Dysfunkcia autonómneho nervového systému – patofyziologické aspekty a jej význam v klinickej kardiológii
PETER OLEXA, JOZEF GONSORČÍK, RASTISLAV KUČINSKÝ, IMOLA BRAČOKOVÁ 1,
KATARÍNA KASSAYOVÁ 1, ALOJZ RAJNIČ
Košice, Slovenská republika

Z  IV. internej kliniky LF UPJŠ, FN L. Pasteura, Košice a z Ústavu fyziológie LF UPJŠ, Košice1
Do redakcie došlo dňa 30. 12. 1999; prijaté dňa 24. 2. 2000
Adresa pre korešpondenciu: MUDr. Peter Olexa, IV. interná klinika FN L. Pasteura, Rastislavova 43, 041 90 Košice


OLEXA P, GONSORČÍK J, KUČINSKÝ R, BRAČOKOVÁ I, KASSAYOVÁ K, RAJNIČ A. Dysfunkcia autonómneho nervového systému – patofyziologické aspekty a jej význam v klinickej kardiológii. Cardiol 2000;9(4):222–230
Autonómny nervový systém ovplyvňuje funkcie vnútorných orgánov a zabezpečuje stálosť vnútorného prostredia. Tvoria ho dve hlavné zložky: parasympatikus a sympatikus, pričom ich aktivita je vo vzájomnej rovnováhe. Oba systémy majú dominantnú úlohu pri regulácii rôznych viscerálnych reflexov ovplyvňujúcich elektrofyziologické vlastnosti myokardu. Vplyvom organických a funkčných zmien pri ochoreniach kardiovaskulárneho systému dochádza k  porušeniu tejto rovnováhy. Vzniká dysfunkcia autonómneho nervového systému. Vyšetrovacie metódy, ktoré ju umožňujú diagnostikovať, rozdeľujeme na klasické a moderné. Z nich sa v súčasnosti využíva predovšetkým vyšetrenie variability srdcovej frekvencie a senzitivity baroreflexu. Autonómna dysfunkcia je závažným negatívnym prognostickým markerom viacerých kardiovaskulárnych ochorení. Práce uverejnené v ostatnom čase jednoznačne dokázali úzku koreláciu medzi závažnosťou dysfunkcie autonómneho nervového systému a celkovou kardiovaskulárnou mortalitou i koreláciu so zvýšeným rizikom náhlej srdcovej smrti. Jej verifikácia a objektivizovanie by sa mali stať súčasťou stratifikačných vyšetrení pacientov najmä po infarkte myokardu, pretože umožňuje identifikovať a následným terapeutickým zásahom pozitívne modifikovať prognózu a prežívanie rizikových pacientov.
Kľúčové slová: dysfunkcia autonómneho nervového systému – variabilita srdcovej frekvencie – senzitivita baroreflexu

OLEXA P, GONSORČÍK J, KUČINSKÝ R, BRAČOKOVÁ I, KASSAYOVÁ K, RAJNIČ A. Dysfunction of the autonomous nervous system – pathophysiological aspects, and its importance in clinical cardiology. Cardiol 2000;9(4):222–230
The autonomous nervous system influences the function of internal organs and provides for the stability of the internal environment. It consists of two main components: the parasympathetic and the sympathetic nerve systems, while their activity is in a mutual balance. Both systems play a dominant role in the regulation of various visceral reflexes influencing the electrophysiological properties of myocardium. Due to organic and functional changes caused by cardiovascular diseases a disturbance of this balance emerges with dysfunction of the autonomous nervous system. The diagnostic methods are divided into those classic and those modern. Of these, especially examination of the heart rate variability and the baroreflex sensitivity is mostly utilized at present. Autonomous dysfuncion is a serious negative prognostic marker of a number of cardiovascular diseases. The recently published studies  have uniformly proved a close correlation between the severity of the autonomous nervous system dysfunction and total cardiovascular mortality, as well as with an increased risk of sudden cardiac death. Its verification should be a part of patients stratification, especially in patients after myocardial infarction, as it allows for the identification and, by consequent therapeutic intervention, a positive modification of the prognosis and survival of the risk patients.
Key words: Autonomous nervous system dysfunction – Heart rate variability – Baroreflex sensitivity


Všeobecne sa akceptuje, že autonómny nervový systém a jeho patologická aktivácia majú významnú úlohu pri vzniku a vývoji mnohých akútnych i chronických kardiovaskulárnych ochorení. Hoci miera aktivácie autonómneho nervového systému sa ukázala byť veľmi dôležitým prognostickým faktorom citlivo odrážajúcim riziko fatálnych komplikácií, v kardiologickej praxi sa na ňu ešte stále myslí relatívne málo.

Fyziologicko-anatomické aspekty

Nervový systém reguluje všetky aktivity ľudského organizmu. Z hľadiska vôľovej kontroly ho môžeme rozdeliť na somatický a vegetatívny nervový systém. Somatický nervový systém tvoria nervy kostrového svalstva, povrchovej citlivosti, zmyslových orgánov a pod. Tento systém riadi tie deje, ktoré prebiehajú vedome, sú teda pod vôľovou kontrolou. Naopak, vegetatívny nervový systém riadi funkcie a činnosť vnútorných orgánov a kontroluje stálosť vnútorného prostredia. Je charakteristický tým, že nie je vôľou kontrolovateľný a nie je priamo pod kontrolou vedomia. CNS dokáže len do určitej miery modifikovať jeho reakcie na aferentáciu. Preto sa vegetatívny nervový systém nazýva aj autonómnym (1). Podľa mediátora na postgangliovom eferentnom neuróne sa autonómny nervový systém (ANS) rozdeľuje na tri časti (2):

1. adrenergný systém – sympatikus (SYM),

2. cholinergný systém – parasympatikus (PAS),

3. neadrenergné a necholinergné nervstvo, s inými mediátormi (dopamín, NO).

