Спироэргометрия у пациентов с постоянной формой ФП, положительный хронотропный эффект

    По данным публикации в журнале экспериментальной медицины Тохоку (The Tohoku Journal of Experimental Medicine) за декабрь 2018 - Compensatory Increase in Heart Rate Is Responsible for Exercise Tolerance among Male Patients with Permanent Atrial Fibrillation / Компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений отвечает за толерантность к физической нагрузке у пациентов мужского пола с постоянной формой фибрилляции предсердий - внешняя ссылка

    Влияние пиковой ЧСС на толерантность к физической нагрузке различалось в группах фибрилляции пресердий(ФП) и синусового ритма(СР). Хотя наличие постоянной ФП не влияет на толерантность к физической нагрузке у пациентов мужского пола с сохраненной ФВЛЖ, достаточное увеличение ЧСС во время физической нагрузки было более выраженным в группе ФП, чем в группе СР, для сохранения толерантности к физической нагрузке у пациентов мужского пола с ФП и сохраненной ФВЛЖ.

    Толерантность к физической нагрузке является многофакторной (Hossack and Bruce 1982; Woo et al. 2006; Grewal et al. 2009); сердечный выброс (СВ) является важным фактором, наряду с периферической артериовенозной разницей кислорода. Поэтому общепризнанно, что толерантность к физической нагрузке у пациентов с фибрилляцией предсердий (ФП) снижается, поскольку развитие ФП сопровождается потерей предсердного выброса, что приводит к снижению СВ (Ostermaier et al. 1997). Тем не менее, многие пациенты с постоянной ФП и сохраненной фракцией выброса левого желудочка (ФВЛЖ > = 50%) не имеют симптомов и имеют хорошую переносимость физической нагрузки (Flaker et al. 2005; Myrstad et al. 2016). В таких случаях организм может компенсировать снижение СВ, сопровождающее потерю предсердного выброса. В целом, чтобы удовлетворить растущую потребность в кислороде во время упражнений, СВ увеличивается за счет увеличения ударного объема(УО) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) (Thompson 2005). Тем не менее, УО обычно достигает плато при 50-60% поглощения кислорода при пиковой нагрузке (пиковый VO2 *объем поглощения кислорода в л/мин). Следовательно, увеличение ЧСС необходимо для достижения постоянного увеличения СВ во время упражнений средней или высокой интенсивности. Таким образом, важность увеличения ЧСС у пациентов с ФП понять нетрудно, т.е. это основной механизм, который компенсирует толерантность к физической нагрузке у таких бессимптомных пациентов с ФП и сохраненной ФВЛЖ. В данной статье исследовалось влияние постоянной ФП на толерантность к физической нагрузке, оцениваемое по пиковому VO2 с использованием сердечно-легочной физической нагрузки (СЛФН). Кроме того, увеличение ЧСС во время физических нагрузок у пациентов с постоянной ФП и сохранением ФВЛЖ исследовалось по-другому, чем у пациентов с СР.

    Это перекрестное исследование оценило влияние постоянной ФП на переносимость физической нагрузки у пациентов с сохраненной ФВЛЖ. Среди пациентов, включенных в исследование, 464 пациента, которым была проведена СЛФН и комплексная эхокардиография для клинической оценки, а также у них брались образцы крови для измерения натрийуретического пептида B-типа (BNP) в тот же день в Университетской больнице города Нагоя. Для этого исследования были отобраны пациенты с постоянной ФП и пациенты с СР в качестве контроля. Основываясь на продолжительности эпизодов ФП классифицируется на три категории: пароксизмальную, персистирующую и постоянную ФП. По данным Atarashi et al. 2011 частота встречаемости разных типов ФП такова: пароксизмальная ФП у 37,1%, персистирующая у 14,4% и постоянная у 48,5%. Постоянная ФП была определена как ФП, присутствующаая в течение по крайней мере года без перерыва. В общей сложности 432 пациента (396 с СР и 36 с постоянной ФП) были окончательно включены в исследование. В группе ФП была значительно меньшая доля женщин, чем в группе СР (11,8% против 33,3%); поэтому в этом исследовании анализировались только пациенты мужского пола. Кроме того, пациенты, с данными за ишемию во время теста с физической нагрузкой, также были исключены, потому что ишемия сердца могла обеспечить изменение вегетативного баланса и, следовательно, изменить ЧСС.

