Fysiologiska mekanismer & myokardischemi under arbetsprov

Fysiologiska mekanismer: från normalreaktion till ischemi

Fysisk aktivitet leder till ökat syrebehov i kroppens muskler, inklusive hjärtmuskeln. Syrebehovet stiger parallellt med aktivitetens intensitet. När den fysiska aktiviteten startar reagerar det autonoma nervsystemet omedelbart genom att nedreglera parasympatisk aktivitet och uppreglera sympatisk aktivitet. Detta har en lång rad effekter som sammanfattas nedan. Det är viktigt att känna till denna fysiologin eftersom flera av mekanismerna ingår som parametrar i det kliniska arbetsprovet.

I hjärtat finns rikligt med parasympatiska fibrer i sinusknutan och AV-noden. Parasympatisk aktivitet leder till minskad impulsfrekvens i sinusknutan och långsammare överledning genom AV-noden. Bortfall av parasympatisk aktivitet innebär att sinusknutan ökar impulsfrekvensen och överledningen genom AV-noden går fortare.

Sympatikus innerverar hela hjärtat, särskilt kammarmuskulaturen. Ökad sympatisk aktivitet har positiv kronotrop, positiv batmotrop och positiv inotrop effekt på hjärtat. Positiv kronotrop effekt innebär att sinusknutans frekvens ökar. Positiv batmotrop effekt innebär att impulsöverledning genom hjärtmuskeln blir snabbare. Positiv inotrop effekt innebär att kontraktiliteten ökar (kontraktionerna blir kraftigare).

Hjärtats pre-load ökar, vilket beror på att det venösa återflödet till hjärtat ökar. Mekanismerna bakom det ökade venösa återflödet är som följer: (1) sympatikusaktivitet leder till vasokonstriktion i venerna; (2) under ansträngningen ökar andningsdjupet och djupa andetag leder att trycket i thorax minskar (eftersom thoraxvolymen ökar). Det minskade trycket i thorax fungerar som en passiv sug som påskyndar venflödet tillbaka till hjärtat; (3) muskelvenpumpen aktiveras, vilket innebär att kontraktionerna i arbetande muskler trycker på venerna (både inuti och omkring muskeln) och därmed underlättar transport av venblod till hjärtat.

Ökad pre-load innebär att vänster kammare fylls med mer blod. Vänster kammares slagvolym ökar eftersom (1) ökad pre-load tänjer ut myokardiet som svarar med kraftigare kontraktilitet (Frank-Starling mekanismen) och (2) till földj av sympatikus-medierad ökning i kontraktilitet.

Ökad slagvolym och ökad hjärtfrekvens leder till ökad hjärtminutvolym (cardiac output). Detta i sin tur leder till ökat systoliskt blodtryckDiastoliskt blodtryck är oförändrat under fysisk aktivitet; eventuellt sjunker diastoliskt blodtryck upp till 10 mmHg. Medelartärtrycket stiger eftersom systoliskt blodtryck stiger.

Vid måttlig fysisk aktivitet är ökningen i hjärtminutvolym en kombinerad effekt av ökad slagvolym och ökad hjärtfrekvens. När ungefär hälften av den maximala hjärtminutvolymen är uppnådd kan slagvolymen inte öka mer; det innebär att fortsatt ökning i hjärtminutvolym är avhängig av ökad hjärtfrekvens. Se figur nedan. Som framgår av figuren  kan hjärtminutvolymen öka 6 gånger under maximal belastning. Då är syrekonsumtionen i musklerna 3 gånger högre än konsumtionen i vila.

 

”Lär

 

  • Nedreglering av parasympatikus och uppreglering av sympatikus leder till vasokonstriktion i njurkärlen, bukorganens kärl och huden. Således kan blodvolymen koncentreras till muskler, hjärtat och hjärnan, där kärlen istället dilateras. Dilatationen är en effekt av katekolaminer, kvävemonoxid (NO) och lokal ansamling av metabola restprodukter.
  • Vasokonstriktionen i njurar, hud och bukkärlen väger ungefär jämnt upp mot vasodilatationen i hjärna, hjärta och muskler. Sammantaget påverkas den totala perifera resistansen endast måttligt, vilket också förklarar varför diastoliskt blodtryck inte påverkas under arbetet (eventuellt sjunker diastoliskt tryck lite och det förklaras av sänkt total perifer resistans).

 

Hjärtfrekvensen under arbetsprovet

Hjärtfrekvensen ökar så snart aktiviteten startar. Därefter stiger frekvensen mer eller mindre linjärt med belastningen. Vältränade individer samt individer som använder beta-blockerare har en långsammare frekvensstegring. Maximal hjärtfrekvens hos äldre är lägre pga nedsatt känslighet i beta-adrenerga receptorer (katekolaminernas receptorer). Under återhämtningsfasen faller hjärtfrekvensen raskt första minuten (vagusaktiviteten återkommer) och därefter sjunker frekvensen långsamt tills den normaliserats.

 

Blodtryck

Under normala omständigheter skall systoliskt blodtryck stiga stadigt under arbetsprovet. Nästan alla passerar 150 mmhG. Diastoliskt blodtryck är oförändrat eller sjunker aningen (upp till 10 mmHg). Män och äldre individer har en kraftigare ökning i systoliskt blodtryck. När ansträngningen upphört sjunker blodtrycket stadigt tills det normaliserats. Som regel dröjer det 5 minuter innan blodtrycket normaliserats. Blodtrycket kan faktiskt sjunka (jämfört med utgångsvärdet) efter ansträngningen och det kan ta upp till 6 timmar innan utgångsvärdet etablerats.

