Transient loss of consciousness and syncope

Syncope describes a sudden and brief transient loss of consciousness (TLOC) with postural failure due to cerebral global hypoperfusion. The term TLOC is used when the cause is either unrelated to cerebral hypoperfusion or is unknown. The most common causes of syncopal TLOC include: (1) cardiogenic syncope (cardiac arrhythmias, structural cardiac diseases, others); (2) orthostatic hypotension (due to drugs, hypovolemia, primary or secondary autonomic failure, others); (3) neurally mediated syncope (cardioinhibitory, vasodepressor, and mixed forms). Rarely neurologic disorders (such as epilepsy, transient ischemic attacks, and the subclavian steal syndrome) can lead to cerebal hypoperfusion and syncope. Nonsyncopal TLOC may be due to neurologic (epilepsy, sleep attacks, and other states with fluctuating vigilance), medical (hypoglycemia, drugs), psychiatric, or post-traumatic disorders. Basic diagnostic workup of TLOC includes a thorough history and physical examination, and a 12-lead electrocardiogram (ECG). Blood testing, electroencephalogram (EEG), magnetic resonance imaging (MRI) of the brain, echocardiography, head-up tilt test, carotid sinus massage, Holter monitoring, and loop recorders should be obtained only in specific contexts. Management strategies involve pharmacologic and nonpharmacologic interventions, and cardiac pacing.

Ubiquitylation of voltage-gated sodium channels.

Ion channel proteins are regulated by different types of posttranslational modifications. The focus of this review is the regulation of voltage-gated sodium channels (Navs) upon their ubiquitylation. The amiloride-sensitive epithelial sodium channel (ENaC) was the first ion channel shown to be regulated upon ubiquitylation. This modification results from the binding of ubiquitin ligase from the Nedd4 family to a protein-protein interaction domain, known as the PY motif, in the ENaC subunits. Many of the Navs have similar PY motifs, which have been demonstrated to be targets of Nedd4-dependent ubiquitylation, tagging them for internalization from the cell surface. The role of Nedd4-dependent regulation of the Nav membrane density in physiology and disease remains poorly understood. Two recent studies have provided evidence that Nedd4-2 is downregulated in dorsal root ganglion (DRG) neurons in both rat and mouse models of nerve injury-induced neuropathic pain. Using two different mouse models, one with a specific knockout of Nedd4-2 in sensory neurons and another where Nedd4-2 was overexpressed with the use of viral vectors, it was demonstrated that the neuropathy-linked neuronal hyperexcitability was the result of Nav1.7 and Nav1.8 overexpression due to Nedd4-2 downregulation. These studies provided the first in vivo evidence of the role of Nedd4-2-dependent regulation of Nav channels in a disease state. This ubiquitylation pathway may be involved in the development of symptoms and diseases linked to Nav-dependent hyperexcitability, such as pain, cardiac arrhythmias, epilepsy, migraine, and myotonias.

The Effect of 6 versus 9 Years of Zoledronic Acid Treatment in Osteoporosis: A Randomized Second Extension to the HORIZON-Pivotal Fracture Trial (PFT).

While bisphosphonates reduce fracture risk over 3 to 5 years, the optimal duration of treatment is uncertain. In a randomized extension study (E1) of the Health Outcomes and Reduced Incidence with Zoledronic Acid Once Yearly - Pivotal Fracture Trial (HORIZON-PFT), zoledronic acid (ZOL) 5 mg annually for 6 years showed maintenance of bone mineral density (BMD), decrease in morphometric vertebral fractures, and a modest reduction in bone turnover markers (BTMs) compared with discontinuation after 3 years. To investigate the longer-term efficacy and safety of ZOL, a second extension (E2) was conducted to 9 years in which women on ZOL for 6 years in E1 were randomized to either ZOL (Z9) or placebo (Z6P3) for 3 additional years. In this multicenter, randomized, double-blind study, 190 women were randomized to Z9 (n=95) and Z6P3 (n=95). The primary endpoint was change in total hip BMD at year 9 vs. year 6 in Z9 compared with Z6P3. Other secondary endpoints included fractures, BTMs, and safety. From year 6 to 9, the mean change in total hip BMD was -0.54% in Z9 vs. -1.31% in Z6P3 (difference 0.78%; 95% confidence interval [CI]: -0.37%, 1.93%; p=0.183). BTMs showed small, non-significant increases in those who discontinued after 6 years compared with those who continued for 9 years. The number of fractures was low and did not significantly differ by treatment. While generally safe, there was a small increase in cardiac arrhythmias (combined serious and non-serious) in the Z9 group but no significant imbalance in other safety parameters. The results suggest almost all patients who have received six annual ZOL infusions can stop medication for up to 3 years with apparent maintenance of benefits. This article is protected by copyright. All rights reserved.

