Závislosti hodnôt variability frekvencie srdca a tlaku krvi od parametrov rastu a vývoja nedonosených novorodencov

Stiahnuť PDF English info

Relationships between the values of heart rate variability and blood pressure and parameters of growth and development in premature infants

Introduction: The dynamics of the development of the cardiovascular system in the early postnatal period also depends on the maturity of the newborn. The aim of the study was to determine the relationships between cardiovascular parameters – heart rate variability, its components (LF, HF), pulse intervals (interbeat intervals – IBI), heart rate, systemic blood pressure and parameters reflecting development and growth – gestational age, postconceptional age, birth and actual weight in the group of premature babies in the first weeks of life.

Methods: In 43 premature infants of various gestational ages, birth and actual weights, at a mean postconception age of 34.6 weeks, blood pressure and heart rate were continuously and non-invasively recorded. Blood pressure was recorded continuously for 2–5 minutes under standard conditions using a Portapres device (FMS). For each child, a stationary segment of the record containing 250 beat-to-beat blood pressure values was analyzed. The variability of interbeat intervals was determined by spectral analysis (total power, powers in high-frequency and low-frequency bands) in 35 children.

Results: Correlation tests (Pearson´s and Spearman´s) revealed positive correlations between gestational, postconceptional age, birth and actual weight and mean value of pulse intervals (IBI), spectral total power of the IBI variability, as well as spectral powers in HF and LF bands, and diastolic and mean blood pressure. There was a significant negative correlation between the ages and weights and mean heart and respiratory rate.

Conclusion: Preterm infants with higher gestational and postconceptional age, birth and actual weight have higher total power of heart rate variability.This is not only a consequence of the increase in spectral power in the HF band, but also in the LF band, which through the activities of the sympathetic and parasympathetic systems reflects mainly baroreflex activity. Together, the mean heart rate is lower and blood pressure, diastolic and mean are higher. The identified relationships point to the increasing baroreflex sensitivity and to the maturation of regulatory circuits of the cardiovascular system in premature infants.

Keywords:

premature newborn – heart rate variability – blood pressure – volume-clamp method – baroreflex

Autori: K. Javorka ¹; K. Hašková ³; B. Czippelová ²; M. Zibolen ³; M. Javorka ¹
Pôsobisko autorov: Ústav fyziológie, Univerzita Komenského v Bratislave, Jesseniova lekárska fakulta, Martin, Slovensko ¹; BioMed Martin, Univerzita Komenského v Bratislave, Jesseniova lekárska fakulta, Martin, Slovensko ²; Neonatologická klinika, Univerzita Komenského v Bratislave, Jesseniova lekárska fakulta a Univerzitná nemocnica, Martin, Slovensko ³
Vyšlo v časopise: Čes-slov Pediat 2021; 76 (3): 131-140.
Kategória: Původní práce

Súhrn

Úvod: Dynamika vývoja kardiovaskulárneho systému a jeho regulácií vo včasnom postnatálnom období v značnej miere závisí od zrelosti novorodenca. Cieľom práce bolo zistiť vzťah medzi kardiovaskulárnymi parametrami (frekvenciou srdca a jej variabilitou, pulzovým intervalom, systémovým tlakom krvi a parametrami odrážajúcimi intrauterinný a postnatálny vývoj a rast (gestačný vek, postkoncepčný vek, pôrodná a aktuálna hmotnosť) v skupine nedonosených detí v prvých týždňoch života.

Metodika: U 43 nedonosených detí rôzneho gestačného veku, pôrodnej a aktuálnej hmotnosti bol v priemernom postkoncepčnom veku 34,6 týždňa kontinuálne a neinvazívne registrovaný krvný tlak a frekvencia srdca. Tlak krvi bol kontinuálne registrovaný pomocou prístroja Portapres (FMS) počas 2–5 minút v pokoji za štandardných podmienok. U každého dieťaťa bol analyzovaný stacionárny segment záznamu obsahujúci štandardne 250 tep po tepu (beat-to-beat) hodnôt tlaku krvi. U 35 detí bola spektrálnou analýzou zisťovaná variabilita pulzových intervalov odrážajúca variabilitu frekvencie srdca (celkový spektrálny výkon a výkony vo vysokofrekvenčnej – HF a nízkofrekvenčnej – LF oblasti).

Výsledky: Korelačnou analýzou testami (Pearsonov, resp. Spearmanov korelačný koeficient) boli zistené pozitívne korelácie medzi gestačným, postkoncepčným vekom, pôrodnou a aktuálnou hmotnosťou a priemernou dĺžkou pulzového intervalu (IBI), celkovým spektrálnym výkonom variability pulzových intervalov (total power), ako aj spektrálnymi výkonmi v LF a HF pásme, a priemernou hodnotou diastolického i stredného tlaku krvi. Signifikantná negatívna korelácia bola medzi uvedenými anamnestickými parametrami a priemernou frekvenciou srdca a frekvenciou dýchania.

Záver: U nedonosených novorodencov s vyšším gestačným a postkoncepčným vekom, pôrodnou a aktuálnou hmotnosťou sme zaznamenali vyšší celkový spektrálny výkon variability frekvencie srdca, nižšiu priemernú frekvenciu srdca a vyšší stredný a diastolický tlak krvi. Tieto zmeny a zistené závislosti poukazujú na zvyšujúci sa vplyv baroreflexov a postupné dozrievanie regulácie kardiovaskulárneho systému autonómnym nervovým systémom nedonosených novorodencov.

