UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM

WYDZIAŁ LEKARSKI

INSTRUKCJA

DO ĆWICZEŃ Z PATOFIZJOLOGII

„ZABURZENIA UKŁADU AUTONOMICZNEGO

(niewydolność, neuropatia)

oraz

TESTY DIAGNOSTYCZNE UKŁADU AUTONOMICZNEGO”

Katedra Patofizjologii Collegium Medicum UJ

KRAKÓW 2005

PRZYGOTOWANIE TEORETYCZNE

1. WSTĘP

DYSFUNKCJA SERCOWO-NACZYNIOWEGO UKŁADU AUTONOMICZNEGO

Manifestacja kliniczna:

1. Hypotonia ortostatyczna

2. Niska tolerancja wysiłku

3. Autonomiczna dysrefleksja

4. Niewydolność baroreceptorów

5. Ciche niedokrwienie mięśnia sercowego

6. Zawał mięśnia sercowego

7. Zaburzeń rytmu serca

8. Nagła śmierć sercowa.

2. NIEWYDOLNOŚĆ UA

Prosta niewydolność układu autonomicznego (Pure autonomic failure, PAF) jest to idopatyczny obwodowy proces degeneracji układu autonomicznego, bez objawów zaburzeń ruchowych.

• niski spoczynkowy poziom NA spowodowany degeneracją lub dysfunkcją sympatycznych neuronów pozazwojowych

• brak znamiennego wzrostu poziomu NA po zmianie pozycji ciała (prawidłowo wzrost 100-200%)

• 77% pacjentów z PAF ma nieprawidłowe parametry HRV w odpowiedzi na głębokie oddychanie.

• 91% ma nieprawidłowe Valsalva ratio

Objawy: niedociśnienie ortostatyczne, pęcherz neurogenny, impotencja.

Zanik systemowy (multiple system atrophy, MSA)

• Degeneracja prążkowiowo-czarna

• Zanik oliwkowo - mostowo - móżdżkowy

• Uszkodzenie piramidowe

Objawy: bradykinezja (l-DOPA słaba odpowiedź), objawy móżdżkowe, piramidowe, niedociśnienie ortostatyczne, impotencja, pęcherz neurogenny.

Parametr	PAF	MSA
Objawy	Niedociśnienie ortostatyczne	Niedociśnienie ortostatyczne i pęcherz moczowy, etc.
Przewód pokarmowy	Zaparcia	Rzadko objawy
CSN - zajęcie	Nie	Tak
Neuropatia somatyczna	Nie	14-20%
Progresja	Wolno postępujące	Szybko postępujące
Prognoza	Dobra (10-15 lat)	Zła (4-5 lat)
Uszkodzenie	Głownie pozazwojowe	Przedzwojowe (centralne)
Poziom NA w pozycji leżącej	Spadek	Norma

Zaburzenia układu autonomicznego:

• Obwodowe

- uogólnione dysautonomie (pandysautonomie)

- miejscowe dysautonomie: -naczyniowo-sercowe

-wydzielania potu

-przewodu pokarmowego

-układu moczowo-płciowego

• Ośrodkowe - integracji UA

- emocjonalne

- regulacji temperatury

- przyjmowania pokarmu

- gospodarki wodno - elektrolitowej

- ośrodkowe układu rozrodczego

- zaburzenia świadomości

3. NEUROPATIA OBWODOWA:

Dotyczy drobnych, niezmienilizownych włókien nerwowych

• Czuciowa, ruchowa, autonomiczna

• Uogólniona, ogniskowa, wieloogniskowa

Neuropatia czuciowa:

Ostra	Podostra, przewlekła
Cukrzyca Mocznica Niedobory B1, B6, B12, niacyna HIV Leki	Zatrucia Zespół Sjogrena Amyloidoza Trąd Krioglobulinemia

Neuropatia ruchowa:

• zespół Guillaina - Barre,

• cukrzyca,

• porfirie,

• zatrucia ołowiem,

• przeciwciała gangliozydowe GM,

Neuropatia autonomiczna:

• zespół Guillana - Barre,

• porfiria,

• cukrzyca,

• dysautonomia rodzinna,

• amyloidoza

4. 0 Patogeneza neuropatii cukrzycowej (NC)

NEUROPATIA AUTONOMICZNEGO UKŁADU NERWOWEGO W CUKRZYCY:

Obecnie uważa się, że dotyczy 40% chorych na cukrzycę typu I i II rozpoczyna się we wczesnym okresie cukrzycy i powoli postępuje.