Lazy lips: hyperkalemia and acute tetraparesis-a case report from an urban emergency department.

A 58-year-old male patient was admitted to our emergency department at a large university hospital due to acute onset of general weakness. It was reported that the patient was bradycardic at 30/min and felt an increasing weakness of the limbs. At admission to the emergency department, the patient was not feeling any discomfort and denied dyspnoea or pain. The primary examination of the nervous system showed the cerebral nerves II-XII intact, muscle strength of the lower extremities was 4/5, and a minimal sensory loss of the left hemisphere was found. In addition, the patient complained about lazy lips. During ongoing examinations, the patient developed again symptomatic bradycardia, accompanied by complete tetraplegia. The following blood test showed severe hyperkalemia probably induced by use of aldosterone antagonists as the cause of the patient's neurologic symptoms. Hyperkalemia is a rare but treatable cause of acute paralysis that requires immediate treatment. Late diagnosis can delay appropriate treatment leading to cardiac arrhythmias and arrest.

Mechanism underlying bupivacaine inhibition of G protein-gated inwardly rectifying K+ channels

Local anesthetics, commonly used for treating cardiac arrhythmias, pain, and seizures, are best known for their inhibitory effects on voltage-gated Na+ channels. Cardiovascular and central nervous system toxicity are unwanted side-effects from local anesthetics that cannot be attributed to the inhibition of only Na+ channels. Here, we report that extracellular application of the membrane-permeant local anesthetic bupivacaine selectively inhibited G protein-gated inwardly rectifying K+ channels (GIRK:Kir3) but not other families of inwardly rectifying K+ channels (ROMK:Kir1 and IRK:Kir2). Bupivacaine inhibited GIRK channels within seconds of application, regardless of whether channels were activated through the muscarinic receptor or directly via coexpressed G protein Gβγ subunits. Bupivacaine also inhibited alcohol-induced GIRK currents in the absence of functional pertussis toxin-sensitive G proteins. The mutated GIRK1 and GIRK2 (GIRK1/2) channels containing the high-affinity phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) domain from IRK1, on the other hand, showed dramatically less inhibition with bupivacaine. Surprisingly, GIRK1/2 channels with high affinity for PIP2 were inhibited by ethanol, like IRK1 channels. We propose that membrane-permeant local anesthetics inhibit GIRK channels by antagonizing the interaction of PIP2 with the channel, which is essential for Gβγ and ethanol activation of GIRK channels.

Polyunsaturated fatty acids modulate sodium and calcium currents in CA1 neurons.

