In de sportwereld worden veel (en steeds meer) anabole steroïden en andere prestatieverhogende middelen gebruikt. Deze middelen zijn geassocieerd met allerlei gezondheidseffecten waarvan een groot deel cardiovasculair is. In dit artikel gaan we daar op inzoomen en kijken we ook wat de link met het ECG is.

Met prestatieverhogende middelen bedoelen we doorgaans Testosteron en allerlei varianten daarop. In ieder geval middelen met hormonale effecten die bedoeld zijn de anabole activiteit te vergroten en de androgene activiteit te verlagen. Ze kunnen ook in een klinische setting gebruikt worden, al is dat niet heel gebruikelijk. Indicaties kunnen zaken als cachexie, HIV, brandwonden en osteoporose zijn. Meer gebruikelijk is het uiteraard wel in de klinische setting bij hypogonadisme (Ref. 1-4).

Het gebruik van Testosteron is wijdverspreid binnen allerlei topsporten maar wint in de afgelopen decennia en jaren ook populariteit binnen de amateursport. Naast de gewenste effecten die het met zich meebrengt, doorgaans toename van spiermassa, zijn er ook ongewenst effecten. Naast de cardiovasculaire effecten waarop we in dit artikel inzoomen zijn dat onder andere effecten op het gedrag, de huid, het endocriene systeem en op andere organen zoals de lever en nieren (Ref. 5). De cardiovasculaire effecten omvatten onder andere trombose, vaatspasmen, hypertensie, ventrikelhypertrofieën, aritmieën en plotselinge hartdood (Ref. 6-8).

Ik ga hieronder inzoomen op de meest relevante effecten in relatie tot het cardiovasculaire systeem en het ECG.

Myocardischemie

Je zou het wellicht niet denken, maar het gebruik van anabole steroïden kan leiden tot myocardischemie of zelfs infarcering. Tot zelfs 3% van de gebruikers zou een myocardinfarct ontwikkelen (Ref. 26). Er is ook een correlatie tussen de dosering en duur van het gebruik en de ontwikkeling van coronairproblemen. Er zijn meerdere redenen voor het ontstaan van dit risico.

Het gebruik van anabole steroïden heeft gevolgen voor de cholesterolhuishouding (Ref. 9) Er is een toename van het LDL-cholesterol en afname van HDL-cholesterol, lipoproteïne en apolipoprotein A (ApoA)-concentraties, waarmee het risico op atherosclerose toeneemt. Daarnaast kan er polycytemie ontstaan: een verhoogde concentratie rode bloedcellen (Ref. 10). De viscositeit van het bloed neemt toe en de tromboyctenaggregatie wordt gestimuleerd. Kortom, een verhoogd risico op trombose en daarmee op cardiac events. Daarnaast kan aantasting van de vaatwand (endotheellaag) zorgen voor vaatspasmen.

Daarnaast zorgen anabole steroïden, zeker in combinatie met krachttraining, voor hypertrofie van de wand van het linker ventrikel en het interventriculaire septum. Naast hypertrofie zou er overigens ook dilatatie ontstaan (Ref. 6). Daarbij treden er veranderingen in de bloedvaten op, in feite groeit de bloedvoorziening niet voldoende mee met de spier. Dit maakt het hart weer gevoeliger voor zuurstoftekort, zeker op het moment dat er inspanning wordt geleverd. Ook treden er nog enzymatische veranderingen op die het hart gevoeliger maken voor ischemie (Ref. 11-13).

De ECG kenmerken waar je op kunt letten zijn:

• ST-elevatie
• ST-depressie
• T-top inversies
• Afgevlakte T-toppen
• Bifasische T-toppen

Voor meer diepgaande informatie over ECG veranderingen bij ischemie verwijs ik naar de artikelen over ischemie en infarct.

Hypertrofie deel 1: het ontstaan van ventrikelhypertrofie

Ventrikelhypertrofie is een van de meest bekende cardiovasculaire gevolgen van steroïdengebruik (Ref. 14,15, 27). Naast hypertrofie kan er ook (gelijktijdig) dilatatie van het ventrikel optreden (Ref. 18). Ventrikelhypertrofie kan zorgen voor diastolische dysfunctie (Ref. 17). Ook zijn er celnecrose en fibrose gemeld (Ref. 16).