Patomechanizm powstawania: związany głównie ze zmianami metabolicznymi w przebiegu choroby.

• w przypadku hiperglikemii i wobec braku lub niedoboru insuliny - przemiana glukozy wchodzi na szlak poliolowy - cukier ulega przemianie do sorbitolu i fruktozy. Nadmierne wytwarzanie sorbitolu prowadzi do uszkodzenia komórek Schwanna jak i wypustek osiowych

• upośledzenie biosyntezy mioinozytolu w nerwach - powoduje to przenikanie wody do neurocyta i jego wypustek, upośledzając jego czynność oraz powodując zwyrodnienie.

Klinika:

1. Serce:

• zwiększenie spoczynkowej częstości skurczów serca

• hipotonia ortostatyczna

• brak zmian częstości skurczów serca zależnych od pobudzenia nerwu błędnego.

• nieprawidłowa odpowiedź z baroreceptorów.

2. Krążenie obwodowe:

• nieprawidłowe naczynioruchowe odczyny na leki zmieniające napięcie naczyń, zmiany temperatury.

• nieprawidłowe pocenie się

3. Układ pokarmowy:

• przełyk - osłabienie siły perystaltycznego obkurczania i zmniejszenie napięcia dolnego zwieracza przełyku.

• żołądek - hipotonia żołądka i opóźnienie jego opróżniania

• atonia pęcherzyka żółciowego

• biegunka

4. Układ moczowo - płciowy:

• utrata czucia pęcherza

• impotencja

• brak czucia jądrowego

5. Inne:

• zmiany odruchów źrenic

• neurogenne, nagłe zatrzymanie czynności układu krążenia i oddychania

• utrata odczuwania hipoglikemii.

4.1 Ogólna charakterystyka neuropatii cukrzycowej:

1. Prawdopodobieństwo NC wzrasta z wiekiem i czasem trwania cukrzycy

2. NC jest heterogenna: czuciowa i czuciowo-ruchowa

3. Najwcześniej uszkodzona odpowiedź przewodu pokarmowego (polipeptyd trzustkowy) po insulinie

4. Hipotensja ortostatyczna (10 - 30% wszystkich chorych)

5. Wysiłek: obniżony pułap tlenowy zwiększenie HR i spadek ciśnienia.

6. Duże ryzyko chorób sercowo-naczyniowych „cichy zawał”, wydłużenie odstępu QT.

7. NC objawia się początkowo zaburzeniami czynnościowymi.

8. Uszkodzenie odruchów aksonalnych stopy.

9. Nadwrażliwość odnerwieniowa z nadmierną odpowiedzią naczynioskurczową występuje u 20% chorych z NC

10. Zaburzenie ruchomości źrenic są częstym objawem NC

11. Gastropareza lub biegunki występują u 20-30% chorych z NC.

12. Zaleganie, nie trzymanie moczu i zakażenia w układu moczowego mogą prowadzić do mocznicy.

13. Objawem NC jest również impotencja.

5.0 PODSTAWOWE PRÓBY SERCOWO - NACZYNIOWE

Metodą z wyboru w ocenie neuropatii sercowego układu autonomicznego jest badanie odruchów sercowo - naczyniowych. Początkowo ich użycie było ograniczone do diagnostyki dysautonomii w cukrzycy, ale obecnie metoda ta używana jest we wszystkich schorzeniach, w których podejrzewamy zaburzenie lub uszkodzenie układu autonomicznego. To proste, nieinwazyjne badanie odruchowych reakcji krążeniowych pozwala pośrednio ocenić funkcję układu autonomicznego.

Istotnym kryterium w wyborze testów jest ich nieinwazyjność, prostota wykonania, powtarzalność wyników oraz możliwość różnicowania zmian patologicznych i fizjologicznych. Testami oceniającymi odruchy sercowo-naczyniowe spełniającymi te kryteria są:

1. Zmiana częstości rytmu serca w odpowiedzi na głębokie oddychanie (Deep Breathing Test, DB), próbę Valsalvy (Valsalva manouver, VM) i zmianę pozycji ciała (Tilt Up Test, TUT).

