1. ÚVOD................................................................................................................................... 1
2. TEORETICKÁ
ČÁST........................................................................................................ 3
2.1. ISCHEMICKÁ CHOROBA SRDEČNÍ a rizikové faktory................................ 3
2.1.1. Rizikové faktory ve vztahu k autonomnímu nervovému
systému ................................... 5
2.1.2. Možnosti ovlivnění rizikových faktorů v rámci
primární prevence.................................. 6
2.2.VARIABILITA SRDEČNÍHO RYTMU............................................................................ 7
2.2.1. Historie...................................................................................................................... 8
2.2.2. Fyziologické mechanizmy............................................................................................ 9
2.2.2.1. Vliv dýchání..................................................................................................... 910
2.2.2.2. Vliv prostředí................................................................................................... 110
2.2.2.3. Vliv věku......................................................................................................... 121
2.2.2.4. Vliv pohlaví..................................................................................................... 121
2.2.2.5. Vliv tepové
frekvence...................................................................................... 132
2.2.2.6. Vliv pravidelné
fyzické zátěže........................................................................... 143
2.2.2.7. Vliv léků.......................................................................................................... 143
2.2.3. Měření variability srdeční frekvence......................................................................... 143
2.2.3.1. Jednoduché metody......................................................................................... 143
2.2.3.2. Metody časové analýzy.................................................................................... 154
2.2.3.3. Metody spektrální analýzy................................................................................ 154
2.2.4. Klinické využití HRV.............................................................................................. 187
3. CÍLE A HYPOTÉZY........................................................................................................ 1920
4. METODIKA..................................................................................................................... 210
4.1.VÝBĚR JEDINCŮ A OBECNÁ CHARAKTERISTIKA SOUBORU.......................... 210
4.1.1. Výběr jedinců......................................................................................................... 210
4.1.2. Charakteristika souboru.......................................................................................... 221
4.2. Postup vyšetření................................................................................................ 232
4.2.1. Antropometrické vyšetření...................................................................................... 232
4.2.2. Měření HRV.......................................................................................................... 232
4.2.3. Statická zátěž......................................................................................................... 232
4.2.4. Zátěžové vyšetření na bicyklovém
ergometru formou stupňované zátěže................... 243
4.2.5. Zátěžové vyšetření na bicyklovém ergometru formou ramping
protokolu................... 243
4.3. Dotazníky.............................................................................................................. 243
4.3.1. Dotazník pro hodnocení rizikových faktorů ICHS.................................................... 243
4.3.2. Dotazník pro screening psychosociálních faktorů..................................................... 254
4.4. Laboratorní testy............................................................................................. 254
4.5. PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ....................................................................................... 265
4.6. HODNOCENÍ VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE.......................................... 265
4.7. STATISTICKÉ ZPRACOVÁNÍ DAT.......................................................................... 276
5. VÝSLEDKY....................................................................................................................... 287
5.1.VÝSLEDKY
SPEKTRÁLNÍCH OBRAZŮ VARIABILITY
SRDEČNÍ FREKVENCE............................................................................................. 287
5.2. VÝSLEDKY LABORATORNÍCH TESTŮ................................................................... 35
5.3. VÝSLEDKY DOTAZNÍKŮ NA RIZIKO VZNIKU ICHS......................................... 366
5.4. Výsledky Statistického zpracování dat.............................................. 388
6. DISKUSE............................................................................................................................ 400
7. ZÁVĚR................................................................................................................................ 433
8. SOUHRN............................................................................................................................ 444
9. LITERATURA.................................................................................................................... 466
10. PŘÍLOHY......................................................................................................................... 488
1.ÚVOD
Analýza úmrtnosti podle příčin smrti ukazuje, že hlavním důvodem
zaostávání ČR za ostatními zeměmi západního světa byl v období posledních
30ti let především nepříznivý vývoj úmrtnosti na kardiovaskulární onemocnění.
Nemoci oběhové soustavy trvale způsobují více jak 50% všech úmrtí. Každý rok
zemře tedy na toto onemocnění v ČR asi 65 tisíc lidí. Podíl nemocí oběhové
soustavy na celkové úmrtnosti se zvyšuje s věkem.(8)
Nejzávažnějšími onemocněními ze
skupiny nemocí oběhového systému jsou ischemická choroba srdeční (akutní a chronická forma) a cévní onemocnění
mozku. Jsou to tzv. civilizační choroby, provázející moderní společnost,
v jejichž patogenezi se velmi často uplatňuje faktor související se sférou
psychosociální a tím je stres. Opakující se stresové situace v kombinaci
s ostatními rizikovými faktory vedou postupně k trvalému zvýšení
krevního tlaku z přemíry tzv. stresových hormonů – katecholaminů a
kortisolu. Spolu se zvýšenou hladinou lipidů v krvi se podílí na vzniku
předčasných aterosklerotických změn, které jsou mimo jiné v naprosté
většině případů také příčinou ischemické choroby srdeční. Také stoupá krevní
srážlivost a sklon k trombózám. To vše je doprovázeno dysbalancemi
autonomního nervového systému (ANS), tedy převážně zvýšenou sympatikotonií a
snížením tonu parasympatiku.
V dlouhodobém vývoji sledujeme
podstatně vyšší výskyt těchto onemocnění u mužů v mladším věku než u žen
(8). Jako velice riziková vzhledem ke vzniku ischemické choroby srdeční se
ukázala být věková skupina mužů nad 40 let, na kterou jsme se právě v naší
studii zaměřili.
Na této studii se podílelo více
diplomantek, přičemž každá zpracovala pro účely své diplomové práce pouze
určitou oblast. Na vybrané skupině zdravých mužů ve věku 40 – 55 let jsme
provedli kompletní zátěžové vyšetření pro zjištění úrovně jejich zdatnosti a
dále cílené vyšetření na zjištění rizikových faktorů vzniku ischemické choroby
srdeční včetně laboratorních odběrů a podrobných anamnestických dotazníků. Dále
jim byla měřena variabilita srdeční frekvence (HRV – heart rate variability),
což je poměrně nová metoda umožňující kvalitativně i kvantitativně
charakterizovat stav a ladění autonomního nervového systému.
Období po roce 1989 je v České
republice charakterizováno snižující se úmrtností na oběhové choroby, na čemž
však mají velkou zásluhu např. statiny zavedené v oblasti léčby
hyperlipoproteinémií, dále chirurgická léčba (aortokoronární bypassy, koronární
angioplastiky apod.). Jde o přirozený jev – čím déle je zde určitá skupina
chorob, která se velkou měrou podílí na mortalitě a morbiditě populace, tím
více se dostává lékařská věda kupředu v oblasti léčby těchto chorob. Je to však
pouze jedna cesta, do jisté míry účinná, avšak nákladná a v jistém slova
smyslu pohodlná. Mnohem větší mezery jsou v oblasti primární prevence
kardiovaskulárních chorob. Zde se může právě významnou měrou uplatnit měření
HRV.
Kautzner (5)
udává, že analýza krátkodobých záznamů může posloužit při počátečním screeningu
rizikových nemocných. Diagnostika
poruch ANS v
preklinickém stadiu umožňuje včasné
zavedení adekvátní terapie
a významné zpomalení progrese onemocnění.
Tato práce je
zaměřená na ohodnocení obrazů spektrální analýzy variability srdeční frekvence
ve vztahu k tělesné zdatnosti a rizikovým faktorům vzniku ICHS.
Snadná
dostupnost vyšetření HRV však vedla k aplikaci metody u celé řady
klinických stavů, mnohdy bez předem stanovené pracovní hypotézy. Důsledkem
tohoto přirozeného vývoje je záplava informací často protichůdného charakteru.
Klinická praxe v mnohém předběhla teoretické poznání podstaty HRV, a tak
vznikla široká interpretační škála s projevy smělé, bohužel však mnohdy
nepodložené, extrapolace (22). Pro klinického pracovníka je proto velmi obtížné
orientovat se v dostupné literatuře.
Ischemická choroba
srdeční (ICHS) je jedno z nejčastějších a nejzávažnějších onemocnění
v populaci průmyslově vyspělých zemí. Její příčinou je v naprosté
většině případů koronární ateroskleróza. Kromě aterosklerózy se na klinickém
syndromu ICHS mohou podílet i další
příčiny (koronární spazmy, poruchy humorální regulace koronárního průtoku,
embolie do koronárního řečiště, trombóza v koronární tepně bez
aterosklerózy, arteritidy aj.). Všechny tyto příčiny izolovaně (bez
aterosklerózy) jsou velmi vzácné. Častěji některé z nich nasedají na
preexistující (i třeba nepříliš pokročilou aterosklerózu).(1)
Název ischemická choroba
srdeční vyjadřuje společný jmenovatel pro všechny její formy: ischemii
myokardu, způsobenou výše uvedenými příčinami.(1)
Onemocnění představuje
plynulé spektrum poruch od asymptomatické (klinicky latentní) ICHS přes
přechodnou ischemii myokardu (angina pectoris), ischemickou nekrózu myokardu
(infarkt), srdeční selhání v důsledku velkých ztrát funkčního myokardu
ischemií a / nebo nekrózou, až po náhlou smrt (která může být způsobena
několika různými mechanismy). Z klinického hlediska je vhodné rozdělit
ICHS do několika relativně samostatných forem. Je však nutno míti na paměti, že
v praxi se tyto formy vzájemně kombinují.(1)
q Akutní formy ICHS
Mezi akutní formy řadíme takové, které nemocného bezprostředně akutně
ohrožují na životě, nebo na něž nemocný umírá dříve než je možno poskytnout
účinnou pomoc. Jedná se o infarkt myokardu, nestabilní anginu pectoris a náhlou
smrt. Všechny akutní formy vyžadují okamžitou hospitalizaci na koronární
jednotce.
q Chronické formy ICHS
Patří sem stabilizované formy nevyžadující bezprostředně hospitalizaci,
ale ambulantní kardiologickou péči: stabilní námahová angina pectoris, stav po
infarktu myokardu, chronické srdeční selhání při ICHS. Sporné je vyčlenění
některých arytmií jako samostatných (tzv. arytmických) forem ICHS. Někdy se
samostatně vyčleňuje též tzv. němá ischemie myokardu. Na pomezí akutních a
chronických forem stojí spastická angina pectoris.(1)
ICHS je značně rozšířená a
často probíhá, aniž se manifestuje.
