Medycyna Weterynaryjna - Summary Medycyna Wet. 62 (10), 1152-1154, 2006

Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1152

Praca oryginalna Original paper

Intensywny i regularny wysi³ek fizyczny istotnie wp³y-wa na zmiany strukturalne i czynnoœciowe komórek miêœnia sercowego. Nie wiadomo jednak, czy œwiadcz¹ one o zmianach patologicznych w organizmie, czy te¿ o przystosowaniu do zwiêkszonego wysi³ku. Stuewe i wsp. (24) twierdz¹, ¿e wysi³ek korzystnie wp³ywa na miêsieñ sercowy, natomiast inni autorzy (3, 4, 19) wy-powiadaj¹ odmienne opinie. Badania elektrokardiogra-ficzne psów zaprzêgowych w treningu wytrzyma³oœcio-wym wykaza³y zmiany rozmiarów serca, œwiadcz¹ce o jego powiêkszeniu. Zmiany te mog¹ byæ mylone z pa-tologicznym przerostem miêœnia sercowego, dlatego wa¿ne jest, aby prawid³owo oceniæ stan zdrowia psa bie-gaj¹cego (5, 10, 23). U trenowanych koni z kompensa-cyjnym przerostem miêœnia sercowego badaniem ekg stwierdzono zwolnienie akcji serca w spoczynku. Obja-wy te s¹ uwa¿ane za korzystne, poniewa¿ œwiadcz¹ o przystosowaniu organizmu, a g³ównie uk³adu kr¹¿e-nia i uk³adu oddechowego do pokonywakr¹¿e-nia zwiêkszo-nych obci¹¿eñ fizyczzwiêkszo-nych (25). Opisanej bradykardii to-warzyszy wzrost objêtoœci wyrzutowej, dziêki czemu mo¿e byæ utrzymana taka sama objêtoœæ minutowa ser-ca, co przed³u¿a fazê rozkurczu miêœnia sercowego. Po-zwala to na zwiêkszone ukrwienie, a tym samym utle-nowanie komórek miêœnia sercowego (8). Podobne zmia-ny w pracy serca stwierdzono u psów poci¹gowych, u których trening mo¿e spowodowaæ arytmiê, bêd¹c¹ wyrazem przystosowania do zwiêkszonego wysi³ku. Za-pisy elektrokardiograficzne psów pracuj¹cych mog¹ œwiadczyæ o przystosowaniu czynnoœciowym miêœnia sercowego do wysi³ku, jak i o podatnoœci przeroœniête-go miêœnia sercoweprzeroœniête-go na choroby (10, 18). Stwierdzane niekiedy arytmie o charakterze patologicznym

wyklu-czaj¹ z treningu zwierzêta, które nastêpnie zostaj¹ pod-dane dok³adnemu zbadaniu i leczeniu.

Dopuszczenie zwierz¹t (psów, koni) do prób wysi³-kowych lub zawodów sportowych wymaga wykonania szeregu badañ okreœlaj¹cych stan sprawnoœci miêœnia sercowego. Dotychczasowa diagnostyka laboratoryjna schorzeñ miêœnia sercowego opiera³a siê na oznaczaniu aktywnoœci enzymów i izoenzymów sercowych (AST,

CK-MB, LDH₁). Niestety, badania te, ze wzglêdu na

nisk¹ czu³oœæ diagnostyczn¹ i ma³¹ specyficznoœæ na-rz¹dow¹, mia³y ograniczone znaczenie diagnostyczne. Potwierdzeniem tego jest wzrost aktywnoœci wy¿ej wy-mienionych enzymów w surowicy w stanach patologicz-nych, w których nie dosz³o do uszkodzenia miêœnia ser-cowego (17).

Charakterystyczne dla miêœnia sercowego s¹ izoen-zymy dehydrogenazy mleczanowej: LDH₁ i LDH₂, ich podwy¿szona aktywnoœæ w surowicy wskazuje na uszko-dzenie b³ony cytoplazmatycznej komórek uszkodzonej tkanki (9).

