Jednocześnie w medycynie człowieka w latach osiemdziesiątych i na początku lat dziewięćdziesiątych XX wieku opracowano i wprowadzono do praktyki klinicznej technikę kolorowej ultrasonografii doplerowskiej. W tym badaniu koduje się szybkość przepływu krwi kolorami, które są nanoszone na dwuwymiarowy obraz serca w czasie rzeczywistym, zamiast wykorzystywać obraz 2D do ukierunkowania wiązki promieni do niezależnego pomiaru przepływu krwi. Do roku 1995 autorom takim jak Blissitt, Bonagura, Reef i inni udało się zdefiniować schematy prawidłowego i nieprawidłowego przepływu krwi w sercu koni i rozpoczęto systematyczne opisywanie wpływu chorób serca koni na wyniki pomiarów echokardiograficznych. Badacze ci tym samym stworzyli podwaliny dla innych naukowców, którzy wykorzystywali echokardiografię jako narzędzie do badania chorób serca u koni i fizjologii układu sercowo-naczyniowego u koni sportowych. W latach dziewięćdziesiątych XX wieku kolorowa echokardiografia doplerowska była w powszechnym użyciu w medycynie człowieka, natomiast w medycynie koni dostępna była wciąż tylko w kilku ośrodkach specjalistycznych. W kolejnych latach jednak, dzięki miniaturyzacji i znacznemu spadkowi cen urządzeń, ta kluczowa technologia stała się znacznie dostępniejsza. W konsekwencji w ostatnich latach echokardiografia zaczęła pojawiać się w dużych klinikach dla koni, a dzięki powstaniu przenośnych aparatów przeprowadzanie badań układu krwionośnego odbywało się nie tylko w laboratoriach i na uniwersytetach, lecz mogło bez ograniczeń przenieść się w teren.
Do najnowszych usprawnień w dziedzinie echokardiografii można zaliczyć obrazowanie trójwymiarowe w czasie rzeczywistym oraz dalsze udoskonalenia w metodyce doplerowskiej. Zalicza się do nich technikę śledzenia markerów akustycznych w obrazie 2D (ang. speckle tracking) i metodę doplera tkankowego. Pomimo że prace nad zastosowaniem tych metod u koni zostały rozpoczęte i trwają nadal, w chwili obecnej techniki te nie są wykorzystywane w praktyce klinicznej.
Jakie są korzyści dla koni z zastosowania innowacyjnych metod badania?
Znaczenie szmerów sercowych
Od czasów sir Stewarta Stockmana i udostępnienia lekarzom weterynarii stetoskopów doskonale wiadomo, że u koni często występują szmery sercowe, ale do czasu wynalezienia echokardiografii nie było możliwe wykazanie, gdzie następuje nieprawidłowy przepływ krwi odpowiedzialny za powstanie tych dodatkowych odgłosów sercowych. Wcześniejsze próby określenia przyczyn powstawania szmerów sercowych u koni były efektem badań sekcyjnych przeprowadzanych w rzeźniach, najpierw przez Stockmana, a w późniejszym czasie przez Else’a i Holmesa w latach siedemdziesiątych XX wieku. Z ich wspólnych prac wyłoniło się kilka istotnych szczegółów dotyczących patologii serca koni, ale stosowana metodologia musiała zaowocować przyjęciem pewnych błędnych założeń. W efekcie aż do lat osiemdziesiątych XX wieku panowało – pomimo najlepszych chęci szacownych pionierów tej dziedziny – ogólne błędne założenie wśród lekarzy weterynarii, że obecność szmeru sercowego u konia musi oznaczać, iż przynajmniej jedna z czterech zastawek serca jest niewydolna, patologicznie zwężona lub w inny sposób zmieniona.
Co zrozumiałe, naturalną myślą przewodnią lekarzy weterynarii opiekujących się końmi było zapewnienie bezpieczeństwa jeźdźcom i właścicielom koni, przy czym większość lekarzy intuicyjnie wychodziła z założenia, że jeśli tak istotny narząd, jakim jest serce, jest wadliwy, to nie może być w pełni wydolny. W konsekwencji uważali oni, że koń ze szmerem sercowym jest w najlepszym wypadku powolny, a w najgorszym – niebezpieczny. Dlatego, pomimo obserwacji poczynionych przez Stockmana na przełomie XVIII i XIX wieku, wykrycie szmeru sercowego podczas weterynaryjnej oceny zdrowia konia oznaczało zazwyczaj utratę wartości takiego zwierzęcia, niemożność jego sprzedaży, zakończenie jego kariery wyścigowej lub wręcz jego eliminację.
