Zmeny autonómneho nervového systému pri poruchách príjmu potravy (mentálna anorexia)

Souhrn

Poruchy príjmu potravy patria medzi závažné medicínske ochorenia v detskom a adolescentnom veku. Do popredia vystupuje zmena hmotnosti – obezita alebo podvýživa (napr. pri mentálnej anorexii), ktoré majú vplyv na takmer všetky fyziologické funkcie organizmu vrátane aktivity autonómneho nervového systému.

V súčasnosti je málo prác, zaoberajúcich sa problematikou mentálnej anorexie a zmien autonómneho nervového systému. Typickým nálezom pri mentálnej anorexii je bradykardia so zvýšenou parasympatikovou aktivitou, ktorá sa však pri dlhšom trvaní ochorenia môže výrazne až abnormálne znížiť. Závery týkajúce sa hodnotenia sympatikovej aktivity nie sú zatiaľ jednoznačné.

Na sledovanie zmien aktivity sympatikovej a parasympatikovej časti autonómneho nervového systému sa v súčasnosti používajú lineárne a nelineárne metódy analýzy variability frekvencie srdca a tlaku krvi, ako aj vyšetrenie kardiovaskulárnych testov. Aj kvôli pokračujúcemu nárastu a závažnosti porúch príjmu potravy v detskom a adolescentnom veku je potrebné pokračovať v monitorovaní zmien aktivity autonómneho nervového systému, ako aj sledovať efekt liečby a terapeutických postupov.

Kľúčové slová:
autonómny nervový systém, mentálna anorexia, variabilita frekvencie srdca, variabilita tlaku krvi, reaktibilita kardiovaskulárneho systému

Úvod

Poruchy príjmu potravy (mentálna anorexia a bulímia, obezita) sú jedným z najčastejších a pre svoj chronický priebeh, závažné somatické, psychické a sociálne dôsledky aj jedným z najzávažnejších ochorení v detskom a adolescentnom veku. O zmenách aktivity autonómneho nervového systému a s nimi súvisiacich zdravotných následkoch počas obezity u detí a adolescentov sme sa podrobne zaoberali v práci Tonhajzerovej [1]. V tejto práci sa zameriavame na mentálnu anorexiu a bulímiu.

Niektoré príznaky mentálnej anorexie je možné pozorovať až u 6 % dievčat na konci puberty [2]. Paradoxne, rozšírenie tejto poruchy v druhej polovici 20. storočia súvisí aj s deritualizáciou jedla súvisiacou práve s jeho nadbytkom. Ide o psychosomatické ochorenie, pri ktorom vystupuje do popredia podvýživa (malnutrícia) so všetkými následkami a úbytok hmotnosti (niekedy až kachexia, dosahujúca hodnotu BMI aj pod 12) [3]. Naopak, pri mentálnej bulímii – syndróm charakterizovaný opakujúcimi sa nekontrolovateľnými záchvatmi prejedania sa a s prehnanou kontrolou telesnej hmotnosti, často následnými pocitmi viny a navodzovaním dávenia – sa nemusí vyskytovať významná podváha, nie je však vylúčená komorbidita mentálnej anorexie s bulímiou. Poruchy príjmu potravy okrem závažných zdravotných komplikácií (metabolické, gastrointestinálne, kardiovaskulárne), ktoré môžu viesť až k smrti, zasahujú do prežívania a psychiky človeka – frustrácia, depresia, sociálna diskriminácia, čo je zvlášť výrazné v adolescentnom veku [4].

Autonómny nervový systém je regulačným systémom dôležitým pre udržanie optimálnej energetickej zásoby, ktorý zabezpečuje komplexnú interakciu medzi nervovými, metabolickými, humorálnymi a psychickými faktormi. Poruchy výživy tak môžu ovplyvňovať aktivitu ANS a naopak, autonómny nervový systém môže ovplyvniť stav výživy. Narušenie dynamickej rovnováhy autonómneho nervového systému je rizikovým faktorom pre kardiovaskulárne ochorenia, ktoré môžu viesť až k náhlej smrti, na čo upozornili prvé štúdie týkajúce sa zmien aktivity ANS pri mentálnej anorexii [5, 6]. V súčasnosti nie je veľa prác, týkajúcich sa tejto problematiky, a preto autori zdôrazňujú potrebu pokračovať v ďalších sledovaniach zmenenej aktivity ANS pri poruchách príjmu potravy ako aj sledovať efektivitu liečebných postupov (psychoterapia, farmakoterapia) využitím nových senzitívnych a neinvazívnych metodík [7, 8, 9, 10].