Obecnie uwa¿a siê, ¿e najwiêksz¹ wartoœæ diagnos-tyczn¹ w rozpoznaniu uszkodzenia komórek miêœnio-wych ma oznaczanie troponin, zaliczanych do grupy wczesnych markerów sercowych, reaguj¹cych wzrostem zawartoœci w surowicy w pierwszych godzinach uszko-dzenia miêœnia sercowego (3, 14).

Troponiny s¹ bia³kami znajduj¹cymi siê w miofila-mentach cienkich miêœni poprzecznie pr¹¿kowanych, bior¹cymi udzia³ w kurczliwoœci miêœnia sercowego i miêœni szkieletowych. Bia³ka te za poœrednictwem wap-nia reguluj¹ skurcz w³ókien miêœniowych (13). Wystê-puj¹ jako kompleks z³o¿ony z trzech jednostek: troponi-na C (TnC), troponitroponi-na I (TnI) oraz troponitroponi-na T (TnT).

Wp³yw wysi³ku fizycznego psów zaprzêgowych

na miêsieñ sercowy

ANITA PROCAJ£O

Zespó³ Chorób Wewnêtrznych Katedry Nauk Klinicznych Wydzia³u Medycyny Weterynaryjnej UWM, ul. Oczapowskiego 14, 10-957 Olsztyn

Procaj³o A.

Influence of exercise on the heart muscle of sledge dogs Summary

Hypertrophy of the heart muscle may occur as a result of maximum and prolonged physical training. Till now, heart failure has been the delineating marker for determining physiological hypertrophy and the transition period into pathological hypertrophy. The state of the heart muscle is usually evaluated by heart muscle injury markers, one of which is cardiac troponin I (cTnI). Troponin is detectable only in heart tissues and it's concentration in blood increases rapidly in relation to the level of myocardium failure.

During this study some sledge dogs had increased concentrations of cTnI concentration in their sera which indicated heart muscle failure as a result of an excessive workload.

Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1153

Troponina C wykazuje zdolnoœæ wi¹zania wapnia, jest odpowiedzialna za regulacjê procesu aktywacji filamentu cienkiego podczas skurczu miêœni szkieletowych i miêœ-nia sercowego. Troponina I hamuje wi¹zanie aktyny F (fibrylarnej) do miozyny. Troponina T ³¹czy tropomio-zynê z pozosta³ymi sk³adnikami troponiny (20, 22). Ist-niej¹ce ró¿nice miêdzy troponin¹ sercow¹ a troponin¹ miêœni szkieletowych sta³y siê przyczyn¹ badañ nad nimi i ich rozpoznania. W miêœniu sercowym wyosobniono dwie izoformy troponin: troponinê T i troponinê I (cTnT i cTnI) nale¿¹ce do specyficznych markerów sercowych. Sercowa izoforma troponiny C (cTnC) z powodu braku swoistoœci nie jest brana pod uwagê w rozpoznaniu cho-rób miêœnia sercowego (20). Sercowa troponina T tylko nieznacznie ró¿ni siê od izoform miêœni szkieletowych (wykazuje oko³o 2% reakcji krzy¿owych z izoform¹ miêœniow¹) i stwierdzana jest we krwi, np. po urazach miêœni szkieletowych (12, 16). Natomiast sercowa izo-forma cTnI nie daje reakcji krzy¿owej z innymi izofor-mami i nie jest wykrywana w innych tkankach ani w sta-nach fizjologicznych, ani patologicznych (1). Sercowa troponina I podlega ró¿nym modyfikacjom w objêtej procesem chorobowym tkance sercowej, w wyniku cze-go w miocytach powstaj¹ ró¿ne produkty przemian tej troponiny. Po uwolnieniu do krwi tworz¹ profil bia³ko-wy, odzwierciedlaj¹cy stan miêœnia sercowego (7, 11).

W badaniach nad przydatnoœci¹ oznaczenia ludzkiej sercowej troponiny I do okreœlenia uszkodzenia miêœnia sercowego u ró¿nych zwierz¹t, w tym i psów, wykorzys-tano przeciwcia³a monoklonalne (2, 15, 21). Wykazano, ¿e przeciwcia³a te nie by³y gatunkowo specyficzne, na-tomiast by³y sercowo specyficzne. Okaza³o siê, ¿e za pomoc¹ tych oznaczeñ mo¿na odró¿niæ uszkodzenie miêœnia sercowego od uszkodzenia miêœni szkieleto-wych. Dlatego uznano, ¿e cTnI jest najlepszym biomar-kerem uszkodzenia miêœnia sercowego wszystkich ga-tunków ssaków. Galvani i wsp. (6) uwa¿aj¹, ¿e ¿aden inny test biochemiczny nie jest tak czu³y w wykrywaniu nawet niewielkich uszkodzeñ komórek miêœnia serco-wego.

