Ponad 7000 publikacji medycznych!
Statystyki za 2021 rok:
odsłony: 8 805 378
Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu
© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 4/2004, s. 28-31
Dagmara Hering, Jacek Wolf, Krzysztof Narkiewicz
Rola chemoreceptorów w etiopatogenezie chorób układu sercowo-naczyniowego
Role of chemoreceptors in pathogenesis of cardiovascular disease
z Regionalnego Centrum Nadciśnienia Tętniczego, Katedra Nadciśnienia Tętniczego i Diabetologii Akademii Medycznej w Gdańsku
Kierownik Katedry: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Narkiewicz
Streszczenie
Chemoreceptory są podstawowym mechanizmem warunkującym odpowiedź organizmu na hipoksję i hiperkapnię. Chemoreceptory obwodowe, zlokalizowane w kłębkach szyjnych i aortalnych, reagują głównie na hipoksję, podczas gdy chemoreceptory ośrodkowe reagują głównie na hiperkapnię. Aktywacja chemoreceptorów prowadzi jednoczasowo do pobudzenia ośrodka oddechowego oraz do wzrostu aktywności współczulnej, tachykardii oraz wzrostu ciśnienia tętniczego. Hiperwentylacja prowadzi do spadku aktywności współczulnej. Dopiero wyeliminowanie wpływu oddychania podczas bezdechu, umożliwia pełną ocenę wpływu stymulacji chemoreceptorów na aktywność adrenergiczną. U chorych z nadciśnieniem tętniczym obserwujemy nadreaktywność odruchu z chemoreceptorów obwodowych. Wzrost aktywności współczulnej podczas hipoksji jest większy u chorych z nadciśnieniem tętniczym niż u osób z prawidłowymi wartościami ciśnienia tętniczego. Wzrost wrażliwości chemoreceptorów obwodowych obserwuje się również chorych grupie chorych z obturacyjnym bezdechem podczas snu. Toniczne pobudzenie chemoreceptorów obwodowych może być czynnikiem odpowiedzialnym za wzrost aktywności adrenergicznej w tej grupie chorych nawet w okresie czuwania. Chorych z niewydolnością krążenia charakteryzuje wzrost wrażliwości chemoreceptorów ośrodkowych. Upośledzenie funkcji baroreceptorów u chorych z niewydolnością serca może prowadzić do występowania incydentów bezdechu pochodzenia ośrodkowego w tej grupie chorych.
Summary
The chemoreflexes are the dominant control mechanisms regulating ventilatory responses to hypoxia and hypercapnia. The peripheral chemoreceptors, located in the carotid bodies, respond primarily to hypoxia. Central chemoreceptors, located on the ventral surface of the medulla respond primarily to hypercapnia. Chemoreflex activation causes increases in minute ventilation, sympathetic activity, heart rate and blood pressure. Because increased minute ventilation inhibit the sympathetic response to chemoreflex activation, the potentiated sympathetic response becomes evident only during apnea. In patients with hypertension, there is a marked increase in the sympathetic and ventilatory response to hypoxaemia. During apnoea, with elimination of the inhibitory influence of breathing, the sympathetic response in untreated mild hypertensive patients is strikingly greater than that seen in matched normotensive controls. Enhanced peripheral chemoreflex sensitivity is also evident in patients with obstructive sleep apnea. Tonic activation of the chemoreflex may also contribute to the high levels of sympathetic activity evident even during normoxic daytime wakefulness in sleep apnoea patients. In patients with heart failure, the central chemoreflex response to hypercapnia is markedly and selectively enhanced. This increased central chemoreflex sensitivity may contribute to the development of central sleep apnea in heart failure patients.