    Таким образом, всего 242 пациента мужского пола (66,9 ± 9,4 года; 214 с СР и 28 с постоянной ФП) приняли участие в этом исследовании. Пациенты с пароксизмальной ФП и персистирующей ФП были исключены, поскольку некоторые из них были восстановлены до СР с помощью лекарств, кардиоверсии или катетерной абляции. Кроме того, пациенты с гемодинамически значимым клапанным заболеванием (классифицированным как тяжелое клапанное заболевание на основании результатов эхокардиографии), декомпенсированной сердечной недостаточностью (ДСН), острым коронарным синдромом, легочной гипертонией, врожденными пороками сердца, хронической обструктивной болезнью легких и другими заболеваниями легких, были также исключены. Кроме того, поскольку считалось, что пиковое соотношение дыхательного обмена (RER *также используется сокращение RQ - дыхательный коэффициент - VCO2/VO2) > = 1,0 указывает на максимальную нагрузку, исключались пациенты с пиковым RER < 1,0 при физической нагрузке. Медиана длительности постоянной ФП составляла 60 месяцев согласно медицинским записям. Все пациенты с постоянной ФП не имели явных симптомов, основанных на самоотчете. Гипертонию определяли как систолическое артериальное давление (САД) > = 140 мм рт.ст. и / или диастолическое артериальное давление (ДАД) > = 90 мм рт.ст. или на основании лечения антигипертензивными препаратами. Сахарный диабет (СД) определяли как уровень глюкозы в крови натощак > 126 мг/дл или на основании лечения препаратами, снижающими уровень глюкозы в крови. Гиперлипидемия определялась как уровень липопротеина-холестерина низкой плотности(ЛПНП) > 140 мг/дл или на основании лечения препаратами, снижающими уровень холестерина. Все пациенты дали письменное информированное согласие до участия в исследовании. Протокол исследования был выполнен в соответствии с правилами, предложенными Комитетом по этическим нормам Высшей школы медицинских наук Университета города Нагоя.

    Все пациенты подвергались стресс-тесту с СЛФН с одновременным анализом выдыхаемого воздуха с помощью велосипедной спироэргометрии (Ergometer STB-3200; Nihon Kohden, Токио, Япония; AE-310S; Minato Medical Science, Осака, Япония). СЛФН выполняли при постоянной частоте вращения 50 об/мин в соответствии с протоколом непрерывного изменения скорости 15 Вт/мин после 3-минутного периода отдыха. ЧСС в покое усредняли в течение 3-минутного периода СЛФН. Пиковый VO2 определялся по усредненной за последние 30 секунд СЛФН, как самое высокое значение поглощения кислорода. Прогнозируемый в процентах пиковый VO2 определялся как процент от фактического пикового VO2 по сравнению с прогнозируемым пиковым VO2 согласно данным о здоровых людях в Японии (Itoh et al. 2013). Вентиляционный анаэробный порог (АП) определяли с помощью анализа V-уклона (Beaver et al. 1986). Наклон VE/VCO2(*вентиляционный эквивалент выделения СО2; VE - минутная вентиляция или минутный объем вентиляции в литрах; VCO2 - максимальное выделение углекислого газа л/мин) для всей продолжительности упражнения был рассчитан как наклон линейной зависимости между VE и VCO2 от начала упражнения до непосредственно перед дыхательной компенсацией (Sun et al. 2002). Пиковую ЧСС определяли как ЧСС при пиковом VO2. Хронотропный ответ выражался как изменение ЧСС от отдыха до пика нагрузки. Прогнозируемую по возрасту максимальную ЧСС определяли по формулам Astrand (220 - возраст) (Astrand 1960) и Brawner (164 - [0,7 х возраст]) (Brawner et al. 2004). Каждая формула использовалась для расчета хронотропного индекса, отражающего процент использованного резерва ЧСС (изменение ЧСС от отдыха до пика нагрузки / максимальную прогнозируемый по возрасту ЧСС - ЧСС в покое). Хронотропная некомпетентность была определена как хронотропный индекс < 0,8 для пациентов, не принимающих бета-блокаторы, и < 0,62 для пациентов, принимающих бета-блокаторы (формула Astrand) (Khan et al. 2005). Коррекция бета-блокаторами не использовалась для хронотропной некомпетентности, определенной по формуле Brawner (Brawner et al. 2004).