2. Ocena zmian ciśnienia tętniczego krwi w odpowiedzi na zmianę pozycji (Tilt Up Test, TUT) oraz izometryczny skurcz mięśni dłoni (Isometric Hand Grip Test, IHG).

1. Test głębokiego oddychania - Deep Breathing test (DB)

Jest najprostszym i najczęściej używanym testem układu autonomicznego badającym głównie komponentę przywspółczulną unerwienia autonomicznego.

W warunkach prawidłowych częstość akcji serca wykazuje zmienność o charakterze sinusoidy zależną od oddychania. Wzrost HR zaczyna się w czasie pierwszej sekundy wdechu, maksymalne przyśpieszenie następuje około trzeciej sekundy przed szczytem wdechu, a osiąga największy spadek w szóstej sekundzie od rozpoczęcia wydechu. W ten sposób bada się zarówno błędne hamowanie jak i pobudzenie. Największa zmienność HR występuje przy częstości sześciu oddechów na minutę. Kontrola HR w tym teście zależy głównie od unerwienia przywspółczulnego serca. Do obserwacji wpływów błędnych na serce konieczne jest utrzymanie pewnego napięcia nerwu błędnego, dlatego wynik tego testu można interpretować, wtedy gdy częstość akcji serca nie przekracza 100 uderzeń/min. Obniżenie oddechowej niemiarowości zatokowej jest bardzo często pierwszym objawem autonomicznej neuropatii u chorych na cukrzycę, u których brak objawów charakterystycznych.

Porównanie zmiany częstości akcji serca podczas głębokiego oddychania (6 oddechów/min) u zdrowego badanego oraz u chorego z neuropatią cukrzycową.

2. Próba Valsalvy - Valsalva Maneuver (VM)

Jest testem, który bardzo dobrze ocenia integrację pomiędzy tętniczymi i sercowo-płucnymi odruchami z baroreceptorów. Odruch ten obejmuje nagły, krótkotrwały wzrost ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej oraz w jamie brzusznej spowodowany wysiłkiem (natężonym wydechem).

Pomimo, że ta próba układu autonomicznego jest stosunkowo prosta (wydech przy zamkniętej głośni przez okres 10-20 sekund), to aktywuje szereg mechanizmów hemodynamicznych, których ocena jest trudna.

Osoba badana, po uprzednim odpoczynku, wykonuje wydech powietrza do ustnika manometru przez okres 15 sekund, powodujący podwyższenie słupa rtęci do wartości 40 mm Hg. Podczas całej próby konieczna jest stała rejestracja EKG oraz ciśnienia tętniczego.

W czasie próby występują zmiany ciśnienia śródpiersiowego oraz ciśnienia żylnego. Powoduje to wystąpienie 4 następujących po sobie charakterystycznych faz.

Prawidłowe fazy w przebiegu próby Valsalvy.

Faza I gwałtowny wzrost ciśnienia w klatce piersiowej i w jamie brzusznej powoduje mechaniczną kompresję aorty, skutkiem, czego jest krótkotrwały wzrost ciśnienia tętniczego przez okres 2-3 sekund i odruchowy spadek HR.

W fazie II gdy wydech jest kontynuowany, spada powrót żylny, co powoduje zmniejszenie rzutu serca i tachykardię, spowodowaną przez zmniejszenie wpływu nerwu błędnego na serce. Ciśnienie tętnicze krwi początkowo spada a następnie spadek zostaje zahamowany poprzez wzrost TPR, który jest wynikiem odśrodkowej aktywacji sympatycznej oraz wzrostu poziomu noradrenaliny w osoczu.

Faza III odruchu zachodzi po koniec wydechu: spadek ciśnienia śródpiersiowego powoduje dalszy spadek rzutu serca i ciśnienia tętniczego wskutek poszerzenia łożyska naczyń płucnych i wzrostu ich pojemności z odruchowym wzrostem HR przez okres 3-4 uderzeń.