U každého pátého muže se
ICHS objeví před šedesátým rokem věku.
Podle Framinghamské studie
u mužů ve věku 30 až 49 let přítomnost pěti rizikových faktorů – neléčená
hypertenze, diabetes, sérový cholesterol 6,2 mmol/l, kouření více než jedné
krabičky cigaret denně a abnormální EKG – znamená, že do 20 let se u nich
vyvine ICHS.(15)
Riziko, že z 1000 mužů
někteří onemocní ICHS závisí, podle téže studie, na počtu přítomných rizikových
faktorů.(15)
Počet rizikových faktorů
Počet případů na 1000 mužů
žádný |
50 |
jeden rizikový faktor |
81 |
dva rizikové faktory |
158 |
tři rizikové faktory |
196 |
Většina rizikových faktorů
může být ovlivněna. Úprava těchto rizikových faktorů snižuje riziko vzniku ICHS
a úmrtnost na ni. (15)
Mezi podstatně ovlivnitelné rizikové faktory řadíme:
q
kouření cigaret
q
arteriální
hypertenzi
q
hypercholesterolemii,
hypertriglyceridemii,nízkou hladinu HDL cholesterolu
q
hyperfibrinogenemii
q
obezitu (převážně
androidní typ)
q
sedavý způsob života
q
osobnostní faktory
(chování typu A)
q
pití alkoholu
q
užívání estrogenů
Mezi špatně ovlivnitelné rizikové faktory řadíme:
q
hereditu
q
diabetes mellitus
II. typu
q
věk
q
mužské pohlaví
Jednotlivé
výše uvedené fenomény představují všeobecně uznávané hlavní rizikové faktory
aterogeneze a jejich agregace rizikovost zvyšuje. Spolu však vytváří obraz
závažné „metabolické dishomeostázy“ – metabolický kardiovaskulární syndrom.
Tento syndrom je charakteristický hyperinzulinemií, hypertriacylglycerolémií, androidním
typem obezity a mírnou hypertenzí. Velmi často zde nacházíme i další
biochemické odchylky (21). Etiopatogenetickým základem a klíčovým faktorem
metabolického kardiovaskulárního syndromu je inzulínová rezistence.
Obezita představuje v naší současné populaci závažný
zdravotní problém. Nutno ji chápat v kontextu metabolického syndromu – při
vysoké četnosti obezity nutně stoupá výskyt všech dalších projevů a komplikací
metabolického syndromu. Přestože byl po generace zvýhodňován obézní a agresivní
typ, dobře přežívající hladomory a období válek, takový genom v dnešním
prostředí s přebytkem energie, příjmu potravy a nedostatkem pohybu vede ke
snížení citlivosti příčně pruhovaných svalů na inzulín. Řada prací uvádí, že
tato porucha může být jednou z primárních a teprve sekundárně
(hyperinzulinemií, která sama o sobě zvyšuje nabídku tuků do krve) způsobuje i
nadměrně rychlou aterogenezi. Androidní typ obezity (houževnatě se dědí!)
masivně zaplavuje portální oběh při sympatickém drivu a tlumí tak zpětnovazebně
produkci LDL receptorů na povrchu hepatocytů. (16)
Nelze
opominout vliv chronického stresu. S ním souvisí vyšší tonus symptatiku,
snížený tonus parasympatiku a zvýšená hladina stresových hormonů, se všemi
patofyziologickými následky, doprovázející a navzájem spojující výše zmíněné
rizikové faktory.
Zajímavý je i vliv dalších rizikových
faktorů, které lze do značné míry ovlivnit – např. typ A-chování (téměř
permanentně pod sympatickým drivem!), pití alkoholu, sedavý způsob života
(fyzická aktivita zvyšuje tonus parasympatiku a příznivě ovlivňuje celkové
ladění vegetativního nervového systému a jeho reakce ve stresových situacích;
se sníženou pohybovou aktivitou samozřejmě souvisí i nerovnováha mezi
energetickým příjmem a výdejem), kouření cigaret (zvláště vliv nikotinu na
vegetativní systém je velice dobře prostudován).
Kouření
cigaret má obrovský sympatický excitační efekt ovlivňující sympatický vliv na
svalové krevní cévy, na kůži a na srdce. Je všeobecně přijímáno, že kouření
zvyšuje krevní tlak a inhibuje neuromuskulární sympatickou aktivitu. Snížení
sympatické neuromuskulární aktivity může být způsobeno baroreflexní odpovědí na
presorický efekt kouření, což zakrývá sympatický excitační efekt kouření. U
mladých zdravých jedinců baroreflexy odpovídající na vzrůst krevního tlaku
vlivem kouření cigaret chrání vzrůst sympatické neuromuskulární aktivity a
snižují vzrůst srdeční frekvence.(11)
Nikotin se váže na acetylcholinové
receptory v mozku, a proto působí jako sympato- a parasympatomimetikum
(obecně lze říci, že menší dávka působí spíš soustředění a větší dávka spíš
uklidnění, ale vliv je individuální). Vazbou na acetylcholinové receptory je
podmíněno uvolňování dopaminu s důsledkem vyšší sekrece katecholaminů,
serotoninu, kortikosteroidů, pituitárních hormonů a beta-endorfinu. Po potažení
z cigarety se nikotin dostává do mozku za necelých 10 sekund. Vzrůst sympatické nervové aktivity v svalových
krevních cévách je spojen s tachykardií, se vzrůstem srdečního rytmu až o
37 tepů za minutu. (11)
Oblast primární péče je považována za ideální z hlediska možností
kombinace primární a léčebné medicíny. Návštěva praktického lékaře je přímo
unikátní pro prevenci ICHS. Každé návštěvy nemocného je možno využít
k současnému zjištění, eventuelně ovlivnění rizikových faktorů.
V anamnéze se musí pátrat po ICHS, kardiovaskulárních onemocněních,
hypertenzi, diabetu mellitu (DM), hyperlipoproteinemiích.. Mimořádnou
důležitost má rodinná anamnéza. V té pátráme po ICHS ve věku do 60ti let,
ale i po výskytu rizikových faktorů (DM, hyperlipoproteinemie). Při fyzikálním
vyšetření je nutné zjistit antropometrické údaje, opakovaně měřit krevní tlak.
Také by mělo být všem dospělým dostupné vyšetření krevních lipidů, zejména u
osob s pozitivní anamnézou vzhledem k ICHS.(3)
Základem prevence i terapie je
celoživotní program, sestávající z diety se sníženým obsahem tuků a
s optimálním množstvím polysacharidů, která snižuje inzulínovou
rezistenci, hyperinzulinémii a napomáhá mírné redukci krevního tlaku a
hmotnosti, kombinované pravidelnou, optimální vytrvalostní (aerobní) pohybovou
aktivitou. Řada výzkumných prací, publikovaných v posledních letech,
potvrdila předpoklad, že změna životního stylu, zahrnujících dietu a pravidelné
cvičení, vede ke snížení inzulínové rezistence a tím ke snížení rizika vzniku
ICHS. (21)
Do celkové intervence patří samozřejmě
i zákaz kouření tabáku, řízený příjem alkoholu a dostatek psychického odpočinku
a regenerace.(21)
Farmakoterapie je zpočátku indikovaná
jen vyjímečně, v závislosti na závažnosti nálezu a posouzení možnosti
ovlivnění daného nálezu nejprve nefarmakologicky.