WSTĘP
Poglądy dotyczące patogenezy chorób układu sercowo-naczyniowego na przestrzeni ostatniego półwiecza ulegały stałej ewolucji (1, 2). Zarówno nadciśnienie tętnicze, jak i niewydolność serca były początkowo traktowane jako zaburzenia czysto hemodynamiczne. Badania ostatnich lat jednoznacznie wskazują, że u podłoża chorób układu krążenia leżą zaburzenia neuroendokrynne, a szczególną rolę odgrywa aktywacja układu renina-angiotensyna i układu współczulnego (2). Zwiększenie aktywności adrenergicznej może być wynikiem upośledzenia funkcji mechanizmów regulacyjnych. Dlatego też wysiłki badaczy przez wiele dziesięcioleci skupiały się na ocenie funkcji baroreceptorów. Znacznie później zwrócono uwagę na potencjalne znaczenie nadmiernej wrażliwości chemoreceptorów. Należy podkreślić, iż jednym z pierwszych ośrodków na świecie, który wykazał, że chemoreceptory mogą odgrywać istotną rolę w etiopatogenezie chorób układu sercowo-naczyniowego była grupa profesora Trzebskiego.
Celem niniejszej pracy jest omówienie roli chemoreceptorów w etiopatogenezie chorób układu krążenia. W pierwszej części omówienia zostaną przedstawione metody oceny aktywności układu współczulnego ze szczególnym uwzględnieniem mikroneurografii. W dalszej części przedstawiona zostanie rola układu współczulnego i chemoreceptorów na regulację układu sercowo-naczyniowego w warunkach fizjologicznych. Następnie omówione zostaną wyniki badań oceniających odruchy z chemoreceptorów w nadciśnieniu tętniczym, niewydolności serca oraz zespole obturacyjnego bezdechu podczas snu (OBPS).
METODY OCENY AKTYWNOŚCI WSPÓŁCZULNEJ
Przez wiele lat jedyną dostępną metodą było oznaczanie amin katecholowych, początkowo w krwi żylnej, a następnie w krwi tętniczej. Z biegiem lat pojawiły się następne metody: ocena funkcji baroreceptorów za pomocą testu fenylefrynowego i ocena zmienności częstości akcji serca (ang. heart rate variability - HRV). Metoda regionalnego uwalniania noradrenaliny (ang. noradrenaline spillover) umożliwiła ocenę aktywności współczulnej w sercu i nerkach – narządach niezwykle istotnych z punktu widzenia regulacji układu krążenia. Wyżej wymienione metody pozwalają jedynie na pośrednią ocenę aktywności adrenergicznej.
Jedyną metodą pozwalającą na bezpośredni pomiar aktywności układu współczulnego u ludzi jest badanie mikroneurograficzne (3, 4). Poziom tzw. spoczynkowej aktywności układu współczulnego jest określany jako średnia liczba impulsów przypadająca na minutę bądź na sto uderzeń serca w trakcie 15-minutowej rejestracji. Metoda ta pozwala na porównanie aktywności współczulnej między wybranymi grupami. Przy ocenie zmian aktywności układu współczulnego w trakcie badania (np. podczas hipoksji lub hiperkapnii) uwzględnia się nie tylko liczbę impulsów, ale także ich amplitudę. Suma amplitud jest określana jako tak zwana aktywność całkowita. Wartość aktywności całkowitej w warunkach spoczynku przyjmowana jest za 100%, a zmiany aktywności w trakcie badania są odnoszone do wartości wyjściowych i wyrażane w procentach. Metoda mikroneurograficzna charakteryzuje się bardzo dobrą powtarzalnością (5).
ZNACZENIE UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO W REGULACJI UKŁADU SERCOWO-NACZYNIOWEGO
Układ współczulny jest podstawowym mechanizmem krótkookresowej regulacji układu krążenia ciśnienia tętniczego. Kluczową rolę w krótkookresowej regulacji ciś- nienia tętniczego odgrywają baroreceptory. Niezależnie od wpływu na krótkookresową regulację układu krążenia, istnieje szereg mechanizmów za pomocą których pobudzenie układu współczulnego może wpływać na długookresową regulację ciśnienia tętniczego (6). Po pierwsze, aktywacja układu współczulnego prowadzi do aktywacji układu renina-angiotensyna i zwiększenia reabsorpcji cewkowej sodu. Po drugie, aktywacja układu współczulnego może prowadzić do przerostu mięśnia sercowego. Efekty troficzne pobudzenia układu współczulnego mogą być niezależne od czynników hemodynamicznych. Po trzecie, efektem długotrwałej aktywacji układu współczulnego może być również zmniejszenie wrażliwości baroreceptorów tętniczych.