Recent evidence indicates that long-chain polyunsaturated fatty acids (PUFAs) can prevent cardiac arrhythmias by a reduction of cardiomyocyte excitability. This was shown to be due to a modulation of the voltage-dependent inactivation of both sodium (INa) and calcium (ICa) currents. To establish whether PUFAs also regulate neuronal excitability, the effects of PUFAs on INa and ICa were assessed in CA1 neurons freshly isolated from the rat hippocampus. Extracellular application of PUFAs produced a concentration-dependent shift of the voltage dependence of inactivation of both INa and ICa to more hyperpolarized potentials. Consequently, they accelerated the inactivation and retarded the recovery from inactivation. The EC50 for the shift of the INa steady-state inactivation curve was 2.1 +/- 0.4 microM for docosahexaenoic acid (DHA) and 4 +/- 0.4 microM for eicosapentaenoic acid (EPA). The EC50 for the shift on the ICa inactivation curve was 2.1 +/- 0.4 for DHA and > 15 microM for EPA. Additionally, DHA and EPA suppressed both INa and ICa amplitude at concentrations > 10 microM. PUFAs did not affect the voltage dependence of activation. The monounsaturated oleic acid and the saturated palmitic acid were virtually ineffective. The combined effects of the PUFAs on INa and ICa may reduce neuronal excitability and may exert anticonvulsive effects in vivo.

Blocking effects of polyunsaturated fatty acids on Na+ channels of neonatal rat ventricular myocytes.

Recent evidence indicates that polyunsaturated long-chain fatty acids (PUFAs) prevent lethal ischemia-induced cardiac arrhythmias in animals and probably in humans. To increase understanding of the mechanism(s) of this phenomenon, the effects of PUFAs on Na+ currents were assessed by the whole-cell patch-clamp technique in cultured neonatal rat ventricular myocytes. Extracellular application of the free 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid (EPA) produced a concentration-dependent suppression of ventricular, voltage-activated Na+ currents (INa). After cardiac myocytes were treated with 5 or 10 microM EPA, the peak INa (elicited by a single-step voltage change with pulses from -80 to -30 mV) was decreased by 51% +/- 8% (P < 0.01; n = 10) and 64% +/- 5% (P < 0.001; n = 21), respectively, within 2 min. Likewise, the same concentrations of 4,7,10,16,19-docosahexaenoic acid produced the same inhibition of INa. By contrast, 5 and 10 microM arachidonic acid (AA) caused less inhibition of INa, but both n - 6 and n - 3 PUFAs inhibited INa significantly. A monounsaturated fatty acid and a saturated fatty acid did not. After washing out EPA, INa returned to the control level. Raising the concentration of EPA to 40 microM completely blocked INa. The IC50 of EPA was 4.8 microM. The inhibition of this Na+ channel was found to be dose and time, but not use dependent. Also, the EPA-induced inhibition of INa was voltage dependent, since 10 microM EPA produced 83% +/- 7% and 29% +/- 5% inhibition of INa elicited by pulses from -80 to -30 mV and from -150 to -30 mV, respectively, in single-step voltage changes. A concentration of 10 microM EPA shifted the steady-state inactivation curve of INa by -19 +/- 3 mV (n = 7; P < 0.01). These effects of PUFAs on INa may be important for their antiarrhythmic effect in vivo.

Transition bei angeborenen Herzfehlern in der Schweiz

Die Chance, mit einem angeborenen Herzfehler erwachsen zu werden, liegt mittlerweile bei über 90 %. Trotz aller Erfolge der Medizin können Herzfehler auch nach erfolgreicher Korrektur nicht als geheilt betrachtet werden. Langzeitkomplikationen im Sinn von Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz, embolischen Ereignissen, Endokarditis, oder Reoperationen aufgrund residualer Befunde oder Klappendegenerationen sind häufig. Aus diesem Grund wird für eine Vielzahl angeborener Herzfehler eine lebenslange spezialisierte Betreuung empfohlen. Jugendliche mit Herzfehlern müssen darauf vorbereitet werden, im Erwachsenenalter Eigenverantwortung zu übernehmen. Dazu ist eine strukturierte Transition ein entscheidender Vorteil. Dadurch werden einerseits Jugendliche selbst auf ihre Erwachsenenrolle vorbereitet und andererseits kann ein adäquater Transfer der Betreuung vom Kinder- zum Erwachsenenmediziner gewährleistet werden. Jugendliche ohne Transfer und ohne spezialisierte Betreuung im Erwachsenenalter haben ein erhöhtes Risiko, kardiovaskuläre Komplikationen zu erleiden. Es wurde gezeigt, dass die Mortalität bei angeborenen Herzfehlern bei Erwachsenen mit spezialisierter Betreuung geringer ist als bei Patienten ohne entsprechende Betreuung. Am Beispiel des Zentrums für angeborene Herzfehler in Bern wird aufgezeigt, wie eine pflegegeleitete Transitionssprechstunde aufgebaut und erfolgreich umgesetzt werden kann.