Celem badañ by³o okreœlenie wp³ywu wysi³ku fizycz-nego na miêsieñ sercowy psów zaprzêgowych oraz wy-kazanie przydatnoœci wybranych wskaŸników: cTnI,

LDH₁ i LDH₂ w wykrywaniu podklinicznych stanów

uszkodzenia miêœnia sercowego.

Materia³ i metody

Badania wykonano na 17 psach zaprzêgowych: 8 psach rasy siberian husky i 9 psach rasy alaskan malamute.

Wzmo¿ony trening przebiega³ w sezonie zimowym, tj. od wrzeœnia do marca, przez pozosta³e miesi¹ce trening by³ mniej intensywny. Pocz¹tkowo psy bie-ga³y jeden-dwa razy w tygodniu, pokonuj¹c dystans 10-15 km, przez ok. 1 godzinê w terenie leœnym. W miarê wytrenowania stopniowo zwiêkszano dys-tans do 30-40 km dziennie i czêstotliwoœæ treningów do trzech w tygodniu. Psy bior¹ce udzia³ w doœwiad-czeniu by³y pod sta³¹ opiek¹ lekarsko-weterynaryj-n¹ (profilaktyka, leczenie drobnych urazów). Bada-nie psów obu ras przeprowadzono 3-krotBada-nie w od-stêpach 2-miesiêcznych przed i po wysi³ku

fizycz-nym. Bezpoœrednio przed i po treningu (bieg na odleg³oœæ 20-30 km, w czasie 1-2 godz.) wykonano badanie kliniczne (okreœlano temperaturê wewnêtrzn¹ cia³a, liczbê têtna i odde-chów, badano stan b³on œluzowych), a nastêpnie pobrano krew z ¿y³y odg³owowej podramienia (v. cephalica antebrachii). Oznaczenie zawartoœci troponiny I (cTnI) przeprowadzono za pomoc¹ czytnika mikrop³ytek MRX Dynatech, przy u¿y-ciu testu ELISA firmy Life Diagnostics. Rozdzia³ LDH na frakcje izoenzymatyczne wykonano na agarozie, metod¹ elek-troforezy wysokonapiêciowej przy u¿yciu aparatu Paragon firmy Beckman. Do badañ biochemicznych u¿yto probówek z polipropylenu z granulatem do szybkiego wykrzepiania.

Analizê statystyczn¹ wyników przeprowadzono przy u¿y-ciu testu T dla prób niezale¿nych wzglêdem grup w progra-mie statystycznym Statistica 6.0.

Wyniki i omówienie

Psy zaprzêgowe przed rozpoczêciem doœwiadczenia by³y zdrowe i w dobrej kondycji fizycznej. Podczas ostat-niego treningu u jednego psa (6-letostat-niego husky) nast¹pi-³o os³abienie, u kilku innych wykazano braki kondycyj-ne. W tab. 1 podano poziom cTnI w surowicy badanych psów, który przed próbami wysi³kowymi by³ na niskim poziomie, a po testach nast¹pi³ wyraŸny wzrost. Najbar-dziej widoczny u 6-letniego husky, u którego zaobser-wowano os³abienie w trakcie ostatniego treningu z ob-jawami bladoœci b³on œluzowych, z têtnem nitkowatym wyczuwalnym na têtnicy udowej, szybkimi i p³ytkimi oddechami. Zawartoœæ sercowej troponiny I u tego psa wynosi³a po pierwszym treningu 0,7 ng/ml, po drugim 1,5 ng/ml, a po trzecim 9 ng/ml i wyraŸnie wzrasta³a po ka¿dym teœcie. Norma cTnI u zdrowych psów wynosi 0,03-0,07 ng/ml (22). Stopniowo zwiêkszane obci¹¿e-nie fizyczne psa spowodowa³o narastaj¹ce uszkodzeobci¹¿e-nie miêœnia sercowego. Dowiedziono, ¿e wzrost tego bia³ka w surowicy nastêpuje tylko po uszkodzeniu miêœnia ser-cowego, a jej poziom œwiadczy o stopniu uszkodzenia. Oznaczanie cTnI w surowicy umo¿liwia wykrycie na-wet najmniejszych uszkodzeñ komórek miêœniowych (15). Wzrost zawartoœci cTnI w surowicy przekraczaj¹-cy wartoœci fizjologiczne u badanych psów, by³ wyni-kiem uszkodzenia miêœnia sercowego, co uwidoczni³o siê ogólnymi objawami klinicznymi (osowia³oœæ, niechêæ do biegania).