Taka polityka „szerokiej szczotki” była raczej niefortunna, ponieważ już w 1924 r. rozpoznano szmery sercowe spowodowane u koni przez prawidłowy przepływ krwi w naczyniach i komorach serca, a w okresie powojennym zostały one zarejestrowane przez wielu najbardziej wpływowych badaczy kardiologii koni. Zaliczają się do nich Patterson, Detweiler i Glendenning, którzy w owym czasie pracowali w Filadelfii, a także niezwykle wpływowy naukowiec brytyjski zajmujący się kardiologią koni – dr J.R. Holmes z University of Bristol. Obydwa te zespoły badaczy zarejestrowały szmery sercowe u koni wywołane przez prawidłowy przepływ krwi wydostającej się z serca; w późniejszym czasie te słyszalne wibracje zostały nazwane fizjologicznymi szmerami wyrzutowymi. Obecnie wiadomo, że te powszechnie występujące dodatkowe odgłosy sercowe towarzyszące fazie skurczu w cyklu pracy serca nie mają żadnego znaczenia klinicznego, ponieważ wynikają z olbrzymiej objętości wyrzutowej serca koni, stanowiącej jedną z kilku cech sprawiających, że zwierzę to jest najwspanialszym atletą spośród ssaków.
Dopiero nadejście ery echokardiografii umożliwiło lekarzom weterynarii prawidłowe „skalibrowanie” swojego słuchu i optymalne wykorzystanie informacji pozyskiwanych za pomocą stetoskopów, pomimo wcześniejszych prób podejmowanych na tym polu przez Littleworta (1962 r.) i Glendenninga (1972 r.). Ultrasonografia doplerowska ostatecznie pozwoliła naukowcom zobaczyć, które z nieprawidłowych odgłosów wynikają w rzeczywistości z wad zastawek, i uzyskać odpowiednie spojrzenie na zmiany patologiczne serca opisywane w przeszłości przez Stockmana, a później przez Else’a i Holmesa. Coraz większa mobilność urządzeń umożliwiła dodatkowo ocenę wpływu treningu na organizm koni wyścigowych. Wkrótce uzyskano też naukowe potwierdzenie jednej z najdłużej panujących teorii dotyczących koni wyścigowych pełnej krwi, kiedy to po raz pierwszy potwierdzono zależność pomiędzy dużymi rozmiarami serca a większą wydolnością konia.
Lekarze weterynarii z Newmarket nie byli specjalnie bezpośrednio zaangażowani w rozwój kardiologii koni, do czasu gdy autorka, pracująca z kolegami z Animal Health Trust, zebrała i przeanalizowała dane z ponad 800 badań serca koni biorących udział w wyścigach. Na podstawie tej analizy wykazano, że istnieje dodatnia korelacja pomiędzy rozmiarami serca a czynnością serca i dzielnością wyścigową. Ta istotna i obszerna praca, opłacona przez Horcerace Betting Levy Board i Animal Health Trust, nigdy by nie powstała bez podjęcia bliskiej współpracy z miejscowymi lekarzami praktykami, trenerami i hodowcami. W tym gronie na szczególne wyróżnienie zasługują Cheveley Park Stud, Ed Dunlop i William Haggas. Badanie to umożliwiło także zajęcie się ostatnim i prawdopodobnie najważniejszym pytaniem, jakie stawiano sobie w odniesieniu do szmerów sercowych koni i dysfunkcji zastawek. Badacze wykazali, że wydolność wyścigowa koni nie zależy od obecności lub braku szmerów sercowych i niewydolności zastawek, jeśli nie towarzyszy im niewydolność serca lub zaburzenia rytmu jego pracy. Opracowanie to zostało w późniejszym czasie potwierdzone przez naukowców duńskich w badaniu przeprowadzonym na koniach rasy standardbred. Najważniejsze, że dzięki echokardiografii i wysiłkom wielu naukowców zajmujących się kardiologią koni na całym świecie, zwykły stetoskop nie był tylko „topornym” narzędziem z przeszłości i u progu drugiej dekady XXI wieku udało się wreszcie potwierdzić słowa sir Stewarta Stockmana: koń z chorobą zastawek wcale nie musi paść nagle i z całą pewnością nie jest bezużyteczny!
„Rhythm and Blues”
Najczęstszą kardiologiczną przyczyną gorszej wydolności wysiłkowej koni jest zaburzenie rytmu serca, określane mianem migotania przedsionków. Fizyczne rozmiary serca koni sprawiają, że ten nieprawidłowy rytm serca, wywodzący się z jam zbierających krew, czyli przedsionków, może się rozwijać nawet przy braku jakiejkolwiek choroby serca. Szansa na powstanie tego zaburzenia jest tym większa, im większy jest koń lub im bardziej atletycznie zbudowane jest jego serce, jak np. u konia o imieniu Denman, faworyta Gold Cup, u którego potwierdzono chorobę w 2008 r.
