Sydämen autonominen säätely kylmässä

Abstract

Opinnäytetyö oli osa Kohonnut verenpaine ja kylmä -tutkimushanketta, jossa tutkittiin verenpaineen säätelyä kylmässä hypertensiivisilla (kohonnut verenpaine) ja normotensiivisilla (normaali verenpaine) miehillä. Sykevaihtelu (HRV) ja barorefleksiherkkyys (BRS) ovat tärkeitä tekijöitä sydämen autonomisessa säätelyssä. Tiedetään, että kylmäaltistus nostaa verenpainetta ja laskee sykettä, mutta sen yhteyttä sykevaihteluun ja barorefleksiin ei tunneta tarkasti. Opinnäytetyön tavoitteena oli analysoida sykevaihtelun ja barorefleksiherkkyyden muutoksia kylmässä ja siitä palautumisen aikana normotensiivisilla tutkittavilla. Kylmäaltistusmittaukset tehtiin 51 hypertensiiviselle ja 32 normotensiiviselle tutkittavalle. Sykevaihtelun ja barorefleksiherkkyyden osalta mitattiin jatkuvana signaalina EKG, verenpaine sormesta ja hengitys rintakehän laajenemista mittaavalla pietsosähköisellä anturilla. Näistä aikasarjoista analysoitiin aika- ja taajuuskenttämenetelmin syke- ja verenpainevaihtelu sekä barorefleksiherkkyys perustasossa, kylmäaltistuksessa sekä siitä palautumisen aikana. Lopulliset analyysit tehtiin 16 tutkittavan aineistolle. Matalataajuinen (LF) sykevaihtelu kasvoi kylmäaltistuksen ja aikana ja pysyi koholla koko palautumisen ajan. Korkeataajuinen (HF) sykevaihtelu kasvoi ja pysyi merkitsevästi koholla palautumisen keskivaiheille asti. Barorefleksiherkkyys ei muuttunut merkitsevästi kylmässä, mikä todetaan seuraavista tuloksista: matalataajuinen barorefleksiherkkyys (p=0,083), korkeataajuinen barorefleksiherkkyys (p=0,163) ja keskiarvoinen barorefleksiherkkyys (p=0,086). Matalataajuinen barorefleksiherkkyys kuitenkin kasvoi kylmäaltistuksen aikana ja jäi hieman koholle palautumisen ajaksi. Systolinen verenpaine (yläpaine) kasvoi kylmäaltistuksen aikana lähes 26 mmHg ja diastolinen verenpaine (alapaine) lähes 11 mmHg ja jäi merkitsevästi koholle palautumisen 15 minuuttiin asti. Sykevaihtelu lisääntyi eli parasympaattisen hermoston aktiivisuus kasvoi kylmässä. Syke laski, mikä johtui osittain verenpaineen noususta ja kertoo barorefleksin aktiivisuudesta kylmäaltistuksen aikana. Terveillä henkilöillä barorefleksiherkkyys ei kylmän vuoksi heikentynyt, mikä kertoo sydämen säätelyjärjestelmän toimivan oikein kylmässä.

The thesis is a part of Hypertension in Cold -project that was created for studying the effects of cold exposure on the regulation of blood pressure of hypertensive (high blood pressure) and normotensive (normal blood pressure) men. Heart rate variabilility (HRV) and baroreflex are important factors in autonomic regulation of the heart. Baroreflex sensitivity (BRS) is a dynamic gain, reflecting parallel fluctuations of arterial pressure and heart rate. Reflections of cold exposure to HRV and BRS are not known well enough. The aim of the Thesis was to analyze autonomic regulation of the heart especially focusing on HRV and BRS. The laboratory measurements included 56 hypertensive and 32 normotensive volunteers. For HRV and BRS it was needed to measure continuing ECG, blood pressure from finger and respiration using a respiratory belt. HRV and blood pressure variability were analyzed during the baseline, cold exposure and recovery. The final analysis of data was carried out for 16 cases. The low-frequency (LF) component of the HRV increased significantly (from 4,8 ± 1,2 to 5,9 ± 1,1, p=0,007) during cold exposure and remained higher to the end of the recovery (5,3 ± 1,2, p=0,009 and 5,6 ± 1,4, p=0,020). The high-frequency (HF) component of the HRV increased (from 3,3 ± 1,1 to 4,8 ± 1,3, p=0,001) remained (4,8 ± 1,3, p=0,023) part of the recovery. There were no significant effect of cold exposure or recovery on BRS (low-frequency BRS, p=0,083; high-frequency BRS, p=0,163; mean BRS p=0,086). Systolic blood pressure (SBP) increased 26 mmHg (p=0,000) and diastolic blood pressure by 11 mmHg (p=0,000), which describes that cold exposure rises blood pressure. HRV increased which repreresents higher activity of parasympathetic nervous system during cold exposure. A higher parasympathetic activity was also detected because of increasing blood pressure and decreasing heart rate, which describes the acitivity of the baroreflex. No baroreflex failure was observed in results which describes that the regulation of heart behaves properly with healthy volunteers during exposure to cold.