Cieľom tejto práce je priniesť prehľad o možnostiach vyšetrovania regulácie kardiovaskulárneho systému autonómnym nervovým systémom (ANS) a o zmenách jednotlivých subsystémov – sympatika a parasympatika – pri poruchách príjmu potravy, a to najmä pri mentálnej anorexii.

Možnosti vyšetrovania regulácie kardiovaskulárneho systému autonómnym nervovým systémom

Hodnotenie dynamickej rovnováhy jednotlivých subsystémov autonómneho nervového systému (ANS), resp. jej narušenie – dysbalanciu, je možné sledovať viacerými spôsobmi. Prednosť by mali mať senzitívne a neinvazívne metodiky, ktoré poskytujú informáciu nielen o celkovom systéme ANS, ale aj o jeho jednotlivých zložkách, pokojovom tonuse i schopnosti meniť tento tonus. Je známe, že práve funkcia srdca je mimoriadne citlivá na vplyvy ANS, a práve jej hodnotenie je vhodné na posudzovanie stavu ANS. V klinickej praxi je vyšetrenie frekvencie srdca (FS) veľmi jednoduchým vyšetrením s vysokou a dôležitou výpovednou hodnotou. Pokojová tachykardia, aj keď nie je príznakom iného ochorenia (napr. myokarditídy), nie je benígnym symptómom, ale je prejavom zvýšenej sympatikovej aktivity so všetkými dôsledkami i s prognostickou hodnotou. Pomocou hodnotenia zmien pulzovej frekvencie (napr. počas kardiovaskulárnych testov – ortostáza, klinostáza atď.) môžeme taktiež získať dôležité informácie o fyziologických adaptačných mechanizmoch kardiovaskulárnej regulácie.

Intervaly medzi dvoma systolami (R-R intervalmi) sa periodicky menia s dýchaním – respiračná sínusová arytmia, s kolísaním tlaku krvi a následnými zmenami aktivity baroreceptorov a chemoreceptorov, s endokrinnými vplyvmi ako aj so zmenami aktivity vyšších etáží CNS (spánok/bdenie, mentálna aktivita a stres) a ďalšími neznámymi faktormi. Túto variabilitu frekvencie srdca (VFS) možno hodnotiť viacerými spôsobmi. Časovou a frekvenčnou (spektrálnou) analýzou krátkodobého, resp. dlhodobého záznamu R-R intervalov je teda možné zistiť zmenu v rovnováhe sympatikovej a parasympatikovej časti autonómneho nervového systému, a táto metodika sa využíva ako v experimente [11, 12], tak aj v pediatrii – napr. pri sledovaní posttransplantačných zmien [13], enuresis nocturna či pri sledovaní efektu psychoterapeutických metód pri rôznych ochoreniach v detskom veku [14, 15].

Čoraz viac sa používa hodnotenie nelineárnymi analýzami – napr. approximate entropy [16] a grafickými metódami. Grafickými metódami na sledovanie variability fyziologických parametrov je napr. Poincarého plot (PP) – metóda, ktorá sa môže využívať v klinickej praxi na vizualizáciu VFS v reálnom čase. Šírku obrazca PP je možné považovať za index parasympatikovej aktivity. Sekvenčný plot – rozptylový graf, kde sekvencia predlžovania – dve po sebe nasledujúce predĺženia R-R intervalov (sekvencia rozdielov +/+), t.j. spomalenia frekvencie srdca typické pre predominanciu parasympatiku, a sekvencia skracovania – dve po sebe nasledujúce skrátenia RR intervalov (sekvencia rozdielov -/-), t.j. zrýchlenia FS, sú typické pre predominanciu sympatika. Týmito metódami je možné získať nové poznatky a informácie o fyziologických systémoch a ich zmenách pri rôznych fyziologických a patologických stavoch. Touto problematikou ako aj využitím nových prístupov v praxi sme sa podrobne zaoberali vo viacerých našich prácach [1, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26].