W fazie IV odruchu po zakończeniu wydechu, występuje odruchowy wzrost ciśnienia tętniczego. Powrót żylny oraz rzut serca powracają do normy dzięki zwiększonemu oporowi obwodowemu spowodowanemu spadkiem ciśnienia w fazie II. Powoduje to odruchową bradykardię i rozszerzenie naczyń obwodowych, co przywraca zmiany hemodynamiczne do wartości prawidłowych.

W odpowiedzi na test ocenia się wskaźnik próby Valsalvy. Jest to stosunek najdłuższego odstępu R-R w trakcie IV fazy do najkrótszego w fazie II lub III próby oraz zmiany ciśnienia w poszczególnych fazach testu.

Wadą próby jest to, że pomiar ciśnienia tętniczego za pomocą sfigmomanometru rtęciowego metodą osłuchową zaburza mechanizmy odruchowe. Konieczny jest ciągły, nieinwazyjny np. pletyzmograficzny pomiar ciśnienia tętniczego (np. aparatem Finapres, Ohmeda). Koszty zakupu takiej aparatury są jednak bardzo wysokie, a wykorzystanie do oceny odruchu jedynie zmian częstości akcji serca obniża jego wartość badawczą. Z tych powodów nie wykonywano tej próby w przeprowadzonej ocenie układu autonomicznego w kardiologicznym zespole X.

3. Izometryczny skurcz mięśni dłoni - Isometric hand grip test (IHG)

Izometryczny skurcz mięśni dłoni jest prostym, specyficznym, czułym, powtarzalnym i nieinwazyjnym testem oceniającym funkcję układu sympatycznego z dobrze poznaną drogą odruchową. Izometryczny wysiłek pobudza somatyczno-sympatyczne odruchy, które powodują wzrost częstości akcji serca, ciśnienia tętniczego skurczowego i rozkurczowego, rzutu serca, kurczliwości lewej komory, oporu obwodowego, poziomu katecholamin w osoczu oraz aktywności nerwów sympatycznych w mięśniach (MSNA). Wzrost ciśnienia tętniczego oraz częstości rytmu serca jest proporcjonalne do izometrycznego skurczu wyrażonego jako procent skurczu maksymalnego, nie zależą od napięcia całkowitego oraz masy zaaktywowanych mięśni. W odpowiedzi na skurcz mięśni dłoni dochodzi do wzrostu ciśnienia rozkurczowego. Test wykonujemy przez okres 5 minut, ściskając dynamometr z siłą 30% maksymalnej siły, jaką osiąga indywidualny badany. Ciśnienie mierzone jest w każdej minucie testu. Jako czynnika stymulującego używa się 30% maksymalnej siły skurczu dłoni. Wysiłek ten jest zbliżony do dźwigania 15-20 kilogramowej torby w jednej ręce. Taka stymulacja układu autonomicznego powoduje adekwatną odruchową odpowiedź sympatyczną. Znaczna grupa badanych zgłasza dyskomfort oraz zmęczenie po 3 minucie testu, ale prawie wszyscy są w stanie kontynuować skurcz przez 5 minut. W badaniu określamy różnicę między ciśnieniem po zakończeniu skurczu a ciśnieniem przed rozpoczęciem testu.

Patogeneza pobudzenia układu sercowo-naczyniowego w odpowiedzi na wysiłek izometryczny.

4. Test zmiany pozycji ciała - Tilt Up Test (TUT)

Test pionizacji polega na wykorzystaniu sił grawitacji w czasie przyjmowania biernie pozycji stojącej, w wyniku czego dochodzi do centralnej hipowolemii i odbarczenia baroreceptorów.

Zmiany hemodynamiczne przy zmianie pozycji ciała.

W czasie tej próby około 700 ml krwi gromadzi się w naczyniach pojemnościowych i prowadzi do aktywacji krążeniowo-sercowych mechanizmów wyrównawczych.

Najważniejszą rolę w tych reakcjach odgrywa aktywowany przez baroreceptory ośrodkowy układ współczulny przez wpływ na właściwości chrono- i inotropowe serca oraz obwodowe naczynia oporowe łożyska naczyń mięśniowych i trzewnych. Odbiciem wpływów autonomicznych na serce jest gwałtowny wzrost częstości akcji serca w 3 i 12 sekundzie od momentu pionizacji z względną bradykardią w 20 sekundzie i następowym wzrostem częstości. Zmiany te wyraża stosunek 30/15, iloraz najdłuższego odstępu R-R około 30 uderzenia serca po pionizacji do najkrótszego odstępu R-R przy 15 skurczu serca.

