Morphological evidence of a potential arrhythmogenic substrate in the caudal and cranial vena cava in horses

Equine Vet J. 2024 Feb 23. doi: 10.1111/evj.14075. Online ahead of print.

Abstract

Background: Three-dimensional electro-anatomical mapping, previously performed in horses with atrial arrhythmias, has demonstrated the medial region of the caudal vena cava (CaVC), 1-8 cm caudal to the fossa ovalis, as an anatomical predilection site for atrial tachycardia associated with areas of slow conduction and conduction block. Slow conduction has also been recorded in the cranial vena cava (CrVC).

Objectives: To investigate the morphological characteristics of the myocardial sleeves (MS) in the CaVC and CrVC, in order to identify a potential substrate of right sided atrial arrhythmias.

Study design: Cross sectional.

Methods: Post-mortem dissection of 37 hearts from adult warmblood horses without known cardiovascular disease. Macroscopic examination of the myocardial distribution, evaluated the MS area, length, width, and shape in the CaVC and the CrVC. At least 2 samples from each vena cava MS were histologically examined using Masson's trichrome staining.

Results: Myocardial sleeves into the medial CaVC and into the CrVC were observed in all horses and showed variations in distribution, shape, and size between horses. Their mean ± standard deviation length from the limbus into the CaVC reached 5.7 ± 1.0 cm (maximum 8.3 cm), and from the azygos vein into the CrVC 5.3 ± 1.6 cm (maximum 8.6 cm). Myocardium-free islands were observed in the CaVC and CrVC in 30% and 6% of horses, respectively. Histologically, MS showed a non-uniform myocardial fibre arrangement, with presence of fibroadipose tissue, features known to result in slow conduction and pro-arrhythmia.

Main limitations: Study only included horses without history of atrial arrhythmia.

Conclusions: Myocardial sleeves are present in both CaVC and CrVC, showing anatomical variations between horses. Tissue characteristics known to favour re-entry were identified indicating that these venae cavae MS are a potential substrate for atrial tachyarrhythmias and a target for treatment by ablation.

Contexte: La modélisation électro-anatomique tridimensionnelle, réalisée auparavant chez des chevaux souffrant d'arythmies atriales, a démontré que la région médiale de la veine cave caudale (CaVC), 1-8 cm caudalement à la fossae ovalis, représente un site anatomique de prédilection pour la tachycardie auriculaire associée à des zones de conduction ralentie et des blocs de conduction. Une conduction ralentie a aussi été enregistrée dans la veine cave crâniale (CrVC).

Objectifs: Investiguer les caractéristiques morphologiques des manchons myocardiques (Myocardial sleeve;MS) dans les CAVC et CrVC, afin d'identifier un substrat potentiel d'arythmies atriales du côté droit du cœur. TYPE D'ÉTUDE: Étude transversale. MÉTHODES: Dissection post-mortem de 37 cœurs de chevaux à sang chaud adultes sans historique de maladie cardiovasculaire. Lors de l'examen macroscopique de la distribution myocardique, la surface des MS, leur longueur, largeur et forme ont été évaluées dans les CAVC et CrVC. Les MS ont été examinées microscopiquement dans au moins 2 échantillons de chaque veine cave, en utilisant la coloration de Masson Trichrome. RÉSULTATS: Les MS à l'aspect médial de la CaVC et à l'intérieur de la CrVC ont été inspectées chez tous les chevaux et ont montré des variations de distribution, forme et grandeur entre chevaux. Leur moyenne de longueur ± déviation standard du limbe de la fossae ovalis dans la CaVC était de 5.7 ± 1.0 cm (maximum 8.3 cm) et de la veine azygos dans la CrVC, de 5.3 ± 1.6 cm (maximum 8.6 cm). Des Îlots dénudés de myocarde ont été observé dans la CaVC et CrVC dans 30% et 6% des chevaux respectivement. À l'histologie, les MS ont montré des fibres myocardiques organisées de façon non-uniforme, avec présence de tissue fibroadipeux, caractéristiques connues pour entraîner une conduction lente et favoriser l'arythmie.

Limites principales: Étude incluant seulement des chevaux sans historique d'arythmie atriale.

Conclusion: Les MS sont présentes dans les CaVC et CrVC, démontrant les variations anatomiques entre chevaux. Des caractéristiques tissulaires connues pour favoriser une conduction ralentie ont été identifiés indiquant que les MS représentent un substrat potentiel des tachyarythmies atriales et une cible pour un traitement par ablation.

Keywords: arrhythmia; atrial fibrillation; atrial tachycardia; equine cardiology; myocardial sleeves.