Les mécanismes sous-jacents aux effets pathologiques cardiaques de l’angiotensine II dans le remodelage électrique et contractile entre les sexes

L’insuffisance cardiaque (IC) est associée à un taux de mortalité et d’hospitalisations élevé causant un fardeau économique important. Les deux causes majeures de décès de l’IC sont les arythmies ventriculaires létales et les sidérations myocardiques. Il est maintenant reconnu que l’angiotensine II (ANGII) est l'un des principaux médiateurs de l’IC. Ses effets délétères découlent de l’activation du récepteur de type 1 de l’ANGII (AT1) et entraînent le développement d’hypertrophie. Toutefois, son rôle dans la genèse d’arythmies demeure incompris. De ce fait, l'étude des mécanismes électriques et contractiles sous-jacents aux effets pathologiques de l’ANGII s’avère essentielle afin de mieux comprendre et soigner cette pathologie. Il est souvent perçu que les femmes sont protégées envers les maladies cardiovasculaires. Cependant, le nombre total de femmes décédant d’IC est plus grand que le nombre d’hommes. Également, l’impact des facteurs de risque diffère entre chaque sexe. Ces différences existent, mais les mécanismes sous-jacents sont encore peu connus. De plus, les femmes reçoivent fréquemment un diagnostic ou un traitement inapproprié en raison d’un manque d’information sur les différences entre les sexes dans la manifestation d’une pathologie. Ce manque de données peut découler du fait que les sujets de sexe féminin sont souvent sous-représentés dans les essais cliniques ou la recherche fondamentale ce qui a grandement limité l’avancement de nos connaissances sur ~50 % de la population. Ainsi, il semble plus que nécessaire d’approfondir notre compréhension des différences entre les sexes, notamment dans la progression de l’IC. L’utilisation d’un modèle de souris transgénique surexprimant le récepteur AT1 (souris AT1R) a permis d’étudier les changements électriques, structurels et contractiles avant et après le développement d’hypertrophie. Premièrement, chez les souris AT1R mâles, un ralentissement de la conduction ventriculaire a été observé indépendamment de l’hypertrophie. Ce résultat était expliqué par une réduction de la densité du courant Na+, mais pas de l’expression du canal. Ensuite, le rôle des protéines kinases C (PKC) dans la régulation du canal Na+ par l’ANGII a été exploré. Les évidences ont suggéré que la PKCα était responsable de la modulation de la diminution du courant Na+ chez les souris AT1R mâles et dans les cardiomyocytes humains dérivés de cellules souches induites pluripotentes (hiPSC-CM) en réponse à un traitement chronique à l’ANGII. Ensuite, les différences entre les sexes ont été comparées chez la souris AT1R. Une plus grande mortalité a été constatée chez les femelles AT1R suggérant qu’elles sont plus sensibles à la surexpression de AT1R. Le remodelage électrique ventriculaire a donc été comparé entre les souris AT1R des deux sexes. Les courants ioniques étaient altérés de façon similaire entre les sexes excluant ainsi leur implication dans la mortalité plus élevée chez les femelles. Ensuite, l’homéostasie calcique et la fonction cardiaque ont été étudiées. Il a été démontré que les femelles développaient une hypertrophie et une dilatation ventriculaire plus sévère que les mâles. De plus, les femelles AT1R avaient de petits transitoires calciques, une extrusion du Ca2+ plus lente ainsi qu’une augmentation de la fréquence des étincelles Ca2+ pouvant participer à des troubles contractiles et à la venue de post-dépolarisations précoces. En conclusion, l’ANGII est impliquée dans le remodelage électrique, structurel et calcique associé à l'émergence de l’IC. De surcroît, ces altérations affectent plus sévèrement les femelles soulignant la présence de différences entre les sexes dans le développement de l’IC.