Prvé dve hlavné zložky sa od seba neodlišujú iba mediátorom, ale dominantne svojou funkciou. Ich účinky sú antagonistické. O ich funkcii môžeme zjednodušene povedať, že PAS predstavuje regulačnú tonickú časť, nevyhnutnú na zabezpečenie životných funkcií i pri bazálnych „pokojových“ podmienkach, kým SYM je nevyhnutný na prispôsobenie sa organizmu náhlym zmenám vonkajšieho alebo vnútorného prostredia. Pripravuje organizmus na reakciu „útok alebo obrana“ (2).

Sympatikové autonómne gangliá sú umiestnené v hrudnej a lumbálnej mieche (tzv. torakolumbálny oddiel) a v sakrálnej mieche (kraniosakrálny oddiel). Odtiaľ vedú cholinergné pregangliové nervové vlákna do krčných a paravertebrálnych ganglií, z  ktorých cez postgangliové adrenergné nervové vlákna sa vzruch šíri do jednotlivých orgánov. Parasympatikové gangliá na rozdiel od toho sú priamo v inervovanom orgáne alebo v jeho tesnej blízkosti. Celý autonómny nervový systém (ANS) funguje na základe reflexného oblúka. Z receptorov lokalizovaných vo vnútorných orgánoch vedú aferentné stimuly do centier – do ponsu, hypotalamu a predĺženej miechy. Po spracovaní informácie funkciu inervovaného orgánu ovplyvňuje reflexná odpoveď vedená eferentnými nervovými vláknami (1, 2).

Srdce a jeho autonómna inervácia

Srdce je inervované parasympatikom prostredníctvom ľavej a pravej vetvy nervus vagus. Sympatikové impulzy prichádzajú prostredníctvom nn. cardiaci. Sinoatriálny uzol sa inervuje prevažne z pravostrannej vetvy n. vagus a sympatikom, atrioventrikulárny uzol sympatikom a prevažne ľavostrannou vetvou vagu. Rozdiely sú i v priebehu SYM a PAS v myokarde komôr. SYM-vlákna sa vetvia pozdĺž koronárnych ciev subepikardiálne a až po vetvení sa vnárajú do myokardu. PAS-vlákna sa po dosiahnutí AV--prstenca roztrúsia prevažne v subendokardiálnej vrstve myokardu (3). Srdce teda ovplyvňujú i dve zložky ANS. Dominantnú úlohu má však PAS. PAS-dominanciu podmieňuje rýchly metabolizmus acetylcholínu na postgangliovom nervovom zakončení. Acetylcholín sa veľmi rýchlo inaktivuje acetylcholínesterázou. To umožňuje PAS-kontrolu srdcového rytmu „beat to beat“ – od úderu k úderu. SYM nedokáže tak rýchlo kontrolovať aktivitu pacemakera vzhľadom na pomalé odbúravanie noradrenalínu v zakončení. Zo synaptickej štrbiny sa noradrenalín sčasti aktívne transportuje späť do nervového vlákna a sčasti vstrebáva do okolitej vaskulatúry. Nervové vlákna oboch systémov vytvárajú na povrchu a v myokarde nervovú spleť, ktorej funkciu (a tým i funkciu srdca) môže modifikovať viacero faktorov, napr. ischémia, nekróza myokardu. S aktivitou mechano- a chemoreceptorov myokardu sa mení i aktivita PAS alebo SYM. Táto skutočnosť sa môže prejaviť napr. častejšie prítomnou bradykardiou a hypotenziou pri diafragmálnych infarktoch a hypertenziou a tachykardiou pri predných infarktoch (4, 5). Účinok oboch systémov na srdce je antagonistický. Adrenergné impulzy cestou alfa- a beta-receptorov majú pozitívny inotropný, dromotropný, batmotropný a chronotropný účinok. V dôsleku aktivácie SYM takto stúpa minútový objem srdca, ale rastie i automacia ektopických centier myokardu. Kvôli hypertenzii a zvýšenému minútovému objemu je myokard vystavený zvýšenej záťaži, zvyšuje sa spotreba kyslíka. Efektivita kontrakcií klesá. Opačnú aktivitu vykazuje PAS (6).

Dysfunkcia autonómneho nervového systému – charakteristika a význam

Pri fyziologických podmienkach je aktivita oboch častí ANS v aktívnej rovnováhe, ktorej porušenie nazývame dysfunkciou ANS. Prejavy tejto dysbalancie sú pre veľké množstvo inervovaných vnútorných orgánov veľmi pestré a stretnúť sa s nimi môžu lekári viacerých odborov. Urológ sa stretáva s dysfunkciou močového mechúra, erektilnou dysfunkciou, geriater s poruchami vodného hospodárstva, či termoregulácie, internista s ortostatickou hypotenziou a podobne (7). Podľa Bannistera (6) rozdeľujeme dysfunkciu ANS na primárnu a sekundárnu (obrázok 1). Primárne dysfunkcie sú doménou neurológie. So sekundárnymi dysfunkciami, charakteristickými prevahou aktivity sympatika a útlmom aktivity vagu sa stretávame najmä vo vnútornom lekárstve. Takáto vegetatívna dysbalancia so sympatikotóniou vzniká vplyvom rozličných patologických procesov, napríklad v dôsledku ischémie a nekrózy myokardu. Organizmus reaguje na tieto negatívne vplyvy obrannou – stresovou reakciou. Aktivuje sa os hypotalamus – hypofýza – nadoblička, pri ktorej sa výrazne zvyšuje  aktivita sympatika.

Patogenetický význam dysfunkcie autonómneho nervového systému a kardiovaskulárny systém

Dysfunkcia ANS (DANS) veľmi negatívne ovplyvňuje kardiovaskulárny systém. Jej dôsledkom sú funkčné a následne štrukturálne zmeny myokardu a steny ciev. Uvádzame hlavné mechanizmy negatívneho pôsobenia:

– Dysfunkcia autonómneho nervstva negatívne ovplyvňuje koronárnu perfúziu. Ischemizuje myokard tým, že spôsobuje tachykardiu, zvýšenie krvného tlaku a vazokonstrikciu koronárnych ciev.

– Autonómna dysfunkcia negatívne ovplyvňuje elektrickú stabilitu myokardu. Je potentným modulujúcim faktorom, ktorý pri súčasnej prítomnosti arytmogénneho substrátu a spúšťanej aktivity, napr. extrasystol, môže najčastejšie reentry mechanizmom zapríčiniť vznik malígnej komorovej arytmie (8). Vo viacerých experimentálnych i klinických prácach sa dokázalo, že stimulácia SYM alebo infúzia katecholamínov zvyšujú excitabilitu a vulnerabilitu normálneho, ale najmä ischemizovaného myokardu, znižujú fibrilačný prah (9).

– Autonómna dysfunkcia spôsobuje negatívnu moduláciu aktivity neuroendokrinných systémov. Zvyšuje sa aktivita renín-angiotenzínového systému a takto spolu so stimuláciou betaadrenoreceptorov vyvoláva hypertrofiu myokardu (10), proliferáciu interstícia. Výsledkom je remodelácia myokardu, ktorá spolu s kardiomyocytotoxickým účinkom SYM spôsobuje pokles jeho funkcie, pokles výkonnosti ĽK. Hypertrofia a remodelácia tvoria „arytmogénny substrát“ pre vznik potenciálnych malígnych komorových arytmií.

– Noradrenalín pri autonómnej dysfunkcii vyvoláva aj zvýšenie agregability trombocytov, a to spolu s mechanickým poškodením cievnej steny hypertenziou vyvoláva endotelovú dysfunkciu a vznik hypertrofie médie cievnej steny. Ide o iniciálne, spočiatku reverzibilné zmeny, ktoré pri pretrvávaní SYM-hyperaktivity spôsobia akceleráciu procesu aterosklerózy.

– Prevahou aktivity sympatika sa zvyšuje vyplavovanie kortizolu, mení sa  metabolizmus tukového tkaniva, uvoľňujú sa mastné kyseliny a kumuluje sa viscerálny tuk. Môže sa potencovať vznik dyslipidémie, hyperinzulinizmu a inzulínovej rezistencie s tendenciou k obezite.

Diagnostické metódy

Pre výrazne negatívny vplyv autonómnej dysfunkcie na kardiovaskulárny systém nadobúda včasná diagnostika veľký význam. Anamnéza aj v súčasnosti ostáva stále dôležitou súčasťou diagnostiky DANS. Pri rozhovore sa zameriavame na prítomnosť známok dominancie jednej zo zložiek ANS. Pacienti môžu udávať množstvo príznakov – poruchy potenia, závraty, zažívacie ťažkosti, problémy s mikciou, erektilnú dysfunkciu a pod. Klinické vyšetrovacie metódy môžeme rozdeliť na klasické, ktoré sa používali najmä v minulosti, a na moderné, tiež nazývané špeciálne, používané v súčasnosti.

 

A. Klasické skúšky. Už v minulosti sa na diagnostiku DANS využívali reflexné reakcie vegetatívneho nervstva. Tieto tzv. klasické skúšky však boli schopné diagnostikovať len dysfunkciu PAS, navyše bez možnosti kvantifikácie závažnosti poruchy (6, 7, 11). Až Ewing vo svojich prácach spracoval metodiku vyšetrenia ANS, tzv. batériu kardiovaskulárnych skúšok pri posteli chorého, ktoré umožňujú do istej miery kvantifikovať autonómnu dysfunkciu. Ide o vyšetrenia kardiovaskulárnych reflexov, ktorými sa sleduje srdcová frekvencia a krvný tlak v pokoji alebo pri určitých štandardizovaných manévroch. Kardiovaskulárne reflexy sa považujú za najspoľahlivejší ukazovateľ činnosti ANS. Medzi najčastejšie používané klasické skúšky patria tzv. dychové skúšky, Valsalvov manéver, ortostatické testy a test izometrickej kontrakcie ruky. Vyhodnocujú reakcie srdcovej frekvencie a/alebo krvného tlaku v pokoji, či vplyvom manévra, formou určitých indexov. Výsledky sa vyhodnotia počtom bodov: 0 – normálna hodnota, 1/2 – hraničná hodnota, 1 – patologická hodnota. Na dôkaz DANS je potrebné skóre 2 – 3 body. Nevýhodou týchto metód je už uvedená schopnosť diagnostikovať prevažne len dysfunkciu PAS a nemožnosť určiť stupeň poruchy, jej závažnosť (6, 7, 11).

 

1. Hodnotenie srdcovej frekvencie pri hlbokom dýchaní. Sledujeme rozdiel I – E, t. j. rozdiel priemernej srdcovej frekvencie v inspíriu a expíriu pri štyroch dychových cykloch nádych – výdych (1 cyklus trvá asi 10 sekúnd).

 

2. Valsalvov manéver. Ide o úsilný výdych v trvaní 15 sekúnd proti odporu 40 mm Hg hadičky tonometra, pri ktorom hodnotíme Valsalvov index. Je to pomer maximálnej srdcovej frekvencie počas manévra a minimálnej po jeho ukončení.