Meranie tlaku krvi patrí taktiež k základným vyšetrovacím metódam v klinickej praxi, kde pri hodnotení reaktibility a krátkodobej variability TK má zatiaľ nezastupiteľný význam Peňázova volume-clamp metóda kontinuálneho zaznamenávania akrálneho tlaku krvi – FINAPRES. Analýza variability tlaku krvi (VTK) (predovšetkým v oblasti nízkej frekvencie) sa v porovnaní s VFS zdá byť citlivejšou metódou pre detekciu aktivity sympatikovej zložky. Pri získavaní komplexnej informácie o zmenách jednotlivých aktivít ANS je ideálne použiť obidve metódy – analýzu VFS (ako marker parasympatikovej kontroly ciev) a VTK (ako marker sympatikovej kontroly FS) u pacientov s predpokladanou dysfunkciou autonómneho nervového systému, napr. pri diabetes mellitus [23].

Oscilácie tlaku krvi vyvolávajú cez baroreflexy zmeny pulzových intervalov. Pomer amplitúd pulzových intervalov a systolického tlaku krvi v okolí nízkofrekvenčnej oblasti VFS (0,1 Hz) je tak v úzkom vzťahu k baroreflexnej senzitivite [27, 28]. V psychofyziologických výskumoch sa práve oblasť nízkej frekvencie (0,1 Hz), ovplyvnená najmä aktivitou baroreceptorov, využíva napr. pri hodnotení udržania koncentrácie pozornosti pri hyperkinetickej poruche [29].

Vyšetrovanie funkčných odpovedí ANS v štandardizovaných situáciách má teda význam nielen diagnostický – a to stavu v období vyšetrovania, ale aj monitorovací – zachytávajúci dynamiku regulácií. Tieto vyšetrenia majú teda nielen dokázať alebo vylúčiť postihnutie parasympatika, resp. sympatika, ale tiež monitorovať efekt terapie a rozvoj klinického stavu [30].

Hodnotenie vzájomného vzťahu jednotlivých oddielov ANS

Pri zmenách aktivít oddielov ANS môže vzniknúť viacero variant: Aktivita sympatika a parasympatika môžu byť v rovnováhe, hoci táto vyváženosť môže vznikať za rôznych bazálnych hodnôt sympatikového a parasympatikového drivu. Sympatikový, resp. parasympatikový drive môže byť zvýšený absolútne – t.j. pri zvýšenej frekvencii impulzácií v sympatikových, resp. parasympatikových nervoch zistíme zníženú alebo nezmenenú aktivitu korešpondujúceho oddielu ANS alebo relatívne – t.j. pri normálnej frekvencii v príslušnom oddieli ANS zistíme znížený drive v korešpondujúcom oddieli. Najzávažnejšie dysregulácie môžu nastať pri kombinácii zvýšenej aktivity jedného a súčasnom poklese aktivity druhého oddielu ANS. Konečné efekty však závisia tiež od centrálnych a periférnych modulácií a interakcií pri autonómnej regulácii daného orgánu a od ďalších morfologických, fyziologických a patofyziologických charakteristík.

Vo všetkých prípadoch však ide o narušenie dynamickej rovnováhy aktivity sympatika a parasympatika [19].

Zmeny frekvencie srdca a tlaku krvi pri poruchách príjmu potravy

Typickým a charakteristickým nálezom pri mentálnej anorexii (MA) je bradykardia (hodnoty nižšie ako 50–60 úderov/min) a hypotenzia (hodnoty dosahujúce 90/60 a menej) [6, 31, 32]. Väčšina autorov sa zhoduje v názore, že práve bradykardia je adaptačným mechanizmom na znížený metabolický obrat a negatívnu energetickú bilanciu. Opačný nález pri anorexii – tachykardia (už 80–90/min) môže znamenať prítomnosť iného akútneho ochorenia, prípadne príznak ohrozenia arytmiami a náhlou smrťou [31]. Najnovšie práce zistili tachykardiu (spoločne s redukovanou variabilitou frekvencie srdca) aj pri chronickom trvaní mentálnej anorexie (priemerne 36 ± 9 mesiacov) [10].

Ďalší autori našli poruchy fyziologických zmien tlaku krvi – vyššiu incidenciu non-dipperov. U non-dipperov nevzniká v rámci diurnálneho cyklu pokles TK v noci, čo sa pripisuje zvýšenej sympatikoadrenálnej aktivite [19]. Non-dipperi sa v skupine pacientov s mentálnou anorexiou vyskytovali až v 66,7 % a s bulímiou v 62,5 %, čo je signifikantne vyšší výskyt oproti kontrole (9,1 %) [8].