Les mécanismes sous-jacents aux effets pathologiques cardiaques de l’angiotensine II dans le remodelage électrique et contractile entre les sexes

L’insuffisance cardiaque (IC) est associée à un taux de mortalité et d’hospitalisations élevé causant un fardeau économique important. Les deux causes majeures de décès de l’IC sont les arythmies ventriculaires létales et les sidérations myocardiques. Il est maintenant reconnu que l’angiotensine II (ANGII) est l'un des principaux médiateurs de l’IC. Ses effets délétères découlent de l’activation du récepteur de type 1 de l’ANGII (AT1) et entraînent le développement d’hypertrophie. Toutefois, son rôle dans la genèse d’arythmies demeure incompris. De ce fait, l'étude des mécanismes électriques et contractiles sous-jacents aux effets pathologiques de l’ANGII s’avère essentielle afin de mieux comprendre et soigner cette pathologie. Il est souvent perçu que les femmes sont protégées envers les maladies cardiovasculaires. Cependant, le nombre total de femmes décédant d’IC est plus grand que le nombre d’hommes. Également, l’impact des facteurs de risque diffère entre chaque sexe. Ces différences existent, mais les mécanismes sous-jacents sont encore peu connus. De plus, les femmes reçoivent fréquemment un diagnostic ou un traitement inapproprié en raison d’un manque d’information sur les différences entre les sexes dans la manifestation d’une pathologie. Ce manque de données peut découler du fait que les sujets de sexe féminin sont souvent sous-représentés dans les essais cliniques ou la recherche fondamentale ce qui a grandement limité l’avancement de nos connaissances sur ~50 % de la population. Ainsi, il semble plus que nécessaire d’approfondir notre compréhension des différences entre les sexes, notamment dans la progression de l’IC. L’utilisation d’un modèle de souris transgénique surexprimant le récepteur AT1 (souris AT1R) a permis d’étudier les changements électriques, structurels et contractiles avant et après le développement d’hypertrophie. Premièrement, chez les souris AT1R mâles, un ralentissement de la conduction ventriculaire a été observé indépendamment de l’hypertrophie. Ce résultat était expliqué par une réduction de la densité du courant Na+, mais pas de l’expression du canal. Ensuite, le rôle des protéines kinases C (PKC) dans la régulation du canal Na+ par l’ANGII a été exploré. Les évidences ont suggéré que la PKCα était responsable de la modulation de la diminution du courant Na+ chez les souris AT1R mâles et dans les cardiomyocytes humains dérivés de cellules souches induites pluripotentes (hiPSC-CM) en réponse à un traitement chronique à l’ANGII. Ensuite, les différences entre les sexes ont été comparées chez la souris AT1R. Une plus grande mortalité a été constatée chez les femelles AT1R suggérant qu’elles sont plus sensibles à la surexpression de AT1R. Le remodelage électrique ventriculaire a donc été comparé entre les souris AT1R des deux sexes. Les courants ioniques étaient altérés de façon similaire entre les sexes excluant ainsi leur implication dans la mortalité plus élevée chez les femelles. Ensuite, l’homéostasie calcique et la fonction cardiaque ont été étudiées. Il a été démontré que les femelles développaient une hypertrophie et une dilatation ventriculaire plus sévère que les mâles. De plus, les femelles AT1R avaient de petits transitoires calciques, une extrusion du Ca2+ plus lente ainsi qu’une augmentation de la fréquence des étincelles Ca2+ pouvant participer à des troubles contractiles et à la venue de post-dépolarisations précoces. En conclusion, l’ANGII est impliquée dans le remodelage électrique, structurel et calcique associé à l'émergence de l’IC. De surcroît, ces altérations affectent plus sévèrement les femelles soulignant la présence de différences entre les sexes dans le développement de l’IC.

