Nicht-invasive ultraschallgestützte Evaluation der kardiovaskulären Morbidität bei Patienten mit Ullrich-Turner-Syndrom

Abstract

Einleitung: Das Ullrich-Turner-Syndrom ist eine chromosomale Erkrankung, die auf einen kompletten oder partiellen Verlust eines X-Chromosoms beruht. Das Ullrich-Turner-Syndrom geht mit einer erhöhten kardiovaskulären Morbidität und Mortalität einher. Das Ziel dieser kumulativen Dissertation bestand in der nicht-invasiven Evaluation der kardiovaskulären Morbidität bei Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten mittels moderner ultraschallgestützter Techniken. Methodik: Insgesamt wurden zwischen 35 und 39 Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten sowie 19 Vergleichsprobanden für die jeweiligen Studien rekrutiert. Die linksventrikuläre Funktion wurde echokardiographisch durch dreidimensionale Speckle Tracking Echokardiographie, nicht-invasiv generierter dreidimensionaler linksventrikulärer Druck-Volumen-Kurve und nicht-invasiv generierter linksventrikulärer Druck-Strain-Kurve beurteilt. Die Evaluierung der arteriellen Gefäßsteifigkeit erfolgte durch zweidimensionales Speckle Tracking der Aorta abdominalis. Ergebnisse: Verglichen mit den Vergleichsprobanden, wiesen die untersuchten Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten signifikant niedrigere Werte im Longitudinal Strain und Area Strain auf. Die Arterial Elastance, die Cardiac Work sowie der Global Myocardial Work Index, jeweils bezogen auf die Körperoberfläche, waren in dem Ullrich-Turner-Syndrom-Kollektiv signifikant erhöht. Übergewichtige und adipöse Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten zeigten, verglichen mit normalgewichtigen Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten, eine signifikant niedrigere linksventrikuläre Effizienz auf. Der aortale Strain war, verglichen mit dem Kontrollkollektiv, bei Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten signifikant erniedrigt. Schlussfolgerungen: Nach bestem Wissen wurden die oben beschriebenen Ultraschalltechniken im Rahmen dieser kumulativen Dissertation erstmalig in einem Ullrich-Turner-Syndrom-Kollektiv angewandt und analysiert. Dabei zeigten sich neuartige Einblicke in die kardiovaskuläre Morbidität dieses Patientenkollektivs: Die dreidimensionale Speckle Tracking Echokardiographie ließ auf eine signifikant niedrigere linksventrikuläre Deformation bei den untersuchten Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten schließen. Durch die Generierung einer nicht-invasiven dreidimensionalen linksventrikulären Druck-Volumen-Kurve und einer nicht-invasiven linksventrikulären Druck-Strain-Kurve konnten Zeichen einer signifikant höheren linksventrikulären Nachlast und Arbeit im untersuchten Ullrich-Turner-Syndrom-Kollektiv aufgezeigt werden. Innerhalb des Ullrich-Turner-Syndrom-Kollektivs wiesen übergewichtige und adipöse Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten eine signifikant niedrigere linksventrikuläre Effizienz auf. Durch das zweidimensionale Speckle Tracking der Aorta abdominalis konnten zudem Zeichen einer signifikant höheren Gefäßsteifigkeit bei Ullrich-Turner-Syndrom-Patienten nachgewiesen werden. Die Ergebnisse deuten auf den potenziellen Nutzen einer noch engeren kardiologischen Anbindung dieses Patientenkollektivs hin, um frühzeitige kardiovaskuläre Funktionsstörungen zu erkennen und zu behandeln.

Non-invasive ultrasound-based evaluation of cardiovascular morbidity in patients with Turner Syndrome Background: Turner syndrome, an X chromosomal disease, is associated with increased cardiovascular morbidity and mortality. The primary objective of this doctoral thesis was to evaluate the cardiovascular morbidity of Turner syndrome patients using advanced ultrasound techniques. Methods: In total, between 35 and 39 Turner syndrome patients, and 19 healthy, age-matched controls were recruited for the respective studies. Left ventricular function was evaluated through three-dimensional speckle tracking echocardiography, non-invasive three-dimensional left ventricular pressure–volume loop analysis and non-invasive left ventricular pressure-strain loop analysis. Arterial stiffness was measured through two-dimensional speckle tracking of the abdominal aorta. Results: Compared to healthy, age-matched controls, Turner syndrome patients showed significantly lower values for longitudinal strain and area strain. Arterial elastance, cardiac work and global myocardial work index, each indexed to body surface area, were significantly increased in the examined Turner syndrome cohort. Overweight and obese Turner syndrome patients displayed, in comparison to normal weight Turner syndrome patients, a significantly lower left ventricular efficiency. Aortic strain was, compared to healthy, age-matched controls, significantly reduced in Turner syndrome patients. Conclusions: To the best of our knowledge, the above-mentioned ultrasound-based techniques have not been applied and analysed yet in Turner syndrome patients. Using these advanced techniques, novel insights in the cardiovascular morbidity of Turner syndrome patients were shown: The three-dimensional speckle tracking echocardiography demonstrated a significantly lower left ventricular deformation in the examined Turner syndrome patients. The non-invasive three-dimensional left ventricular pressure–volume loop analysis and the non-invasive left ventricular pressure-strain loop analysis displayed a significantly increased left ventricular afterload and workload in the examined Turner syndrome group. Within the Turner syndrome cohort, overweight and obese Turner syndrome patients demonstrated a significantly lower left ventricular efficiency. The two-dimensional speckle tracking of the abdominal aorta showed signs of a significantly increased arterial stiffness in the examined Turner syndrome patients, compared to healthy, age-matched controls. These results suggest that Turner syndrome patients might benefit from a more thorough cardiac care to facilitate early detection and treatment of cardiovascular dysfunctions.