Er zijn meerdere mechanismen waarmee steroïden bijdragen aan ventrikelhypertrofie. Een daarvan is simpelweg receptoren in het myocard die reageren op de anabolen (Ref. 28). Via een omweg is mogelijk ook het RAAS (renine-angiotensine-aldosteron systeem) betrokken: hier hebben de anabolen invloed op, waardoor hypertensie ontstaat. Angiotensine II heeft weer direct invloed op het myocard en daarnaast kan ook het aldosteron van invloed zijn door middel van onder andere verhogen van oxidatieve stress, inflammatie en fibrose. Daarnaast hebben anabolen invloed op de Bezold-Jarisch reflex, daarmee weer toename van hypertensie en daarmee weer ventrikelhypertrofie (Ref. 29).

Bovenstaande is voor zover we weten voornamelijk van invloed op het linkerventrikel. Het is echter niet zo dat het rechter ventrikel nergens last van heeft (Ref. 30-32). Ook hier zijn diastolische dysfunctie en fibrosering het probleem. Mechanismen zijn echter niet altijd even goed begrepen.

Hypertrofie deel 2: ECG kenmerken LVH

Het herkennen van ventrikelhypertrofieën op het ECG is ingewikkeld. Er worden doorgaans voltagecriteria zoals de Sokolow-Lyon criteria gehanteerd, echter staan QRS-amplitudes onder invloed van onder andere leeftijd, geslacht en comorbiditeiten maar ook lichaamsomvang. En net dat is wat bij topsporters, vooral bodybuilders, zal kunnen afwijken. Hoe betrouwbaar de voltagecriteria dan nog zijn is lastig te zeggen.

Je kunt daarom een set criteria gebruiken die niet enkel naar de QRS-amplitudes kijken, zoals de Romhilt-Este index. Daarnaast kun je nog ondersteunende criteria gebruiken. Het idee is dat bij ventrikelhypertrofie er veranderingen optreden op meerdere gebieden: de eerder genoemde QRS-amplitude (meer spier is meer amplitude), QRS-duur (meer spier is langere depolarisatietijd) en ST-T afwijkingen. Omdat een hypertroof ventrikel abnormaal depolariseert, zal ook de repolarisatie afwijken. Dit wordt ook het kenmerkende strain patroon genoemd.

Hieronder vind je criteria die je kunt gebruiken.

• Sokolow-Lyon criteria
  • 20% sensitiviteit, >85% specificiteit
    • R in V5 OF V6 + S in V1 OF V2 samen >35mm
    • OF R in AvL >11mm hoog
• Cornell-criteria
  • 40% sensitiviteit, 95% specificiteit
    • Mannen: S in V3 + R in AvL samen >28mm hoog
    • Vrouwen: S in V3 + R in AvL samen >20mm hoog
• Romhilt-Este’s index
  • Sensitiviteit + specificiteit afhankelijk van aantal aanwezige criteria
  • 4 punten = Mogelijk LVH, 5 punten = vrijwel zeker LVH
    • R of S in een extremiteitenafleiding >20mm hoog OF S in V1 of V2 of R in V5 of V6 >30mm = 3 punten
    • Disconcordante ST-veranderingen bij patiënt MET digoxine = 1 punt
    • Disconcordante ST-veranderingen bij patiënt ZONDER digoxine = 3 punten
    • ECG tekenen of linker atriale vergroting (P-mitrale) = 3 punten
    • Linker hartas = 2 punten
    • QRS >90msec = 1 punt
    • R-wave peak time V1-V2 >35msec OF V5-V6 >45msec = 1 punt
• Overige criteria
  • ST-depressie met negatieve T in linkszijdige afleidingen (I, AvL, V5, V6)(Strain-patroon)
  • ST-elevatie in rechtszijdige afleidingen (V1-V2)
  • Linker hartas
  • R-wave peak time V5-V6 >50 msec
  • Tekenen linker atrium vergroting (P-mitralis)