Klíčová slova:

nedonosený novorodenec – variabilita frekvencie srdca – tlak krvi – volume-clamp metóda – baroreflex

Úvod

Včasné postnatálne obdobie je mimoriadne dynamickým štádiom, v ktorom sa systémy tela prispôsobujú zmeneným podmienkam a požiadavkám v extra-uterinnom prostredí. Poznatky o funkčnej adaptácii kardiovaskulárneho systému, o stave a vývoji systémového tlaku krvi (TK), frekvencii srdca (FS) a jej variabilite (VFS) môžu pomôcť lepšie spoznať kardiovaskulárny systém v prvých týždňoch života detí, a to aj detí, ktoré sa narodili nedonosené, a tým získať dôležité poznatky i pre klinickú prax.

U novorodencov býva VFS nižšia a aktivita vo vysokofrekvenčnej (HF) oblasti ovplyvňovanej parasympatikom a dýchaním sa výraznejšie objavuje až na 5. postnatálny deň [1]. U nedonosených novorodencov je parasympatikový tonus ešte nižší, čo má svoj odraz vo vyššej frekvencii srdca a redukovanej spektrálnej aktivite v HF oblasti VFS [2, 3].

Práce, v ktorých autori študovali vzťah medzi pôrodnou hmotnosťou, resp. gestačným vekom a hodnotami krvného tlaku ukázali, že nedonosení novorodenci majú vo včasnom postnatálnom období nižšie hodnoty krvného tlaku oproti zrelým, donoseným novorodencom a bola zistená aj priama závislosť hodnôt krvného tlaku od pôrodnej hmotnosti (napríklad [4, 5] a iní).

Vzťah medzi gestačným vekom, pôrodnou hmotnosťou a uvedenými kardiovaskulárnymi parametrami u nedonosených novorodencov je výrazný hlavne v prvých postnatálnych týždňoch. V 38.–42. postkoncepčnom týždni by mali rozdiely medzi nedonosenými a donosenými novorodencami vymiznúť [6, 7]. Preto sme pre štúdium závislostí uvedených kardiovaskulárnych parametrov a anamnestických údajov zvolili nedonosené deti v postkoncepčnom veku okolo 35. týždňa.

Hlavným cieľom práce bolo zistiť a prezentovať vzťah medzi kardiovaskulárnymi parametrami (variabilita frekvencie srdca, jej zložiek charakterizujúcich chronotropnú reguláciu srdca, priemerná frekvencia srdca a tlak krvi) a parametrami odrážajúcimi stav intrauterinného vývoja (gestačný vek a pôrodná hmotnosť), ako aj vplyv včasného postnatálneho vývoja (aktuálna hmotnosť a postkoncepčný vek) v heterogénnej skupine detí, ktoré sa narodili predčasne a mali dostatočne dlhý postnatálny vek na stabilizáciu ich stavu.

METODIKA

Hodnotenie spontánnej pokojovej krátkodobej (short-term) VFS analýzou trvania RR intervalov alebo pulzových (interbeat) intervalov (IBI) z tlakovej krivky si vyžaduje získať ich dostatočný počet u každého dieťaťa. Tieto hodnoty sa dajú získať z pokojového stacionárneho záznamu EKG, prípadne z dostatočne dlhého kontinuálneho záznamu tlaku krvi. V takomto prípade môžeme vypočítať u každého dieťaťa nielen VFS, ale aj hodnoty priemerného systolického, diastolického a stredného tlaku. Tieto hodnoty môžeme použiť napríklad na hodnotenie zmien tlaku krvi, frekvencie srdca a VFS v závislosti od gestačného a postkoncepčného veku, pôrodnej a aktuálnej hmotnosti.

SÚBOR PACIENTOV

Celkovo bolo vyšetrených 43 detí, ktoré sa narodili predčasne v 26.–37. gestačnom týždni, s pôrodnou hmotnosťou 650–2700 g, z toho bolo 19 chlapcov a 24 dievčat. V čase vyšetrovania mali deti postkoncepčný vek v rozsahu 31,7–38,4 týždňa a aktuálnu hmotnosť (v deň merania) 1260–2700 g. Postnatálny vek bol v rozsahu 4–39 dní. Uvedený veľký rozptyl post-natálneho veku bol primárne daný rozptylom gestačného veku, pretože všetky deti, a tak aj deti s nižšími gestačnými vekmi, boli vyšetrené až po stabilizácii ich vitálnych funkcií, čo si u nich vyžadovalo dlhší čas (dlhšie postnatálne veky).

Kritéria zaradenia novorodenca do súboru: Nedonosený novorodenec s postnatálnym vekom ≥ 4 dni, s obvodom zápästia 45–75 mm, bez príznakov respiračných a kardiovaskulárnych porúch, ako aj bez medikamentóznej liečby, ktorá by mohla ovplyvňovať dané systémy. Do štúdie neboli zaradení novorodenci s prítomným otvoreným artériovým duktom, kongenitálnou alebo chromozomálnou chybou, novorodenci s potrebou fototerapie či analgosedácie.