Skutečnost,
že srdeční rytmus není za fyziologických podmínek zcela pravidelný, je známa po
mnoho let. Přesto nebyl těmto přirozeným oscilacím srdečního rytmu až donedávna
přikládán větší praktický význam. Pozorování toho, že zcela pravidelný sinusový
rytmus představuje negativní prognostický faktor, bylo proto pro mnohé kardiology
určitým překvapením.(5)
Pro oscilaci intervalů mezi po sobě následujícími srdečními
stahy se ujal název „variabilita srdeční frekvence“; přesnější by snad byla
„variabilita srdečních period“ či „variabilita intervalu R-R“ – v praxi se
však takřka výhradně používá zkratka VSR (variabilita srdečního rytmu) nebo HRV
(heart rate variability).(5)
Analýza variability srdečního rytmu se
stala v poslední době velmi populární metodou v oblasti
kardiovaskulárního výzkumu. Dovoluje posouzení integrity a funkce komplexních
fyziologických mechanizmů, které kontrolují srdeční rytmus. Snížení HRV odráží
ztrátu této integrity, a proto má zmíněná metoda před sebou celou řadu
potenciálních praktických aplikací.(5)
Fyziologické
studie používající spektrální analýzy krátkodobých záznamů získaných za
standardních podmínek rozšiřují naše znalosti o normální funkci autonomního
nervového systému a jeho účasti v patogenezi celé řady kardiovaskulárních
onemocnění.(5)
První zmínku o klinickém významu HRV nacházíme
v práci Hona a Laeho z roku 1965, kteří zjistili, že určitému
nebezpečí poškození plodu předcházeli ještě před očekávanými změnami tepové
frekvence změny její variability (22). Po mnoho let je využíváno monitorování
variability fetálního srdečního rytmu k fyziologickému vedení porodu
(5).
V 70. letech byl konstatován vztah mezi zvýšeným rizikem
mortality po IM a redukovanou HRV (22). První pozorování o tom, že pacienti
s akutním infarktem myokardu a sníženou respirační arytmií mají
signifikantně vyšší mortalitu v průběhu hospitalizační fáze, bylo
publikováno v roce 1978 (5).
V 80. letech byla Ewingem vytvořena baterie testů
umožňující včasnou detekci autonomní diabetické neuropatie. V roce 1981
Akcerod at al. použili jako první pro kvantitativní hodnocení kardiovaskulární
regulace metodu spektrální analýzy HRV.(22)
Vymizení HRV po
podání atropinu bylo navrženo jako neinvazivní marker mozkové smrti a řada
neurologických a psychologických studií využívala vyšetření HRV
k sledování vlivu emocí, stresu a pracovního prostředí na autonomní nervový systém.(5)
Za poměrně krátkou dobu si tuto metodu velmi rychle
osvojila především praktická klinická medicína a v některých oblastech ji
dovedla až ke každodenní rutině (22).
Přestože automacie je vlastní srdeční svalovině, srdeční
rytmus je do značené míry pod kontrolou autonomního nervového systému. Hlavní
informace o vlivu ANS na HRV byly získány v experimentálních studiích a
později potvrzeny klinickými pozorováními. (5)
Za klidových podmínek převažuje tonus vagu, a proto jsou
spontánní variace srdečního cyklu převažující měrou závislé na vagové modulaci.
Tuto modulaci stah od stahu dovoluje především rychlé odbourávání mediátoru
parasympatického nervového systému – acetylcholinu, ve srovnání
s metabolizmem mediátorů sympatiku. V tomto směru byly získány hlavní
informace o vlivu autonomního nervového systému na HRV v pokusech na
zvířatech a později byly doplněny poznatky z fyziologických studií u
člověka. Fyziologické studie HRV u lidí se soustředily na posouzení vlivu
nejrůznějších manévrů a odhalení mechanizmů, které ovlivňují HRV. (5)
Jednou z hlavních komponent HRV je respirační
sinusová arytmie. V tomto směru bylo potvrzeno, že jednoduché odhady stupně
respirační arytmie (např. rozdíl mezi maximální a minimální tepovou frekvencí
během inspiria a expiria) korelují těsně se sílou v pásmu vysoko
frekvenčního vrcholu spektra HRV. Proto lze stupeň respirační arytmie použít
jako určitý neinvazivní index parasympatické kontroly srdečního rytmu. Na druhé
straně však skutečnost, že dýchání ovlivňuje podstatnou měrou HRV, komplikuje
vlastní analýzu HRV. Aby bylo možno oddělit vliv dýchání na HRV bylo zavedeno
vyšetřování při kontrolovaném dýchání pomocí metronomu. (5)
Proto je nutno při interpretaci výsledků spektrální
analýzy z krátkodobých záznamů vzít vždy v úvahu frekvenci
kontrolovaného dýchání, aby se předešlo nesprávným závěrům o úrovni sympatické
a parasympatické modulace. (5)
První studie zaměřené na posuzování vlivu vzpřímené
polohy těla na spektrální komponenty HRV ukázaly značné rozdíly oproti poloze
v leže. Zatímco vleže dominoval vysokofrekvenční vrchol odpovídající svou
frekvencí frekvenci kontrolovaného dýchání, vstoje tyto komponenty prakticky
vymizely. Naopak, spektrální komponenty o nízké a střední frekvenci se staly
dominantními ve vzpřímené poloze. Další práce ověřily experimentální ověřování
Axelrodové a spol. u lidí. Za pomoci atropinu, propranololu a kombinace obou
léků bylo potvrzeno, že vysokofrekvenční respiračně vázané komponenty spektra
HRV souvisí prakticky výlučně s aktivitou parasympatického systému,
zatímco nízkofrekvenční a středně frekvenční komponenty jsou pod výrazným
vlivem jak sympatického, tak i parasympatického systému. Tento kombinovaný vliv
sympatického a parasympatického systému na nízko frekvenční až středně
frekvenční součásti spektra HRV byl později vysvětlen poněkud jinak, a to podle
následujícího konceptu sympatovagální rovnováhy. Oscilace srdečního rytmu o
vysoké frekvenci (tj. 0,15 – 1 Hz) odpovídají parasympatické aktivitě, zatím co
poměr mezi nízkofrekvenčními (tj. 0,003 – 0,15 Hz) a vysokofrekvenčními
komponentami spektra HRV je indikátorem sympatické aktivity. Jelikož za
podmínek zvýšené sympatické aktivity (např. cvičení, pasivní tilt, aktivní
stoj) dochází v souvislosti s urychlením tepové frekvence
k poklesu celkové spektrální síly a díky tomu i k poklesu spektrální
síly vysokofrekvenčních i nízkofrekvenčních komponent spektra vyjádřených
v absolutních jednotkách, nový koncept zavádí pro hodnocení spektrální
síly zmíněných komponent tzv. normalizované jednotky. Tyto jednotky dávají
relativní hodnoty jednotlivých komponent ve vztahu k celkové síle spektra
po odečtení síly komponent o velmi nízké frekvenci (do 0,03 Hz). Normalizace
umožňuje demaskovat vzestup sympatické modulace srdečního rytmu při výše
uvedených manévrech (např. přes určitý pokles absolutních hodnot
vysokofrekvenčních i nízkofrekvenčních spektrálních komponent při zaujetí
vzpřímené polohy pokryje normalizace vzestup nízkofrekvenčních komponent a
současný pokles komponent vysokofrekvenčních). Podobným způsobem lze posoudit
změny sympatovagální rovnováhy při monitorování poměru mezi nízkofrekvenčními a
vysokofrekvenčními komponentami. (5)
Mnohem komplikovanější interakce mezi prostředím a
úrovní kardiovaskulárních regulací sledoval Fuller při studiích změn HRV
navozených psychických stresem. Prokázal přitom významné rozdíly mezi skupinou
anxiózních žen a kontrolní skupinou. Podobně Pagani a spol. pozorovali, že
psychický stres vede k významných změnám HRV a to ve smyslu sympatické
predominance. Yamamoto a spol.
studovali chování spektrálních komponent HRV během cvičení a prokázali, že se
srdeční parasympatická aktivita postupně snižovala. Od počátku cvičení do
středního stupně zátěže, zatím co sympatická aktivita se náhle zvýšila. (5)
Výše uvedená pozorování ukazují, že prostředí ovlivňuje
významně HRV. V praxi to znamená, že přehodnocení a interpretaci výsledků
HRV v populaci nemocných jedinců je nutno vzít v úvahu vliv specifického
prostředí. Nelze například srovnávat HRV zjišťovanou analýzu záznamů
provedených při hospitalizaci s HRV získanou ze záznamů zhotovených
v průběhu běžného života mimo nemocnici. (5)
V neposlední řadě je nutno upozornit na to, že HRV
odráží úroveň parasympatických a sympatických modulací srdečního rytmu, a nikoliv stupeň tonu obou větví autonomního
nervového systému. (5)
Řada prací postupně prokázala závislost HRV na věku.