Zmiany ciśnienia i częstości akcji serca podczas pierwszych 30 sekund od pionizacji w zależności od wieku: (a) u 14 letniego chłopca, (b) u 30 - letniego mężczyzny, (c) u 65 letniego mężczyzny.

Współczynnik ten jest czułym wskaźnikiem czynności unerwienia błędnego serca. Centralna modulacja odruchów naczyniowo-sercowych zależy od jąder pasma samotnego, które mają połączenia z podwzgórzem, układem limbicznym, tworem siatkowatym oraz jądrami układu autonomicznego. Integracja odruchów stresu ortostatycznego odbywa się na wielu poziomach centralnego systemu nerwowego, co czyni je szczególnie wrażliwym na zmiany neurodegeneracyjne. W ocenie układu autonomicznego istotne są zmiany ciśnienia tętniczego w odpowiedzi na stres ortostatyczny zależny od aktywacji współczulnego unerwienia naczyń oporowych i hamowania aktywności nerwu błędnego. Przy zmianie pozycji ciała z leżącej na stojącą występuje szybki wzrost HR z następowym zwolnieniem, którego częstość jest większa niż w pozycji leżącej. W warunkach prawidłowych HR jest maksymalna około 15 uderzenia po zmianie pozycji ciała, a względna bradykardia trwa do 30 skurczu serca.

Utrzymanie ciśnienia tętniczego przy biernej zmianie pozycji ciała z leżącej na stojącą zależy od zwiększonego powrotu żylnego z krążenia trzewnego. Droga dośrodkowa tego odruchu zależy od aktywacji baroreceptorów tętniczych, który spowodowany jest spadkiem wypełnienia oraz ciśnienia w układzie tętniczym. Drogą odśrodkową tego odruchu jak jest aktywacja pozazwojowych włókien współczulnych, głównie krążenia trzewnego.

Badania farmakologiczne potwierdziły przewodzenie odruchu przez układ autonomiczny. Dożylne podanie atropiny powoduje niewielki wzrost HR w czasie pierwszych 30 sekund po zmianie pozycji ciała. Dowodzi to również udziału układu przywspółczulnego w odpowiedzi hemodynamicznej.

Test pionizacji wykorzystywany jest w kardiologii do diagnostyki chorych z omdleniami, po wykluczeniu omdleń pochodzenia sercowego, nadwrażliwości zatoki tętnicy szyjnej, omdleń ortostatycznych, neurologicznych, psychiatrycznych i metabolicznych. Rekomendowany czas trwania próby wynosi 45 minut przy kącie pionizacji do 60^o. W ww. ćwiczeniach wykorzystano standardy podane przez American Neurology Society dotyczące testu pionizacji ze względu na cel badania, którym jest ocena prostych odruchów adaptacyjnych sercowo-naczyniowych w ciągu pierwszych 5 minut od momentu zmiany pozycji ciała.

6.0 METODYKA WYKONANIA TESTÓW SERCOWO-NACZYNIOWYCH UKŁADU AUTONOMICZNEGO

Wszystkie badania powinny być przeprowadzone w standardowych warunkach w godzinach rannych (pomiędzy godziną 8.00 a 10.00), w spokojnej i relaksującej atmosferze oraz po 12 godzinach bez posiłku. Osoby badane są dokładnie poinformowane o przebiegu każdego testu, przez okres 72 godzin przed badaniem ich stan kliniczny był stabilny, nie spożywały kawy, nie wykonywały ciężkich wysiłków fizycznych ani nie przyjmowały leków wpływających na aktywność układu autonomicznego.