Innnymi wskaŸnikami badanymi u psów

zaprzêgo-wych s¹ izoenzymy dehydrogenazy mleczanowej LDH₁

i LDH₂. U ssaków dehydrogenaza mleczanowa

wystê-puje w postaci tetrameru zbudowanego z dwóch rodza-jów podjednostek: H – charakterystycznych dla miêœnia

k e ³i s y W Sibeiranhusky(n=8) Alaskanmalamute(n=9) I e i n a d a b badanie II badanieIII badanieI badanie II badanieIII d e z r P 0_0,,4₃0_{4 0}0 1,₀50 0_0,,₂1₈6 ₀0_,,1₁₇2 1,₀50 o P 0_0,,8₂3₅ 1₁,_,1₃₃2 3₃,_,51₅5 ₀0,_,45₉3 ₂2_,,3₆₂9 2₂,_,1₃2₅ Tab. 1. Wp³yw treningu psów zaprzêgowych na poziom sercowej tropo-niny I (cTnI) ng/ml (–x, SD)

Objaœnienia: A – ró¿nice istotne przy p < 0,05 w grupach przed i po wysi³-ku; B – ró¿nice istotne przy p < 0,05 pomiêdzy rasami psów

Medycyna Wet. 2006, 62 (10) 1154

sercowego i M – dla miêœni szkieleto-wych. W zale¿noœci od liczby poszcze-gólnych ³añcuchów polipeptydowych wyró¿nia siê piêæ rodzajów izoenzy-mów dehydrogenazy mleczanowej. Ich aktywnoœci warunkowane s¹ unikalny-mi warunkaunikalny-mi panuj¹cyunikalny-mi w poszcze-gólnych tkankach, dziêki czemu mo¿-liwe sta³o siê okreœlenie przynale¿-noœci tkankowej poszczególnych izo-enzymów. W organizmie psów izoen-zymy LDH₁ i LDH₂ wykazuj¹ maksy-maln¹ aktywnoœæ w komórkach miêœ-nia sercowego, mniejsz¹ w œledzionie

i nerkach. Izoenzymy LDH₃ i LDH₄

charakterystyczne s¹ dla w¹troby,

œle-dziony i p³uc, natomiast LDH₅ dla miêœni szkieletowych, w mniejszym stopniu dla p³uc i w¹troby. Wzrost aktyw-noœci izoenzymu œwiadczy o uszkodzeniu b³ony cyto-plazmatycznej komórek tkanki, w której dany izoenzym wystêpuje w przewadze. W przypadku uszkodzenia miêœnia sercowego obserwuje siê wzrost procentowego udzia³u izoenzymu LDH₁ i LDH₂ w ca³kowitej aktyw-noœci dehydrogenazy mleczanowej (9, 18). W tab. 2 po-dano zawartoœæ izoenzymów LDH₁ i LDH₂ których ak-tywnoœci istotnie wzros³y tylko u psów rasy siberian husky po drugim teœcie. Aktywnoœæ LDH₁ i LDH₂ w przy-padku wy¿ej omawianego 6-letniego psa husky wzros³a nieznacznie, nie daj¹c podstaw do rozpoznania zaburzeñ pracy serca. Pierwsze objawy os³abienia obserwowano tu¿ przed ostatnim testem wysi³kowym, ale dopiero po nim pies zosta³ wycofany z zaprzêgu i poddany terapii. Psy rasy siberian husky, przed drugim testem, uczestni-czy³y w zawodach psich zaprzêgów poprzedzonych intensywnymi treningami, a stwierdzony istotny wzrost aktywnoœci izoenzymów LDH₁ i LDH₂ w drugim bada-niu wskazuje na uszkodzenie miêœnia sercowego.

