References

rmt

Общая реаниматология

General Reanimatology

1813-97792411-7110

FSBI "SRIGR" RAMS

10.15360/1813-9779-2019-5-61-73

rmt-1818

Research Article

КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИКА

CLINICAL STUDIES AND PRACTICE

Чувствительность барорецепторов и состояние автономной нервной системы у пациентов с хроническими нарушениями сознания

Sensitivity of the Baroreceptors and the State of the Autonomic Nervous System in Patients with Chronic Impairment of Consciousness Due to Severe Brain Damage

Дороговцев

В. Н.

Dorogovtsev

V. N.

Россия, 141534, Московская область, Солнечногорский район, д. Лыткино, д. 777

777 Lytkino 141534, Solnechnogorsk district, Moscow region, Russia

vicdor@yandex.ru

Янкевич

Д. С.

Yankevich

D. S.

Россия, 141534, Московская область, Солнечногорский район, д. Лыткино, д. 777

777 Lytkino 141534, Solnechnogorsk district, Moscow region, Russia

Парфенов

А. Л.

Parfenov

A. L.

Россия, 141534, Московская область, Солнечногорский район, д. Лыткино, д. 777

777 Lytkino 141534, Solnechnogorsk district, Moscow region, Russia

Скворцов

А. Е.

Skvortsov

A. E.

Россия, 141534, Московская область, Солнечногорский район, д. Лыткино, д. 777

777 Lytkino 141534, Solnechnogorsk district, Moscow region, Russia

Котельникова

А. В.

Kotelnikova

A. V.

Россия, 105120, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 53

53 Zemlyanoi val, 105120 Moscow, Russia

Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологииРоссияFederal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and RehabilitologyRussian Federation

Московский научно-практический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины ДЗМРоссияDepartment of medical rehabilitation Moscow Research Centre for Medical Rehabilitation and Sports MedicineRussian Federation

2019

08112019

1556173

2019

Дороговцев В.Н., Янкевич Д.С., Парфенов А.Л., Скворцов А.Е., Котельникова А.В.

Dorogovtsev V.N., Yankevich D.S., Parfenov A.L., Skvortsov A.E., Kotelnikova A.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1818

Цель исследования: изучить чувствительность барорецепторов и автономной нервной системы при пассивной ортостатической пробе у пациентов с хроническими нарушениями сознания вследствие тяжелых повреждений головного мозга и определить их роль в реабилитационном процессе.Материалы и методы. В исследование включили 30 пациентов с длительными нарушениями сознания, вызванными тяжелыми повреждениями головного мозга (группа 1), 10 из которых были в вегетативном состоянии (ВС) и 20 — с синдромом малого сознания (СМС). Основной причиной тяжелых повреждений была черепно-мозговая травма (53% пациентов этой группы). В группу сравнения вошли 24 пациента с очаговой неврологической симптоматикой, основной причиной которой в 79,2% случаев были нарушения мозгового кровообращения (группа 2). Контрольную группу (группа 3) составили 22 здоровых добровольца сопоставимого возраста. Все измерения проводили с помощью монитора Task Force Monitor 1030i (CNSystem, Австрия) в процессе пассивной ортостатической пробы 0°–30°–60°–0°. Провели анализ изменений показателей мощности низкочастотного (НЧС) и высокочастотного спектров (ВЧС) вариабельности сердечного ритма и чувствительности барорецепторов (ЧБР). Статистический анализ провели с помощью пакета статистических программ «Statistica-10». Значимость межгрупповых различий несвязанных выборок определяли расчетом критерия Манна Уитни (Mann–Whitney U-test). Достоверными считали различия при достижении уровня статистической значимости p 0,05.Результаты. Максимальные фоновые значения ЧБР выявили в контрольной группе. У пациентов 1 и 2 групп отмечали значительное снижение этого показателя, пропорциональное тяжести повреждений головного мозга. Аналогичную динамику имели показатели чувствительности автономной нервной системы (НЧС и ВЧС). Основной тренд ортостатических изменений ЧБР, НЧС, ВЧС характеризовался прогрессивным снижением этих показателей при увеличивающемся угле наклона пациентов и с восстановлением их до исходного уровня после возврата пациентов в горизонтальное положение. У 4 пациентов группы 1 (14%) при выполнении наклона на 30° появились признаки ортостатических нарушений: в 3 случаях наблюдали ортостатическую гипотензию и в одном — синдром постуральной ортостатической тахикардии (СПОТ). Отличием этих пациентов были более низкая ЧБР и более высокие показатели активности симпатической системы (НЧС) по сравнению с показателями других пациентов данной группы.Заключение. У пациентов с хроническими нарушениями сознания в посткоматозном периоде после тяжелых повреждений головного мозга наблюдаются значительное снижение чувствительности барорецепторов и нарушения автономной нервной системы, выражающиеся в значительном снижении активности симпатической и парасимпатической систем. Степень этих нарушений ассоциирована с тяжестью повреждений головного мозга. Риск развития ортостатической гипотензии при вертикализации выше у пациентов с более низкой чувствительностью барорецепторов, что необходимо учитывать в начале процесса их вертикализации.

