© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 2-3/2002, s. 123-128
Krzysztof Narkiewicz
Rola układu współczulnego w rozwoju nadciśnienia tętniczego i jego powikłań
The synpathetic nervous system in hypertension
Katedra Nadciśnienia Tętniczego i Diabetologii Akademii Medycznej w Gdańsku
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Bogdan Wyrzykowski
Streszczenie
Układ współczulny odgrywa istotną rolę w regulacji ciśnienia tętniczego i etiopatogenezie chorób układu krążenia. Zwiększenie aktywności układu współczulnego stwierdza się u chorych z niewydolnością krążenia, chorobą wieńcową i zaburzeniami rytmu. Celem niniejszego omówienia jest przedstawienie znaczenia układu współczulnego w rozwoju nadciśnienia tętniczego. W pierwszej części pracy zostaną przedstawione efekty pobudzenia układu współczulnego w warunkach fizjologicznych i mechanizmy za pomocą których układ współczulny może wpływać na wysokość ciśnienia tętniczego. W dalszej kolejności zostaną omówione metody badania układu współczulnego, ze szczególnym uwzględnieniem znaczenia mikroneurografii. Następnie przedstawione zostaną dowody wskazujące na zwiększenie aktywności tego układu u chorych z nadciśnieniem tętniczym. Celem kolejnego paragrafu będzie przybliżenie mechanizmów mogących prowadzić do zwiększonej aktywności układu współczulnego u chorych z nadciśnieniem tętniczym. Ostatnia część pracy zostanie poświęcona związkowi zwiększonej aktywności układu współczulnego z zaburzeniami metabolicznymi u chorych z nadciśnieniem tętniczym.
Summary
The sympathetic nervous system plays a central role in cardiovascular regulation in both health and disease. Sympathetic activation may be implicated in the pathogenesis of hypertension, coronary artery disease, cardiac arrhythmias and heart failure. This review focuses on sympathetic neural mechanisms in hypertension. I will review first, the cardiovascular effects of sympathetic activation; second, methods for studying sympathetic activity in humans; third, the evidence for sympathetic overactivity in hypertension; fourth, the neural mechanisms enhancing sympathetic drive in hypertension; and fifth, the importance of humoral and metabolic mechanisms in sympathetic activation.
Układ współczulny odgrywa niezwykle istotną rolę zarówno w regulacji ciśnienia tętniczego jak i w etiopatogenezie wielu chorób układu krążenia. Zwiększenie aktywności układu współczulnego stwierdza się u chorych z niewydolnością krążenia, chorobą wieńcową i zaburzeniami rytmu. Celem niniejszej pracy jest omówienie roli układu współczulnego w rozwoju nadciśnienia tętniczego i jego powikłań.
EFEKTY POBUDZENIA UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO
Układ współczulny jest podstawowym mechanizmem krótkookresowej regulacji ciśnienia tętniczego. Pobudzenie układu współczulnego prowadzi do przyspieszenia akcji serca i skurczu naczyń oporowych. Jest to podstawowy mechanizm zapobiegający nadmiernym spadkom ciśnienia tętniczego. Niezależnie od wpływu na krótkookresową regulację układu krążenia, istnieje szereg mechanizmów za pomocą których pobudzenie układu współczulnego może wpływać na długookresową regulację ciśnienia tętniczego (14, 17, 30) (ryc. 1). Po pierwsze, układ współczulny poprzez receptory zlokalizowane w aparacie przykłębuszkowym, zwiększa sekrecję reniny, a w konsekwencji aktywność układu renina-angiotensyna-aldosteron. Po drugie, aktywacja układu współczulnego może prowadzić do przerostu mięśnia sercowego i przebudowy ściany naczyń. Efekty troficzne pobudzenia układu współczulnego mogą być niezależne od czynników hemodynamicznych. Efektem aktywacji układu współczulnego może być również zwiększenie przepuszczalności błony komórkowej dla sodu oraz zmniejszenie wrażliwości baroreceptorów tętniczych. A zatem, co najmniej cztery mechanizmy mogą warunkować wpływ układu współczulnego na długookresową regulację układu krążenia i umożliwiać rozwój nadciśnienia tętniczego. W przypadku wielu chorób układu krążenia wraz ze zwiększeniem napięcia układu współczulnego dochodzi do zmniejszenia napięcia układu przywspółczulnego. O ile dysponujemy szeregiem leków wpływających na aktywność układu współczulnego, to w leczeniu nadciśnienia tętniczego nie znamy obecnie żadnej sprawdzonej metody farmakologicznej zwiększającej napięcie układu przywspółczulnego.
Ryc. 1. Efekty pobudzenia układu adrenergicznego (wg Juliusa (14)).
Układ współczulny wpływa również na naczynia postkapilarne, żyły i płytki krwi (14) (ryc. 1). Zmniejszenie objętości osocza, wzrost hematokrytu i zwiększenie agregacji płytek może przyczyniać się do wystąpienia zakrzepicy tętnic wieńcowych i rozwoju zawału mięśnia sercowego. Aktywacja adrenergiczna może prowadzić do wystąpienia zaburzeń rytmu oraz zwiększać ryzyko wystąpienia nagłej śmierci sercowej. Dotyczy to zwłaszcza chorych z przerostem mięśnia lewej komory. Wzrost aktywności układu współczulnego wiąże się z zespołem metabolicznym (zespołem X). Julius uważa, że zwiększenie oporu obwodowego na skutek pobudzenia układu współczulnego prowadzi do insulinooporności i dyslipidemii (14). Inni badacze są przeciwnego zdania. Sądzą, iż to pierwotna insulinooporność (być może genetycznie uwarunkowana) prowadzi do zwiększenia oporu obwodowego i nadciśnienia tętniczego. Niezależnie od tego co jest mechanizmem pierwotnym a co wtórnym, nie ma wątpliwości, że zaburzenia metaboliczne są ściśle związane z aktywacją adrenergiczną.
METODY BADANIA AKTYWNOŚCI UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO
Przez wiele lat w celu oceny aktywności układu współczulnego oznaczano stężenie amin katecholowych w osoczu krwi żylnej lub tętniczej. Metoda ta ma wiele ograniczeń (17). Po pierwsze, poziom katecholamin w osoczu zależy nie tylko od ich uwalniania ale także od ich wtórnego wychwytu oraz dalszego metabolizmu. Metoda ta zatem jedynie częściowo odzwierciedla aktywność układu współczulnego. Po drugie, aktywność układu współczulnego charakteryzuje się dużymi różnicami w obrębie poszczególnych narządów istotnych z punktu widzenia regulacji układu krążenia, takich jak serce, nerki czy też centralny układ nerwowy. W latach osiemdziesiątych grupa badaczy australijskich wprowadziła technikę regionalnego oznaczania katecholamin (ang. noradrenaline spillover) umożliwiająca ocenę aktywności układu współczulnego w sercu i w nerkach. Wśród innych metod oceny aktywności współczulnej należy wymienić podawanie agonistów lub antagonistów receptorów alfa i beta, badanie funkcji baroreceptorów za pomocą testu fenylefrynowego oraz analizę spektralną zmienności częstości akcji serca (heart rate variability – HRV). Wszystkie te metody, pomimo swoich zalet, pozwalają jedynie na pośrednią ocenę aktywności współczulnej. Jedyną metodą pozwalającą na bezpośrednią ocenę aktywności adrenergicznej u ludzi jest badanie mikroneurograficzne.
Badanie mikroneurograficzne umożliwia bezpośredni zapis aktywności włókien współczulnych unerwiających naczynia mięśni szkieletowych (16, 36). Naczynia oporowe w mięśniach szkieletowych są elementem decydującym o wysokości ciśnienia tętniczego. Poziom aktywności zależy od zmian ciśnienia tętniczego na drodze odruchu z baroreceptorów. Przy spadku ciśnienia tętniczego aktywność adrenergiczna wzrasta, natomiast przy wzroście ciśnienia aktywność współczulna zmniejsza się (ryc. 2). W porównaniu z oznaczeniem amin katecholowych, mikroneurografia charakteryzuje się lepszą powtarzalnością i czułością.
Ryc. 2. Górna część ryciny: Wzrost aktywności układu współczulnego na drodze odruchu z baroreceptorów, podczas podawania nitroprusydku sodu u osoby zdrowej. Aktywacja adrenergiczna zapobiega dalszemu spadkowi ciśnienia tętniczego. Dolna część ryciny: Spadek aktywności współczulnej przy wzroście ciśnienia tętniczego podczas podawania fenylefryny u osoby zdrowej.
BADANIA WSKAZUJĄCE NA ZWIĘKSZENIE AKTYWNOŚCI ADRENERGICZNEJ U CHORYCH Z NADCIŚNIENIEM TĘTNICZYM
Istnieje szereg dowodów wskazujących na zwiększoną aktywność współczulną u chorych z nadciśnieniem tętniczym. Najprostszym wykładnikiem aktywacji adrenergicznej jest tachykardia. Tachykardia związana z krążeniem hiperkinetycznym występuje często u osób z nadciśnieniem granicznym, zwłaszcza u młodych mężczyzn (15). Przyspieszonej akcji serca oraz większemu rzutowi minutowemu często towarzyszą zaburzenia gospodarki węglowodanowej i lipidowej. Znaczna część chorych z nadciśnieniem tętniczym jest otyła lub ma nadwagę. Należy podkreślić, że tachykardia jest niezależnym czynnikiem ryzyka utrwalenia nadciśnienia tętniczego u chorych z nadciśnieniem granicznym. Badania epidemiologiczne dowodzą z kolei, że im szybsza akcja serca tym większe ryzyko rozwinięcia choroby niedokrwiennej serca i zgonu z przyczyn sercowo-naczyniowych (23). Należy podkreślić, że również u osób zdrowych obserwuje się zależność między częstością akcji serca a wysokością ciśnienia tętniczego. Najwyższe wartości ciśnienia tętniczego (często mieszczące się w granicach tzw. ciśnienia wysokiego prawidłowego) stwierdza się u osób z szybszą akcją serca, u których jednocześnie stwierdza się większą ilość impulsów w badaniu mikroneurograficznym (21).
Drugi nurt badań sugerujących wzrost aktywności układu współczulnego to prace opierające się na oznaczaniu poziomu amin katecholowych. W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych pojawiło się szereg prac oceniających poziom noradrenaliny u chorych z nadciśnieniem tętniczym w porównaniu z osobami zdrowymi. Część tych prac wykazała, że aktywność jest wyższa, część nie wykazała takiej różnicy. Rozbieżność wyników mogła wynikać ze stosunkowo małej liczebności badanych grup. Goldstein przeprowadził metaanalizę 32 badań, w których oznaczano poziom katecholamin u blisko 1500 chorych z nadciśnieniem tętniczym i u ponad 1000 osób z prawidłowymi wartościami ciśnienia (7). Okazało się, że chorzy z nadciśnieniem mają znamiennie wyższe poziomy noradrenaliny. Badania z wykorzystaniem regionalnego uwalniania katecholamin wykazały, że o ile wzrost całkowitego uwalniania noradrenaliny w organizmie jest rzędu 20-25%, to w sercu obserwujemy blisko 2,5-krotny wzrost aktywności współczulnej (ryc. 3). W przypadku nerek regionalne uwalnianie katecholamin u chorych z nadciśnieniem tętniczym jest o 70% większe niż u osób z prawidłowymi wartościami ciśnienia tętniczego (3) (ryc. 3). Podsumowując, o ile wzrost stężenia noradrenaliny u chorych z nadciśnieniem tętniczym jest umiarkowany, to w obrębie nerek i serca obserwujemy znaczący wzrost aktywności układu współczulnego.
Ryc. 3. Całkowite i regionalne uwalnianie noradrenaliny u chorych z nadciśnieniem tętniczym i osób z prawidłowym ciśnieniem tętniczym (na podstawie [3]).
Trzecia grupa dowodów to wyniki badań wykorzystujących mikroneurografię. Pierwsze opublikowane prace nie wykazały jednoznacznie wzrostu aktywności układu współczulnego (29, 35). Wynikało to być może ze stosunkowo małej liczebności grup oraz braku doboru chorych i grupy kontrolnej pod względem wieku i wskaźnika masy ciała. Dopiero wyniki prac opublikowanych w ostatnich latach wykazały, że aktywność układu współczulnego ocenianego za pomocą mikroneurografii jest zwiększona u chorych z nadciśnieniem tętniczym pierwotnym i nadciśnieniem naczyniowo-nerkowym (2, 8, 18). W przypadku nadciśnienia pierwotnego, poziom aktywacji adrenergicznej u chorych z nadciśnieniem złośliwym jest większy niż u chorych z nadciśnieniem łagodnym (pierwszego stopnia wg najnowszej klasyfikacji WHO/ISH).
Bardzo wysokie poziomy aktywności układu współczulnego obserwujemy również u chorych otrzymujących cyklosporyny po przeszczepie nerek lub serca. Uważa się, że aktywacja adrenergiczna może być odpowiedzialna za częste występowanie nadciśnienia u chorych otrzymujących cyklosporyny (26). Wzrost napięcia układu współczulnego występuje również u kobiet ciężarnych z nadciśnieniem tętniczym (stan przedrzucawkowy) (27). Po porodzie, wraz z normalizacją ciśnienia tętniczego, obserwuje się spadek nadmiernej aktywności układu współczulnego.
MECHANIZMY MOGĄCE PROWADZIĆ DO AKTYWACJI UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO W NADCIŚNIENIU TĘTNICZYM
Potencjalne mechanizmy mogące prowadzić do zwiększenia aktywności współczulnej w nadciśnieniu tętniczym można podzielić na dwie grupy. Po pierwsze, zwiększenie aktywności adrenergicznej może być wynikiem upośledzenia funkcji mechanizmów regulacyjnych, takich jak baroreceptory tętnicze, mechanoreceptory sercowo-płucne, czy też chemoreceptory. Druga koncepcja, znajdująca coraz szersze poparcie w ostatnich latach, zakłada, iż u podłoża aktywacji adrenergicznej leży pierwotny wzrost aktywności układu współczulnego w obrębie ośrodkowego układu nerwowego.