Hypertrofie deel 3: RVH

Ook om rechter ventrikel hypertrofie (RVH) te diagnosticeren kun je het beste kijken naar afleidingen V1, V2 en V5, V6. We hebben bij rechter ventrikel niet zulke uitgebreide criteria als voor LVH. De criteria voor het herkennen van RVH staan eigenlijk vrij goed vast, omdat ze zich ook niet richten op QRS-amplitude. Hieronder de criteria:

• Dominante R en kleinere S in V1, V2
• Dominante S en kleinere R in V5, V6
• ST-depressies met negatieve T-toppen in V1-V3/V4, II, III, AvF (strain patroon)
• R-wave peak time V1, V2 iets verlengd (35-55 msec)(QRS hierdoor breder dan normaal, niet persé verbreed!)
• Soms rSR’ patroon, maar niet altijd RBTB!
• Mogelijk rechter hartas met S1/S2/S3 patroon: diepe S-golven in afleiding I, II, III
• Mogelijk rechter atriale vergroting (P-pulmonale)
• Mogelijk rechter bundeltakblok

Hypertrofie deel 4: Bi-ventriculaire hypertrofie

Natuurlijk is ook gelijktijdige hypertrofie van beide ventrikels mogelijk. Dit noemen we bi-ventriculaire hypertrofie en we zien dan tekenen van zowel LVH als RVH. Het komt relatief vaak voor, echter zijn er niet hele duidelijk kenmerken op het ECG waardoor we het opmerken. Vaak zien we positieve voltagecriteria voor LVH met bijkomende kenmerken van RVH. Andersom is natuurlijk ook mogelijk. Enkele combinaties die we kunnen tegenkomen:

• Voltage-criteria LVH + rechter hartas + P-pulmonalis
• Voltage-criteria LVH + diepe S-golven in V5, V6
• Criteria RVH + hoge R en diepe S in V2-V5
• QRS-amplitude >50mm

Een heel specifiek kenmerk op het ECG dat past bij bi-ventriculaire hypertrofie is het Katz-Wachtel fenomeen. Dit komen we ook tegen bij kinderen met een ASD: atrium septum defect. We zien dan grote bifasische QRS-complexen (RS-complexen) in V2-V5. Zie het ECG hieronder voor een voorbeeld.

Systolisch hartfalen

Naast ventriculaire hypertrofie kan er ook steroïden-geïnduceerd hartfalen ontstaan. Enerzijds kan dit gelinkt zijn aan ventrikelhypertrofie in de vorm van diastolisch hartfalen (HfPef): de hartspier is zo dik dat hij slecht kan ontspannen en dus minder output kan verzorgen. Echter is ook systolisch falen mogelijk, waarbij de hartspier daadwerkelijk minder contractiliteit heeft (HfRef). Er is echter niet heel veel data daarover, maar er zijn wel wat publicaties die het hierover hebben (Ref. 26, 33-35). De belangrijkste leerpunten hieruit zijn dat de impact van anabole steroïden op de pompfunctie van het linker ventrikel niet dosis- en duurafhankelijk lijken te zijn.

Reversibiliteit

We weten uit verschillende studies inmiddels dat bepaalde gevolgen van anabolengebruik reversibel zijn. Dat is niet bij iedereen zo en is ook afhankelijk van meerdere factoren. Denk dan aan de gekozen middelen, dosis en de duur van het gebruik. Ook is het herstel niet bij alle organen hetzelfde. Het hormonaal systeem, de HPA as in het specifiek, herstelt doorgaans wel maar niet bij iedereen.

Wat het hart betreft is bij de HAARLEM-studie (Ref. 27) bevonden dat eigenlijk bij iedereen het hart wel herstelt. Daarbij zijn zaken als linkerventrikel ejectiefractie, linker ventrikel wanddikte, septumdikte en linker atrium volume meegenomen. Er zijn ook case reports die dit herstel laten zien (Ref. 36). Anderzijds zijn er ook studies die irreversibele schade aantonen of die juist een gemengd beeld laten zien (Ref. 37,38).