Porównuj¹c przydatnoœæ cTnI jako markera

uszkodze-nia miêœuszkodze-nia sercowego z wartoœci¹ izoenzymów LDH₁

i LDH₂ w diagnostyce schorzeñ tego narz¹du nale¿y pod-kreœliæ znacznie wiêksz¹ czu³oœæ cTnI. Fakt, ¿e cTnI jest czu³ym i swoistym markerem uszkodzenia komórek miêœnia sercowego potwierdzaj¹ tak¿e badania innych autorów (1, 4, 15).

Wnioski

1. Troponina I jest przydatnym markerem uszkodze-nia komórek miêœuszkodze-nia sercowego.

2. Wzrost stê¿enia cTnI w surowicy badanych psów odpowiada stopniowi uszkodzenia miêœnia sercowego, spowodowanego nadmiernym wysi³kiem.

3. Wzrost aktywnoœci izoenzymów LDH₁ i LDH₂

w surowicy nastêpuje dopiero po znacznym uszkodze-niu miêœnia sercowego.

Piœmiennictwo

1.Adams J. E., Bodor G. S., Davila-Roman V. G., Delmez J. A., Apple F. S., Ladenson J. H., Jaffe A. S.: Cardiac troponin I. A marker with high specificity for cardiac injury. Circulation 1994, 89, 1447-1448.

2.Bodor G. S., Porter S., Landt Y., Ladenson J. H.: Development of monoclonal antibodies for an assay of cardiac troponin I and preliminary results in suspec-ted cases of myocardial infarction. Clin. Chem. 1992, 38, 2203-2214.

3.Chen Y., Serfass R. C., Mackey-Bojack S. M., Kelly K. L., Titus J. L., Apple F. S.: Cardiac troponin T alterations in myocardium and serum of rats after stressful, prolonged intense exercise. J. Appl. Physiol. 2000, 88, 1749-1755.

4.Constable P. D., Hinchcliff K. W., Olson J. L., Hamlin R. L.: Athletic heart syndrome in dogs competing in a long-distance sled race. J. Appl. Physiol. 1994, 76, 433-438.

5.Constable P. D., Hinchcliff K. W., Olson J. L., Stepieñ R. L.: Effects of enduran-ce training on standard and signal-averaged electrcardiograms of sled dogs. Am. J. Vet. Res. 2000, 61, 582-588.

6.Galvani M., Ottani F., Ferrini D., Ladenson J. H., Destro A., Baccos D., Rusti-cali F., Jaffe A. S.: Prognostic influence of elevated values of cardiac troponin I in patients with unstable angina. Circulation 1997, 95, 2053-2059.

7.Gao W. D., Atar D., Liu Y., Perez N. G., Murphy A. M., Marban E.: Role of troponin I proteolysis in the pathogenesis of stunned myocardium. Circ. Res. 1997, 80, 393-399.

8.Górski J. (red.): Fizjologiczne podstawy wysi³ku fizycznego. Wyd. Lek. PZWL Warszawa 2002.

9.Hamm R.: Lactate dehydrogenase and its importance in muscle research. Fleischwirtschaft 1990, 70, 1336-1339.

10.Hinchcliff K. W., Constable P. D., Farris J. W., Schmidt K. E., Hamlin R. L.: Elektrokardiographic characteristics of endurance-trained Alaskan sled dogs. J. Am. Vet. Med. Assoc. 1997, 211, 1138-1141.

11.Jaffe A. S., Landt Y., Parvin C. A., Abendschein D. R., Geltman E. M., Laden-son J. H.: Comparative sensitivity of cardiac troponin I and lactate dehydro-genase isoenzymes for diagnosis acute myocardial infarction. Clin. Chem. 1996, 42, 1770-1776.

