Механизмы развития когнитивной дисфункции у пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий
Автор: Ефимова Н.Ю., Чернов В.И., Ефимова И.Ю., Попов С.В., Лишманов Ю.Б.
Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk
Рубрика: Клинические исследования
Статья в выпуске: 4-2 т.24, 2009 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования - изучить механизмы развития когнитивной дисфункции у пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий (ФП). В исследование включены 17 пациентов с постоянной формой ФП, которым исходно и через 3 месяца после создания полной поперечной блокады методом радиочастотной аблации атриовентрикулярного соединения и имплантации электрокардиостимулятора проводили оценку неврологического статуса и когнитивной функции, ОЭКТ головного мозга и Эхо-КГ. Результаты проведенного исследования показали, что у 94% больных ФП наблюдается когнитивная дисфункция, одной из патогенетических звеньев которой является нарушение систолической функции левого желудочка, приводящее, в свою очередь к снижению церебральной перфузии. Выполненная операция с имплантацией ЭКС через 3 месяца увеличивает фракцию выброса левого желудочка, ударного и минутного объемов крови, оказывает положительное влияние на мозговой кровоток и приводит к улучшению нейрокогнитивной функции пациентов.
Когнитивная дисфункция, фибрилляция предсердий, электрокардиостимуляция, церебральная перфузия
Короткий адрес: https://sciup.org/14919161
IDR: 14919161
Текст научной статьи Механизмы развития когнитивной дисфункции у пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий
Фибрилляция предсердий (ФП) является важным независимым фактором риска развития цереброваскулярных заболеваний и представляет собой одну из основных причин возникновения церебрального инсульта [1, 2]. В настоящее время постоянную форму ФП считают предиктором развития когнитивных нарушений и как следствие – возникновения сосудистой деменции [3]. Механизмы подобных расстройств требуют изучения. Известно, что ишемические поражения головного мозга способствуют развитию сосудистой деменции [3, 4]. Однако имеются лишь единичные работы, в которых целенаправленно изучалось состояние церебральной перфузии у пациентов с ФП [5], а сведения, касающиеся исследования взаимосвязи мозгового кровообращения и когнитивной функции, фактически отсутствуют.
При неэффективности медикаментозной терапии ФП методом выбора для ее лечения становится радиочастотная аблация атриовентрикулярного соединения с последующей имплантацией частотно-адаптивного электрокардиостимулятора. Состояние церебральной перфузии и когнитивной функции при таком вмешательстве также остается неисследованным.
Целью настоящей работы явилось изучение механизмов развития когнитивной дисфункции у пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В исследование включены 17 пациентов (4 мужчины и 13 женщин) в возрасте 55,3±4,5 года с постоянной формой фибрилляции предсердий (ФП). Этиологическим фактором ФП явились порок митрального клапана 6 (34%), ИБС 8 (46%), гипертоническая болезнь 3 (20%). У 13 (82,3%) больных наблюдалась недостаточность кровообращения III-IV ФК (по NYHA).
Медицинскими критериями исключения пациентов из исследования явились тяжелые неврологические расстройства (в том числе инсульт), психические заболевания (включая наркотическую зависимость и хронический алкоголизм) в анамнезе, инфаркт мио- карда, cтенозирующий атеросклероз коронарных и сонных артерий, хроническая почечная недостаточность, серьезный дефицит зрения и слуха, возраст больных, превышающий 75 лет, а также тяжелые сопутствующие заболевания, которые могли бы повлиять на проявления основного заболевания.
Всем пациентам была создана полная поперечная блокада методом радиочастотной аблации атриовентрикулярного соединения и имплантация электрокардиостимулятора (ЭКС).
Общеклиническое обследование, оценку неврологического статуса и когнитивной функции, однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОЭКТ) головного мозга, эхокардиографию проводили до и через 3 месяца после имплантации электрокардиостимулятора.