Aktywność układu współczulnego zależy od mechanizmów ośrodkowych jak i obwodowych (regulacyjnych), przy czym istnieje sprzężenie zwrotne pomiędzy tymi dwoma mechanizmami. U podłoża aktywacji adrenergicznej może zatem leżeć pierwotny wzrost aktywności układu współczulnego w obrębie ośrodkowego układu nerwowego bądź upośledzenie funkcji mechanizmów regulacyjnych. Wśród mechanizmów obwodowych należy wymienić baroreceptory tętnicze, mechanoreceptory sercowo-płucne i chemoreceptory.
ROLA CHEMORECEPTORÓW W WARUNKACH FIZJOLOGICZNYCH
Chemoreceptory są podstawowym mechanizmem warunkującym odpowiedź organizmu na hipoksję i hiperkapnię (7). Chemoreceptory obwodowe, zlokalizowane w kłębkach szyjnych i aortalnych, reagują głównie na hipoksję, podczas gdy chemoreceptory ośrodkowe reagują głównie na hiperkapnię. Aktywacja chemoreceptorów prowadzi jednoczasowo do pobudzenia ośrodka oddechowego oraz do wzrostu aktywności współczulnej we włóknach podążających do ściany naczyń, a co za tym idzie do wzrostu ciśnienia tętniczego (7). Hiperwentylacja prowadzi do spadku aktywności współczulnej. Dlatego też wzrost wentylacji minutowej podczas stymulacji chemoreceptorów może maskować pobudzający wpływ hipoksji i hiperkapnii na aktywność układu współczulnego. Dopiero wyeliminowanie wpływu oddychania, na przykład podczas dziesięciosekundowego bezdechu, umożliwia pełną ocenę wpływu stymulacji chemoreceptorów na aktywność adrenergiczną (7). Hipoksja prowadzi także do pobudzenia aktywności układu przywspółczulnego na poziomie węzła zatokowego, czego konsekwencją jest bradykardia. Najbardziej wiarygodną metodą oceny wrażliwości chemoreceptorów ośrodkowych jest ekspozycja badanego na trzyminutową hiperkapnię (oddychanie mieszaniną 7,5 % dwutlenku węgla i 92,5 % tlenu). Funkcja chemoreceptorów obwodowych może być oceniana w dwojaki sposób. Po pierwsze, efekty pobudzenia tych chemoreceptorów mogą być oceniane podczas oddychania mieszaniną 10% tlenu i 90% azotu. W celu uniknięcia wpływu hipokapnii (wynikającej z hiperwentylacji), w trakcie badania mieszanina jest wzbogacana dwutlenkiem węgla w ilości zapewniającej zachowanie izokapnii. Po drugie, istnieje możliwość oceny wpływu tzw. tonicznego pobudzenia chemoreceptorów na regulację układu krążenia poprzez ich deaktywację w trakcie oddychania 100% tlenem.
Funkcja chemoreceptorów jest ściśle powiązana z funkcją baroreceptorów (7). Stymulacja baroreceptorów podczas wzrostu ciśnienia tętniczego zmniejsza wrażliwość chemoreceptorów obwodowych na hipoksję (8).
AKTYWNOŚĆ UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO W CHOROBACH UKŁADU KRĄŻENIA
Wzrost aktywności układu współczulnego stwierdza się u chorych z nadciśnieniem tętniczym, chorobą wieńcową, niewydolnością krążenia i zaburzeniami rytmu. Aktywacja adrenergiczna jest zatem wspólnym mechanizmem etiopatogenetycznym chorób układu sercowo-naczyniowego. Badania z wykorzystaniem regionalnego uwalniania katecholamin wykazały, że największy wzrost aktywności adrenergicznej u chorych z niewydolnością serca oraz wczesnych faz nadciśnienia tętniczego obserwujemy w obrębie serca. Bezpośrednim dowodem wskazującym na aktywację adrenergiczną w nadciśnieniu tętniczym, niewydolności serca oraz obturacyjnym bezdechu podczas snu są wyniki badań wykorzystujących mikroneurografię.
FUNKCJA CHEMORECEPTORÓW W NADCIŚNIENIU TĘTNICZYM