Do súboru boli zaradené len deti, ktoré boli počas vyšetrovania pokojné. Motorický nepokoj dieťaťa patril k vylučujúcim kritériám.

Štúdia bola schválená Etickou komisiou JLF UK v Martine a do súboru boli zahrnutí len tí novorodenci, ktorých zákonný zástupca poskytol písomný informovaný súhlas s účasťou dieťaťa v štúdii.

ŠTANDARDIZÁCIA PODMIENOK MERANIA

Vyšetrenie detí a zber dát sme realizovali v čase medzi 8:00–15:00 hod., 1–2 hodiny po nakŕmení. Dodržané boli štandardné podmienky merania uvedené Kantorom [8]: prostredie s minimom rušivých vplyvov – obmedzenie svetelných a zvukových podnetov, konštantné termoneutrálne prostredie, v inkubátore, resp. na termolôžku. Počas registrácie bolo dieťa v supinačnej polohe.

Prístrojové vybavenie

Tlak krvi sme zaznamenávali neinvazívne a kontinuálne prístrojom Portapres (FMS, Holandsko); obr. 1, 2. Záznamy okamžitých (od úderu k úderu – beat-to-beat) hodnôt krvného tlaku a frekvencie pulzu/srdca boli ukladané do pamäti prístroja, prenášané do počítača a spracované originálnym softvérom (BeatScope 1.1a, PRVBRS) a štatistickými softvérmi.

Súčasti Portapresu (FMS).<br>
Fig.1. Components of the Portapres device (FMS). — Obr. 1. Súčasti Portapresu (FMS).
Fig.1. Components of the Portapres device (FMS).

Monitorovanie záznamu (FMS). Použitý obrázok je z manuálu Portapresu – z monitorovania
dospelého človeka.<br>
Fig. 2. Portapres, the monitoring and control screen. The image used is from the Portapres
User´s Guide – from monitoring of an adult. — Obr. 2. Monitorovanie záznamu (FMS). Použitý obrázok je z manuálu Portapresu – z monitorovania dospelého človeka.
Fig. 2. Portapres, the monitoring and control screen. The image used is from the Portapres User´s Guide – from monitoring of an adult.

Postup merania

Registrácii tlaku krvi predchádzal výber originálnej manžetky Portapresu s príslušnou veľkosťou (S, M, L) podľa odmeraného obvodu zápästia novorodenca. Po jej umiestnení na zápästie pravej ruky, ktorá bola podložená a udržiavaná na úrovni srdca, bolo dieťa ponechané v pokoji minimálne 5 minút. Nás-ledne sme v priebehu 2–5 minút snímali v kontinuálnom zázname pokojové beat-to-beat hodnoty TK. Pri každom meraní sme do protokolu zaznamenávali správanie dieťaťa, frekvenciu dýchania a aktuálnu saturáciu krvi kyslíkom monitorovanú pulzným oxymetrom (typ Nellcor Oximax M560). Priemerná hodnota saturácie kyslíkom v celej skupine bola 97,0 % a bola v rozmedzí 93–100 %. Frekvenciu dýchania počítal jeden pracovník vizuálne sledovaním pohybov hrudníčka a bruška v 30-sekundových intervaloch odmeraných stopkami.

Každé dieťa bolo napojené aj na monitor Carescape V100 Dinamap, z ktorého boli získané štyri intermitentné hodnoty systémového tlaku krvi. Dve hodnoty tlaku krvi týmto monitorom boli získané pred registráciou Portapresom, dve hodnoty po registrácii. Z nich sa urobil priemer pre dieťa. Pri získavaní stacionárnych hodnôt tlaku krvi Portapresom bolo meranie monitorom vypnuté. Porovnali sme hodnoty systolického, diastolického a stredného tlaku krvi a frekvencie srdca získané Portapresom, pričom každá hodnota bola priemerom z 250 úderov srdca a hodnoty tlaku krvi boli získané intermitentným meraním ako priemer z uvedených 4 meraní monitorom.

V celej skupine sme u každého dieťaťa vyhodnotili štandardne tlak krvi a frekvenciu srdca z 250 pokojových hodnôt.

**Tab. 2. Hodnoty tlaku krvi a frekvencie srdca získané intermitentným meraním.**

Príklad záznamu u nedonoseného dieťaťa. Pre vyhodnocovanie bol vybratý kontinuálny stacionárny úsek záznamu obsahujúci
250 systol z registrácie v čase medzi 11:00–11:08 hod. V hornej časti obrázka je záznam tlaku krvi, v dolnej časti horná
krivka zodpovedá okamžitej frekvencii srdca, dolná krivka zobrazuje zmeny systolického tlaku krvi (škála 0–200 mmHg). I na tomto
zázname možno vidieť, najmä v prvej časti, zrkadlový obraz zmien frekvencie srdca a systolického tlaku krvi v dôsledku funkcie
baroreflexov.<br>
Fig. 3. Example of a record in a premature infant. A continuous stationary section of the record containing 250 systoles from the
registration between 11:00–11:08 hrs was selected for evaluation. In the upper part of the record there is a curve of blood pressure,
in the lower part the upper curve corresponds to the instantaneous heart rate, the lower curve shows the systolic blood pressure
(scale 0–200 mmHg). Even in this record, it can be seen, especially in the first part, a mirror image of changes in heart rate and
systolic blood pressure due to the baroreflexes. — Obr. 3. Príklad záznamu u nedonoseného dieťaťa. Pre vyhodnocovanie bol vybratý kontinuálny stacionárny úsek záznamu obsahujúci 250 systol z registrácie v čase medzi 11:00–11:08 hod. V hornej časti obrázka je záznam tlaku krvi, v dolnej časti horná krivka zodpovedá okamžitej frekvencii srdca, dolná krivka zobrazuje zmeny systolického tlaku krvi (škála 0–200 mmHg). I na tomto zázname možno vidieť, najmä v prvej časti, zrkadlový obraz zmien frekvencie srdca a systolického tlaku krvi v dôsledku funkcie baroreflexov.
Fig. 3. Example of a record in a premature infant. A continuous stationary section of the record containing 250 systoles from the registration between 11:00–11:08 hrs was selected for evaluation. In the upper part of the record there is a curve of blood pressure, in the lower part the upper curve corresponds to the instantaneous heart rate, the lower curve shows the systolic blood pressure (scale 0–200 mmHg). Even in this record, it can be seen, especially in the first part, a mirror image of changes in heart rate and systolic blood pressure due to the baroreflexes.