В качестве контрольной группы были обследованы 15 лиц в возрасте 56,1±4,2 года, у которых после тщательного клинико-инструментального обследования не было обнаружено атеросклеротического поражения брахиоцефальных сосудов, нарушений сердечного ритма, ИБС и АГ, признаков недостаточности кровообращения и каких-либо неврологических или психических заболеваний.
Всем пациентам проводили стандартное неврологическое обследование. Когнитивную функцию оценивали, используя нейропсихологические тесты по схеме А.Р. Лурия [6] и методики Векслера [7]: исследование слухоречевой краткосрочной памяти, продуктивности запоминания и долговременной памяти (запоминание 10 слов, воспроизведение рядов цифр в прямом и обратном порядке), зрительной краткосрочной и долговременной памяти (графическое воспроизведение 5 элементов), оптико-пространственного гнозиса (проба Равена), конструктивно-пространственного праксиса (проба Хэда), мышления (толкование пословиц и поговорок, «сходство»), пространственного мышления (проба Иеркса), динамики психической деятельности и внимания (таблицы Шульте, корректурная проба, «шифровка»).
Расчет значений объемного регионарного мозгового кровотока (рМК) в передней теменной, задней теменной, лобной верхней, лобной нижней, височной и затылочной областях, а также полушариях мозжечка производили с использованием трехкомпонентной модели кинетики 99mТс-ГМПАО, представленной N. Lassen с соавт. [8], в модификации Y. Yonekura с соавт. [9].
Проведение данной работы было одобрено этическим комитетом ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН. У каждого пациента было получено информированное согласие на проведение исследований.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием параметрического критерия t-Стьюдента для зависимых показателей, непараметрического критерия Вилкоксона для оценки межгрупповых различий. Для определения взаимосвязи между признаками использовали одно- или многофакторный регрессионный анализ с вычислением F-критерия Фишера. Во всех процедурах статистического анализа уровень значимости p принимали равным 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
По данным исходного стандартного неврологического обследования ни у одного пациента не отмечалось очаговой симптоматики. Результаты нейропсихологического тестирования показали, что у 94% пациентов с постоянной формой ФП имел место когнитивный дефицит, который проявлялся снижением мышления на 13% (p=0,007), слухоречевой краткосрочной, долговременной памяти и продуктивности запоминания на 27% (p=0,002), 40% (p=0,004) и 24% (p=0,006), соответственно, а также зрительной кратковременной и долговременной памяти на 32% (p=0,002) и 25% (p=0,001), соответственно, по сравнению с группой контроля (табл. 1). Кроме того, было выявлено замедление психомоторной скорости (по таблицам Шульте) в среднем на 45% (p=0,003) и снижение конструктивно-пространственного гнозиса (проба Иеркса) на 6% (p=0,005) по сравнению с контрольной группой. Достоверных различий по показателям конструктивно-пространственного прак- сиса у данных пациентов не выявлено. Полученные нами данные согласуются с ранее опубликованными результатами М. Grimm с соавт. и M.F. Elias с соавт. [10, 11], которые отмечали негативное влияние фибрилляции предсердий на психомоторную скорость и внимание.
Результаты ОЭКТ с 99mТс-ГМПАО у пациентов с ФП показали достоверное снижение церебральной перфузии во всех регионах головного мозга по сравнению с контрольной группой. Зоны гипоперфузии наблюдались у 15 человек из 17. Наибольшее снижение рМК (на 14-21% по сравнению с контролем) было отмечено в нижней лобной и задней теменной областях головного мозга. В меньшей степени (на 7-12%) перфузия была снижена в передней теменной, лобной верхней, височной и затылочной долях (табл. 2).
Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что существует прямая корреляционная связь между кровообращением в отдельных регионах головного мозга и показателями когнитивной функции. Так, у больных с ФП ухудшение кратковременной памяти было достоверно взаимосвязано со снижением рМК в левой верхней лобной области (R2=0,25; р=0,04), а снижение внимания – с ухудше-
Показатели когнитивной функции пациентов с постоянной формой ФП до и после имплантации ЭКС
Таблица 1
Название теста |
Показатели |
Контрольная группа |
Пациенты с ФП |
|
До имплантации ЭКС |
После имплантации ЭКС |
|||
Повторение цифр |
Количество цифр |
12,0±0,2 |
9,8±2,5** |
10,7±2,1## |
Тест «Сходство» |
Количество баллов |
26,0±0,1 |
22,6±3,3** |
25,1±1,1## |
Тест «Шифровка» |
Количество знаков |
52,5±2,2 |
38,2±12,8** |
41,6±11,3## |
Корректурная проба |
Время (с) |
152±12 |
178,7±36,0* |
169,6±32,1 |
Количество ошибок |
1,5±0,6 |
5,3±2,0* |
2,4±1,1# |
|
Отыскивание чисел по таблицам Шульте |
Время (с) |
39,1±1,6 |
50,9±9,9* |
47,7±9,8 |
Таблица Шульте, модифицированная |
Время (с) |
220±13 |
318,9±66,9* |
279,4±63,8# |
Проба на запоминание 10 слов |
Количество слов, воспроизведенных после первого предъявления |
5,8±0,7 |
4,2±1,5** |
5,6±1,2## |
Количество воспроизведенных слов через 30 мин |
8,0±0,2 |
4,8±2,0** |
8,0±1,7## |
|
Общее количество слов, воспроизведенных в 8 повторениях |
66,5±2,4 |
50,2±8,3** |
62,9±6,5## |
|
Графическое воспроизведение 5 элементов |
Количество графических фигур через 30 мин |
9±0,5 8±1,2 |
6,1±1,9** 6,0±2,0** |
7,8±1,7## 7,2±1,9# |
ПробаИеркса |
(%) |
100 |
93,9±10,6* |
95,9±9,6 |
Проба Хэда |
Количество баллов |
5±0 |
5±0 |
5±0 |
Проба Равена |
Количество баллов |
3,0±0,1 |
1,8±0,5* |
2,0±0,8 |
Примечание. Достоверность различий: * – р<0,05, ** – р <0,01 по сравнению с контрольной группой, # – р<0,05, ## – р <0,01 по сравнению с исходными показателями (до имплантации ЭКС), М±SD.
Регионарный мозговой кровоток (мл/100г/мин) у больных ФП до и после имплантации ЭКС
Таблица 2
Область головного мозга |
Контрольная группа |
Пациенты с ФП до имплантации ЭКС |
Пациенты с ФП после имплантации ЭКС |
|||
Левое полушарие |
Правое полушарие |
Левое полушарие |
Правое полушарие |
Левое полушарие |
Правое полушарие |
|
Теменная передняя |
50,4±2,6 |
51,3±2,8 |
44,7±4,3* |
46,5±4,1* |
44,6±4,8 |
48,5±5,1 |
Теменная задняя |
56,9±2,1 |
55,4±2,7 |
48,6±6,8* |
51,1±4,9* |
50,5±5,7 |
52,9±5,2 |
Лобная верхняя |
52,3±2,6 |
53,4±2,5 |
47,3±5,7* |
49,6±6,3* |
49,7±5,2## |
50,2±6,1 |
Лобная нижняя |
54,5±2,8 |
55,4±2,4 |
43,9±8,1** |
43,3±9,2** |
46,8±5,4 |
48,3±7,3# |
Височная |
55,4±2,8 |
56,4±2,8 |
49,1±6,1* |
52,5±5,4* |
52,0±5,5## |
53,3±4,7 |
Затылочная |
58,4±2,9 |
58,1±2,7 |
51,8±7,8* |
53,2±7,3* |
51,9±7,0 |
56,7±9,6 |
Примечание: * – р<0,05, ** – р <0,01 по сравнению с контрольной группой, # – р<0,05, ## – р <0,01 по сравнению с исходными показателями (до операции), М±SD.