Zmeny v jednotlivých subsystémoch autonómneho nervového systému – parasympatikovej a sympatikovej aktivity pri poruchách príjmu potravy

Už v pilotných štúdiach týkajúcich sa zmien variability frekvencie srdca pri mentálnej anorexii, Kollai a spol. [5] zistili zvýšenie parasympatikovej aktivity (frekvencia srdca a jej variabilita – MSSD, spektrálny výkon vo vysokofrekvenčnej oblasti) a baroreflexnej senzitivity (BRS) v skupine pacientov s MA oproti kontrole. Podobne, súčasné štúdie analýzou variability frekvencie srdca potvrdili zvýšenú parasympatikovú aktivitu (hodnotenú na základe parametrov časovej aj spektrálnej analýzy VFS – rMSSD, pNN50, vysokofrekvenčná oblasť) spojenú s bradykardiou pri mentálnej anorexii [7, 33] ako aj pri mentálnej bulímii [8]. Dané nálezy interpretujú ako obranný a adaptačný mechanizmus pri podvýžive, ktorý môže byť dôsledkom zmien v centrálnych častiach (zmeny vo vagovej aktivite centrálneho pôvodu, zmeny hypotalamu s následným ovplyvnením nižších centier). Navyše, Kollai a spol. [5] pri vysvetľovaní zmenenej baroreflexnej senzitivity berú do úvahy aj mechanické vplyvy, zapríčinené edémom steny cievy vplyvom hypoproteinémie, ktoré môžu zvyšovať napätie cievnej steny baroreceptorov.

Závery prác týkajúce sa sympatikovej aktivity nie sú tak jednoznačné. Prvé štúdie poukázali na pokles výkonu v nízkofrekvenčnej oblasti VFS pri mentálnej anorexii [6]. K týmto záverom sa pridávajú ďalší autori, ktorí zistili redukovanú sympatikovú odpoveď – znížená plazmatická koncentrácia noradrenalínu, nižší pomer LF/HF (čo však môže byť dané vyšším výkonom vo vysokofrekvenčnej oblasti) – z 24-hodinového záznamu v skupine pacientov s mentálnou anorexiou a bulímiou oproti kontrole [8]. Na druhej strane, iní autori nezistili signifikantné rozdiely v oblasti nízkej frekvencie (hodnotenej z 24-hodinového záznamu) medzi skupinou mentálnej anorexie a zdravými jedincami [7]. Otázkou však zostáva, do akej miery je pásmo nízkej frekvencie odrazom sympatikovej aktivity. Ako už bolo spomenuté, aktivita v tejto oblasti je determinovaná najmä aktivitou baroreceptorov a teda sympatikovou aj parasympatikovou aktivitou [34, 35 a iní). Takisto, na pásmo LF môže vplývať dĺžka záznamu – oblasť LF z 24-hodinového záznamu je viac odrazom aktivity parasympatika, kým krátkotrvajúci záznam skôr reflektuje sympatikovú aktivitu [36, 37].

Pri vysvetľovaní možných mechanizmov prispievajúcich k vzniku dysbalancie ANS pri poruchách príjmu potravy viacerí autori poukazujú na dysfunkciu osi hypotalamus-hypofýza-štítna žľaza, tzv. „syndróm nízkeho T3“ (znížená koncentrácia trijódtyronínu, subnormálne alebo normálne hladiny tyroxínu s normálnymi hladinami tyreotropného hormónu), ktorý sa vyskytuje pri MA takmer pravidelne [7, 38]. Čoraz väčšia pozornosť sa venuje aj zmenám v neurotransmiteroch (noradrenalín, serotonín) a v hladinách leptínu [39]. Takabatake a spol. [40] poukázali na podobný diurnálny rytmus VLF pásma variability frekvencie srdca (z 24-hodinového záznamu v rozmedzí 0,003–0,04 Hz) a hladiny cirkulujúceho leptínu, kde teda predpokladajú, že cirkulujúci leptín prispieva k mechanizmom vzniku oscilácií v pásme veľmi nízkej frekvencie. Koncentrácia leptínu je pri úbytku hmotnosti – na rozdiel od obezity – znížená, čo zodpovedá poklesu príjmu potravy a percenta tuku v organizme. To spoločne s dysfunkciou hypotalamu môže zvýrazňovať dysreguláciu aktivity ANS pri podvýžive, ktorá je typická pre mentálnu anorexiu.