Z nich sme u 35 detí s neprerušeným kontinuálnym záznamom 250 hodnôt zároveň vyhodnotili variabilitu IBI (zodpovedajúcu variabilite frekvencie srdca). U 8 detí došlo počas merania k výraznejšiemu pohybu, takže záznam bol prerušený a pokračoval po upokojení probanda. Pretože záznam bol diskontinuálny, nebol použitý na hodnotenie VFS, ale len na získanie priemernej hodnoty tlaku krvi. Priemerné charakteristiky súborov a hodnoty namerané Portapresom sú v tabuľke 1, hodnoty namerané oscilometricky sú v tabuľke 2.

Nenašli sme žiadne signifikantné rozdiely medzi obomi spôsobmi stanovenia tlaku krvi. Svedčí o tom aj Pearsonov korelačný koeficient: pre systolický tlak krvi R = 0,942, pre diastolický TK R = 0,968, pre stredný TK R = 0,970 a pre frekvenciu srdca R = 0,875. Všetky tieto korelácie mali p < 0,0001.

Spracovanie záznamov tlaku krvi

Z každého záznamu bola vybratá stacionárna časť záznamu obsahujúca 250 kontinuálnych beat-to-beat hodnôt tlaku krvi (TK), ako aj pulzového intervalu (IBI) a jeho prevrátenej hodnoty – frekvencie srdca (FS); obr. 3. Hodnota systolického, diastolického a stredného TK, ako aj IBI a FS u každého dieťaťa tak zodpovedá priemernej hodnote z 250 hodnôt. Variabilita frekvencie srdca bola vypočítavaná spektrálnou analýzou (FFT) originálnym programom (PRVBRS, FMS) s vyhodnocovaním celkového spektrálneho výkonu (total power) a výkonov v nízkofrekvenčnej (LF), ako aj vysokofrekvenčnej (HF) oblasti spektra. Spektrálny výkon LF pásma bol hodnotený v rozmedzí 0,04–0,15 Hz. Tento výkon sa pripisuje baroreflexu a je ovplyvňovaný aktivitou parasympatiku (PS) i sympatiku (S). Vysokofrekvenčné pásmo bolo hodnotené v rozmedzí 0,4–1,5 Hz vzhľadom k vyššej dychovej frekvencii novorodencov. Spektrálny výkon v HF pásme je determinovaný dýchaním, najmä beat-to-beat zmenami trvania srdcového cyklu sprostredkovanými rýchlou chronotropnou reguláciou parasympatikom (respiračná sínusová arytmia).

Štatistické vyhodnotenie

Na štatistickú analýzu sme použili program SYSTAT 13. Na rozhodnutie, či majú hodnotené súbory dát normálne – Gaussovo – rozloženie sme použili Shapiro-Wilkov test normality. Na zistenie vzájomného vzťahu charakteristík kardiovaskulárneho systému a frekvencie dýchania v závislosti od uvedených parametrov sme použili na základe normality rozloženia korelačnú analýzu Spearmanovým (r_s) a Pearsonovým (R) korelačným koeficientom. Pearsonov korelačný test bol použitý na parametre s Gaussovou distribúciou, Spearmanov korelačný test na parametre bez Gaussovej distribúcie.

Za štatisticky významné sme v rámci všetkých použitých testov považovali hodnoty hladiny významnosti p < 0,05. Výsledky uvádzame v grafoch znázorňujúcich korelačné vzťahy a číselne ako aritmetický priemer so štandardnou odchylkou (SD) s uvedením výsledných hodnôt štatistického hodnotenia.

VÝSLEDKY

Korelačnou analýzou (hodnotením Pearsonovho, resp. Spearmanovho korelačného koeficientu) sme zistili signifikantne pozitívne korelácie medzi gestačným, postkoncepčným vekom, pôrodnou a aktuálnou hmotnosťou a pulzovým intervalom (IBI), celkovým spektrálnym výkonom pulzových intervalov (total power – TP), spektrálnymi výkonmi vo vysokofrekvenčnom (P HF) a nízkofrekvenčnom (P LF) pásme variability IBI, ako aj s tlakom diastolickým, stredným a negatívny vzťah s frekvenciou srdca.