Purpose of the study: to examine sensibility of baroreceptors and the autonomic nervous in the passive orthostatic test in patients with chronic impairment of consciousness due to severe brain damage and determine their role in the rehabilitation process.Materials and methods. The study included 30 patients with long-term impairment of consciousness due to severe brain damage (group 1), 10 of them being in the vegetative state (VS) and 20 being in the minimally conscious state (MCS). Craniocerebral trauma was the main cause of severe damage in that group (53% of patients). The comparison group included 24 patients with focal neurological symptoms caused predominantly — 79.2% of cases — by cerebrovascular disorders (group 2). The control group (group 3) consisted of 22 healthy volunteers of a comparable age. All measurements were done with the help of a Task Force Monitor 1030i (CNSystem, Austria) in the course of passive orthostatic test at 0°–30°–60°–0°. Changes in the power of low-frequency (LFS) and highfrequency spectrum (HFS) of heart rate variability and baroreceptors sensibility (BRS) were analyzed. Statistical analysis was carried out using Statistica-10 software. Significance of inter-group differences on unrelated samples was determined by the Mann–Whitney U-test. Differences between groups were considered significant at P 0.05.Results. Maximal background values of BRS were found in the control group. In group 1 and 2 patients, considerable decrease of that index was noted, which was proportional to the brain damage severity. Similar dynamics was observed for the indices of autonomic nervous system sensibility (LFS and HFS). The main trend of orthostatic changes of BRS, LFS, and HFS was characterized by progressive decrease of the indices with increase of the patients’ angle of tilting and their return to the baseline level after the patients were put back into the horizontal position. 4 patients of group 1 (14%) displayed signs of orthostatic disorders upon tilting to 30°: in 3 cases, orthostatic hypotension was observed, and in one case the postural orthostatic tachycardia syndrome (POTS) was diagnosed. Those patients differed by lower BRS and higher sympathetic system activity (LFS) vs. the same indices of other patients in that group.Conclusion. Patients with chronic impairment of consciousness during the post-comatose period after a severe brain damage display a significant decrease of baroreceptors sensibility and autonomic nervous system disorders manifesting in significantly lower activity of the sympathetic and parasympathetic systems. The prominence of such disorders is associated with brain damage severity. Their risk of developing orthostatic hypotension during tilting towards a vertical position is higher in patients who have lower baroreceptors sensibility, and this should be taken into account beginning the process of their verticalization.

вегетативное состояниесиндром малого сознанияпассивная ортостатическая пробаавтономная нервная системачувствительность барорецепторов

vegetative stateminimally conscious statepassive orthostatic testautonomic nervous systembaroreceptors sensibility

References1

Непомнящий В.П., Лихтерман Л.Б., Ярцев В.В., Акшулаков С.К. Эпидемиология черепно-мозговой травмы и ее последствий. В кн.: Коновалов А.Н., Лихтерман Л.Б., Потапов А.А. (ред.). Клиническое руководство по черепно-мозговой травме. М., Антидор, 1998; (1): 131–136.

Nepomnyashchij V.P., Lihterman L.B., Yarcev V.V., Akshulakov S.K. Epidemiology of traumatic brain injury and its consequences. In the book: Konovalov A.N., Likhterman L.B., Potapov A.A. (Ed.). Clinical Guide to Traumatic Brain Injury. М., Antodor, 1998; (1): 131–136 [In Russ.].

Стаховская Л.В, Клочихина О.А., Богатырева М.Д., Коваленко В.В, Эпидемиология инсульта в России по результатам территориально - популяционного регистра (2009–2010) Журнал неврологии и психиатрии. 2013; 5: 4–10.

Stahovskaya L.V., Klochikhina O.A., Bogatyreva M.D., Kovalenko V.V. Epidemiology of stroke in Russia according to the results of the territorial-population register. (2009–2010) Zhurnal nevrologii i psikhiatrii. 2013; 5: 4–10 [In Russ.].