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
  • Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
  • Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
  • Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.

Opcja #1

24

Wybieram
  • dostęp do tego artykułu
  • dostęp na 7 dni

uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony

Opcja #2

59

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 30 dni
  • najpopularniejsza opcja

Opcja #3

119

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 90 dni
  • oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Mark A.L.: Sympathetic dysregulation in heart failure: mechanisms and therapy. (Clin Cardiol) 1995, 18 (Suppl. I):I-3-I-8.
2. Wyrzykowski B.: Nadciśnienie tętnicze. Patofizjologia i terapia. Wyd. Viamedica, Gdańsk 1998.
3. Wallin G.: Intraneural recording and autonomic function in man. In: Banister R, ed.(Autonomic Failure). London, UK: Oxford University Press, 1983: 36-51.
4. Mark A.L. et al.: Microneurographic studies of the mechanisms of sympathetic nerve responses to static exercise in humans. Circ Res 57:461-469, 1985.
5. Narkiewicz K., Somers V.K.: Interactive effect of heart rate and muscle sympathetic nerve activity on blood pressure. Circulation 1999, 100: 2514-2518.
6. Somers V.K., Narkiewicz K.: Sympathetic Neural Mechanisms in Hypertension. W: Autonomic Failure (4th Edition), R. Bannister and C.M. Mathias (Eds.), Oxford University Press, 1999, 468-476.
7. Somers V.K., Abboud F.M.: Chemoreflexes - responses, interactions and implications for sleep apnea. Sleep.1993, 16 (Suppl. 8): S30-S34.
8. Somers V.K. et al.: Interaction of baroreceptor and chemoreceptor reflex control of sympathetic nerve activity in normal humans. J Clin Invest.1991, 87: 1953-1957.
9. Trzebski A. et al.: Increased sensitivity of the arterial chemoreceptor drive in young men with mild hypertension. Cardiovasc Res.1982, 16: 163-172.
10. Somers V.K. et al.: Potentiation of sympathetic nerve responses to hypoxia in borderline hypertensive subjects. Hypertension 1988, 11: 608-612.
11. Chua T.P. et al.: Relation between chemosensitivity and the ventilatory response to exercise in chronic heart failure. J Am Coll Cardiol. 1996, 27: 650-7.
12. Chua T.P. et al.: Clinical characteristics of chronic heart failure patients with an augmented peripheral chemoreflex. Eur Heart J. 1997;18: 480-486.
13. Ponikowski P. et al.: Augmented peripheral chemosensitivity as a potential input to baroreflex impairment and autonomic imbalance in chronic heart failure. Circulation. 1997, 96:2586-2594.
14. Ponikowski P. et al.: Oscillatory breathing patterns during wakfulness in patients with chronic heart failure. Clinical implications and role of augmented peripheral chemosensitivity. Circulation 1999, 100: 2418-2424.
15. van de Borne P. et al.: Tonic chemoreflex activation does not contribute to elevated muscle sympathetic nerve activity in heart failure. Circulation. 1997, 94:1325-1328.
16. Narkiewicz K. et al.: Enhanced sympathetic and ventilatory responses to central chemoreflex activation in heart failure. Circulation 1999, 100: 262-267.
17. Narkiewicz K. et al.: The contribution of tonic chemoreflex activation to sympathetic activity and blood pressure in patients with obstructive sleep apnea. Circulation 1998, 97: 943-945.
18. Narkiewicz K. et al.: Selective potentiation of peripheral chemoreflex sensitivity in obstructive sleep apnea. Circulation 1999, 99: 1183-1189.
19. Javaheri S. et al.: Sleep apnea in 81 ambulatory male patients with stable heart failure. Types and their prevalences, consequences, and presentations. Circulation 1998, 97: 2154-2159.
20. Lanfranchi P.A. et al.: Prognostic value of nocturnal Cheyne-Stokes respiration in chronic heart failure. Circulation 1999, 99: 1435-1140.
21. Bradley T.D., Floras J.S.: Pathophysiologic and therapeutic implications of sleep apnea in congestive heart failure. J Cardiac Fail.1996, 2: 223-240.
Postępy Nauk Medycznych 4/2004
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych