Dotychczas nie opisano zależności pomiędzy spoczynkową częstością oddychania a strukturą i funkcją układu krążenia. Większość badań dotyczących częstości oddychania skupiała się głównie na ocenie wartości prognostycznej zaburzeń oddychania w HF, pomijając zagadnienie dotyczące zależności parametrów hemodynamicznych od spoczynkowej częstości oddychania.
W porównaniu do pacjentów z najniższą spoczynkową częstością oddychania (Q1), chorzy oddychający szybciej charakteryzowali się większym wymiarem prawej komory w skurczu (Q3) i grubszą tylną ścianą lewej komory (Q2), co jest wykładnikiem niekorzystnego remodelingu mięśnia sercowego. Ponadto powiększenie jamy prawej komory serca jest oznaką przeciążenia i świadczy o bardziej zaawansowanej HF.
Analiza parametrów funkcjonalnych układu krążenia pozwoliła zaobserwować w porównaniu do pacjentów z Q1, niższe wartości parametru TAPSE w grupie chorych z wyższą spoczynkową częstością oddychania (Q4) , co świadczy o gorszej funkcji skurczowej prawej komory i jest samodzielnym czynnikiem ryzyka zgonu z powodu HF. U chorych z wyższych kwintyli (Q2, Q3, Q4, Q5) stwierdzono także niższy wskaźnik objętości wyrzutowej i wyższą częstość pracy serca niż u badanych z Q1, co jest wyrazem silniej zaznaczonym zaburzeń hemodynamicznych i prawdopodobnie bardziej zaawansowanej postaci HF. Te zależności także nie były dotąd badane.
35
Pacjenci z wyższych kwintyli spoczynkowej częstości oddychania charakteryzowali się istotnie gorszymi parametrami klinicznymi w porównaniu do chorych z Q1, co świadczy o bardziej zaawansowanej postaci HF lub gorszym wyrównaniu choroby.
Częstość oddychania to niezwykle istotny, ale niedoceniany parametr ogólnego stanu klinicznego. Opisywano znaczenie prognostyczne oceny spoczynkowej częstości oddychania głównie u hospitalizowanych pacjentów z HF. Fieselmann i wsp. stwierdzili, że spoczynkowa częstość oddychania >27 oddechów/minutę jest najważniejszym czynnikiem ryzyka wystąpienia zatrzymania krążenia u chorych na oddziałach internistycznych [31]. Barthel i wsp. w pięcioletniej obserwacji ponad 900 pacjentów po zawale serca wykazali, że przyspieszona spoczynkowa częstość oddychania związana jest z wyższym ryzykiem zgonu [32]. Subbe i wsp. zaobserwowali, że wśród chorych krążeniowo niestabilnych zmiany częstości oddychania lepiej korelują z pogorszeniem stanu klinicznego niż zmiany częstości rytmu serca czy ciśnienia tętniczego [33]. Stwierdzono, że pacjenci, których stan po przebytym zatrzymaniu krążenia, wymagał hospitalizacji w oddziale intensywnej terapii mieli spoczynkową częstość oddychania >24 oddechów/minutę. Już 24 godziny przed wystąpieniem pogorszenia stanu klinicznego istniała możliwość zidentyfikowania na podstawie częstości oddychania ponad 95% tych chorych i wcześniejszego wdrożenia odpowiedniej terapii prewencyjnej [34].
Obecnie uważa się, że dorosły pacjent ze spoczynkową częstością oddychania >20/minutę jest prawdopodobnie chory, a >24 oddechów/minutę jest w stanie krytycznym. Na podstawie wyników uzyskanych z kilku badań przeprowadzonego u ponad 2 tysięcy chorych z HF powstały skale oceny ciężkości stanu klinicznego pacjentów (np. The Objective Medical Emergency Team Activation Criteria), które jako jedno z kryteriów uwzględniają spoczynkową częstość oddychania [34,35,36,37,38]. W pogarszającym się stanie klinicznym dochodzi do próby wyrównania hipoksemii i hiperkapnii przez zwiększenie zarówno objętości oddechowej, jak i częstości oddychania. Zwiększona spoczynkowa częstość oddychania jest więc objawem zaburzeń nie tylko w układzie oddechowym, ale w innych układach organizmu i stanowi niekorzystny czynnik prognostyczny [37]. Nie analizowano jednak związku pomiędzy częstością oddychania a parametrami hemodynamicznymi u pacjentów z HF.
Cechą charakterystyczną przewlekłej HF są przejściowe okresy poprawy i zaostrzenia stanu klinicznego wymagające niejednokrotnie hospitalizacji. Zmiany spoczynkowej częstości pracy serca i częstości oddychania są wskaźnikami pogorszenia stanu klinicznego wśród pacjentów ambulatoryjnych z HF. Wczesne wykrycie "zbliżającego" się pogorszenia stanu klinicznego
36
przez stwierdzenie zwiększonej częstości oddychania powoduje wcześniejsze wdrożenia skutecznej terapii, co może się przyczynić do poprawy rokowania i zmniejszenia kosztów hospitalizacji. W badaniu COGENT-4 STUDY (27 ośrodków medycznych w Unii Europejskiej) u pacjentów z HF badano maksymalną, średnią i minimalną częstość oddychania w ciągu dnia oraz po 1 miesiącu i 3 miesiącach od pierwszego pomiaru. Zaobserwowano, że wzrost maksymalnej i średniej spoczynkowej częstości oddychania wyprzedzał o kilka tygodni hospitalizację z powodu zaostrzenia HF [38]. Wyposażenie chorych z HF w niewielkie przenośne urządzenie (MagIC system - Maglietta Interattiva Computerizzata, Telemeditalia, Włochy) rejestrujące ambulatoryjnie częstość oddychania i pracy serca umożliwiłoby wczesne zdiagnozowanie zaostrzenia HF i mogłoby ograniczyć częstość hospitalizacji i poprawić jakość życia [39].
Spoczynkowa częstość oddychania ma znaczenie w diagnostyce stopnia zaawansowania HF, a także monitorowaniu przebiegu choroby. Badania Piepoliego i Middlekauffa dowodzą, że w HF istotna jest także ocena częstości oddychania w wysiłku. Zaobserwowano m.in., że pacjenci z HF mają bardziej nasiloną do danej sytuacji aktywność oddechową w porównaniu do zdrowych osobników. Sugeruje się, że istnieje związek między zwiększoną spoczynkową częstością oddychania a odpowiedzią oddechową w wysiłku u pacjentów z zaawansowaną HF [40,41]. W wysiłku ergoreceptory w mięśniach szkieletowych wysyłają impulsy do pnia mózgu o wykonywanej pracy. Receptory te dzielimy na mechanoreceptory - reagujące głównie na bodźce mechaniczne i metaboreceptory - wrażliwe na metabolity: jony wodorowe, prostaglandyny i bradykininę. U zdrowych aktywacja ergoreceptorów stymuluje układ współczulny, prowadząc do zwiększonej produkcji katecholamin i uogólnionej wazodylatacji naczyń doprowadzających krew do mięśni szkieletowych. W przebiegu HF w czasie wysiłku fizycznego dochodzi do skurczu naczyń w niećwiczących kończynach u chorych z HF [42]. U pacjentów z HF stymulacja współczulna jest silniejsza niż u zdrowych, co skutkuje zmienioną odpowiedzią układu sercowo-naczyniowego i oddechowego, powodując duszność, uczucie zmęczenia i znacznie szybsze oddychanie niż u zdrowych. Wzmożona aktywacja ergoreceptorów w HF doprowadza do przewlekłego zaburzenia równowagi neurohormonalnej i uporczywej nadreaktywności, co tworzy "błędne koło" HF [41]. Piepoli i wsp. wskazują, że hiperaktywna odpowiedź ergoreceptorów wtórna do zmian w mięśniach szkieletowych jest jedną z istotnych przyczyn nietolerancji wysiłku u pacjentów z HF [43] - aktywność ergoreceptorów u tych chorych jest odwrotnie proporcjonalna do tolerancji wysiłku (Rycina 15) [44,45].
37
Zaburzona kontrola oddechu w wysiłku jest spowodowana także nadmierną odpowiedzią chemoreceptorów centralnych i obwodowych (Rycina 15) [46,47].
Rycina 15. Schemat powstawania uczucia duszności i przyspieszenia częstości oddychania w wysiłku u pacjentów z niewydolnością serca [Braunwald E, Kardiologia 2006:246-249].
Dotychczasowe opisy zaburzeń wentylacji u pacjentów z HF skupiają się jedynie na mechanizmie powstawania duszności i wartościach prognostycznych przyspieszonej czynności oddechowej. Efektem mojej pracy jest udokumentowanie związku pomiędzy wyższą spoczynkową częstością oddychania a bardziej nasiloną HF odzwierciedloną gorszymi wartościami wybranych parametrów układu krążenia, takich jak pole powierzchni prawej komory w rozkurczu, grubość tylnej ściany lewej komory, gradient maksymalny przez zastawkę aortalną, a także wskaźnik objętości wyrzutowej i spoczynkowa częstość pracy serca.
38