12.Katus H. A., Looser S., Hallermayer K., Remppis A., Scheffold T., Borgya A., Essig U., Geuss U.: Development and in vitro characterization of a new immu-noassay of cardiac troponin T. Clin. Chem. 1992, 38, 386-393.

13.Lehrer S. S.: The regulatory switch of the muscle thin filament: Ca2+ _{or myosin}

heads? J. Muscle Res. Cell. Motil. 1994, 15, 232-236.

14.Ni C. Y.: Cardiac troponin I: a biomarker for detection and risk stratification of minor myocardial damage. Clin. Lab. 2001, 47, 483-492.

15.O’Brian P. J., Landt Y., Ladenson J. H.: Differential reactivity of cardiac and skeletal muscle from various species in a cardiac troponin I immunoassay. Clin. Chem. 1997, 43, 2333-2338.

16.Ozorowski T., Torliñski L.: Kliniczne zastosowanie biochemicznych markerów choroby niedokrwiennej serca. Diagn. Lab. 1997, 33, 545-553.

17.Pas³awska U.: Badanie elektrokardiograficzne serca u psów poci¹gowych. Cz. II. Mag. Wet. 2004, 2, 58.

18.Procaj³o A.: Przydatnoœæ diagnostyczna markerów uszkodzenia miêœni szkiele-towych u psów zaprzêgowych w treningu. Medycyna Wet. 2006, 62, 306-310. 19.Puffer J. C.: Zespó³ serca sportowca. Med. po dyplomie 2003, 3, 113-120. 20.Sitkiewicz D.: Biochemiczne markery niedokrwienia miêœnia sercowego. Diagn.

Lab. 1997, 33, 395-415.

21.Sleeper M. M., Clifford C. A., Laster L. L.: Cardiac troponin I in the normal dog and cat. J. Vet. Int. Med. 2001, 15, 501-503.

22.Solaro R. J., Rarick H. M.: Troponin and tropomyosin: Proteins that switch on and tune in the activity of cardiac myofilaments. Circ. Res. 1998, 83, 471-480. 23.Stepieñ R. L., Hinchcliff K. W., Constable P. D., Olson J.: Effect of endurance training on cardiac morphology in Alaskan sled dogs. J. Appl. Physiol. 1998, 85, 1368-1375.

24.Stuewe S. R., Gwirtz P. A., Agarwal N., Mallet R. T.: Exercise training enhances glycolytic and oxidative enzymes in canine ventricular myocardium. J. Mol. Cell. Cardiol. 2000, 32, 903-913.

25.Zucca E., Ferrucci F., Di Fabio V., Croci C., Ferro E.: The use of electrocardio-graphic recording with Holter monitoring during treadmill exercise to evaluate cardiac arrhythmias in racehorses. Vet. Res. Commun. 2003, 27, 811-814.

Adres autora: dr Anita Procaj³o, ul. Oczapowskiego 14, 10-957 Olsztyn; e-mail: anitap@uwm.edu.pl

Objaœnienia: A – ró¿nice istotne przy p < 0,05 w grupach przed i po wysi³ku; B – ró¿nice istotne przy p < 0,05 pomiêdzy rasami psów

Tab. 2. Wp³yw treningu psów zaprzêgowych na aktywnoœæ izoenzymów dehydro-genazy mleczanowej % y rt e m a r a P Sibeiranhusky(n=8) Alaskanmalamute(n=9) I e i n a d a b badanie II badanieIII badanieI badanie II badanieIII H D L ₁ d e z r p m e i k ³i s y w 1193,,2380 1118,,0760 1159,,0933 1178,,3224 14,67 B 6 1 , 8 1178,,7852 u k ³i s y w o p 2₁₁0_,,₇0₃0 21₁,_,90₇5A 2₁2₈,_,6₉₅5 1₁7₆,_,7₀5₁ 1₆3_,,₀5₃5B 2₁0₂,_,7₉0₁ H D L ₂ d e z r p m e i k ³i s y w 42,,9278 40,,2971 31,,8353 40,,4770 04,,1820 51,,6524 u k ³i s y w o p 4_0,,9₉5₈ 5₁,_,708₇AA 4_1,,9₇5_{8 1}5,_,01₇3 ₁4,_,5₄5₈ 6₂,_,4₂0₆