Například Pagani a spol. zjistili při vyšetřování rozdílů ve HRV sledované
vleže a během tilt – testu, že HRV se snižuje významně se zvyšujícím se věkem a
to jak v leže, tak i ve vzpřímené poloze. Tento pokles HRV odpovídal
negativně exponenciálnímu vztahu. Relativně nízkou negativní korelaci HRV
s věkem pozorovali Farell a spol. u početně rozsáhlejší populace nemocných
po IM, kteří byli vyšetřeni před propuštěním z nemocnice. V každém
případě je nutno při interpretaci výsledků HRV brát věk vyšetřovaných jedinců
v úvahu. (5)
V současnosti existují experimentální i klinická
data, která dokumentují existenci pohlavně vázaných rozdílů
v kardiovaskulární autonomní regulaci. U žen byl pozorován nižší stupeň
sympatoadrenální aktivace v průběhu tilt – testu, mentálního stresu a
fyzického cvičení. Kromě toho byly v porovnání s muži nalezeny u žen
nižší hladiny adrenalinu i noradrenalinu. Pouze několik studií sledovalo
pohlavní rozdíly v parametrech HRV. Cowan a spol. prokázali snížení
nízkofrekvenčních komponent HRV v průběhu 24hodinového záznamu u zdravých
žen přičemž tyto rozdíly mezi muži a ženami byly setřeny u jedinců přeživších
náhlou srdeční zástavu. Ryan a spol. demonstrovali při použití krátkodobých
záznamů zvýšení síly vysokofrekvenčních komponent spektra HRV u žen, a to jak
v klidu, tak při kontrolovaném dýchání. Pomocí speciální nelineární metody
analýzy HRV dokumentovali také větší složitost regulací srdečního rytmu u žen
v porovnání s muži. Zajímavé jsou též nálezy Copieho a spol., kteří u
nemocných po infarktu myokardu ukázali, že u žen je průměrná tepová frekvence
lepším předpovědním faktorem pro srdeční mortalitu než HRV. U mužů byl
demonstrován opak. Zdá se tedy, že i pohlavní rozdíly v kardiovaskulární
adaptaci organismu mohou hrát významnou roli při porovnávání výsledků. (5)
HRV
má těsný vztah k průměrné tepové frekvenci a snižuje se tehdy, když tepová
frekvence stoupá. Tento vztah má z části čistě matematický podklad, neboť
lineární transformace vedoucí ke změně průměrné hodnoty náhodného procesu
pozměňuje také jeho rozptyl. Jinými slovy u kratších intervalů RR je mnohem
menší pravděpodobnost, že budou měnit svou délku, zatímco u delším intervalů RR
je tomu naopak. Kromě toho existují také fyziologické důvody pro snížení HRV
v důsledku vzestupu tepové frekvence, neboť tendence k tachykardii je
obecným projevem zvýšené sympatické aktivace a poklesu aktivity parasympatiku.
V neposlední řadě je kolísání intervalu RR při tachykardii omezeno díky
skutečnosti, že k zajištění plnění komor je vyžadován určitý minimální
diastolický interval. Na druhé straně je nutno zdůraznit, že potenciální
klinická využitelnost HRV se jeví do značné míry nezávislá na rozdílech tepové
frekvence. (5)
V rámci snah o nalezení vhodné metody
k zlepšení snížené HRV po infarktu myokardu byl zkoumán i vzájemný vztah
mezi fyzickým cvičením a HRV. Ukázalo se, že již krátkodobý tréninkový program
(např. 1 měsíc) vede k zlepšení pokleslé HRV. Důležitější však je
pozorování o tom, že pravidelný trénink představuje účinnou protekci proti
náhlé srdeční smrti. (5)
Řada
autorů se zabývala také sledováním vlivu různých léčiv na HRV. Přes různost
metodik a výsledků lze hlavní nálezy vyložit účinkem léků na autonomní nervový
systém. (5)
Kvalitativní
vyšetření VSR není tak jednoduché jako měření ostatních klinických parametrů,
jako například krevního tlaku nebo tepové frekvence, a liší se podle toho, zda
se posuzují krátkodobé nebo dlouhotrvající záznamy srdečních cyklů. Dosavadní
zkušenosti ukázaly, že pro účely odhadu rizika arytmických příhod po infarktu
myokardu jsou nejhodnotnější informace získané z dlouhotrvajících
elektrokardiografických záznamů. (5)
V zásadě
lze dostupné metody analýzy VSR rozdělit do tří kategorií. Kromě použití
jednoduchých metod lze VSR vyšetřovat prostřednictvím metod časové (tj.
time-domain) a frekvenční (frequency-domain) analýzy.(5)
Zmíněné
metody byly zavedeny v prvních studiích, kdy byla HRV vyšetřována
prostřednictvím sledování změn tepové frekvence v průběhu určitých
manévrů. Tuto krátkodobou HRV lze například vyjádřit v podobě poměru mezi
minimální a maximální tepovou frekvencí (např. tzv. Valsavův poměr) nebo jako
absolutní rozdíl maximální a minimální tepové frekvence. Podobně lze vyjádřit
tyto vztahy v relativních jednotkách (např. poměr rozdílu maximální a
minimální tepové frekvence a průměrné tepové frekvence atd.). Postupně byla
navržena celá řada podobných vzorců, ale ukázalo se, že praktický rozdíl mezi
nimi je minimální. (5)
Tyto metody analyzují
buď srdeční rytmus v určitém časovém úseku, nebo časové intervaly mezi
následnými komplexy QRS. Prakticky probíhá analýza tak, že se
v kontinuálním EKG záznamu označí jednotlivé komplexy QRS a identifikují
tzv. normální intervaly RR (tj. všechny intervaly RR mezi komplexy QRS, které
následují po vlnách P sinusového původu neboli intervaly NN). Poté lze použít
řadu metod, které jsou založeny buď na statistickém rozboru intervalů NN, nebo
popisují geometrické tvary, na které lze sekvence intervalů NN převést.(5)
Spektrální analýza
variability tepové frekvence
je založena na hodnocení změn
tepové frekvence, resp. změn délky R-R intervalu prostřednictvím
statistických metod vyššího řádu za pomoci
výpočetní techniky. Tento způsob
posuzování HRV se označuje jako metodika hodnocení variability tepové frekvence ve frekvenční oblasti.
Spektrální analýza HRV je považována za jeden z nejslibnějších postupů, které
umožňují kvantifikovat aktivitu vegetativního systému a diferencovat různé stupně AN (5,2). Spektrální
analýza HRV se
zdá být ve
srovnání s klasickou Ewingovou baterií
kardiovaskulárních testů
citlivější metodou pro detekci diabetické AN (23).
Každý variabilní
ukazatel, tedy i TF a TK, může být popisován jako
suma oscilačních komponent, které jsou definovány frekvencí a amplitudou (intenzita oscilací).
Časové údaje o rozdílech
mezi po sobě
jdoucími intervaly jsou transformovány do frekvenčních hodnot a tak získáme výkonové spektrum, které
obsahuje oscilace o
různých frekvencích.
Analýza denzity tohoto spektrálního výkonu, který vyjadřuje velikost variability R-R intervalů, informuje o tom, jak
je tento výkon rozložen ve sledováném frekvenčním pásmu.
K
výpočtu spektrální denzity se používají dvě metody:
q
neparametrická (rychlá Fourierova transformace)
rozkládá vstupní signál na
součet periodických funkcí
o různé frekvenci. Pro
každou frekvenční složku
je vyjádřen její amplitudový
podíl na celkové variabilitě signálu.
q
parametrická používá autokorelačního modelu a je založena na srovnávání
aktuální hodnoty signálu
a metod periodicky zpožděných.
Takto
mohou být hodnoceny pouze stahy
sinusového původu, a proto je třeba
eliminovat ventrikulární i
supraventrikulární extrasystoly a
všechny artefakty. Se zvyšující se četností ektopických
stahů či artefaktů se analýza stává nespolehlivější (12,5).
Po
převedení řady intervalů R-R , které byly získány jako číselné údaje v tisícinách sekundy, do "spektrálního obrazu" v
rozmezí od 0 do 500 mHz můžeme identifikovat tři hlavní spektrální komponenty:
1)
HF - jedná se o
vysokofrekvenční pásmo s frekvencí větší než
150 mHz, většinou okolo 250 -
300 mHz (tj. cca 12 za minutu, ev. 1 za 5 sekund), což
odpovídá dechové frekvenci. Proto se HF
komponenta označuje také jako respirační
vlna. Je ovlivněna výhradně vagovou aktivitou.
Zvyšující
se dechový objem zvyšuje velikost komponenty HF, zatímco zvyšující se frekvence
dýchání ji posouvá doprava a redukuje ji. Frekvence dýchání a dechový objem
tedy přímo ovlivňují výkonové spektrum HRV. (12)
2)
LF - zahrnuje
nízkofrekvenční pásmo s frekvencí okolo 100
mHz. Je nejvíce
ovlivněna baroreflexní sympatickou aktivitou a koresponduje s pomalými oscilacemi
variability arteriálního tlaku - proto
je označována jako Mayerova
tlaková vlna, ale také se stimulací vagu.
Neměla by být považována za celkový ukazatel sympatické aktivity.
3)
VLF - velmi
nízkofrekvenční aktivita představuje spektrální pásmo pod 40 -50 mHz.
VLF má vztah k termoregulační sympatické aktivitě cév, k hladině cirkulujících
katecholaminů a k aktivitě renin
- angiotenzinového systému.
Představuje nejméně objasněnou komponentu, přestože zabírá až
95% celkového výkonu. Popisuje
se těsná korelace
výkonu VLF s maligními arytmiemi a
úzký vztah k TF při změnách polohy a v průběhu
zátěže a zotavení.
Vzhledem k velmi
pomalé frekvenci oscilací (O,6
- 3 oscilační cykly za minutu ) vyžaduje analýza dlouhodobější
měření HRV (2,7,22).