 

3. Ortostatická skúška. Sledujeme zmeny tlaku pri prechode z ľahu do vzpriamenej polohy. Hodnotíme dĺžku intervalov R – R 30. a 15. tepu po postavení ( 30 : 15 ratio). Môžeme sledovať tiež zmenu systolického tlaku krvi.

 

4. Test izometrickej kontrakcie ruky. Hodnotíme zmeny diastolického krvného tlaku pri stláčaní dynamometra silou 30 % maxima počas dvoch až piatich minút. Prehľad metód a ich výsledkov uvádzame v tabuľke 1. Vzhľadom na skutočnosti uvedené vyššie i na minimálne využitie týchto metód v súčasnej klinickej praxi (s výnimkou ortostatickej skúšky) sa podrobnejšie klasickými metódami v  tomto článku zaoberať nebudeme.

 

B. Špeciálne metódy. K  tzv. špeciálnym metódam používaným v kardiológii v súčasnosti patrí predovšetkým vyšetrenie variability srdcovej frekvencie (HRV), senzitivity baroreflexu (BRS) a zriedkavejšie používané vyšetrenie intervalu QTc (4, 12). Tieto metódy umožňujú na rozdiel od klasických presnú kvantifikáciu aktivity oboch zložiek ANS a v súčasnosti úplne vytlačili tzv. klasickú metodiku z klinickej praxe. Popri vyšetrení HRV sa v súčasnosti začína stále väčšia pozornosť zameriavať na klasický marker tonusu autonómneho nervového systému – pokojovú frekvenciu srdca. Keďže oba parametre sú odrazom aktuálnej rovnováhy medzi sympatikovou a  parasympatikovou aktivitou, prirodzene sa objavila otázka, či vyšetrenie HRV poskytuje rozsiahlejšiu informáciu o aktivite oboch zložiek ANS v porovnaní s informáciou obsiahnutou v hodnote srdcovej frekvencie. Vzťahy medzi jednotlivými úrovňami regulačných centier SYM a  PAS sú zložité, preto i výpovedná hodnota vyšetrenia HRV, najmä pri využití metód spektrálnej analýzy, je oveľa väčšia. Môžeme to dokumentovať na klasickom príklade – väčšina antiarytmík, no nie amiodarón, vedie k signifikantnej redukcii parametrov HRV, pri súčasnej absencii významného efektu na srdcový rytmus (13). Viaceré veľké štúdie taktiež demonštrovali významnú asociáciu medzi sínusovou tachykardiou vznikajúcou v dôsledku autonómnej dysfunkcie so sympatikotóniou a zvýšením celkovej mortality. Ešte signifikantnejšia bola asociácia medzi sínusovou tachykardiou a nárastom rizika náhlej srdcovej smrti (14). Tieto závislosti sa potvrdili u chorých s artériovou hypertenziou, po infarkte myokardu, so srdcovým zlyhaním, ale i u zdravých jedincov bez anamnézy kardiovaskulárneho ochorenia (14). Z ďalších metód vyšetrovania aktivity ANS uvedieme vyšetrenie hladiny noradrenalínu, úzko korelujúcej so srdcovou frekvenciou, ale i s kardiovaskulárnou mortalitou, stanovenie hladín renínu a angiotenzínu, či elektrostimuláciu periférnych nervov. Tieto vyšetrovacie metódy sa však napriek sľubným výsledkom v experimentálnych i klinických štúdiách vo väčšej miere v klinickej praxi neuplatnili.

 

1. Variabilita frekvencie akcie srdca. Skutočnosť, že sínusový rytmus u človeka so zdravým srdcom nie je absolútne pravidelný, je známa už viac rokov. Zistenie, že rigidný sínusový rytmus je negatívnym prognostickým faktorom, vyvolalo však určité prekvapenie. Kolísanie srdcovej frekvencie periodicky počas 24 hodín je odrazom vplyvu respirácie, aktivity baroreflexu a termoregulácie. Práve tieto oscilácie určujú variabilitu srdcového rytmu (15, 16). Pri fyziologických podmienkach ju ovplyvňujú aj iné faktory. Je to jednak psychický stres, fyzická záťaž, lieky, poloha tela, ale i pohlavie a vek človeka. Kým psychická záťaž,  vzpriamená poloha, či mužské pohlavie vedú k zmenám HRV v zmysle sympatikovej predominancie, ženské pohlavie, horizontálna poloha tela a pravidelná fyzická záťaž sa spájajú so zmenami HRV, ktoré svedčia o zvyšovaní aktivity parasympatika (15). Výsledky prác, ktoré sledovali koreláciu zmien spektra HRV s vekom, boli rozporuplné. Prevažne sa pozorovala negatívna korelácia HRV s vekom (15). Pri interpretácii výsledku vyšetrenia autonómneho nervového systému musíme mať na zreteli aj tieto trvalo pôsobiace faktory. Na meranie variability sa spočiatku používali len krátke EKG-záznamy, ktoré bolo treba vyhodnocovať manuálne. Stupeň variability srdcovej frekvencie sa vyčíslil ako rozdiel jednotlivých intervalov R – R. Prelom znamenalo až zavedenie počítačov a možnosť dlhodobého monitoringu EKG Holterovskou technikou. Dnes sa variabilita srdcovej frekvencie vyšetruje buď analýzou srdcového rytmu v reálnom čase, alebo metódami spektrálnej analýzy (9, 11, 15).