Пирадов М.А., Гулевская Т.С., Гнедовская Е.В., Лебедева Е.В., Рябинкина Ю.В., Моргунов В.А., Чайковская Р.П., Реброва О.Ю. Синдром полиорганной недостаточности при тяжелых формах инсульта (клинико-морфологическое исследование). Неврологический журнал. 2006; 11 (5): 9–13.

Piradov M.A., Gulevskaya T.S., Gnedovskaya E.V., Lebedeva E.V., Ryabinkina YU.V., Morgunov V.A., Chajkovskaya R.P., Rebrova O.Yu. Syndrome of multiple organ failure in severe stroke (clinical and morphological study). Nevrologicheskij zhurnal. 2006; 11 (5): 9–13 [In Russ.].

Серебрякова Е.Н., Волосников Д.К., Глазырина Г.А. Синдром полиорганной недостаточности: современное состояние проблемы. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2013; 10 (5): 60–66.

Serebryakova E.N., Volosnikov D.K., Glazyrina G.A. Multiple organ failure syndrome: current state of the problem. Vest. Anestesiol. Reanimatol. 2013; 10 (5): 60–66 [In Russ.].

Немченко Н.С., Денисов А.В., Жирнова Н.А. Особенности синдрома полиорганной недостаточности при тяжелых травмах.: диагностика риска развития. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2012; 3: 18–23.

Nemchenko N.S., Denisov A.V., Zhirnova N.A. Features of the syndrome of multiple organ failure in severe trauma: diagnosis of the risk of development. Mediko-biologicheskie i socialno-psihologicheskie problemy bezopasnosti v chrezvychajnyh situaciyah.2012; 3: 18–23 [In Russ.].

Dewar D., Moore F.A., Moore E.E., Balogh Z. Postinjury multiple organ failure. Injury, Int. J. Care Injured. 2009; 40: 912–918. PMID: 19541301, DOI: 10.1016/j.injury.2009.05.024

Dewar D, Moore F.A., Moore E.E., Balogh Z. Postinjury multiple organ failure. Injury, Int. J. Care Injured. 2009; 40: 912–918. PMID: 19541301, DOI: 10.1016/j.injury.2009.05.024

Lausevic Z., Lausevic M., Trbojevic-Stankovic J., Krstic S., Stojimirovic B. Predicting multiple organ failure in patients with severe trauma. Can J Surg. 2008; 51 (2): 97–102. PMID: 18377749, PMCID: PMC2386337

Lausevic Z, Lausevic M, Trbojevic-Stankovic J, Krstic S, Stojimirovic B. Predicting multiple organ failure in patients with severe trauma. Can J Surg. 2008; 51 (2): 97–102. PMID: 18377749, PMCID: PMC2386337

Белкин А.А., Алашеев А.М., Давыдова Н.С., Левит А.Л., Халин А.В. реанимационной реабилитации в профилактике и лечении синдрома «после интенсивной терапии» (ПИТ-синдром). Вестник восстановительной медицины. 2014; 1: 37–43.

Belkin A.A., Alasheev A.M., Davydova N.S., Levit A.L., Khalin A.V. The rationale for resuscitation rehabilitation in the prevention and treatment of the syndrome after intensive care (ICU syndrome). Vestnik vosstanovitelnoj mediciny.2014; 1: 37–43 [In Russ.].

Суворов А.Ю., Иванова Г.Е., Белкин А.А., Стаховская Л.В. Вертикализация пациентов с риском возникновения ПИТ – синдрома. Вестник восстановительной медицины. 2015; 4: 37–43.

Suvorov A.Yu., Ivanova G.E., Belkin A.A., Stakhovskaya L.V. Verticalization of patients with the risk of ICU syndrome. Vestnik vosstanovitelnoj mediciny.2015; 4: 37–43 [In Russ.].

Kong K.H., Chuo A.M. Incidence and outcome of orthostatic hypotension in stroke patients undergoing rehabilitation. Arch. Phys. Med. Rehabil. 2003; 84 (4): 559–562. DOI: 10.1053/apmr.2003.50040. PMID: 12690595.

Luther M.S., Krewer C., Müller F., Koenig E. Comparison of orthostatic reactions of patients still unconscious within the first three months of brain injury on a tilt table with and without integrated stepping. A prospective, randomized crossover pilot trial. Clin. Rehabil. 2008; 22 (12): 1034–1041. DOI: 10.1177/0269215508092821. PMID: 19052242.

O’Leary D.D., Kimmerly D.S., Cechetto A.D., Shoemaker J.K. Differential effect of head-up tilt on cardiovagal and sympathetic baroreflex sensitivity in humans. Exp Physiol. 2003; 88 (6): 769–774. PMID: 14603376

Hainsworth R. Cardiovascular control from cardiac and pulmonary vascular receptors. Exp Physiol 2014, 99 (2): 312–319. PMID: 24058186, DOI: 10.1113/expphysiol.2013.072637

Hainsworth R. Cardiovascular control from cardiac and pulmonary vascular receptors. Exp Physiol 2014, 99, (2): 312–319. PMID: 24058186, DOI: 10.1113/expphysiol.2013.072637

Stauss H.M. Baroreceptor reflex function. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2002; 283 (2): 284–286. DOI: 10.1152/ajpregu.00219.2002

Kamiya A., KawadaT., Shimizu S., Iwase S., Sugimachi M., Tadaaki Mano T. Slow head-up tilt causes lower activation of muscle sympathetic nerve activity: loading speed-dependence of orthostatic sympathetic activation in humans. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2009; 297: 53–58. PMID: 25071601, PMCID: PMC4086024, DOI: 10.3389/fphys.2014.00256

Kamiya A., KawadaT., Shimizu S., Iwase S., Sugimachi M., Tadaaki Mano T. Slow head-up tilt causes lower activation of muscle sympathetic nerve activity: loading speed-dependence of orthostatic sympathetic activation in humans. Am.J.Physiol.HeartCirc.Physiol. 2009; 297: 53–58. PMID: 25071601, PMCID: PMC4086024, DOI: 10.3389/fphys.2014.00256

Lavi S., Nevo O., Thaler I., Rosenfeld R., Dayan L., Hirshoren N., Gepstein L., Jacob G. Effect of aging on the cardiovascular regulatory systems in healthy women. Am J Physiol Regul. Integr. Comp. Physiol. 2007; 292 (2): 788–793. PMID: 16946083, DOI: 10.1152/ajpregu.00352.2006

Thrasher T.N., Chen H.G., and Keil L.C. Arterial baroreceptors control plasma vasopressin responses to graded hypotension in conscious dogs. Am. J. Physiol. Regulatory Integrative Comp Physiol. 2000; 278, 469–475. PMID: 10666149, DOI: 10.1152/ajpregu.2000.278.2.R469

Winchell R.J., Hoyt D.B. Analysis of heart-rate variability: a noninvasive predictor of death and poor outcome in patients with severe head injury. J. Trauma. 1997; 43: 927–933. PMID: 9420107, DOI: 10.1097/00005373-199712000-00010

Kahraman S., Dutton R.P., Hu P., Stansbury L., Xiao Y., Stein D.M., Scalea T.M. Heart rate and pulse pressure variability are associated with intractable intracranial hypertension after severe traumatic brain injury. J. Neurosurg. Anesthesiol. 2010; 22: 296–302. PMID: 20622688, DOI: 10.1097/ANA.0b013e3181e25fc3

Marthol H., Intravooth T., Bardutzky J., De Fina P., Schwab S., Hilz M.J. Sympathetic cardiovascular hyperactivity precedes brain death. Clin Auton Res. 2010; 20: 363–369. PMID: 20461435, DOI: 10.1007/s10286-010-0072-8

Baillard C., Vivien B., Mansier P., Mangin L., Jasson S., Riou B., Swynghedauw B.. Brain death assessment using instant spectral analysis of heart rate variability. Crit Care Med. 2002; (30): 306–310. PMID: 11889299, DOI: 10.1097/00003246-200202000-00007

Кирячков Ю.Ю., Гречко А.В., Колесов Д.Л., Логинов А.А., Петрова М.В., Пряников И.В., Щелкунова И.Г., Прадхан П. Функциональная активность автономной нервной системы при различных уровнях сознания у пациентов с повреждением головного мозга. Общая реаниматология. 2018; 14 (2): 4–12. DOI: 10.15360/1813-9779-2018-2-4-12

Kiryachkov Y.Y., Grechko A.V., Kolesov D.L., Loginov A.A., Petrova M.V., Pryanikov I.V., Shchelkunova I.G., Pradkhan P. Functional Activity of the Autonomous Nervous System at Different Levels of Consciousness in Patients with a Brain Damage. Obschaya Reanimatologiya=General Reanimatology. 2018; 14 (2): 4–12. [In Russ.] DOI: 10.15360/1813-9779-2018-2-4-12

Papaioannou V., Giannakou M., Maglaveras N., Sofianos E., Giala M. Investigation of heart rate and blood pressure variability, baroreflex sensitivity, and approximate entropy in acute brain injury patients. J. Crit. Care. 2008; 23 (3): 380–386. DOI: 10.1016/j.jcrc.2007.04.006. Epub 2007 Dec 11.