    Каждому пациенту была сделана комплексная эхокардиография по стандартной методике (Lang et al. 2005). Все записи выполнялись на ультразвуковых системах Vivid 7 (GE Healthcare, Vingmed Ultrasound AS, Хортен, Норвегия). Показатели у пациентов с ФП(ФВЛЖ; конечно-диастолический диаметр левого желудочка; конечный систолический диаметр левого желудочка; диаметр левого предсердия; E - ранняя диастолическая скорость трансмитрального потока; DT - время замедления волны Е; е ' - скорость во время ранней диастолы на митральном кольце), рассчитавались на основе усреднения за 10 сердечных циклов (Nagueh et al. 1996). Ранняя диастолическая скорость трансмитрального потока (E) была зарегистрирована на кончике створок митрального клапана. С использованием тканевого допплеровского изображения скорость митрального кольца во время ранней диастолы (e ’) регистрировалась контрольным объемом, помещенным как в септальный, так и в боковые углы митрального кольца в апикальной четырехкамерной позиции (Nagueh et al. 1997). Затем соотношение E / e ’ было рассчитано на основе этих данных.

    Результаты СЛФН, все пациенты превзошли свои АП. Их среднее пиковое RER составило 1,22 (в общей когорте). Частота сердечных сокращений в покое была значительно выше в группе ФП, чем в группе СР (71,6 ± 16,0 против 64,0 ± 10,7 уд / мин). Аналогично, пиковая ЧСС во время упражнений была выше в группе ФП, чем в группе СР (148,9 ± 41,9 против 132,0 ± 22,0 уд / мин). Распределение пиковой ЧСС у пациентов с ФП полностью сдвинуто в правую сторону, что соответствует более высоким значениям диапазона ЧСС, по сравнению с таковым у пациентов с СР. Процент предсказанной ЧСС был значительно выше в группе ФП, чем в группе СР (98,8 ± 24,7% против 86,0 ± 13,2%). Пиковое САД было немного, но не значительно, выше в группе СР, чем в группе ФП. В результате двойной показатель, которым является потребление кислорода миокардом, рассчитанное по пиковому значению ЧСС * САД, не различался между группами ФП и СР (26 500 ± 8 200 против 25 500 ± 6600 ударов / мин * мм рт.ст.). С другой стороны, пиковый O2-пульс(*кислородный пульс мл/уд) был значительно ниже в группе ФП по сравнению с таковым в группе СР (9,4 ± 2,4 против 10,4 ± 2,6 мл / уд). В результате пиковый VO2 не отличался между пациентами с ФП и пациентами с СР (19,4 ± 5,7 против 21,6 ± 6,0 мл/кг/мин *Соответственно использованным авторами единицам, понятно, что они использовали модификацию VO2, а именно VО2/kg, т.е. с расчетом показателя VО2 на 1 кг веса). Примечательно, что распространенность хронотропной некомпетентности, рассчитанная по каждой формуле, была одинаковой между группами.