Systolický tlak vykazoval tiež pozitívny trend vzťahu k uvedeným parametrom, ale pre veľký rozptyl hodnôt nedosiahol štatistickú významnosť. Hodnoty korelačných koeficientov a ich štatistická významnosť sú uvedené v jednotlivých grafoch: závislosť od gestačného veku (obr. 4), závislosť od postkoncepčného veku (obr. 5), závislosť od pôrodnej hmotnosti (obr. 6), závislosť od aktuálnej hmotnosti v čase merania (obr. 7).

Korelačné vzťahy medzi gestačným vekom (G.v.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom IBI (TP; s2),
spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2) a TK syst., TK diast., TK str. (mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením Spearmanovho
korelačného koeficienta (rs) a štatistickej významnosti (p).<br>
Fig. 4. Correlations between gestational age (G.v.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF
IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute with
Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p). — Obr. 4. Korelačné vzťahy medzi gestačným vekom (G.v.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2) a TK syst., TK diast., TK str. (mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením Spearmanovho korelačného koeficienta (rs) a štatistickej významnosti (p).
Fig. 4. Correlations between gestational age (G.v.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute with Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p).

Korelačné vzťahy medzi postkoncepčným vekom (Pk. v.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom
IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2) a TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min) s uvedením
Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficientu (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).<br>
Fig. 5. Correlations between postconceptional age (Pk. v.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power
(P) HF IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute
with Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p). — Obr. 5. Korelačné vzťahy medzi postkoncepčným vekom (Pk. v.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2) a TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min) s uvedením Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficientu (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).
Fig. 5. Correlations between postconceptional age (Pk. v.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute with Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p).

Korelačné vzťahy medzi pôrodnou hmotnosťou (P. hm.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom
IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2), TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením
Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficienta (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).<br>
Fig. 6. Correlations between birth weight (P. hm.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF
IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute with
Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p). — Obr. 6. Korelačné vzťahy medzi pôrodnou hmotnosťou (P. hm.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2), TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficienta (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).
Fig. 6. Correlations between birth weight (P. hm.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute with Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p).

Korelačné vzťahy medzi aktuálnou hmotosťou (Akt. hm.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom
IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2), TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením
Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficienta (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).<br>
Fig. 7. Correlations between actual weight (Akt.hm.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF
IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute, with
Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p). — Obr. 7. Korelačné vzťahy medzi aktuálnou hmotosťou (Akt. hm.) a pulzovým intervalom (IBI; s), celkovým spektrálnym výkonom IBI (TP; s2), spektrálnym výkonom (P) HF IBI a LF IBI (s2), TK syst., TK diast., TK str. (v mmHg), frekvenciou srdca (FS/min), s uvedením Pearsonovho (R) a Spearmanovho korelačného koeficienta (rs), ako aj štatistickej významnosti (p).
Fig. 7. Correlations between actual weight (Akt.hm.) and pulse interval (IBI; s), total spectral power IBI (TP; s2), spectral power (P) HF IBI and LF IBI (s2) and blood pressure systolic (TK syst.), diastolic (TK diast.), mean (TK str.) in mmHg, heart rate (FS) per minute, with Pearson (R) and Spearman correlation coefficients (rs) and statistical significance (p).

Závislosť frekvencie dýchania

So všetkými parametrami (gestačný, postkoncepčný vek, pôrodná a aktuálna hmotnosť) štatisticky významne negatívne korelovala frekvencia dýchania (FD). Korelovala s gestačným vekom r_s = - 0,467; p = 0,002, postkoncepčným vekom r_s = - 0,484; p = 0,001, pôrodnou hmotnosťou r_s = - 0,525; p < 0,001, ako aj s aktuálnou hmotnosťou r_s = - 0,576; p < 0,001.

Diskusia

Nedonosení novorodenci predstavujú špecifickú skupinu jedincov, ktorí sa navzájom odlišujú nielen svojou veľkosťou, hmotnosťou, ale aj rôznym stupňom maturácie svojich systémov. Miera zrelosti determinuje ich prežívanie, chorobnosť, ako i celkovú prognózu a niektoré zdravotné hendikepy ich môžu sprevádzať aj do dospelosti. Príkladom môže byť väčší výskyt vyššieho systolického tlaku a hypertenzie v dospelosti u tých subjektov, ktorí sa narodili nedonosení, alebo s nízkou pôrodnou hmotnosťou. Ako ukázali Law a Shiell [9] vo svojej precízne pripravenej metaanalýze (okolo 66 tisíc subjektov) a De Jong et al. [10] metaanalýzou 10 štúdií (vyše 1300 nedonosených a viac ako 1700 donosených detí), deti, ktoré sa narodili ako nedonosené, resp. s nízkou pôrodnou hmotnosťou mali v adolescentnom a dospelom veku vyšší systolický tlak krvi o 2,5 mmHg (priemer všetkých štúdií), resp. o 3,8 mmHg (vo vybraných tzv. „top štúdiách“). Aj keď sa zdá, že ide o nevýznamný rozdiel, poukazuje to na riziko ľahšieho rozvoja hypertenzie. Podobnú inverznú závislosť medzi pôrodnou hmotnosťou a výškou tlaku krvi v dospelosti našli Huxley et al. [11] vo svojej metaanalýze prác s celkovo 444 tisíc subjektami, a to aj medzi tlakom krvi a obvodom hlavy po narodení (rozdiel 0,5 mmHg/cm). Tieto nálezy umocňujú Moore et al. [12] konštatovaním, že rozdiel výšky tlaku krvi u dospelých ľudí v anamnéze s nízkou a normálnou pôrodnou hmotnosťou sa zväčšuje vekom v dospelosti.

