiesen sich als nicht brauchbar um vorauszusagen, ob ein Pferd das Rennen erfolgreich beenden oder vorzeitig ausscheiden wird.