 

Metódy časovej analýzy. Touto metodikou sa EKG--záznam popisuje štatistickými alebo geometrickými parametrami, ktoré vyjadrujú rozdiely v trvaní jednotlivých intervalov R – R. Štatistickými metódami vyjadrujeme variabilitu srdcovej frekvencie prostredníctvom rôznych štatistických parametrov (4). Hlavné sledované štatistické parametre uvádza tabuľka 2.

Hodnotiť môžeme buď EKG-záznam vcelku, alebo sa štatistické veličiny získajú analýzou kratších úsekov rozdelením pôvodného záznamu, najčastejšie päťminútových úsekov. .Okrem vyhodnocovania dlhých záznamov (24-, resp. 48-hodinových), získaných ambulantným EKG--monitoringom podľa Holtera, jestvuje i možnosť vyhodnocovať krátke EKG-záznamy v trvaní 5 – 15 minút. Viaceré klinické práce nepotvrdili získanie validných výsledkov touto metódou pri stratifikácii rizika pacientov po infarkte myokardu (17). Pri ostatných indikáciách sa táto metóda používa najmä na včasnú diagnostiku autonómnej dysfunkcie u diabetikov (2, 7). O štatistických metódach môžeme zjednodušene povedať, že vyjadrujú variabilitu srdcovej frekvencie ako „kolísanie“ hodnôt jednotlivých intervalov R – R okolo hodnoty „normálneho“ intervalu R – R získaného spriemernením veľkého počtu R – R v určitom úseku EKG-záznamu. Dôležitou limitáciou a istým nedostatkom takéhoto postupu je potreba dostatočnej dĺžky záznamu (dostatočný počet R – R, aby sa zabezpečila „štatistická sila“ výsledku) a prítomnosť artefaktov na EKG-zázname, ktoré menia R – R a tým vedú k   skresleným výsledkom. Geometrické metódy nie sú ovplyvnené prítomnosťou artefaktov. Matematicky popisujú geometrické tvary získané štatistickým vyhodnotením záznamu, napr. z  histogramu výskytu intervalov R – R s rôznou dĺžkou trvania v zázname (15). Aj tu sú nevyhnutné dlhodobé záznamy.

 

Metódy spektrálnej analýzy. Sledovaním srdcového rytmu počítačmi na dlhodobých EKG-záznamoch sa zistili oscilácie frekvencie srdca opakujúce sa s určitou pravidelnosťou v čase, teda s určitou frekvenciou. Rozlišujeme rýchle zmeny s vyššou frekvenciou, na ktoré sú superponované zmeny opakujúce sa po dlhšom čase, teda s nižšou frekvenciou. Zastúpenie jednotlivých frekvencií vytvára frekvenčné spektrum. Stručná charakteristika jednotlivých frekvencií je v tabuľke 3.

Zjednodušene môžeme vysoké frekvencie charakterizovať ako prejav aktivity PAS, kým nízke a veľmi nízke frekvencie odrážajú aktivitu SYM (13). Index HF/LF vyjadruje aktuálny stav rovnováhy medzi oboma časťami ANS (8, 13). Výsledkom spracovania EKG-záznamu touto metódou je krivka vyjadrujúca zastúpenie oscilácií srdcového rytmu s určitou frekvenciou v čase v pomerných, arbitrážnych jednotiek. Frekvenčné spektrum zdravého jedinca, na porovnanie spolu s frekvenčným spektrom pacienta po infarkte myokardu, je na obrázku 2. Aj táto metóda je limitovaná množstvom artefaktov a extrasystol na EKG-zázname.

 

2. Senzitivita baroreflexu. Zmeny krvného tlaku sa prejavujú  zmenou frekvencie srdca. Zvýšením krvného tlaku sa spomaľuje, znížením tlaku krvi sa zrýchľuje srdcová frekvencia (1). Tento dej sa riadi baroreflexom a je pod vplyvom vagu (4). Senzitivita baroreflexu je odrazom schopnosti vagu zvýšiť svoju aktivitu a chrániť myokard pred ischémiou. Znížená senzitivita znamená zníženie aktivity vagových reflexov. Poznáme dve hlavné metódy vyšetrovania senzitivity baroreflexu. Pôvodná invazívna, ktorú vypracovala LaRovere a novšia neinvazívna. Invazívna metóda využíva podanie sympatikomimetika, po ktorom sa zvýši krvný tlak. Táto reakcia tlaku sa kontinuálne krvavo monitoruje súčasne so sledovaním zmien srdcovej frekvencie (18). Zmena srdcovej frekvencie, vyvolaná jednotkovou zmenou tlaku, vyjadruje senzitivitu baroreflexu (8). Výhodnejšia a pre pacienta nezaťažujúca je neinvazívna metodika, ktorá na monitoring tlaku krvi a srdcovej frekvencie v pokoji, po medikácii a prípadne po určitých manévroch využíva napr. prstový fotopletyzmograf (5).

Klinické použitie HRV a BRS

Z veľkého počtu rôznych klinických štúdií, ktoré sa zaoberajú možnosťami klinického využitia HRV a BRS v kardiologickej praxi vyplýva, že dnes dvoma jednoznačne akceptovanými indikáciami použitia oboch metód je jednak včasná diagnostika diabetickej neuropatie a najmä identifikácia rizikových pacientov po infarkte myokardu (18). Praktická použiteľnosť pri ďalších indikáciách je menej jasná.

 

Arteriálna hypertenzia. Viacero štúdií dokázalo zvýšenie SYM-aktivity pri esenciálnej hypertenzii. Znížené hodnoty HRV úzko korelovali so stupňom hypertenzie i so závažnosťou hypertrofie myokardu (19, 20). Tieto zmeny boli ovplyvniteľné telesnou záťažou (21) a liečbou spôsobujúcou regresiu hypertrofie myokardu ľavej komory (20).