McMahon C.G., Kenny R., Bennett K., Little R., Kirkman E. Effect of acute traumatic brain injury on baroreflex function. Shock. 2011; 35 (1): 53–58. DOI: 10.1097/SHK.0b013e3181e687c6. PMID: 20458265.

Дороговцев В.Н., Скворцов А.Е., Юдина Е.А. Изменения системной гемодинамики при ортостазе у пациентов с длительными нарушениями сознания. Общая реаниматология. 2018; 14 (6): 12–22. DOI: 10.15360/1813-9779-2018-6-12-22

Dorogovtsev V.N., Skvortsov A.E., Yudina E.A. Changes in Systemic Hemodynamics in Orthostasis in Patients With Long-Term Impairment of Consciousness. Obschaya Reanimatologiya=General Reanimatology. 2018; 14 (6): 12–22. [In Russ.]. DOI: 10.15360/1813-9779-2018-6-12-22

Parati G., Omboni S., Frattola A., Di Rienzo M., Zanchetti A., Mancia G. Dynamic evaluation of the baroreflex in ambulant subject. In: Blood pressure and heart rate variability, edited by di Rienzo. IOS Press, 1992; 123–137.

La Rovere M.T., Pinna G.D., Raczak G. Baroreflex sensitivity: measurement and clinical implications. Ann Noninvasive Electrocardiol. 2008; 13: 191–207. DOI: 10.1111/j.1542-474X.2008. 00219.x

Schlogl A., Flotzinger D., Pfurtscheller G. Adaptive autoregressive modeling used for single-trial EEG classification. Biomed. Tech (Berl), 1997; 42 (6): 162–167. PMID: 9246870

Camm J., Malik M. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Eur. Heart J. 1996; 17: 354–381. PMID: 8737210

Mosqueda-Garcia R., Furlan R., Fernandes-Violante R. Sympathetic and baroreceptor reflex function in neurally mediated syncope evoked by tilt. J. Clin. Invest. 1997; 99 (11): 2736–2744.

Haji-Michael P.G., Vincent J.L., Degaute J.P., van de Borne P. Power spectral analysis of cardiovascular variability in critically ill neurosurgical patients. Crit. Care. Med. 2000; 28 (7): 2578–2583.

Yiallourou S.R., Sands S.A., Walker A.M., Horne R.S. Postnatal development of baroreflex sensitivity in infancy. J. Physiol. 2010; 588 (Pt 12): 2193–2203. DOI: 10.1113/jphysiol.2010.187070. Epub 2010 Apr 26.

Anderson I.D., Little R.A., Irving M.H. An effect of trauma on human cardiovascular control: baroreflex suppression. J. Trauma. 1990; 30 (8): 974–981.

Conci F., Di Rienzo M., Castiglioni P. Blood pressure and heart rate variability and baroreflex sensitivity before and after brain death. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2001; 71 (5): 621–631.

Baillard C., Vivien B., Mansier P., Mangin L., Jasson S., Riou B., Swynghedauw B. Brain death assessment using instant spectral analysis of heart rate variability. Crit. Care Med. 2002; 30: 306–310. PMID: 11889299, DOI: 10.1097/00003246-200202000-00007

Marthol H., Intravooth T., Bardutzky J., De Fina P., Schwab S., Hilz M.J. Sympathetic cardiovascular hyperactivity precedes brain death. Clin. Auton. Res. 2010; 20: 363–369. PMID: 20461435, DOI: 10.1007/s10286-010-0072-8

Zhang J., Mifflin S.W. Subthreshold aortic nerve inputs to neurons in nucleus of the solitary tract. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2000; 278 (6): 595–604. PMID: 10848529

Stauss H.M. Baroreceptor reflex function. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2002; 283 (2): R284–6.

Kamiya A, Kawada T, Sugimachi M. Systems physiology of the baroreflex during orthostatic stress: from animals to humans. Front Physiol. 2014 8; 5: 256. PMID: 25071601, PMCID: PMC4086024, DOI: 10.3389/fphys.2014.00256

The authors declare that there are no conflicts of interest present.