V súčasnosti sa tak logicky kladie dôraz na včasné podchytenie rizikových jedincov už v najranejšom veku, prípadne už vo včasnom novorodeneckom období. Z tohto dôvodu je nevyhnutné sledovanie a vyhodnocovanie krvného tlaku a ďalších charakteristík nielen pre zisťovanie aktuálneho stavu, prípadne efektov a účinkov liečby, napríklad fototerapie [13, 14], ale aj pre prognózu jeho ďalšieho vývoja.

Nové možnosti štúdia vývoja regulácie kardiovaskulárneho systému nedonosených novorodencov prinieslo kontinuálne neinvazívne snímanie tlaku krvi volume-clamp metódou [15], ktorá bola pôvodne určená pre dospelých ľudí. Viaceré štúdie [16, 17] potvrdili, že nielen u dospelých ľudí, ale aj u novorodencov možno modifikovane, nasadením manžetky na zápästie dieťaťa namiesto na prst dospelého, aplikovať túto metódu a získať tak neinvazívnym spôsobom hodnoty TK pre každý úder srdca (beat-to-beat) s možnosťou hodnotenia spontán-nej krátkodobej variability tlaku krvi a frekvencie srdca, reaktibility, ako aj baroreflexnej senzitivity. Relevantnosť a validita takto modifikovanej metódy bola overená a dokázaná porovnávaním s oscilometrickou metódou [18, 19], ako aj s invazívnou metódou spojenou s katetrizáciou [16]. Ukázalo sa, že neexistujú výrazné rozdiely vo výsledkoch medzi týmito metódami a každá z metód pri jej správnej aplikácii vykazuje relevantné hodnoty arteriálneho tlaku. Podobne v tejto našej práci, hoci s menším počtom probandov, sme pri porovnávaní pokojových hodnôt tlaku krvi nenašli signifikantné rozdiely medzi použitou Peňázovou [15] kontinuálnou a oscilometrickou metódou.

Variabilita frekvencie srdca vo vzťahu k vekom a hmotnostiam nedonosených novorodencov

Hodnotením variability frekvencie srdca (VFS) zistili Aarima a Oja [1] u donosených novorodencov, že po narodení je výrazná prevaha sympatikovej aktivity. Túto prevahu posudzovali podľa spektrálneho výkonu v LF pásme. Až na 5. deň sa v ich sledovaniach novorodencov objavila signifikantná aktivita v parasympatikovom HF pásme. U nedonosených novorodencov sa táto parasympatiková aktivita objavovala ešte neskôr. Zvyšovanie celkovej VFS sa aj podľa Curzi-Dascalovej et al. a Longina et al. [20, 2] deje u novorodencov hlavne na úkor zvyšovania aktivity v HF pásme v dôsledku dozrievania autonómneho nervového systému.

V našej práci sme zistili signifikantné závislosti hodnôt celkového spektrálneho výkonu a výkonu v HF pásme od gestačných a postkoncepčných vekov, ako aj od pôrodných a aktuálnych hmotností a potvrdili nárast VFS a parasympatikovej modulácie srdcovej frekvencie. Zistili sme však, že u nedonosených novorodencov sa VFS zväčšuje nielen zvyšovaním aktivity v HF pásme, ale výrazne, a dokonca ešte prudšie (ako to vidieť na prezentovaných grafoch) sa zvyšuje spektrálny výkon v LF pásme.

Výrazné zvyšovanie aktivity v LF pásme si vysvetľujeme hlavne zvyšovaním baroreflexnej senzitivity (BRS) a fyziologického významu baroreflexov. Pri zvyšovaní celkovej VFS však môžu hrať úlohu aj iné faktory spojené s postupujúcim rastom a vývojom nedonoseného novorodenca. Určite pôjde o kombináciu viacerých faktorov. Úlohu tu môže mať nielen dozrievanie ANS, ale aj zmeny dychového vzoru so zmenami venózneho návratu, zvýraznenie respiračnej sínusovej arytmie, funkčné a morfologické zmeny srdca, prípadne iné faktory a mechanizmy.

V našej práci sme potvrdili aj významný negatívny vzťah priemernej frekvencie srdca so zvyšujúcim sa gestačným a postkoncepčným vekom, pôrodnou a aktuálnou hmotnosťou. Znižovanie frekvencie srdca s vekmi a hmotnosťami môže byť výsledkom postupne sa zvyšujúceho parasympatikového tonusu, a to centrálneho, i v súvislosti s postupným zvyšovaním baroreflexnej senzitivity po narodení [21–23].

Krvný tlak vo vzťahu k vekom a hmotnostiam

V tejto práci sme neinvazívnou kontinuálnou registráciou tlaku krvi detí v priemernom postkoncepčnom veku 34,6 týždňa, ktoré sa narodili nedonosené, potvrdili pozitívne korelácie medzi gestačným a postkoncepčným vekom, pôrodnou i aktuálnou hmotnosťou a diastolickým a stredným tlakom krvi. Pre väčší rozptyl hodnôt systolický tlak krvi nevykazoval signifikantné závislosti s uvedenými parametrami. Frekvencia srdca, ale aj dýchania vykazovali negatívne signifikantné korelácie.