 

Srdcové zlyhanie. Jednou zo základných patofyziologických charakteristík srdcového zlyhania je aktivácia neurohumorálnych systémov a SYM. Tieto zmeny sa logicky následne prejavia poklesom HRV a BRS. Viaceré práce (9, 16, 22, 23, 24) dokázali koreláciu znížených hodnôt HRV a BRS s EF ľavej komory, triedou NYHA a s celkovou mortalitou pacientov v rôznych štádiách srdcového zlyhania (25) – graf 1. Korelácia medzi poklesom BRS a celkovou mortalitou pacientov nebola štatisticky významná (22, 26). Z toho vyplýva, že obe metódy môžeme použiť ako prognostický indikátor (22, 23), ale ich použitie ako nezávislých prediktorov mortality pacientov je otázne (23, 25).

 

Transplantácia srdca. Obe metódy, dominantne HRV, môžeme použiť ako marker rejekcie štepu. V dôsledku úplnej denervácie srdca dochádza k takmer úplnému vymiznutiu spektrálnych vrcholov a výrazne sa znižuje celková sila spektra. Napriek denervácii sa približne rok po výkone znova  objavujú nízkofrekvenčné spektrálne komponenty. Považujeme to za prvý prejav reinervácie srdca. Ako včasný marker rejekcie štepu sa pri vyšetrení variability srdcovej frekvencie opisuje zvýšenie celkovej sily spektra a výrazne chaotické rozloženie výskytu jednotlivých frekvenčných zložiek (15, 27).

 

Chlopňové chyby. Oblasťou, v ktorej môžeme použiť vyšetrenia HRV a BRS ako markery DANS, je najmä mitrálna regurgitácia. Podľa viacerých prác hodnoty HRV i BRS korelujú s prognózou pacienta, výskytom atriálnej fibrilácie a môžeme ich použiť aj ako prediktory celkovej mortality (24, 25).

 

Stratifikácia rizikových pacientov po infarkte myokardu. Identifikácia skupiny rizikových pacientov s prekonaným IM je najvýznamnejšou indikáciou použitia oboch vyšetrovacích metód. Podstata vzniku autonómnej dysbalancie po infarkte nie je presne známa. Všeobecne sa akceptuje teória vzniku dystorzie SYM nervových zakončení v myokarde. V dôsledku nekrózy a neskôr jazvy sa mení geometria myokardu. Nastáva vzájomný posun myokardiálnych vláken a tým sa mení poloha SYM-zakončení. Tie svojou hyperstimuláciou vyvolávajú prevahu SYM nad PAS. Ďalším faktorom je zníženie reaktivity buniek sinoatriálneho uzla na PAS-stimuláciu, čo môže byť i dôsledkom tzv. elektrickej remodelácie po infarkte myokardu (28). Viaceré klinické i experimentálne štúdie dokázali, že hyperstimulácia SYM, resp. infúzia katecholamínov po infarkte myokardu, sa signifikantne spájajú s vysokým rizikom vzniku malígnych komorových arytmií (29). Prvé práce, popisujúce zvýšenú včasnú mortalitu u pacientov po IM v súvislosti s vymiznutím respiračnej arytmie, boli uverejnené počas 80. rokov (30). Ich závery potvrdili veľké multicentrické štúdie (9, 18, 31) vo včasnom období po vzniku IM, najmä však pri vyšetrení v období okolo 10. – 14. dňa po IM. Redukované hodnoty HRV i BRS signifikantne korelovali s celkovou i náhlou mortalitou, EF i rozsahom cievneho postihnutia (3, 32, 33). U pacientov s otvorenou cievou prislúchajúcou IM boli hodnoty HRV i BRS signifikantne vyššie oproti pacientom, u ktorých sa uzavretú cievu nepodarilo spriechodniť (19, 29). Podobne tomu bolo aj pri porovnávaní chorých po IM s výskytom dysfunkcie ľavej komory a bez nej, a to vo vzťahu k celkovej mortalite i mortalite na náhlu srdcovú smrť (25). Z výsledkov štúdie ATRAMI vyplýva, že v skupine pacientov s ejekčnou frakciou pod 35 % prežitie výrazne ovplyvňovala prítomnosť alebo neprítomnosť patologicky znížených hodnôt BRS alebo HRV. Pri súčasnom výskyte patologických hodnôt markerov autonómnej dysbalancie a závažnej systolickej dysfunkcie stúpa dvojročná mortalita z 8 na 18 % (ak BRS < 3 ms/mm Hg), resp. z 9 na 13 % (ak SDNN < 70 ms) oproti skupine pacientov s nízkou ejekčnou frakciou, ale bez redukcie hodnôt autonómnych markerov (33). Podobné zhoršenie prežívania sa pozorovalo i u pacientov s EF nad 35 % (33). U týchto rizikových skupín pacientov je v rámci sekundárnej prevencie indikovaná agresívnejšia medikamentózna liečba, ktorá zahŕňa betalytiká, inhibítory enzýmu konvertujúceho angiotenzín,  amiodarón a u „high risk patients“ prípadne i realizáciu programovanej komorovej stimulácie s prípadnou implantáciou kardioverter-defibrilátora (ak sa nedokáže účinnosť perorálnych antiarytmík).