    В более ранних работах сообщалось о связи между наличием ФП и непереносимостью физических упражнений у пациентов с СН(сердечной недостаточностью), независимо от ФВЛЖ (Pardaens et al. 1997; Zakeri et al. 2014). Постоянное увеличение СВ необходимо для упражнений средней и высокой интенсивности, поскольку СВ уменьшается в результате потери предсердного выброса, сопровождающего развитие ФП. Тем не менее, многие пациенты с постоянной ФП (включая спортсменов) не имеют симптомов и имеют хорошую переносимость физической нагрузки (Flaker et al. 2005; Myrstad et al. 2016). В таких случаях организм может компенсировать снижение СВ, которое сопровождает потерю предсердного выброса (Peinado et al. 2010). Таким образом, было предположено, что ключевым фактором может быть достаточное увеличение ЧСС во время тренировки. Было обнаружено, что пульс O2, сопровождаемый потерей предсердного выброса, был значительно уменьшен в группе ФП по сравнению с группой СР в настоящем исследовании, отражая, что в том же диапазоне ЧСС пиковый VO2 был выше в группе СР, чем в группе ФП. В этом контексте результаты настоящего исследования согласуются с результатами предыдущих отчетов (Ostermaier et al. 1997; Pardaens et al. 1997; Zakeri et al. 2014), утверждающих, что толерантность к физической нагрузке у пациентов с ФП снижается. С другой стороны, пиковая ЧСС во время нагрузочного тестирования была значительно выше в группе ФП, чем в группе СР, потому что распределение пиковой ЧСС было полностью смещено в более высокий диапазон. Кроме того, результаты этого исследования показали, что влияние пиковой ЧСС на толерантность к физической нагрузке различалось в группах ФП и СР. Это означает, что для достижения того же VO2 у пациентов с ФП необходимо более высокое пиковое ЧСС. В результате более высокого пикового ЧСС у пациентов с ФП, не было обнаружено существенного различия в пиковом VO2 между группами в данном исследовании. Следовательно, увеличение пиковой ЧСС в группе ФП компенсирует снижение толерантности к физической нагрузке, сопровождаемое потерей предсердного выброса.

    В этом исследовании хронотропная некомпетентность к физическим упражнениям не отличалась между группами. Данные исследования согласуются с данными, исследованными у пациентов с сердечной недостаточностью с сохраненной ФВЛЖ, у которых распространенность хронотропной некомпетентности была одинаковой у пациентов с ФП и у пациентов с СР (Zakeri et al. 2014). В настоящем исследовании использование бета-блокаторов не отличалось между группами. Однако пиковая ЧСС не различалась между группами, и толерантность к физической нагрузке была ниже у пациентов с ФП, чем у пациентов с СР в их исследовании. С другой стороны, увеличение ЧСС во время упражнений было выше в группе ФП, чем в группе СР, и не было обнаружено существенного различия в переносимости упражнений между группами в настоящем исследовании. Kato et al. (2016) сообщили, что толерантность к физической нагрузке у пациентов с ФП была ниже, чем у пациентов с СР. В их исследовании, однако, использование препаратов с более низкой ЧСС было значительно выше в группе ФП по сравнению с таковым в группе СР. Ulimoen et al. (2014) исследовали влияние препаратов, снижающих ЧСС, на толерантность к физической нагрузке у пациентов с постоянной ФП. Среди них, по сравнению с блокаторами кальциевых каналов, толерантность к физической нагрузке была значительно ниже у пациентов, использующих бета-блокаторы, что еще больше снижало максимальный ЧСС во время тренировки (Ulimoen et al. 2014). Эти исследования позволили сделать аналогичные выводы о том, что сдерживание увеличения ЧСС во время упражнений приводит к снижению толерантности к нагрузке. Таким образом, достаточное увеличение ЧСС во время физических упражнений может стать компенсаторным механизмом сохранения толерантности к физической нагрузке после потери нормальной функции предсердия у пациентов с постоянной ФП и сохранением ФВЛЖ. По сравнению с группой СР подобное использование бета-адреноблокаторов в группе ФП, возможно, привело к достаточному увеличению ЧСС в этом исследовании.

    *Также в публикации приводятся графики и таблицы с показателями.

    *Для тех, кто ничего из этого не понял, суть: При ФП эффективного сокращения предсердий не происходит(т.е. выпадает предсердный выброс), т.е. кровь поступает из предсердия в желудочек только пассивно из-за разницы давлений, соответственно крови поступает меньше, т.е. снижается УО - ударный объем, и для достижения нужного МОК, т.е. минутного объема кровообращения(который иногда называют сердечным выбросом), происходит компенсаторное увеличение ЧСС(положительный хронотропный эффект)!

    *C основами спироэргометрии вы также можете ознакомиться в моей методичке - ISBN 978-5-93881-082-2

    *комментарии редактора