6.1 TEST GŁĘBOKIEGO ODDYCHANIA (DB)

• zapis EKG w pozycji leżącej

• oddychanie 6 oddechów na minutę 5 sekund wdech, 5 sekund wydech

Parametry do oceny:

• ∆ I - E tzn. różnicę pomiędzy maksymalną częstością akcji serca podczas wdechu a minimalną podczas wydechu

• Stosunek E/I - wskaźnika wydechowo-wdechowego: stosunek najdłuższego odcinka RR (wydech) do najkrótszego RR (wdech)

• Wskaźniki analizy częstotliwościowej i widmowej HRV podczas głębokiego oddychania (mRR, SDNN, TP, VLF, LF, HF, LF/HF).

6.2 PRÓBA VALSALVY

1. Zapis EKG przed próbą.

2. Przez 15 sekund wydech z siłą 40-50 mmHg na manometrze. Cały czas zapis EKG.

3. Pomiar CTK zaraz po zakończeniu próby.

Norma wskaźnik Valsalvy > 1.21 (najdłuższy odstęp RR po próbie do najkrótszego podczas próby).

6.3 TEST HAND-GRIP

1. 3 krotny pomiar maksymalnego ściśnięcia dłoni na dynamometrze, z tego średnia i obliczenie 30% maksymalnego wysiłku.

2. CTK przed testem

3. 5 min wyciskanie 30% maksymalnego uścisku.

4. Pomiar CTK podczas testu w 3 i 5 min testu.

5. CTK zaraz po zakończeniu testu.

6. CTK po 5 min od zakończenia testu.

Parametry do oceny:

• ∆ CTK_roz - zmiana ciśnienia rozkurczowego w odpowiedzi na izometryczny skurcz mięśni dłoni

6.4 PIONIZACJA:

1. 5 min spoczynku w pozycji leżącej - pomiar CTK i tętna.

2. Pionizacja do 60 stopni na 5 min - pomiar CTK i tętna.

3. Powrót i pomiar CTK i tętna.

4. Ciągły pomiar ciśnienia tętniczego

Parametry do oceny:

• Przyśpieszenie częstości rytmu serca w odpowiedzi na pionizację (HR w pierwszych 15 sekundach po uzyskaniu zmiany pozycji do 60^o)

• Stosunek 30/15 - stosunek między najdłuższym odstępem R-R około 30 uderzenia serca do najkrótszego odstępu R-R około 15 uderzenia po pionizacji ciała,

• ∆CTK - zmiana ciśnienia skurczowego i rozkurczowego w odpowiedzi na pionizację

Parametry analizy czasowej i częstotliwościowej HRV (mRR, SDNN, TP, VLF, LF, HF, LF/HF) przed i po teście.

Praktyczne obliczenie: HR = 60 000 ms/RR,

Prawidłowe, graniczne i nieprawidłowe wartości parametrów testów układu autonomicznego wg. J. Ewinga.

TEST	Norma	Graniczne	Nieprawidłowe
Valsalva test (wskaźnik Valsalvy)	≥1.2	N/A	≤1.2
Δ I-E w odpowiedzi na DB	≥15 cykl/min	11-14 cykl/min	≤10 cykl/min
Stosunek E/I w DB	≥1.21	N/A	<1.21
Stosunek 30/15 w odpowiedzi na TUT	≥1.04	1.01 - 1.03	≤1.0
CTK w odpowiedzi na TUT (spadek CTKsk)	≤10 mm Hg	11 - 29 mm Hg	>30 mm Hg
Isometric hand grip test (wzrost CTKroz)	≥16 mm Hg	11 - 15 mm Hg	≤10 mm Hg

7.0 ZNACZENIE KLINICZNE TESTÓW UKŁADU AUTONOMICZNEGO

1. Nieinwazyjne, proste, przyłóżkowe metody oceny aktywności układu autonomicznego

2. Ocena polineuropatii cukrzycowej - diagnostyka, ocena progresji zmian.

3. Rokowanie w zawale serca.

4. Zmiany w chorobie niedokrwiennej serca.

5. Ocena zaburzeń układu autonomicznego u alkoholików.

6. Zaburzenia w przewlekłych chorobach wątroby.

7. Nadciśnienie pierwotne.

8. Bateria testów Ewinga stanowi bazę naukowo-badawczą w ocenie dysfunkcji układu autonomicznego u chorych z: kardiologicznym zespołem X, chorobie Parkinsona, zespołem jelita nadwrażliwego, zaburzeń czucia trzewnego, dyspepsji czynnościowej itp.

2

---