Fakt istnienia zależności pomiędzy rozmiarami serca a migotaniem przedsionków ani w rzeczy samej istnienie migotania przedsionków nie są nowością, ponieważ charakterystyczna niemiarowość pracy serca i tętna towarzysząca temu zaburzeniu nie umknęła uwadze sir Stewarta Stockmana w latach dziewięćdziesiątych XIX wieku. Wręcz przeciwnie, oszacował on, że do 25% koni pociągowych w Edynburgu było obarczonych tą chorobą, ale nie zmniejszała ona istotnie ich zdolności do ciągnięcia ciężkich wozów. Badacz ten oraz inni ówcześni naukowcy wkrótce doszli do przekonania, że do istotnego ograniczenia wydajności serca jako pompy dochodzi tylko wówczas, gdy koń wykonuje bardzo obciążającą go pracę, a wynika to z braku zjawiska napełniania się przedsionków jako składowej całkowitej pojemności serca i ujemnego wpływu tego zjawiska na wydolność wysiłkową koni.
Dzięki przełomowym osiągnięciom, które miały miejsce w latach 1950-2005 i umożliwiły spojrzenie na zjawisko szmerów sercowych u koni z odpowiedniej perspektywy, a także zaowocowały opracowaniem sensownych wskazówek dla lekarzy klinicystów co do sposobu właściwego interpretowania tych szmerów, wielu naukowców zaangażowanych w te odkrycia poświęciło jednocześnie wiele czasu i energii na badania nad sposobami kontrolowania rytmu serca u koni. Ostatecznie ze wspólnych prac tych badaczy ewoluowały schematy postępowania, które dały lekarzom weterynarii pracującym z końmi możliwość kategoryzacji, leczenia i opieki nad zwierzętami z nieprawidłowym rytmem serca, na przykład migotaniem przedsionków.
Pierwszą serię skutecznych prób leczenia migotania przedsionków u koni z zastosowaniem leku antyarytmicznego o nazwie siarczan chinidyny przeprowadził Glendenning w 1965 r., a lek ten po dziś dzień pozostaje jednym z podstawowych farmaceutyków w leczeniu tego zaburzenia. Nie oznacza to jednocześnie, że zaprzestano dążeń do ulepszenia i usprawnienia schematu leczenia tego kłopotliwego zaburzenia u koni. Przeciwnie, w niedalekiej przeszłości zaprezentowano alternatywną metodę leczenia, opierającą się na współczesnym sposobie przywracania prawidłowego rytmu serca u ludzi, który został dostosowany i opracowany specjalnie dla koni. Tak zwana kardiowersja elektryczna została wymyślona przez lekarzy weterynarii zajmujących się końmi w Belgii i Kanadzie. Wykorzystuje ona impuls elektryczny dostarczany bezpośrednio do przedsionków serca za pomocą elektrod wprowadzonych przez żyłę jarzmową konia znajdującego się w znieczuleniu ogólnym. Impuls elektryczny prowadzi do natychmiastowego ustania losowej, chaotycznej aktywności elektrycznej przedsionków serca, co umożliwia przywrócenie prawidłowego rytmu zatokowego.
Inne zaburzenia rytmu serca zmniejszające wydolność wysiłkową koni należą do rzadkości, ale nawet wówczas gdy w organizmie zwierzęcia panoszy się niespotykana choroba serca, lekarze bez wahania chwytają się metod opracowanych dla innych gatunków zwierząt. Na przykład w 1984 r. w University of Pennsylvania Virginia Reef i wsp. wprowadzili u konia pierwszy wewnątrzsercowy rozrusznik serca. Metoda ta jest z sukcesami wykorzystywana do dzisiaj, w rzadkich przypadkach, które tego wymagają.
Serce konia ma ogromną rezerwę czynnościową, dlatego nie było możliwe pełne zrozumienie istoty zaburzeń rytmu serca ograniczających wydolność i potencjalnie zagrażających życiu koni, dopóki urządzenia służące do zapisu EKG nie zostały dopracowane w stopniu umożliwiającym zarejestrowanie rytmu serca koni w czasie najintensywniejszego wysiłku. Taka technologia jest obecnie dostępna i coraz powszechniej wykorzystywana w praktyce. W przyszłości najistotniejsze dokonania w kardiologii koni będą najprawdopodobniej koncentrować się na zaburzeniach rytmu serca indukowanych wysiłkiem fizycznym, abyśmy mogli lepiej zrozumieć, a w ostatecznej perspektywie zapobiegać zapaści i śmierci sercowej podczas wysiłku fizycznego u koni, a więc problemowi, który wciąż pozostaje istotnym zagrożeniem dla osobników tego gatunku.
Dr Lesley Young BVSc DVA DVC DipECEIM PhD MRCVS
Royal College of Veterinary Surgeons Recognised Specialist in Veterinary Cardiology, Specialist Equine Cardiology Services