Mechanizmy obwodowe
Od dawna wiadomo, że u chorych z nadciśnieniem tętniczym funkcja baroreceptorów jest upośledzona. Badania ostatnich lat wykazały, że nie tylko wysokość ciśnienia tętniczego, ale również wywiad w kierunku nadciśnienia tętniczego może wpływać na funkcję baroreceptorów (24). Zarówno wśród chorych z nadciśnieniem tętniczym jak i osób z prawidłowym ciśnieniem, badanych z dodatnim wywiadem rodzinnym, charakteryzuje gorsza funkcja baroreceptorów w porównaniu z badanymi bez obciążającego wywiadu rodzinnego.
Innym potencjalnym mechanizmem obwodowym prowadzącym do nadmiernej aktywacji układu współczulnego może być upośledzenie funkcji mechanoreceptorów sercowo-płucnych (25). Mechanoreceptory sercowo-płucne warunkują odpowiedź układu krążenia na zmianę pozycji ciała. Okazuje się, że wzrost aktywności układu współczulnego po pionizacji ciała u chorych z nadciśnieniem tętniczym jest większy niż to występuje w populacji osób zdrowych.
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
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Anderson E.A. et al.: J. Clin. Invest. 1991; 87: 2246-2252.
2. Anderson E.A.: Hypertension 1989; 14: 177-183.
3. Esler M. et al.: Am. J. Hypertens. 1989: 2: 140S-146S.
4. Essler M.D. et al.: Clin. Exp. Hypertens. 1995; 17: 409-423.
5. Ferrier C. et al.: Hypertension 1992; 19: 62-69.
6. Geiger H. et al.: Lancet 1998; 352: 446-449.
7. Goldstein D.S.: Hypertension 1983; 5: 86-99.
8. Grassi G. et al.: Hypertension 1998; 31: 68-72.
9. Grassi G. et al.: Hypertension 1997;29:802-807.
10. Grassi G. et al.: Hypertension 1994;23:294-301.
11. Grassi G. et al.: Circulation 1998;97:2037-2042.
12. Hausberg M. et al.: Hypertension 1997; 29: 700-705.
13. Haynes W.G. et al.: J. Clin. Invest. 1997; 100: 270-278.
14. Julius S. et al.: Am. J. Hypertens. 1996; 9: 113S-120S.
15. Julius S. et al.: Cardiovasc Drugs Ther. 1994; 8: 11-20.
16. Mark A.L. et al.: Circ. Res. 57:461-469, 1985.
17. Mark A.L.: J. Hypertens. 1996; 14 (suppl 5): S159-S165.
18. Miyajima E. et al.: Hypertension 1991; 17: 1057-1062.
19. Narkiewicz K. et al.: Circulation 1998; 98: 1071-1077.
20. Narkiewicz K. et al.: J. Hypertens. 1999; 17: 245-249.
21. Narkiewicz K. et al.: Circulation 1999;100:2514-2518.
22. Narkiewicz K. et al.: Circulation 1998; 98: 528-534.
23. Palatini P. et al.: J. Hypertens. 1997;15:3-17.
24. Parmer R.J. et al.: Circulation 1992; 85: 497-503.
25. Rea R.F,. et al.: Circulation 1990; 82: 856-862.
26. Scherrer U. et al.: N. Engl. J. Med. 1990; 323: 693-699.
27. Schobel H.P. et al.: N. Engl. J. Med. 1996; 335: 1480-1485.
28. Somers V.K. et al.: J. Clin. Invest. 1995;96:1897-1904.
29. Somers V.K. et al.: Hypertension 1988; 11: 608-612.
30. Somers V.K. et al.: Oxford University Press, 1999: 468-476.
31. Tartaglia L.A. et al.: OB-R. Cell. 1995; 83: 1263-1271.
32. Trzebski A. et al.: Cardiovasc Res. 1982; 16: 163-172.
33. van de Borne P. et al.: Hypertension 1997; 29: 1278-1283.
34. Wallin B.G. et al.: Hypertension. 1993; 22: 282-284.
35. Wallin B.G. et al.: Hypertension 1979; 1: 67-77.
36. Wallin G.: Autonomic Failure. London, UK: Oxford University Press; 1983:36-51.
37. Wenzel R.R. et al.: Hypertension 1998;32:1022-1027.
38. Williams P.D. et al.: J. Clin. Endocr. Metab. 1993; 77: 794-799.