Je známe, že nedonosení novorodenci v závislosti od gestačného veku majú vo včasnom postnatálnom období nižšie hodnoty krvného tlaku oproti donoseným novorodencom. U novorodencov bola zistená aj priama závislosť hodnôt krvného tlaku od pôrodnej hmotnosti, čím bola nižšia pôrodná hmotnosť novorodenca, tým bol nižší aj jeho krvný tlak (z novších prác napr. Keijzer-Veen et al. [24], Lazdam et al. [25], Metz et al. [5] a iní). Tieto rozdiely závisia na stupni prestavby cirkulácie, postupnom dozrievaní centier, dráh i efektorov determinujúcich krvný tlak a kompletných regulačných systémov, vrátane humorálnej regulácie ciev.

Pri zvyšovaní (najmä diastolického) tlaku môže hrať rozhodujúcu úlohu zvyšovanie vazomotorického sympatikového tonusu. Tento vplyv sme nemerali, ale na jeho prítomnosť môže poukazovať negácia tzv. run-off efektu. Tento efekt hovorí, že čím je dlhšie trvanie srdcového cyklu a tým aj diastoly, tým sa dosiahne nižšia hodnota diastolického tlaku krvi [26]. Tento efekt by znamenal, že pokles frekvencie srdca postupujúcou maturáciou by mal byť sprevádzaný poklesom diastolického tlaku krvi. V skutočnosti sa pozoruje opačný vzťah diastolického tlaku a frekvencie srdca. Frekvencia srdca síce klesá, ale diastolický tlak sa zvyšuje. Svedčí to o znižovaní rýchlosti poklesu tlaku krvi v priebehu diastoly, čo môže byť sprievodným javom postupného nárastu odporu systémovej cirkulácie.

Northern Neonatal Nursing Initiative [6] v prospektívnej štúdii dospela k záveru, že systolický krvný tlak stúpa so zvyšujúcim sa gestačným a postnatálnym vekom a stabilizuje sa bez ohľadu na gestačný vek v postkoncepčnom veku 42–44 týždňov. Podobný poznatok získali Lurbe et al. [7]. Títo autori študovali krvný tlak od narodenia do prvého roku života u novorodencov s rôznou pôrodnou hmotnosťou. Zistili, že novorodenci s pôrodnou hmotnosťou nižšou ako 2500 g mali pri narodení výrazne nižší systolický aj diastolický tlak krvi v porovnaní s novorodencami s vyššou pôrodnou hmotnosťou. Po presiahnutí postkoncepčného veku 42–44 týždňov už všetky deti mali podobné hodnoty tlaku bez ohľadu na ich pôrodnú hmotnosť. V analýze pomocou viacnásobnej regresie uvedenými autormi bola pôrodná hmotnosť pozitívnym nezávislým determinantom systolického tlaku krvi pri narodení a inverzným nezávislým determinantom prírastku tlaku počas prvého postnatálneho mesiaca a na konci prvého roka. To znamená, že čím bola nižšia pôrodná hmotnosť, tým bol väčší prírastok tlaku krvi v postnatálnom živote.

Podobný efekt je známy zo sledovaní na zvieratách. Už v roku 1968 priekopník fetálnej a neonatálnej fyziológie prof. Dawes vo svojej monografii [27] uviedol, že čím sú mláďatá vo fylogenetickom vývoji menej zrelé, tým viac a rýchlejšie sa im zvyšuje krvný tlak vo včasnom postnatálnom období. Zdá sa teda, že tento poznatok platí aj v ontogenetickom vývoji.

Naše sledovania sme robili v skupine detí priemerného postkoncepčného veku 35 týždňov. V tejto skupine, ktorá bola mladšia ako v literature uvedených 42–45 týždňov, bolo teda ešte možné dokázať vplyv uvedených anamnestických faktorov na tlak krvi a frekvenciu srdca.

ZÁVERY

Vyhodnotenie variability frekvencie srdca ukázalo, že u novorodencov s vyšším gestačným a postkoncepčným vekom, pôrodnou a aktuálnou hmotnosťou je vyšší celkový spektrálny výkon variability frekvencie srdca nielen ako dôsledok zvyšovania spektrálneho výkonu vo vysokofrekvenčnej HF oblasti determinovanej hlavne parasympatikom, ale aj v nízkofrekvenčnej LF oblasti, ktorá predstavuje najmä baroreflexnú aktivitu. Zároveň je s týmito zmenami spojený aj pokles frekvencie srdca a vzostup tlaku krvi, najmä diastolického. Zistené závislosti poukazujú na zvyšujúci sa vplyv baroreflexov a dozrievanie ďalších okruhov pri regulácii kardiovaskulárneho systému autonómnym nervovým systémom.

Poďakovanie: Táto práca bola podporená grantom VEGA 1/0199/19.

Došlo: 26. 2. 2021

Přijato: 23. 4. 2021

Korešpondujúci autor:

Prof. MUDr. Kamil Javorka, DrSc.