HRV je v súčasnosti dostupnejšou vyšetrovacou metódou ako BRS. Na stratifikovanie pacientov sa používajú len 24-, resp. 48-hodinové EKG-záznamy, diagnostický prínos vyšetrenia HRV z krátkodobých záznamov sa nepotvrdil (17). Napriek tomu, že obe metodiky – HRV i BRS sú markermi dysfunkcie autonómneho nervstva, nepotvrdila sa ich vzájomná korelácia. To znamená, že vyšetrený pacient môže mať patologickú hodnotu BRS, ale hodnoty HRV môžu byť normálne (29). Vysvetľuje sa to tým, že HRV zachytáva prevažne tonickú, dlhodobú aktivitu PAS, kým BRS odráža reflexnú kapacitu, rezervnú aktivitu PAS. To znamená, že HRV zaznamenáva dlhodobo vyplavované množstvo acetylcholínu, kým BRS zasa lepšie schopnosť PAS prudko zvýšiť svoju aktivitu, t. j. rýchlo vyplaviť isté množstvo acetylcholínu z „rezervy“. Je to potrebné na reflexnú antiischemickú ochranu myokardu pri náhlom zvýšení aktivity SYM, napr. v dôsledku akútnej ischémie (8). Dôkazom toho je i skutočnosť, že BRS je najcitlivejším prediktorom vzniku spontánnej komorovej fibrilácie i indukovanej programovanou komorovou stimuláciou (34). Klinický význam tejto skutočnosti je logický – vyšetrenie BRS používame prevažne na predikciu mortality na náhlu srdcovú smrť, kým vyšetrenie HRV na predikciu celkovej mortality (28, 35). Ďalší rozdiel je i vo vývoji BRS a HRV v poinfarktovom období. V priebehu 6 – 12 mesiacov sa hodnoty HRV u väčšiny pacientov normalizujú. Znížené hodnoty BRS pretrvávajú dlhší čas, a takto identifikujú skupinu pacientov ohrozenú náhlou srdcovou smrťou i v neskoršom období po infarkte myokardu, tých, ktorí vyžadujú agresívnejší terapeutický prístup (29, 30). Nedostatkom oboch metód je ich nízka pozitívna prediktívna hodnota. Preto ich používame v kombinácii. Klinický prínos takejto kombinácie potvrdili i výsledky známej štúdie ATRAMI, uverejnenej v roku 1998 (33, 36). Tá dokázala, že kombinované vyšetrenie HRV a BRS umožňuje identifikovať najväčšiu skupinu rizikových pacientov po IM a následnou terapiou zachrániť najviac životov – obrázok 3.

Terapeutické ovplyvnenie autonómnej dysfunkcie

Z doteraz uvedeného možno poukázať na význam včasnej detekcie a normalizácie autonómnej dysfunkcie. Umožňuje predísť najväčšiemu počtu úmrtí, najmä u pacientov po infarkte myokardu. Cieľom terapeutického ovplyvnenia je znížiť sympatoadrenálnu aktiváciu a zvýšiť aktivitu vagu (8). A to alebo farmakologicky, alebo nefarmakologicky. Z nefarmakologických metód je to psychická relaxácia, odstránenie psychických stresov z prostredia (26) a najmä pravidelná telesná aktivita, ktorá má klinicky verifikovaný pozitívny efekt na normalizáciu porušenej autonómnej rovnováhy (21). Z farmakologických metód na prvom mieste sú betalytiká, ktoré spolu s ACE-inhibítormi (37) zmenšujú SYM-dominanciu (8, 20, 26). Parasympatikomimetiká, hoci jednoznačne normalizujú hyperaktivitu SYM, nedosiahli v štúdiách pozitívny efekt na zlepšenie mortality, a preto sa bežne nepoužívajú. Pozitívne účinky boli popísané pri digitalise (38), rozporuplné sú účinky Ca-antagonistov (39). Z tejto skupiny liečiv sa pozitívny efekt dosiahol len pri použití verapamilu, pri iných liečivách z tejto skupiny sa zistili opačné efekty (39).

Záver

Súčasná kardiológia je charakteristická tendenciou modifikovať liečbu podľa aktuálneho klinického, predovšetkým však podľa rizikového profilu konkrétneho pacienta. Takýto prístup vyžaduje komplex vyšetrovacích metód, ktoré sú schopné identifikovať rizikového pacienta s vyššou pravdepodobnosťou vývoja fatálnych komplikácií. Na základe výsledkov experimentálnych i klinických štúdií sme v ostatnom čase svedkami rastúceho významu diagnostiky dysfunkcie autonómneho nervového systému v procese stratifikácie rizika u pacientov po infarkte myokardu a s inými ochoreniami kardiovaskulárneho systému. Tieto závery nasvedčujú, že objektivizácia autonómnej dysfunkcie môže byť ďalším dôležitým krokom dopredu, ktorý umožní identifikáciu pravdepodobne najväčšej skupiny rizikových pacientov a zachrániť životy, inak nenávratne stratené.