Elektrische veranderingen en ritmestoornissen

Ook op elektrisch gebied treden er veranderingen op. Zo kan er een verandering optreden van de uitstroom van kalium uit de cel (I_to) door afname van de activiteit van bepaalde eiwitten die daarbij nodig zijn (Kv1.4 en Kv4.3). (Ref. 19, 20). Kalium is nodig voor de repolarisatie, welke daardoor langer duurt. Dat zorgt voor QTc-verlenging. Hiermee is er weer een hoger risico op aritmieën zoals Torsade de Pointes en daarmee plotselinge hartdood.

In een studie van Chung et al (Ref. 21) werden echter geen noemenswaardige veranderingen gevonden, al werd er in die studie slechts vier weken anabole steroïden gebruikt. In studies van Bigi et al (Ref. 22) en Stolt et al (Ref. 23) werden echter weer korte QT-intervallen gevonden. Ook dat zorgt voor verhoging van het risico op aritmie, met name re-entry aritmieën. Het verschil tussen deze QT-tijd veranderingen heeft mogelijk te maken met de gebruikte middelen en de dosis daarvan.

Door de mechanische veranderingen beschreven bij bovenstaande hoofdstukken (met name fibrosering en hypertrofie) treden er onder andere veranderingen op in de gap junctions die de elektrische impuls verspreiden, maar ook in de in- en uitstroom van eiwitten en elektrolyten in en uit de cel. Ook dat vormt weer een erg goede voedingsbodem voor het ontstaan van aritmie.

De meest voorkomende en meest voor de hand liggende aritmie die we dan tegenkomen is atriumfibrilleren (Ref. 39-41). Echter zijn ook geleidingsstoornissen zoals intra-atriaal blok niet ongewoon. Ten gevolge van tachy-aritmie zoals atriumfibrilleren kan weer tachy-cardiomyopathie ontstaan (Ref. 42,43).

Andere gevolgen

In 2016 kwam er een case report (Ref. 24) waarin de associatie werd gelegd tussen het gebruik van anabolen en myocardinfarct bij een 32-jarige bodybuilder. Hij kwam in het ziekenhuis met episoden van pijn op de borst sinds enkele dagen. Op zijn ECG (zie hieronder) waren forst gepiekte T-toppen te zien, zonder echte ST-elevaties (hoogstens 0,5mm) en ST-depressies. In het bloed waren verhoogde hartenzymen (piek troponine-I >50.000, CK 2550 en CK-MB 115) zichtbaar terwijl bij een angiografie een normaal coronair systeem werd gezien. Uiteindelijk werd geconcludeerd dat er myocardinfarct door coronair vaatspasme door steroïdengebruik was opgetreden.

Een ander case report (Ref. 25) beschreef twee patiënten met myocarditis ten gevolge van het gebruik van anabolen. Beiden hadden last van episoden van pijn op de borst, beiden verhoogde hartenzymen en beiden via de MRI bevestigde myocarditis. Hieronder zie je het ECG van een van de twee heren, met T-top inversies in de anterior afleidingen.

Afsluiting

Bedankt voor het lezen van dit artikel. Vergeet je niet te abonneren op ons YouTube-kanaal. Ook zijn we te volgen op LinkedIn en Instagram! Verspreid het kanaal ook vooral onder je collega’s en andere geïnteresseerden, dat wordt enorm gewaardeerd!