Na
základě výše uvedených informací můžeme s jistou rezervou považovat
spektrální výkon s frekvencí vyšší než 150 mHz za ukazatel tenze
parasympatiku. Oblast pod touto hranicí odpovídá oscilacím sympatiku, střední
oblast kolem frekvence 100 mHz reflektuje specificky sympatickou aktivitu
baroreceptorů.(22)
Při
hodnocení variability tepové frekvence
ve frekvenční oblasti se používají následující parametry (18,19,20,22):
q
power spectral density
(PSD) = výkonová
spektrální hustota - je představována plochou pod křivkou
a udává se obvykle jak
v absolutních hodnotách
(ms2) pro jednotlivé
komponenty, tak jako
relativní ukazatele, které vyjadřují procentuální podíl jednotlivých komponent na celkovém výkonu nebo jako tzv. normalizované
jednotky (n.u). V tomto případě se jedná
o podíl komponenty
HF nebo LF
na celkovém spektru ochuzeném o výkon komponenty VLF.
q
maximální amplituda (ms2/Hz) -
představuje maximální hodnotu PSD v dané frekvenční komponentě.
q
frekvence odpovídající maximální
amplitudě (mHz) - obvykle pro
všechny sledované komponenty.
q
CCV - koeficient variace příslušné
komponenty - při použití tohoto
koeficientu je hodnocení
méně ovlivněno skutečností, že se zvyšováním
tepové frekvence variabilita
klesá.
q
MSSD - průměrná hodnota mocniny rozdílu délky po sobě následujících R-R intervalů v průběhu měřeného
časového úseku.
q
R-R - průměrná délka intervalu R-R (s).
q
frekv-Lo - hodnota
dominantní frekvence komponenty LF (mHz).
Vyšetření
se provádí ve dvou základních modifikacích:
q
spektrální analýza krátkodobého
záznamu EKG - obvykle se jedná
o 300 až 600 tepů,
přičemž se využívá manévru leh -
stoj-leh,
q
spektrální analýza variability
R-R intervalů během delší periody
měření - obvykle se jedná o
24hodinou Holterovskou monitoraci EKG (22).
Spektrální
analýza HRV se rutinně používá v klinické praxi především u diabetické
neuropatie a u pacientů po akutním infarktu myokardu.
U diabetické
autonomní neuropatie dochází
k redukci spektrálního výkonu.
Snížení výkonu se může týkat jen komponenty HF
nebo i dalších složek v
závislosti na rozsahu postižení vegetativního systému
(7,12,22,24). Zatímco Bellavere
(2) zjistil stejné nebo jen mírně odlišné hodnoty absolutního výkonu
u diabetiků bez známek AN
ve srovnání se zdravými jedinci,
podle jiné publikace
(13) k redukci absolutního výkonu dochází i u těchto pacientů. Jestliže však byl výkon vln LF a HF vyjádřen
v relativních ukazatelích, potom
se rozdíl mezi zdravými jedinci prokázat nepodařilo, což svědčí o tom, že iniciální manifestace diabetické neuropatie pravděpodobně zahrnuje obě
větve autonomního nervového systému (13). Naproti tomu podle jiných údajů v literatuře se zdá, že nejdříve dochází k
poklesu výkonu komponenty LF (23) nebo naopak je nejprve postižen parasympatikus a tedy je redukován spektrální výkon v
oblasti vyšších frekvencí,
tedy vlna HF (24) a
teprve nejpokročilejší stadia
diabetické AN jsou spojena i s postižením sympatiku, což
se projeví redukcí všech složek spektrálního výkonu (12). Pokles spektrálního
výkonu se přitom objevuje ještě
před klinickou manifestací příznaků diabetické neuropatie a
vysoce koreluje s negativní prognózou
onemocnění. Protože během pěti let
po klinické manifestaci
autonomní neuropatie dosahuje mortalita až 50%, je subklinická detekce
této komplikace diabetu velmi důležitá pro strategii terapie (2,22).
Kromě výrazné redukce celkového spektrálního výkonu i všech jeho složek se často zjišťuje i úplná
ztráta dynamiky komponenty LF při změně
polohy z lehu do stoje (13). V rámci
komponenty LF dochází
také k značnému
poklesu dominantní frekvence k nižším hodnotám, tedy k posunu vlny LF vlevo (2). Mezi posunem dominující frekvence v komponentě LF a
snížením variability TF
jak při zkoušce
hlubokého dýchání, tak při ortostatickém testu byla prokázána vysoká kladná korelace (2).
K
redukci celkového spektrálního výkonu i jeho jednotlivých složek dochází u pacientů po infarktu myokardu, u nemocných se syndromem anginy pectoris v závislosti na tíži koronárního
postižení, u městnavé srdeční slabosti a u případů náhlé srdeční
smrti. Po infarktu
myokardu reflektuje
redukovaná HRV sníženou
srdeční vagovou aktivitu
a je považována za velmi
silný prediktor mortality i
arytmických komplikací. V interní praxi
se spektrální analýza HRV rutinně používá u pacientů po akutním infarktu
myokardu ke stanovení prognózy
jako ukazatel rizika. Změny HRV se
popisují také u hypertenze,
prolapsu mitrální chlopně,
rejekce srdečního transplantátu,
u postižení mozkového
kmene a jako projev účinku některých léků (anticholinergika). Naproti
tomu ke zvýšení HRV dochází po
beta-blokátorech a po ACE-inhibitorech (7,12,20).
q
U vybrané skupiny
zdravých mužů ve věku 40 – 55 let zjistit na základě vyšetření a laboratorních
testů rizikové skóre vzniku ischemické choroby srdeční.
q
Zhodnocením výsledků
spektrální analýzy variability srdeční frekvence zjistit, zda některý ze
zkoumaných parametrů koreluje s fyzickou zdatností a s výsledky
rizikového skóre vzniku ischemické choroby těchto jedinců.
Některý
z parametrů variability srdeční frekvence koreluje s tělesnou
zdatností.
Některý
z parametrů variability srdeční frekvence koreluje s rizikovým skóre
vzniku ischemické choroby srdeční.
Vzhledem
k tomu, že bylo třeba vybrat zdravé jedince, byl s každým zvlášť
předem vyplněn podrobný anamnestický dotazník (viz. příloha č.1).
Předem
jsme určili rizikové faktory, jejichž výskyt v anamnéze daného jedince, by
byl pro naše účely nežádoucí. Mezi tyto rizikové faktory jsme zařadili:
q
výskyt jakékoliv
kardiovaskulární choroby (ischemické choroby srdeční, arteriální hypertenze,
ischemické choroby dolních končetin), dyslipémie, diabetu mellitu u daného
jedince,
q
výskyt těchto chorob
nebo úmrtí na některou z nich v blízké rodině před šedesátým rokem
věku,
q
kouření,
q
alkoholismus nebo
závislost na jiných návykových látkách.
S takto
stanovenými požadavky nebyl náš výběr vůbec jednoduchý. V této věkové
kategorii se u mnoha mužů již vyskytovalo některé z výše uvedených
onemocnění, mnozí z nich byli zatíženi pozitivní rodinnou anamnézou nebo
byli kuřáky. Proto se náš výběr velice zužoval již při prvním kontaktu téměř na
polovinu. Další čtyři jedince, které jsme již pozvali na zátěžové vyšetření,
jsme byli nuceni také vyřadit z naší studie a odeslat je
k podrobnějšímu vyšetření k lékaři pro hypertonickou reakci jak na
statickou, tak dynamickou zátěž, známky snížené koronární rezervy (deprese ST
úseku v zátěži), klidovou arytmii a dále pozitivní změny na klidovém EKG.
Při výběru jedinců
jsme se také mnohdy setkali s absolutním nezájmem o znalost svého
zdravotního stavu.
Pokud se u daného jedince
nevyskytly žádné z těchto rizikových faktorů, pozvali jsme ho na zátěžové
vyšetření.
Pro vyšetření bylo náhodně
vybráno čtrnáct zdravých jedinců mužského pohlaví ve věku 40 až 55 let s
průměrem 46,6 a směrodatnou odchylkou 5,39. Všichni pocházeli z města
Prahy.
Jejich body mass index
(BMI) se pohyboval od 22,5 do 34,2, s průměrem 26,9 a směrodatnou
odchylkou 3,42. Vysokoškolsky vzdělaných bylo dvanáct jedinců, středoškolsky
jeden a učební obor absolvoval také
jeden. Deset z nich dříve provozovalo nějaký sport závodně, čtyři
rekreačně. Nyní se jich dvanáct věnuje nějakému sportu, z toho osm
pravidelně 1 – 4x týdně, dva se nevěnují žádnému sportu. Dva jedinci hodnotí
svou práci jako fyzicky středně náročnou, ostatních deset jako fyzicky
nenáročnou. Jeden jedinec udává převahu stravy rostlinného původu, pět převahu
stravy živočišného původu a osm jedinců udává stravu pestrou.
Tabulka č.1 – Charakteristika souboru
U každého jedince bylo
provedeno kompletní zátěžové vyšetření dle předem připraveného protokolu (viz
příloha č.2 ).
Každý jedinec byl
zvážen na laboratorní váze, změřen a byly mu změřeny 4 kožní řasy (nad
bicepsem, nad tricepsem, subscapulární a nad spina iliaca anterior superior)
pomocí kaliperu.
Před vlastním
měřením HRV byl měřen krevní tlak vleže pomocí rtuťového tonometru a natočeno
klidové EKG vleže pomocí hrudních svodů. Dále byl krevní tlak změřen
bezprostředně po vertikalizaci.
Měření HRV bylo
prováděno ve 2 polohách - vleže a ve stoji po dobu trvání 300 tepů. Změna
polohy byla aktivní. Po naměření HRV vleže byl každý jedinec instruován, aby se
nejprve pomalu posadil a poté postavil, přešel k vertikální desce
sklopného lůžka, kde se pohodlně opřel a následovalo měření HRV ve stoji.
EKG bylo snímáno
z končetinových svodů.
Modelovali jsme ji
v laboratorních podmínkách pomocí ručního dynamometru, tedy stiskem ruky
proti odporu. Nejprve byl změřen krevní tlak v klidu. Poté byl testovaný
jedinec vyzván k maximálnímu stisku dynamometru a na stupnici určena 1/3
maximální síly stisku, na jejíž úrovni jedinec svíral dynamometr až do únavy,
TK byl měřen po jedné minutě a těsně před ukončením stisku.
Na začátku byla zátěž nastavena
na 1W/kg a dále byla stupňována po 0,5W/kg
po třech minutách až do maxima.
Před započetím zátěžového vyšetření byl měřen krevní tlak a snímáno EKG
v modifikaci Mason - Likar, dále potom na konci každého stupně zátěže a po
3 minutách po ukončení zátěže.
Poslední minutu každého stupně zátěže a po celou dobu posledního stupně
zátěže byly měřeny ventilační parametry.
Předem byla na
základě předchozí zátěže určena a naprogramována strmost rampy, tak aby bylo
dosaženo maxima kolem šesté minuty zátěže.
Během zátěže byly po celou dobu
měřeny ventilační parametry a monitorováno EKG. Na konci byl změřen krevní tlak
a natočeno EKG v modifikaci Mason – Likar.
Mezi oběma zátěžemi byl
půlhodinový odpočinek během něhož všichni jedinci vyplnily dva dotazníky.
Tento dotazník
(viz. příloha č.3) jsme získali na oddělení preventivního lékařství Ústavu
veřejného zdravotnictví a preventivního lékařství 2. LF UK FN Motol.
Jedná se o
dotazník zahrnující vpodstatě veškeré rizikové faktory ICHS. Po sečtení
jednotlivých bodů jsme výsledek porovnali s následujícím hodnocením.
Dosažený počet bodů Hodnocení
0 – 12 |
IM nehrozí |
13 – 22 |
není zvýšené riziko |
23 – 32 |
zvýšené riziko |
nad 32 |
nezbytná konzultace u
odborného lékaře |
Bortnerova
rozšířená škála (viz. příloha č.4) je určena k vyhledávání rizikových
extrémních typů chování a postojů, vyskytujících se podle mnoha studií nápadně
často u osob ohrožených některými chronickými somatickými chorobami a zhoršením
duševní kondice. (Autoři Horváth, Frantík, Kožená, SZÚ 1983).
Pro
vyhodnocení vyplněných dotazníků byl vypracován počítačový program v rámci
souboru programů EPI INFO (30). Na zpracování těchto dotazníků se podíleli
pracovníci na výše uvedeném oddělení preventivního lékařství. Výsledky jsme
použili pouze pro vyhodnocení rizikových faktorů ICHS ve výše uvedeném
dotazníku.
Každému
vyšetřovanému jedinci bylo ve spolupráci s oddělením biochemie FN Motol odebrán
vzorek krve na lipidové spektrum – triglyceridy, celkový cholesterol a HDL
cholesterol.
Výsledky jsou hodnoceny vzhledem
k referenčním hodnotám cholesterolu, HDL, LDL-cholesterolu a triglyceridů
dle JAMA 1993, 1. roč. září č.9 – SUMMARY NCEP; souhrn zprávy panelu expertů
Národního cholesterolového vzdělávacího programu (NCEP) zaměřeného na detekci,
hodnocení a léčbu zvýšené hladiny cholesterolu u dospělých.
LDL cholesterol byl
dopočítán pomocí Friedewaldovy rovnice (LDL.C = TC – HDL.C – (TG / 2,2)). (1)
Aterogenní index (AT) byl vypočítán
z poměru TC / HDL.C. (21)
q
Analýza dýchacích
plynů byla prováděna na přístroji OXYCON BETA MIJNHARDT a pomocí analyzátoru dýchacích plynů typu dech po dechu.
q
EKG pro potřeby
variability srdeční frekvence a monitorace jedince při zátěžovém testování bylo
snímáno přístrojem SIEMENS MINGOCARD a pro digitální zpracování desetibitovým
převodníkem vzorkovací frekvencí 500 Hz.
q
Pro zátěžové
vyšetření byl použit ergometr RODBY-ELEMA, elektricky řízený, na otáčkách
nezávislý.
q
Variability srdeční
frekvence byla hodnocena pomocí trojrozměrných grafů spektrální Fourierovy
analýzy – software firmy VEGA.
Výsledky vyšetření HRV závisí na
softwarovém vybavení dané laboratoře. Vzhledem k tomu, že se vyskytly
technické problémy se statistickým zpracováním dat, které se ani ve spolupráci
s firmou nepodařilo doposud odstranit, byli jsme nuceni přistoupit ke
zhodnocení naměřených variabilit srdeční frekvence pomocí spektrální analýzy
pouze pomocí škálování (od jednoho bodu do pěti, kdy jeden odpovídal nulové
výšce vrcholů, dva body nízké, tři body střední, čtyři body zvýšené a pět bodů
vysoké výšce vrcholů), které jsme si sami předem určili.
Obrazy
spektrálních analýz byly předloženy deseti různým jedincům z řad odborníků
i laiků (pozn. hodnocení laiků se významně nelišilo od hodnocení odborníků –
v průměru max. o jednu až dvě stupnice škály). Ti byli vyzváni, aby u
každého obrazu ohodnotily průměrnou výšku vrcholů ve třech oblastech spektra –
VLF, LF a HF. Poté byly vypočítány průměrné hodnoty a převedeny na procenta (viz.
příloha č.6 ).
Statistické zpracování dat jsme
provedli pomocí programu STATGRAPHICS
Vers. 4.2 a použili jsme neparametrickou pořaďovou Spaermanovu korelaci.
Ke statistickému zpracování jsme použily tato
data: věk, BMI, výsledky zátěžového testu (VO2max/kg, SD VO2max./kg),
klidovou tepovou frekvenci, krevní tlak měřený vleže a ve stoji, aterogenní
index, rizikové skóre ICHS a výsledky spektrální analýzy HRV měřené vleže a ve
stoji.
Výsledky zátěžového testu, hodnoty klidové
tepové frekvence a krevního tlaku jsou převzaty z Diplomové práce D.
Paukrtové (12).
V tabulce č.2 jsou uvedeny výsledky
jednotlivých obrazů spektrální analýzy variability srdeční frekvence a změny
jednotlivých komponent a poměru LF/HF
při přechodu z lehu do stoje .
Tabulka č.2 –
Výsledky spektrálních obrazů HRV
HRV (heart rate variability) – variabilita srdeční frekvence, VLF
(very low frekvency) – velmi pomalé frekvence, LF (low frekvency) – pomalé
frekvence, HF (high frekvency) – vysoké frekvence.
Následují grafická zobrazení změn srdeční
frekvence a spektrální analýzy srdeční frekvence u každého jedince zvlášť vleže
a ve stoji.
V tabulce
č.3 a v grafu č.1 jsou uvedeny
výsledky laboratorních testů.
Tabulka
č.3 - Výsledky laboratorních testů
TC –
celkový cholesterol, TG – triglyceridy, HDL.C – HDL-cholesterol, LDL.C –
LDL-cholesterol,
AI –
aterogenní index
Graf č.1 - Výsledky laboratorních testů
U dvou jedinců byla prokázána vysoká hladina
celkového cholesterolu, u devíti byla hodnota celkového cholesterolu hraniční a
pouze u tří jedinců byla v normě. Hladina triglyceridů byla zvýšená u
jednoho, u ostatních byla v normě. U dvou jedinců byla zjištěna nízká
hladina HDL cholesterolu, u zbylých dvanácti byla v normě. Na základě
dopočítaného LDL cholesterolu byla zjištěna jeho zvýšená hladina u dvou
jedinců, u devíti byla tato hladina hraniční a u tří jedinců v normě.
Po vypočítání aterogenního indexu bylo zjištěno u
čtyř jedinců vysoké riziko aterogeneze, u ostatních deseti byla hodnota
aterogenního indexu v normě - tzn.
nepřesáhla hodnotu 5 (viz graf č.2).
Graf č.2 - Hodnoty aterogenního indexu
Po
dosazení všech výsledků nutných pro vyhodnocení dotazníku na určení rizika
vzniku ICHS a po sečtení bodů byly zjištěny následující výsledky zobrazené
v tabulce č. 4.
U
devíti jedinců nebylo zjištěno riziko vzniku ICHS, u čtyř jedinců bylo zjištěno
riziko vzniku ICHS a pouze u jednoho IM nehrozí.
Výsledky jednotlivých rizikových faktorů jsou uvedeny
v příloze č.6 a 7.
Tabulka č.4 - Hodnocení rizika
vzniku ICHS
č. |
dosažené body |
hodnocení |
1 |
23 |
zvýšené riziko |
2 |
13 |
není zvýšené riziko |
3 |
8 |
IM nehrozí |
4 |
15 |
není zvýšené riziko |
5 |
14 |
není zvýšené riziko |
6 |
17 |
není zvýšené riziko |
7 |
14 |
není zvýšené riziko |
8 |
15 |
není zvýšené riziko |
9 |
13 |
není zvýšené riziko |
10 |
31 |
zvýšené riziko |
11 |
18 |
není zvýšené riziko |
12 |
27 |
zvýšené riziko |
13 |
18 |
není zvýšené riziko |
14 |
24 |
zvýšené riziko |
Graf č.3 - Rizikové skóre ICHS
Jak je patrné z výsledků rizika vzniku ICHS a předchozího rizika vzniku aterosklerózy, v obou případech bylo zvýšené riziko zjištěno u čtyř jedinců, z toho se jedná o tři stejné jedince (č. 1, 10 a 14), u nichž bylo riziko zvýšeno v obou případech. Jeden jedinec (č. 11) měl zvýšený pouze aterogenní index, ale v celkovém skóre rizika vzniku ICHS dopadl negativně. U dalšího jedince (č. 12) byl aterogenní index v normě, ale hodnota celkového skóre rizika vzniku ICHS přesáhla hodnotu zvýšeného rizika.
V tabulce č.5 jsou uvedena data, která jsme použili pro
statistické zpracování. Jedná se o věk, BMI, výsledky zátěžového testu (VO2max/kg,
SD VO2max.), klidovou tepovou frekvenci, krevní tlak měřený vleže a
ve stoji, aterogenní index, rizikové skóre ICHS a výsledky spektrální analýzy
HRV měřené vleže a ve stoji.
Tabulka č.5 Data ke statistickému zpracování
Signifikantní korelace byla prokázána
mezi VO2max/kg a LF, tzn. nízkofrekvenční složkou spektra naměřené
ve stoji; r = 0,6702, p < 0,0087 (viz graf č.4).
Dále byla prokázána signifikantní
korelace mezi hodnotou rizika vzniku ICHS a vysokofrekvenční složkou HF
naměřenou vleže; r = 0,7035, p< 0,0112 (viz graf č.5).
Mezi ostatními zadanými daty
signifikantní korelace prokázána nebyla.
Graf č.4 – Korelace mezi
rizikem ICHS a HF vleže
Graf č.5 – Korelace mezi VO2max./kg a LF vestoje
![]() |
Přestože všichni jedinci ze sledovaného
souboru se považují za „zdravé“ a na základě zátěžového vyšetření se tento
soubor jedinců ukázal být nadprůměrně zdatný, bylo téměř u třetiny z nich
prokázáno zvýšené riziko vzniku ICHS.
Výsledky rizika vzniku ICHS a aterogenního indexu (i některých
dalších rizikových faktorů uvedených v příloze č.6, jejichž rozbor však
nebyl cílem této práce) potvrzují, že se tyto faktory neuplatňují jednotlivě,
ale že se vzájemně potencují, což je v souladu s literaturou (15).
Podařilo
se nám najít vztah mezi rizikovým skóre vzniku ICHS a výsledky spektrální
analýzy HRV měřené vleže, konkrétně vysokofrekvenční HF - komponentou spektra,
která je obrazem parasympatikotonie. Jedná se o negativní korelaci, tzn. čím
vyšší je rizikové skóre vzniku ICHS, tím nižší je HF – komponenta spektra. Na snížení
této komponenty mohou mít vliv právě jednotlivé rizikové faktory, ale pouze ve
vzájemném spojení a nikoliv jednotlivě, což potvrzuje i výše uvedené zjištění o
potenciaci rizikových faktorů. Signifikantní korelace mezi jednotlivými
rizikovými faktory (aterogenním indexem, věkem a BMI) a parametry HRV prokázána
nebyla. Korelace mezi ostatními zjištěnými rizikovými faktory a parametry HRV
provedena nebyla, vzhledem k tomu, že není snadné tyto rizikové faktory
(např. výživové zvyklosti) objektivně ohodnotit a převést na číselné hodnoty.
Jednoznačný je například vliv stresu na autonomní nervový systém, projevující
se zvýšením tonu sympatiku a snížením tonu parasympatiku.
Matouš (10) ve své práci udává, že
z výsledků pilotních studií na jejich pracovišti prokazatelně vyplývá vliv
vyšší zdatnosti, verifikované VO2max, na celkový spektrální výkon
variability tepové frekvence. Tato korelace poukazuje na vliv fyzické zdatnosti
na spektrální výkon HRV. Studie dále naznačuje korelaci VO2max s
ukazateli tonu sympatiku. De Meersman (4) udává, že při srovnání
trénovaných a netrénovaných osob nacházíme u trénovaných zvýšenou HRV. Tím i
vyšší výkon komponent LF a zejména komponenty FH, neboť trénink zvyšuje klidový
tonus vagu (22).
Nám
se podařilo prokázat signifikantní korelaci mezi VO2max/kg a
nízkofrekvenční komponentou spektra, tedy LF, měřené ve stoji. Signifikantní
korelace však nebyla již prokázána ve vztahu k relativnímu ukazateli –
směrodatné odchylce VO2max/kg. De Meersman (4) se domnívá, že vyšší
trénovanost (zdatnost) je spojena s převahou parasympatiku. My jsme
signifikantní korelaci mezi HF měřenou vleže a VO2max neprokázali.
Námi prokázaná korelace je však ve vztahu k LF naměřené ve stoji. Zde se
zde již uplatnily regulační mechanizmy v závislosti na změně polohy, což
je v souladu s Malikem (9), který udává že pasivní nebo aktivní postavení
vyvolá pokles celkového spektrálního výkonu, vzestup komponenty LF a pokles
komponenty HF a tím i zvýšení poměru LF/HF. Tyto změny jednotlivých komponent
spektra a zvýšení poměru LF/HF jsme ve většině případů zaznamenali i
v naší studii.
Uvedené
výsledky poukazují na jistou souvislost mezi tělesnou zdatností, rizikovými
faktory vzniku ICHS a některými parametry HRV. Kautzner (6) ve své práci udává,
že analýza krátkodobých záznamů může posloužit při počátečním screeningu
rizikových nemocných. Vzhledem k tomu, že se jedná o velice citlivou
metodu, je tato analýza velice zatížena na dodržení standardních podmínek při
primárním přenosu dat z objektu. Na výsledek má bezpochyby vliv prostředí,
ve kterém se vyšetřuje (hluk, osvětlení, teplota vzduchu) a také momentální
stav (jak psychický, tak fyzický) daného jedince. Malik (9) udává, že mentální
koncentrace signifikantně snižuje výkonové spektrum HRV i pokud jsou respirační
parametry konstantní.
Toto
vše tedy ovlivňuje momentální ladění autonomního nervového systému, což se
zákonitě projeví na výsledku spektrální analýzy, z níž lze posoudit tonus
jak sympatiku, tak parasympatiku.
Do
jaké míry má však význam tyto jednotlivé složky posuzovat a lpět na přesném
zpracování dat zůstává otevřenou otázkou. Kautzner (4) dále udává, že
z klinického hlediska je nutno zdůraznit, že HRV dovoluje posouzení
integrity a funkce komplexních fyziologických mechanizmů, které kontrolují srdeční
rytmus a nikoliv přímý odhad úrovně sympatického a vagového tonu. Snížení HRV
odráží pouze ztrátu této integrity.
V případě,
že bychom v naší práci použili přesná statistická data, což však nebylo
z technických důvodů možné, nebyli bychom schopni je srovnat
s jakýmikoliv jinými publikovanými normami. Vedoucí mé diplomové práce
udává, že obecně platí vztah „jiné softwarové vybavení = jiný algoritmus
zpracování = jiná statistická data“. Chyba vzniká
již při primárním zpracování dat pomocí rychlé Fourierovy transformace, která
je principielně odvozena pro zpracování spojitých, periodicky se opakujících
dějů, a proto vyžaduje striktní periodicitu dat a předchozí selekci početního a
frekvenčního okruhu oscilačních komponent. Ve srovnání s parametrickými
metodami je však jednodušší a rychlejší (22). Museli bychom si vytvořit své
vlastní normy, pro jejichž zpracování by bylo nutno použít velké množství
naměřených dat za standardních podmínek.
Původním záměrem vedoucího mé práce,
proč toto téma zadal, bylo také vypracování určitých vlastních „norem“. Toto však nakonec nebylo možné zrealizovat,
vzhledem k časové náročnosti a technickým závadám na přístrojovém vybavení
laboratoře v průběhu realizace naší studie, a proto byl otestován pouze
malý vzorek čtrnácti jedinců. Vzhledem k tomu, i námi zjištěná statistická
data považujeme pouze za orientační.
Zde ovšem vyvstává otázka, zda
vytvoření takových norem má vůbec nějaký klinický význam. U výsledků, které ve své práci udává např. Retek (17)
jsou uvedeny takové směrodatné odchylky, které jsou i dvojnásobně vyšší než
průměry hodnot. Z toho vyplývá, že jakákoliv naměřená hodnota je
v podstatě v normě, což v závěru své práce udává i Opavský a
Salinger (12): Dosud nejsou akceptována jednotná hodnotící kritéria pro různý stupeň
závažnosti nálezů.