Literatúra

  1. Silbernagel S, Despopoulos A. Atlas fyziológie človeka. Praha: Grada-Avicenum, 1993:51.
  2. Sasváry F. Variabilita srdcového rytmu – marker aktivity vegetatívneho nervového systému. Noninvas Cardiol 1995;4:179–186.
  3. Zipes DP. Autonomic inervation of the heart and ventricular arrhytmias. In: Akhtar M, Meyerburg RJ. Sudden cardiac death. Malvern, Pensylvania: Williams and Witkins 1994:341–349.
  4. Gonsorčik J, Szakács M, Palko S, et al. Neinvazívne elektrokardiografické sledovania a komorové arytmie u chorých po infarkte myokardu. Bratisl Lek Listy 1996,97:457–462.
  5. Penaz J. Photoelectric measurement of blood pressure, volume and flow in the finger. Digest of the 10th Int. Conf Med Biol Engin. Dresden 1973:104.
  6. Bannister R. Autonomic failure. Textbook of clinical disorders of autonomic nervous system. Oxford: Oxford Univ Press 1983:978.
  7. Opavský J, Salinger J. Vyšetrovacie metódy dysfunkcie autonómneho nervového systému – prehľad pre potreby klinické praxe. Noninvas Cardiol 1995;4:139–153.
  8. Kaliská G, Kmeč P. Testovanie autonómneho nervového systému pri stratifikovaní chorých ohrozených náhlou srdcovou smrťou. Bratisl Lek Listy 1996;97:473–478.
  9. Bigger JT, Kleiger RE, Fleiss JL and the Multicenter Post-Infarction Research group. Components of heart rate variability measured during healing of acute myocardial infarction. Am J Cardiol 1988;61:208–215.
  10. Šimko F. The possible role of a vegetative nervous system in the development of reactive myocardial hypertrophy. Noninvas Cardiol 1995;4:194–196.
  11. Ewing DJ, Martyn CN, Young RJ, et al. The value of cardiovascular autonomic function tests: 10 years experience in diabetes. Diabetes Care 1985;491–498.
  12. Schwartz PJ, Malliani A. Electrical alteration of the T wave: Clinical an experimental evidence of its relationship with the sympathetic nervous system and the long QT syndrome. Am Heart J 1975;89:45.
  13. Lombardi F. Heart rate variability: a contribution to a better understanding of the clinical role of heart rate. Eur Heart J 1999;1(Suppl H):H44 H51.
  14. Haverkamp W, Breithardt G. Heart rate as a target for the prevention of sudden death. Eur Heart J 1999;1(Suppl. H):H76–H84.
  15. Kautzner J, Malik M. Variabilita srdečního rytmu a její klinická použitelnost II. Cor Vasa 1998;40:244–251.
  16. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation 1996;93:1043–1065.
  17. Hohnloser SH. Brief analysis of heart rate variability for determining prognosis in the post myocardial infarction period: methodologically reliable alternative to long-term ECG? Z Kardiol 1998;87:128–133.
  18. LaRovere MT, Specchia G, Mortara A. Baroreflex sensitivity, clinical correlates, and cardiovascular mortality among patients with first myocardial infarction – prospective study. Circulation 1988;78:816–824.
  19. Kohara K, Hiwada K. Left ventricular mass index negatively correlates with heart rate variability in essential hypertension. Am J Hypertens 1995;8:183–188.
  20. Petretta M, et al. Effect of l year lisinopril treatment in hypertensive patients with left ventricular hypertrophy. Hypertension 1996;27:330–338.
  21. LaRovere MT, Mortara A. Baroreflex sensitivity improvement after physical training in postmyocardial infarction patients. Eur Heart J 1989;10:126.
  22. Mortara A, LaRovere MT. Arterial baroreflex modulation of heart rate in chronic heart failure. Circulation 1997;96:3450–3345.
  23. Lombardi F, Mortara A. Heart rate variability and cardiac failure. Heart 1998;80:1–2.
  24. Mortara A, LaRovere MT. Baroreflex sensitivity and left ventricular function in post myocardial patients. Circulation 1991;76:59.
  25. Nolan J, Flapan AD, et al. Decreased cardiac parasympathetic activity in chronic heart failure and its relation to left ventricular dysfunction. Br Heart J 1992;67:482–485.
  26. Toivanen H. Changes of cardiac autonomic nervous system after relaxation training. Noninvas Cardiol 1995;4:132–138.
  27. Sands KF, Appel ML, Cohen RJ. Power spectrum analysis of heart rate variability in human cardiac transplant recipients. Circulation 1989;79:76–82.
  28. Hohnloser SH, Klingerheben T, Schwartz PJ. Reflex versus tone vagal activity as a prognostic parameter in patients with sustained ventricular tachycardia or ventricular fibrillation. Circulation 1994;89:1068–1073
  29. Schwartz PJ, Zaza A. Baroreflex sensitivity and its evolution during the first year after myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 1988;12:620–636.
  30. La Rovere MT, Schwartz PJ. Baroreflex sensitivity as a cardiac and arrhytmia risk stratifier. PACE 1997;20:2602–2613.
  31. Woef MG, Varigos GA. Sinus arrhytmia in acute myocardial infarction. Med J Austral 1978;2:5253.
  32. Kleiger RE, Miller JP, et al. and the Multi Center Post-Infarction Research Group: Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction. Am J Cardiol 1987;59:256–262.
  33. LaRovere MT, Bigger JT, Mortara A, Schwartz PJ for ATRAMI Investigators. Lancet 1998;351:478.
  34. Malik M, Farrel TG. Baroreflex sensitivity and electrophysiological correlates in patients after acute myocardial infarction. Circulation 1991;83:945–952.
  35. La Rovere MT, Bigger JT, Mortara A. Baroreflex sensitivity and heart rate variability in prediction of total cardiac mortality after myocardial infarction. Lancet 1998;351:478–484.
  36. La Rovere MT, Bigger JT, Mortara A, Schwartz PJ for ATRAMI Investigators. Lancet 1998;351:351–478.
  37. Binkley PF, Haas GJ. Sustained augmentation of parasympathetic tone with ACE inhibition in patients with congestive heart failure. J Am Coll Cardiol 1992;69:891–898.
  38. Ferrari A, Gregorini L, Preti L, et al. Digitalis and baroreceptor reflex in man. Circulation 1981;63:279–285.
  39. Lefrandt JD, Urbigkeit A, Serre K, et al. Autonomic balance is shifted toward increased vagal predominance during verapamil compared with amlodipine in patients with mild to moderate hypertension – the VAMPHY study. J Hypertens 1999;17(Suppl 3):133–134.
(c)1999 by Symekard s.r.o.