Pri interpretácii zmenenej aktivity ANS pri mentálnej anorexii musíme brať do úvahy aj časové trvanie ochorenia. Platisa a spol. [10] lineárnymi a nelineárnymi metodikami analýzy VFS dokázali v akútnej fáze MA (12 ± 5 mesiacov) zvýšenú parasympatikovú aktivitu, ktorá v chronickej fáze trvania MA (36 ± 9 mesiacov) bola signifikantne znížená, čo môže byť spojené s morfologickými a funkčnými kardiálnymi zmenami ako aj so zmenami v centrálnych štruktúrach. Tieto nálezy súhlasia s prácou Melansona a spol. [9], ktorí takisto poukázali na ovplyvnenie parametrov dlhodobej variability frekvencie srdca dĺžkou trvania ochorenia.

Zmenená môže byť aj reaktibilita kardiovaskulárneho systému u pacientov s mentálnou anorexiou, napr. na zmenu polohy. Ortostáza je komplexný dej, pri ktorom nastávajú recipročné zmeny aktivity autonómneho nervového systému – nárast sympatikovej a pokles parasympatikovej aktivity (dôležitú úlohu zohráva činnosť baroreceptorov), ktoré spoločne s ďalšími mechanizmami (humorálne, endokrinné) zabezpečujú adaptáciu organizmu na zmenu polohy. Kreipe a spol. [6] v skupine 8 anorektických adolescentov poukázali na abnormálnu reakciu ANS počas ortostázy: spektrálny výkon v oblasti nízkej frekvencie sa zvýšil, avšak neboli rozdiely v spektrálnom výkone vo vysokofrekvenčnej oblasti (ako odraz parasympatikovej kontroly frekvencie srdca) medzi supinačnou a ortostatickou polohou. Podobne, Casu a spol. [41] zistili, že na rozdiel od kontroly v skupine mentálnej anorexie nebola zaznamenaná signifikantná zmena vysokofrekvenčnej zložky, čo môže teda znamenať, že parasympatiková modulácia abnormálne perzistuje aj počas ortostázy. Existujú však aj iné nálezy, Galetta a spol. [7] nenašli významné rozdiely v odpovediach kardiovaskulárneho systému (hodnotených podľa frekvencie srdca a tlaku krvi, parametra 30:15) na zmenu polohy medzi skupinou mentálnej anorexie a kontroly, na základe čoho je možné predpokladať normálnu sympatovagovú reakciu.

Otázkou zostáva reverzibilita daných zmien pri mentálnej anorexii. Liečba porúch príjmu potravy je komplexná a zahŕňa okrem štandardných postupov (realimentácia) aj psychoterapeutické prístupy (uplatňujúce sa najmä pri mentálnej anorexii) ako aj farmakoterapiu (predovšetkým pri mentálnej bulímii). Shimizu a spol. [42] odporúčajú na sledovanie efektu realimentačnej terapie hodnotiť koncentráciu leptínu ako senzitívneho ukazovateľa zmien nutričného stavu. Kreipe a spol. [6] použitím analýzy VFS zistili, že úprava hmotnosti bola spojená so zlepšením autonómnej kontroly srdcovej frekvencie u adolescentov už po krátkom časovom období, predpokladajúc tak reverzibilitu dysfunkcie ANS.

Narušenie regulačnej funkcie autonómneho nervového systému predstavuje zvýšené riziko kardiovaskulárnych ochorení, arytmií s rizikom náhlej srdcovej príhody [43, 44], čo spoločne s ďalšími typickými nálezmi pre poruchy príjmu potravy (elektrolytové zmeny, zmeny na elektrokardiograme alebo pri echokardiografickom vyšetrení) môže viesť až k fatálnym ventrikulárnym arytmiám s rizikom náhlej smrti. Práve kvôli týmto následkom je dôležité pokračovať v stanovovaní zmien aktivity ANS pri poruchách príjmu potravy, ako aj sledovať efekt terapeutických postupov odlišných pre jednotlivé formy ochorenia.

Práca bola podporená grantom VEGA č. 1/2305/05.

Došlo: 22. 4. 2006

Přijato: 2. 1. 2008

Doc. MUDr. Ingrid Tonhajzerová, PhD.

Ústav fyziológie

Jesseniova lekárska fakulta

Univerzita Komenského

Malá Hora 4

037 54 Martin

Slovenská republika

e-mail: tonhajzerova@jfmed.uniba.sk