Ústav fyziológie, Univerzita Komenského v Bratislave

Jesseniova lekárska fakulta Martin

Malá Hora 4C

036 01 Martin

Slovenská republika

e-mail: kamil.javorka@uniba.sk

Zdroje

Aarima T, Oja R. Transcutaneous pO₂, pCO₂ and heart rate patterns during normal postnatal adaptation and respiratory distress. Early Hum Devm 1988; 16: 3–11.
Longin E, Gerstner T, Schaible T, et al. Maturation of the autonomic nervous system: differences in heart rate variability in premature vs. term infants. J Perinat Med 2006; 34 (4): 303–308.
Javorka K, Javorka M, Tonhajzerova I, et al. Determinants of heart rate in newborns. Acta Med Mart 2011; 11 (2): 7–16.
Javorka K, Zavarská Ľ. Tlak krvi u hypotrofických a nedonosených novorodencov. Čes-slov Pediat 1983; 38 (7): 430–434.
Metz TD, Lynch AM, Wolfe P, et al. Effect of small for gestational age on hemodynamic parameters in the neonatal period. J Matern Fetal Neonatal Med 2012; 8 (7): 1979–1986.
Northern Neonatal Nursing Initiative (Tin W, et al). Systolic blood pressure in babies of less than 32 weeks gestation in the first year of life. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 1999; 80: F38–F42.
Lurbe E, Garcia-Vicent C, Torro I, et al. First-year blood pressure increase steepest in low birthweight newborns. J Hypertens 2007; 25 (1): 81–86.
Kantor L. Variabilita srdeční frekvence u zdravých novorozenců: Fyziologické hodnoty a vývoj během prvních tří dnů života. Dizertačná práca. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2003.
Law CM, Shiell AW. Is blood pressure inversely related to birth weight? The strength of evidence from a systemic review of the literature. J Hypertens 1996; 14 (8): 935–941.
De Jong F, Monuteaux MC, van Elburg RM, et al. Systemic review and meta-analysis of preterm birth and later systolic blood pressure. Hypertension 2012; 59: 226–234.
Huxley RR, Shiell AW, Law CM. The role of size at birth and postnatal catch-up growth in determining systolic blood pressure: a systematic review of the literature. J Hypertens 2000; 18: 815–831.
Moore VM, Cockington RA, Ryan P, et al. The relationship between birth weight and blood pressure amplifies from childhood to adulthood. J Hypertens 1999; 17: 883–888.
Kozár M, Javorka K, Maťašová K, et al. Meranie kardiovaskulárnych parametrov u novorodencov – význam a aktuálne poznatky. Čes-slov Pediat 2016; 71 (4): 229–235.
Nandrážiová L, Javorka K, Czippelová B, et al. Zmeny tlaku krvi a niektorých ďalších parametrov počas fototerapie donosených novorodencov. Čes-slov Pediat 2019; 74 (8): 449–457.
Peňáz J. Photoelectric measurement of blood pressure, volume and flow in the finger. Dresden: Digest 10th Int Conf Med Biol Engng 1973; 2: 104.
Andriessen P, Schoffelen RLM, Berendsen RCM, et al. Noninvasive assessment of blood pressure variability in preterm infants. Pediatr Res 2004; 55 (2): 220–223.
Yiallourou SR, Walker AM, Horne RSC. Validation of a new noninvasive method to measure blood pressure and assess baroreflex sensitivity in preterm infants during sleep. Sleep 2006; 29 (8): 1083–1088.
Jagomägi K, Talts J, Raamat R, et al. Continuous non-invasive measurement of mean blood pressure in fingers by volume--clamp and differential oscillometric method. Clin Physiol 1996; 16 (5): 551–560.
Lemson J, Hofhuizen CM, Schraa O, et al. The reliability of continuous noninvasive finger blood pressure measurement in critically ill children. Anesth Analg 2009; 108: 814–821.
Curzi-Dascalova L, Christova E, Peirano P, et al. Relationship between respiratory pauses and heart rate during sleep in normal premature and full term newborns. J Developm Physiol 1989; 11: 323–330.
Drouin E, Gournaz V, Calamel J, et al. Assesment of spontaneous baroreflex sensitivity in neonates. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 1997; 76: F108–F112.
Fyfe KL, Yiallourou SR, Wong FY, et al. Gestational age at birth affects maturation of baroreflex control. J Pediat 2015; 166 (3): 559–565.
Haskova K, Javorka M, Czippelova B, et al. Baroreflex sensitivity in premature infants – relation to the parameters characterizing intrauterine and postnatal condition. Physiol Res 2017 (Suppl 2): S257–S264.
Keijzer-Veen MD, Dülger A, Dekker FW, et al. Very preterm birth is a risk factor for increased systolic blood pressure at a young adult age. Pediatr Nephrol 2010; 25: 509–516.
Lazdam M, de la Horra A, Pitcher A, et al. Elevated blood pressure in offspring born premature to hypertensive pregnancy. Is endothelial dysfunction the underlying vascular mechanism? Hypertension 2010; 56: 159–165.
Javorka M, Krohova J, Czippelova B, et al. Basic cardiovascular variability signals: mutual directed interactions explored in the information domain. Physiol Meas 2017; 38 (5): 877–894.
Dawes GS. Foetal and Neonatal Physiology. Chicago: Year Book Med Publ, 1968: 1–247.