нием мозгового кровотока в правой нижней доле (R2=0,26; р=0,03). Кроме того, была выявлена обратная зависимость между показателями психомоторной скорости (по данным корректурной пробы) и перфузией в правой нижней лобной доле (R2=0,47; р=0,003).
После проведения операции и имплантации ЭКС происходило улучшение клинического состояния пациентов. Так, исходно у 13 (82,3%) пациентов была выявлена недостаточность кровообращения III-IV ФК (по NYHA), а после оперативного вмешательства у 15 больных (88,2%) диагностировали I-II ФК.
Через 3 месяца после операции наблюдалось достоверное увеличение фракции выброса левого желудочка на 6% (р=0,027), а также ударного и минутного объемов крови на 14% (р=0,0003) и 15% (р=0,015), соответственно.
После оперативного лечения имело место и улучшение показателей когнитивной функции. Данные нейропсихологических тестов представлены в таблице 1. Так, у пациентов после оперативного вмешательства наблюдалась увеличение показателей слухоречевой кратковременной, долговременной памяти и продуктивности запоминания, по сравнению с исходными результатами в среднем по группе на 33% (p=0,005), 68% (p=0,000000) и 25% (p=0,00001), соответственно. Положительную динамику претерпевали и показатели зрительной краткосрочной и долговременной памяти – на 26% (p=0,001) и 18% (p=0,036), соответственно (табл. 2). Кроме того, было выявлено улучшение абстрактного мышления на 11% (p=0,004) по данным выполнения теста «Сходство» и увеличение психомоторной скорости на 12% (p=0,025) (табл. Шульте). Следует отметить, что при выполнении корректурной пробы уменьшилось количество ошибок на 55% (p=0,012), что говорит об улучшении внимания (табл. 1). Сходные результаты были получены в исследовании М. Weigl с соавт., которые также показали увеличение психомоторной скорости у пациентов после имплантации ЭКС [12], и в работе А.Р. Jabourian, где у таких больных было отмечено улучшение показателей внимания, слухоречевой и зрительной памяти [13].
Оперативное вмешательство с имплантацией ЭКС оказало положительное влияние на церебральную перфузию у обследованных пациентов. Так, по данным ОЭКТ с 99mТс-ГМПАО, отмечалось увеличение рМК (по сравнению с исходным уровнем) в правой нижней лобной области на 11,5% (p=0,01), в левой верхней лобной – на 5% (p=0,007) и в левой височной долях – на 6% (p=0,005) (табл. 2).
Положительная динамика когнитивной функции оказалась тесно связанной с показателями систолической функции левого желудочка по данным Эхо-КГ. Так, в процессе многофакторного регрессионного анализа была выявлена прямая зависимость между динамикой психомоторной скорости и изменением ударного объема (УО) (R2=0,32; p=0,018). Кроме того, нами была обнаружена взаимосвязь между улучшением внимания после имплантации ЭКС и увеличением фракции выброса левого желудочка (R2=0,26; p=0,036).
Улучшение центральной гемодинамики после имплантации ЭКС оказывало благотворное влияние и на церебральную микроциркуляцию. Так, в процессе многофакторного регрессионного анализа была выявлена прямая зависимость между усилением мозгового кровотока в левой верхней и правой нижней лобных долях и увеличением МОК и УО (R2=0,33, p=0,016; R2=0,28, p=0,027 и R2=0,32, p=0,017; R2=0,41, p=0,006, соответственно).
В свою очередь, изменения церебральной перфузии после установки ЭКС оказались тесно связанными с динамикой когнитивного статуса. Так, увеличение рМК в левой верхней лобной доле сопровождалось улучшением долговременной памяти (R2=0,24; p=0,04). Достоверная зависимость выявлена между улучшением мышления после операции и усиле- нием мозгового кровотока в левой височной доле (R2=0,35; p=0,013).
Существует несколько возможных механизмов, способствующих нарушению когнитивной функции у пациентов с ФП. Одной из причин нейрокогнитив-ной дисфунции при ФП является микротромбоэмболия мозговых артерий. Источником микроэмболов при этом служит левое предсердие, в котором вследствие прекращения систолы возникают условия для образования тромбов [14]. По данным исследований M.D. Ezekowitz с соавт. и W.M. Feinberg с соавт., «немые» инфаркты у больных ФП отмечаются в 13%-26% случаев [15, 16]. Церебральная атрофия и поражение белого вещества полушарий головного мозга – лейкоареоз также часто диагностируются у таких пациентов [17]. В работах V. Hachinski с соавт. и M. Breteler с соавт. была выявлена корреляционная взаимосвязь лейкоареоза и снижения когнитивной функции [18, 19]. Еще одним патогенетическим звеном возникновения нейрокогнитивных нарушений при ФП является церебральная гипоперфузия [20]. Дело в том, что из-за прекращения систолы предсердий происходит угнетение сердечного выброса, вследствие чего снижается уровень объемного кровотока в магистральных артериях головного мозга. Именно уменьшение сердечного выброса является основным фактором, определяющим снижение церебральной перфузии у большинства больных с ФП [5]. Учитывая тот факт, что, согласно ранее опубликованным нашим данным [21, 22, 23] и результатам, полученным в настоящем исследовании, когнитивная функция пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями прямо связана с состоянием мозгового кровообращения, можно смело утверждать о том, что именно нарушение церебральной перфузии является одной из важнейших причин развития нейрокогнитивного дефицита у больных с ФП.
В литературе имеются лишь единичные данные о положительном влиянии имплантации ЭКС на когнитивную функцию [12, 13]. При этом, каким образом установка кардиостимулятора снижает когнитивный дефицит, окончательно не выяснено.
ВЫВОДЫ
-
1. У 94% больных ФП наблюдается когнитивная дисфункция, одной из патогенетических звеньев которой является нарушение систолической функции левого желудочка, приводящее, в свою очередь, к снижению церебральной перфузии.
-
2. Создание полной поперечной блокады методом радиочастотной аблации атриовентрикулярного соединения и имплантация ЭКС у пациентов ФП сопровождается увеличением ударного и минутного объемов крови с последующим улучшением церебрального кровотока.
-
3. Увеличение мозгового кровотока через 3 месяца после имплантации ЭКС у больных ФП приводит к улучшению нейрокогнитивной функции (слухо-
- речевой и зрительной памяти, абстрактного мышления, внимания и психомоторной скорости).
Список литературы Механизмы развития когнитивной дисфункции у пациентов с постоянной формой фибрилляции предсердий
- Lin H., Wolf P., Kelly-Hayes M., et al. Stroke severity in atrial fibrillation. The Framingham Study//Stroke. 1996. Vol.27. P. 1760-1764.
- Shinkawa A., Ueda K., Kiyohara Y., et al. Silent cerebral infarction in a community-based autopsy series in Japan: The Hisayama//Study Stroke. 1995. Vol. 26. P. 380-385.
- O'Connel E., Gray C., French J., Robertson I. Atrial fibrillation and cognitive function: case-control study//J Neurol Neurosurg Psych. 1998. Vol. 65. P. 386-389.
- Zito M., Muscari A., Marini E., et al. Silent lacunar infarcts in elderly patients with chronic nonvalvular atrial fibrillation//Aging Clin Exp Res. 1996. Vol. 8. P. 341-346.
- Hagendorff A., Dettmers C., Jung W., et al. Cardiac pacemaker therapy for optimizing brain circulation. A possible prevention for cerebrovascular diseases?//Dtsch Med Wochenschr. 2000. Vol. 125. №10. P. 286-289.
- Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга. -М.,1969. -504 с.
- Wechsler D. Wechsler Memory Scale-Revised. Manual. Psychological Corporation, New York. 1987.