 

Myokardiets metabolism och uppkomst av ischemi

Myokardiets syrebehov bestäms av följande fyra faktorer:

  • Blodtryck
  • Hjärtfrekvens
  • Kontraktilitet
  • Väggtension

Om någon av dessa parametrar ökar leder det till ökat syrebehov i myokardiet. Väggtension, som beskriver belastningen på myokardiet, är en funktion av (1) trycket i vänster kammare, (2) myokardiets tjocklek samt (3) vänsterkammarradie.

Det är uppenbart att blodtryck och hjärtfrekvens är de parametrar som är enklast att mäta. Det visar sig att en enkel ekvation, nämligen produkten av hjärtfrekvensen och blodtrycket, ger en ganska god uppskattning av myokardiets syrebehov. Produkten av hjärtfrekvens och blodtryck kallas dubbelprodukten (eng rate-pressure product):

 Dubbelprodukt = Hjärtfrekvens (slag/min) * Systoliskt blodtryck (mmHg)

Om det föreligger en stenos (förträngning) i ett kranskärl kan myokardiet (som försörjs av kärlgrenar distalt om stenosen)  bli ischemiskt så snart syrebehovet överstiger syreleveransen. Dubbelprodukten används för att uppskatta vid vilken nivå en person får myokardischemi. I en stabil stenos brukar ischemin uppkomma vid samma värde på dubbelprodukten.

Med dubbelprodukten kan man uppskatta den hemodynamiska responsen på arbetet, enligt följande gradering:

 

”Lär

 

Dubbelprodukten ger dock endast en fingervisning. Studier har dessutom visat att patientens subjektiva uppfattning av sin prestation är ungefär ett lika bra mått på uppnådd belastning.

 

Myokardischemi: brist eller obalans?

De mest lärda forskarna har tvistat om ischemins natur ända sedan Braunwald och kollegor kartlade mekanismerna som styr myokardiets syrebehov. Den dominerande synen på ischemi har länge varit demand & supply teorin. Enligt denna uppstår ischemi när det uppstår obalans mellan syrebehov och syreförsörjning (dvs behovet överstiger försörjningen). Den konkurrerande teorin hävdar det aldrig kan bli obalans eftersom myokardiet balanserar syrebehovet efter syreförsörjningen, så till vida att metabolismen (och därmed kontraktiliteten) reduceras vid syrebrist. Ju mer uttalad syrebrist desto mer reduceras metoablismen. Enligt denna teorin uppstår ischemi först när det finns en absolut brist på syre. Båda dessa teorier är logiska och skillnaden kan tyckas liten men ur ett behandlingsperspektiv är det en betydande skillnad (se G Heusch, Myocardial Ischemia. Circ Res, 2016 samt E Braunwald, Limitation of Infarct Size and the Open Artery Theory. Circulation, 2016).

Desto säkrare är vi på faktum att stenosens storlek korrelerar väl med ischemigrad:

  • Om stenosen medför 90% obstruktion av lumen uppstår symptom ofta i vila.
  • Om stenosen medför 50–70% obstruktion av lumen uppstår smärta vid belastning (effortangina).
  • Om stenosen medför <50% obstruktion av lumen kan patienten vara besvärsfri.

Ovanstående kan dock modifieras väsentligt av följande faktorer:

  • Kollateral kärlförsörjning: Omfattande kollateral kärlförsörjning kan exempelvis leda till att en stenos med 90% obstruktion inte ger några symptom alls. Det finns gott om beskrivningar av totala ocklusioner i LAD med god anterior kontraktilitet tack vare kollateraler.
  • Stenosens läge: en proximal ocklusion drabbar ett större myokardområde.
  • Kranskärlens autoreglering: i tidiga stadier av ateroskleros har kranskärlen en förmåga att dilatera (på platsen för stenosen) vilket innebär att kranskärlsröntgen kan vara falskt negativ.
  • Stenoslängd: en lång stenos har större negativ påverkan.

Den ischemiska kaskaden

De flesta ischemiepisoder som uppstår hos personer med kranskärlssjukdom är faktiskt asymptomatiska. Vid akut kranskärlssjukdom kan ischemimonitorering (kontinuerlig övervakning av ST-sträckan) avslöja att cirka 60% av ischemiepisoderna förlöper utan att patienten har några symptom. Detta förklaras av den ischemiska sekvensen (även kallat ischemiska kaskaden) som innebär att händelserna vid myokardischemi har en kronologisk ordning (figur nedan).

”Lär

 

Vid ischemi (under arbetsprov) får myokardcellen mindre syre än vad som behövs för att upprätthålla metabolismen. Detta leder till minskad produktion av ATP (adenosintrifosfat) och ökad produktion av laktat. Minskad produktion av ATP leder till att cellen reducerar sin metabolism och därmed kontraktilitet. Kontraktionerna kan upphöra fullständigt om ischemin är uttalad (detta kallas stunned myocardium). Minskad tillgång på ATP påverkar även de proteiner reglerar cellmembranets egenskaper. Följaktligen ändras cellmembranets elektriska potentialer vilket leder till ST-sänkning (i sällsynta fall ST-höjning om ischemin är transmural). Allra sist i den ischemiska sekvensen uppkommer subjektiva symptom (bröstsmärta).

 

”Lär

 

error: Innehållet är skyddat.

Lär dig EKG-tolkning

Ladda ner gratis EKG lathund!

Underlätta EKG-tolkningen med vår fickhandbok och lathund! Den ger en snabb men detaljerad överblick och vägledning. Skicka den direkt till din e-post!

You have Successfully Subscribed!

Ladda ner gratis EKG lathund!

Underlätta EKG-tolkningen med vår fickhandbok och lathund! Den ger en snabb men detaljerad överblick och vägledning. Skicka den direkt till din e-post!

You have Successfully Subscribed!