Literatuur

1. Anabolic steroids in the athlete (Strauss et al, 1991)
2. Metabolism of anabolic androgenic steroids (Schänzer, 1996)
3. Pharmacology of anabolic steroids (Kicman, 2008)
4. A review of the chemistry, biological action, and clinical applications of anabolic-androgenic steroids (Shahidi, 2001)
5. Anabolic–androgenic steroids: How do they work and what are the risks? (Bond et al, 2022)
6. The cardiac toxicity of anabolic steroids (Sullivan et al, 1998)
7. Anabolic steroid abuse and cardiac death (Kennedy et al, 1993)
8. Anabolic steroid abuse and cardiac sudden death: a pathologic study (Fineschi et al, 2001)
9. Effects of androgenic-anabolic steroids on apolipoproteins and lipoprotein (Hartgens et al, 2004)
10. Anabolic steroids, acute myocardial infarction and polycythemia: a case report and review of the literature (Stergiopoulos et al, 2008)
11. Increased susceptibility of hypertrophied hearts to ischemic injury (Friehs et al, 2003)
12. Anabolic steroids impair the exercise-induced growth of the cardiac capillary bed (Tagarakis et al, 2000)
13. Proposed mechanisms for the anabolic steroid-induced increase in myocardial susceptibility to ischaemia/reperfusion injury (Du Toit et al, 2005)
14. Serious cardiovascular side effects of large doses of anabolic steroids in weight lifters (Nieminen et al, 1996)
15. Increased left ventricular mass in a bodybuilder using anabolic steroids (McKillop et al, 1986)
16. Sudden cardiac death during anabolic steroid abuse: morphologic and toxicologic findings in two fatal cases of bodybuilders (Fineschi et al, 2007)
17. Cardiovascular effects of androgenic anabolic steroids in male bodybuilders determined by tissue Doppler imaging (Nottin et al, 2006)
18. Anabolic Steroid Use as the Possible Precipitant of Dilated Cardiomyopathy (Ferrera et al, 1997)
19. Chronic treatment with anabolic steroids induces ventricular repolarization disturbances: Cellular, ionic and molecular mechanism (Medei et al, 2010)
20. Abnormal cardiac repolarization in anabolic androgenic steroid users carrying out submaximal exercise testing (Maior et al, 2013)
21. Effects of testosterone and nandrolone on cardiac function: a randomized, placebo-controlled study (Chung et al, 2007)
22. Short QT interval: A novel predictor of androgen abuse in strength trained athletes (Bigi et al, 2009)
23. QT interval and QT dispersion in endurance athletes and in power athletes using large doses of anabolic steroids (Stolt et al, 1999)
24. Chronic anabolic androgenic steroid usage associated with acute coronary syndrome in bodybuilder (Sonmez et al, 2016)
25. Myocarditis Associated With Anabolic Steroid Abuse Report of Two Cases (Kerroumi et al, 2019)
26. Cardiovascular Toxicity of Illicit Anabolic-Androgenic Steroid Use (Baggish et al, 2017)
27. Anabolic Androgenic Steroids Induce Reversible Left Ventricular Hypertrophy and Cardiac Dysfunction. Echocardiography Results of the HAARLEM Study (Smit et al, 2021)
28. Androgens and cardiovascular disease (Liu et al, 2003)
29. Clinical relevance of the Bezold-Jarisch reflex (Campagna et al, 2003)
30. Androgenic anabolic steroids also impair right ventricular function (Kasikcioglu et al, 2009)
31. Comparison of Right Ventricle Systolic Function between Long-Term Anabolic-Androgenic Steroid User and Nonuser Bodybuilder Athletes: A Study of Two-Dimensional Speckle Tracking Echocardiography (Alizade et al, 2016)
32. Serious cardiovascular side effects of large doses of anabolic steroids in weight lifters (Nieminen et al, 1996)
33. Effects of anabolic-androgenic steroids on weight-lifters’ myocardium: an ultrasonic videodensitometric study (Di Bello et al, 1999)
34. Anabolic androgenic steroid use is associated with ventricular dysfunction on cardiac MRI in strength trained athletes (Luijkx et al, 2013)
35. Long-term use of anabolic-androgenic steroids in male weightlifters is associated with left ventricular systolic dysfunction (Abdullah et al, 2019)
36. Strong muscles, weak heart: testosterone-induced cardiomyopathy (Doleeb et al, 2019)
37. Multiplexed immunoassay to detect anabolic androgenic steroids in human serum (Tort et al, 2012)
38. Characteristics and outcome of patients with heart failure due to anabolic-androgenic steroids (Sondergaard et al, 2014)
39. Long-Term Anabolic Androgenic Steroid Use Is Associated with Increased Atrial Electromechanical Delay in Male Bodybuilders (Akcakoyun et al, 2014)
40. Atrial fibrillation and anabolic steroids (Sullivan et al, 1999)
41. Atrial fibrillation and anabolic steroid abuse (Lau et al, 2007)
42. A unique case of tachycardia‐mediated cardiomyopathy in a patient misusing anabolic steroids (Adhikari et al, 2022)
43. Anabolic steroid misuse is an important reversible cause of cardiomyopathy: a case report (Milevski et al, 2022)