β-Arrestin-mediated Regulation of the Human Ether-a-go-go-Related Gene (hERG) Potassium Channel

The human ether-a-go-go-related gene (hERG) encodes the voltage-gated K+ channel, hERG (Kv11.1). This channel passes the rapidly-activating delayed rectifier K+ current (IKr), which is important for cardiac repolarization. A reduction in IKr due to loss-of-function mutations or drug interactions causes long QT syndrome (LQTS), which can lead to cardiac arrhythmias and sudden cardiac death. The density of hERG channels in the plasma membrane is a key determinant of normal physiological function, and is balanced by trafficking to and from the cell surface. Many LQTS-associated hERG mutations result in a trafficking deficiency of otherwise functional channels. Thus, elucidating mechanisms of hERG regulation at the plasma membrane is useful for the prevention and treatment of LQTS. We previously demonstrated that M3 muscarinic receptor activation increases mature hERG expression through a Gq protein-dependent protein kinase C (PKC) pathway. In addition to conventional Gq protein-coupling, M3 receptors recruit β-arrestins upon agonist binding. Traditionally known for their role in receptor desensitization and internalization, β-arrestins also act as adaptor proteins to facilitate G protein-independent signaling. In the present work, I investigated the exclusive effect of β-arrestin signaling on hERG expression by utilizing an arrestin-biased M3 designer receptor (M3D-arr) exclusively activated by clozapine-N-oxide (CNO). By expressing M3D-arr in hERG-HEK cells and treating with CNO under various conditions, I found that M3D-arr activation increased mature hERG expression and current. Within this paradigm, M3D-arr recruited β-arrestin to the plasma membrane, and promoted the PI3K-dependent activation of Akt. I further found that the activated Akt acted through phosphatidylinositol 3-phosphate 5-kinase (PIKfyve) and Rab11 to facilitate endosomal recycling of hERG channels to the plasma membrane.

Internship in arrhythmology

The arrhythmology focuses on the diagnosis and treatment of heart rhythm disorders and their complications, and has undergone a dramatic evolution over the past two decades. The widespread use of catheter ablation, the introduction of implantable cardioverter defibrillators for the prevention of sudden cardiac death and, finally, the development of cardiac resynchronization therapy led to a gradual loss of the impact of antiarrhythmic drugs as a therapeutic approach. This report was performed as a result of an internship performed in Cardiac Physiology with the duration of 400 hours. The main goal of the internship was to strengthen theoretical knowledge and acquire practical experience in the varied fields of arrhythmology, especially in the areas of Cardiac Pacing and Electrophysiology. During the internship were performed 41 electrophysiologic studies, where Atrioventricular Node Reentrant Tachycardia and Atrial Fibrillation were the most observed arrhythmias. New technologies such as three-dimensional mapping for electrophysiology studies are developing quickly and being use on a daily basis, as they prove to have safe and higher success rates. The proof is that in approximately half of the studies, one of the two mapping systems available, Carto or NavX, was used. In addition, were interrogated 283 pacemakers during the pacing clinics, being the dual chamber with DDD pacing mode the most encountered device. A large number of devices with Cardiac Resynchronization Therapy and/or Implantable Cardioverter Defibrillators were also observed. This report is divided into three chapters. Chapter I is constituted by a revision of the literature and includes concepts such as definition and mechanisms of cardiac arrhythmias; a brief description of the varied diagnostic tools and its recommendations; and a presentation of the different therapeutic approaches available and its indications. The second chapter is a descriptive drawing of the activity performed in the modules of Electrophysiology and Pacing. Lastly, the chapter III presents two clinical cases in Electrophysiology considered interesting from a clinical point of view.

Equine exercise electrocardiogram : standardized lungeing test

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Percutaneous access of the epicardial space for mapping ventricular and supraventricular arrhythmias in patients with and without prior cardiac surgery

There is a paucity of data on the success rates of achieving percutaneous epicardial access in different groups of patients.