- Lassen N.A., Andersen A.R., Fribrg L., et al. The Retention of [99m-Tc]-d, l, -HMPAO in the Human Brain after Intracarotid Bolus injection: A Kinetic Analisis//J.Cerebral Blood Flow & Metab. 1988. Vol. 8. P.13-22.
- Yonecura Y., Nishizawa S., Mukai T. SPECT with 99m-Tc-d, l -hexamethyl propylene amine oxime (HM-PAO) compared with regional cerebral blood flow measured by PET. Effects of linearization//J. Cerebral Blood Flow & Metab. 1988. Vol. 8. P. 82-89.
- Elias M., Sullivan L., D'Agostino R. Framingham stroke risk profile and lowered cognitive performance//Stroke. 2004. Vol. 35. P. 404-409.
- Grimm M., Zimpfer D., Czerny M., et al. Neurocognitive deficit following mitral valve surgery//Eur J Cardiothorac Surg. 2003. Vol. 23. P. 265-271.
- Weigl M., Moritz A., Steinlechner B., et al. Neuronal injury after repeated brief cardiac arrests during internal cardioverter defibrillator implantation is associated with deterioration of cognitive function non-valvular atrial fibrillation and cognitive decline: a longitudinal cohort study//Anesth Analg. 2006. Vol. 103. P. 403-409.
- Jabourian A.P. Cognitive functions, EEG and gait disorders in cardiac arrhythmias, one day before and eight days after pacemaker implantation//Ann Med Psychol (Paris). 1995. Vol. 153. № 2. P. 89-105.
- Stoddard M., Dawkins P., Prince C., Ammash N. Left atrial appendage thrombus is not uncommon in patients with acute atrial fibrillation and a recent embolic event: a transesophageal echocardiographic study//J. Am. Coll. Cardiol. 1995. Vol. 25. №2. P. 452-459.
- Ezekowitz M., James K., Nazarian SM, et al. Silent cerebral infarction in patients with nonrheumatic atrial fibrillation//Circulation. 1995. Vol. 92. P. 2178-2182.
- Feinberg W., Seeger J., Carmody R., et al. Epidemiologic features of asymptomatic cerebral infarction in patients with nonvalvular atrial fibrillation//Arch Intern Med. 1990. Vol. 150. P. 2340-2344.
- Cacciatore F., Abete P., Ferrara N., et al. Congestive heart failure and cognitive impairment in an older population: Osservatorio Geriatrico Campano Study Group//J Am Geriatr Soc. 1998. Vol. 46. P. 1343-1348.
- Breteler M., Swieten J., Bots M., et al. Cerebral white matter lesions, vascular risk factors, and cognitive function in a population-based study: the Rotterdam Study// Neurology. 1994. //Vol. 44. P. 1246-1252.
- Hachinski V., Potter P., Merskey H. Leuko-araiosis//Arch Neurol. 1987. Vol. 44. P.21-23.
- Lip G., Beevers D., Singh S., Watson R. ABC of atrial fibrillation: aetiology, pathophysiology, and clinical features//Br Med J. 1995. Vol. 311. P. 1425-1428.
- Ефимова Н.Ю., Чернов В.И., Ефимова И.Ю. и соавт. Состояние церебральной гемодинамики и когнитивной функции у больных ИБС после аортокоронарного шунтирования//Ангиология и сосудистая хирургия. -2004. -Т.10. -№3. -С. 114-124.
- Ефимова Н.Ю., Чернов В.И, Ефимова И.Ю. и соавт. Когнитивная дисфункция и состояние мозгового кровообращения у больных артериальной гипертонией, возможности медикаментозной коррекции//Неврологии и психиатрии. -2008. -№11. -С. 10-15.
- Chernov V., Efimova N., Efimova I., et al. Short-term and long-term cognitive function and cerebral perfusion in offpump and on-pump coronary artery bypass patients//European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 2006. №29. P. 74-81.