Přesto však vyšetření variability
srdeční frekvence, a to zejména při použití spektrální analýzy krátkodobých
záznamů získaných za standardních podmínek, představuje jedinečný nástroj ke
studiu úlohy autonomního nervového systému v patogenezi řady chorob.
q
Z výsledků
zátěžového vyšetření vyplývá, že testovaní jedinci byli nadprůměrně zdatní s
průměrnou směrodatnou odchylkou VO2max/kg 2,56 (12). Tito jedinci
sami sebe navíc považovali za „zdravé“. Přesto jsme na základě vyšetření,
laboratorních testů a cíleného odebrání anamnestických dat pomocí dotazníků
zjistili zvýšené riziko vzniku ICHS u čtyř ze čtrnácti jedinců, tj. u 28,6%
testovaného souboru.
q
Byla prokázána
signifikantní korelace mezi VO2max/kg a LF, tzn. nízkofrekvenční
složkou spektra naměřené ve stoji, což potvrzuje hypotézu č.1; r = 0,6702, p< 0,0087.
q
Byla prokázána
signifikantní korelace mezi hodnotou rizika vzniku ICHS a vysokofrekvenční
složkou HF naměřenou vleže, což potvrzuje hypotézu č.2; r = -0,7035, p< 0,0112.
Z naší studie je patrné, že screening
rizikových faktorů vzniku ICHS v rámci primární prevence
kardiovaskulárních onemocnění, která představují v současné době největší
podíl na mortalitě a morbiditě naší populace, má velký význam.
Spektrální analýza je moderní metoda,
která může přinést další zajímavé informace jak v oblasti teoretické, tak
i klinické medicíny a najít své uplatnění zejména v primární i sekundární
prevenci interních civilizačních chorob.
V naší studii, na které se podílelo
více diplomantek, jsme se zaměřili na skupinu zdravých mužů ve věku 40 – 55
let, která se v současné době ukazuje být velice riziková vzhledem ke
vzniku ischemické choroby srdeční.
Do studie byli zařazeni muži, u nichž
nebyl předem zjištěn výskyt jakékoliv kardiovaskulární choroby, diabetu
mellitu, poruchy lipidového metabolismu, výskyt těchto chorob nebo úmrtí na
některou z nich v blízké rodině před šedesátým rokem věku, byli
nekuřáci a nekonzumovali pravidelně velké množství alkoholu nebo jiné návykové
látky.
U této skupiny mužů jsme provedli
kompletní zátěžové vyšetření s monitorací EKG, měřením krevního tlaku a ventilačních parametrů.
Dále bylo provedeno vyšetření variability srdeční frekvence, byla odebrána podrobná
anamnestická data a vyplněny dotazníky za účelem zjištění rizikových faktorů
vzniku ischemické choroby srdeční. Také byly provedeny laboratorní odběry na
zjištění základního lipidového spektra (celkový cholesterol, triglyceridy a HDL
cholesterol).
Na základě
zátěžového vyšetření bylo zjištěno, že se jedná o nadprůměrně zdatné jedince,
přesto se po vyhodnocení rizikového
skóre ICHS u téměř třetiny z nich prokázalo zvýšené riziko vzniku ICHS.
Byla prokázána signifikantní korelace mezi VO2max/kg a
nízkofrekvenční složkou spektra naměřené ve stoji, dále byla také prokázána
signifikantní korelace mezi rizikovým skóre vzniku ICHS a vysokofrekvenční
složkou spektra variability srdeční frekvence vleže.
Spektrální
analýza je jednou z progresivních metod, která podává informaci o regulaci
srdeční aktivity, na níž se významně podílejí vlivy autonomního nervového
systému, a to jako subsystémů – parasympatiku (vagu) a sympatiku. Vyšetření
variability srdeční frekvence se stalo předmětem početných klinických studií,
které zkoumaly praktickou použitelnost zmíněné metody u širokého spektra
chorobných stavů, přesto bylo určitého souhlasu v tomto směru dosaženo
pouze ve dvou oblastech, a to při posouzení rizika arytnických komplikací po
infarktu myokardu a k časné detekci diabetické neuropatie. Své uplatnění
nachází v současné době tato metoda také v oblasti zátěžové a
sportovní medicíny.
Vzhledem
k námi vyvozeným závěrům se lze domnívat, že by tato metoda mohla najít
své uplatnění i v primární prevenci kardiovaskulárních onemocnění
v rámci screeningu rizikových jedinců.
1.
Anděl, M. a kol.:
Vnitřní lékařství II. UK, Vydavatelství Karolinum, Praha, 1996.
2.
Bellavere, F.,
Balzani, I., De Masi, G. et al.: Power spectral analysis of heart rate
variations improves assessment of diabetic cardiac autonomic neuropathy.
Diabetes, 1992, 41, str. 633 – 640.
3.
Češka, R.:
Cholesterol a ateroskleróza – léčba hyperlipidemií. Alberta, Praha, 1994.
4.
De Meersman, R.E.:
Heart rate variability and aerobic fitness. Am Heart J, 1993, 125, 726 – 731.
5.
Kautzner, J. a
spol.: Variabilita srdečního rytmu a její klinická použitelnost, I.část. Cor
Vasa, 1998; 40 (4), str.182 – 187.
6.
Kautzner, J. a
spol.: Variabilita srdečního rytmu a její klinická použitelnost, II.část. Cor
Vasa, 1998; 40 (5),244 – 251.
7.
Krahulec, B.: Význam
a možnosti vyšetrovania autonómneho nervového systému u pacientov
s diabetes mellitus. Časť 1. Noninvas Cardiol, 1995, 4 (3), str. 154 –
164.
8.
Kříž, J. a kol.: Jak
jsme na tom se zdravím. SZÚ Praha, 1997.
9.
Malik, M.: Heart
rate variability. Standards of measuremend, Physiological Interpretation, and
Clinical Use. Circulation Vol 93, No 5 March 1. 1996.
10. Matouš, M.: Možnosti vyšetření a ovlivnění
autonomního nervového systému (předatestační práce). Praha, 1998, 23 s., II. LF
UK.
11. Narkiewitz, K. a kol.: Cigarete Smoking Increases
Sympathetic Outflow in Humans, Circulation. 1998, 11(6), 528-534.
12. Opavský, J., Salinger, J.: Vyšetřovací metody
funkcí autonomní nervové soustavy – přehled pro potřeby klinické praxe.
Noninvas Cardiol, 1995, 4(3), str. 139 – 153.
13. Pagani, M., Malfatto, G., Pierini, S. et al.:
Spectral analysis of heart rate variability in the assessment of autonomic diabetic neuropathy. J Auton Nerv
Syst, 1988, 23, str. 143-153.
14. Paukrtová, D.: Zátěžové testování zdravých mužů ve
věku 40 – 55 let: porovnání stupňovaného a kontinuálně zvyšovaného protokolu
(diplomová práce).Praha, 1999, FTVS UK.
15. Provazník, K.: Manuál prevence v lékařské
praxi - I. Prevence poruch a nemocí. SZÚ Praha, 1996.
16. Radvanský, J.: Učební texty – Metabolický syndrom,
Stres, Obezita. (nepublikováno)
17. Retek, T., Stejskal, P., Salinger, J.: Variabilita
srdeční frekvence v průběhu zotavení po standardizovaném zatížení. Med Sport Boh Slov, 1997, 6
(3), str. 80 – 84.
18. Salinger, J., Opavský, J., Bůla, J. et al.: Programové
vybavení měřícího systému, typ TF-2, určené pro spektrální analýzu variací R-R
intervalů v kardiologii. Lékař a technika, 1994, 25, str. 58 – 62.
19. Salinger, J., Opavský, J., Novotný, J. et al.:
Programové vybavení měřícího systému, typ TF-2, určené pro diagnostiku
autonomní neuropatie. Lékař a technika, 1993, 23, str. 133 –138.
20. Salinger, J., Vychodil, R., Opavský, J. et al.:
Telemetrický systém pro měření a vyhodnocování variací R-R intervalu, typ TF-2.
Lékař a technika. 1993, 23, str. 113 – 117.
21. Stejskal, D. a kol.: Metabolická onemocnění
hromadného výskytu. Díl I., vydání I. BIOVENDOR Laboratorní medicína s.r.o.,
1996.
22. Stejskal, P., Salinger, J.: Spektrální analýza
variability srdeční frekvence. Základní metodiky a literární přehled o jejím
klinickém využití. Med Sport Boh Slov, 1996 (2), 33 – 42.
23. Ziegler, D., Dannehl, K., Muhlen, H. et al.:
Prevalence of cardiovascular autonomic dysfunction assessed by spectral
analysis and standard tests of heart rate variation and blood pressure
responses at various stages of diabetic neuropathy. Diabetic Med, 1992, 9, str.
806 – 814.
24. Ziegler, D.: Diabetic cardiovascular autonomic
neuropathy. Diab News, 1996, 17, str. 1-5.
Příloha
č.1 – Anamnestický dotazník
Příloha
č.2 – Protokol vyšetření
Příloha
č.3 – Dotazník pro hodnocení rizikových faktorů ICHS
Příloha
č.4 – Dotazník pro screening psychosociálních faktorů
Příloha
č.5 - Hodnocení obrazů spektrálních
analýz HRV
Příloha
č.6 – Výsledky jednotlivých rizikových faktorů
Příloha
č.7 – Grafové zobrazení některých rizikových faktorů