Einfluss der Pulmonalvenenisolation auf die respiratorische Sinusarrhythmie bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern

Abstract

Die Respiratorische Sinusarrhythmie (RSA) beschreibt die Synchronisation von Herzfrequenzvariation und Atmung. Maßgeblich bestimmt durch die phasische Ruheaktivität des parasympathischen Nervensystems, ist die RSA an der Optimierung der kardiopulmonalen Leistungsfähigkeit des Menschen beteiligt. Experimentelle und klinische Daten zeigten, dass die Pulmonalvenenisolation (PVI) als Therapie der Wahl bei Patienten mit paroxysmalem Vorhofflimmern (VHF) häufig mit einer transienten Verminderung der tonischen parasympathischen Aktivität einhergeht. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es daher herauszufinden, ob ein verminderter kardialer tonischer parasympathischer Tonus nach PVI mit einer Veränderung der RSA bei Patienten mit paroxysmalem VHF einhergeht. Die Untersuchung des ANS erfolgte mittels nichtinvasiver autonomer Testungen (Deep Breathing Test zur Bestimmung der RSA, Bestimmung der Herzratenvariabilität, Cold Face Test zur sympathischen/parasympathischen Koaktivierung des ANS) bei 10 Patienten mit paroxysmalem VHF vor und innerhalb von 48 Stunden nach erstmaliger PVI, welche zum Zeitpunkt der Untersuchung im stabilen Sinusrhythmus und frei von weiteren schweren systemischen Erkrankungen waren. Die RSA stellte sich hierbei nach PVI deutlich vermindert dar (E/I-Differenz: 7,9±1,0 vs. 3,5±0,6 Schläge/Minute, P=0,006; E/I-ratio: 1,14±0,02 vs. 1,05±0,01, P=0,003). Darüber hinaus zeigten sich nach PVI eine erhöhte Herzfrequenz (61±2 vs. 77±3 Schläge/Minute, P<0,0001) sowie reduzierte Werte der Herzratenvariabilität (SDNN: 31±3 vs. 14±3ms, P=0,006; RMSSD: 17±2 vs. 8±2ms, P=0,002) und der Änderung der Herzfrequenz unter sympathischer/parasympathischer Koaktivierung (10,2±0,7 vs. 5,7±1,1%, P=0,014). Die Änderung der RSA nach PVI korrelierte zudem mit der Veränderung der Herzfrequenzantwort auf die sympathische/parasympathische Koaktivierung. Zusammenfassend sind die tonische sowie phasische parasympathische Aktivität in Form von HRV und RSA bei Patienten mit paroxysmalem VHF nach erstmaliger PVI akut reduziert. Sollte sich eine Verbindung zwischen der akuten Beeinträchtigung der RSA nach PVI und mittel-/langfristigen Auswirkungen auf VHF-Rezidivraten sowie der Belastbarkeit der Patienten zeigen, kann die RSA einen nichtinvasiven, einfach zu bestimmenden Parameter zur Evaluation des Ablationsergebnisses bzw. deren Auswirkung auf das kardiale autonome Nervensystem darstellen.

Respiratory sinus arrhythmia (RSA) describes heart rate (HR) changes in synchrony with respiration. It is an established parameter for the noninvasive estimation of phasic vagal tone and relevant for exercise capacity. The cardiac vagal tone is often transiently diminished after pulmonary vein isolation (PVI) in patients with paroxysmal atrial fibrillation (AF). The aim of this study was to determine whether RSA is acutely modulated by PVI in patients with paroxysmal AF. RSA was studied in 10 patients (64±3 years) with paroxysmal AF presenting in stable sinus rhythm for their first catheter-based PVI and measured using a deep breathing test as well as heart rate variability parameters. Additionally, heart rate dynamics before and after PVI were studied during sympathetic/parasympathetic coactivation using a cold face test. All tests were performed within 24 hours before and 48 hours after PVI. After PVI, RSA (E/I difference: 7.9±1.0 vs. 3.5±0.6 bpm, P=0.006; E/I ratio: 1.14±0.02 vs. 1.05±0.01, P=0.003), heart rate variability (SDNN: 31±3 vs. 14±3ms, P=0.006; RMSSD: 17±2 vs. 8±2ms, P=0.002) and the HR response to sympathetic/parasympathetic coactivation (10.2±0.7 vs. 5.7±1.1%, P=0.014) were diminished. The PVI-related changes in RSA correlated with the heart rate change during sympathetic/parasympathetic coactivation before vs. after PVI (E/I difference: r=0.849, P=0.002; E/I ratio: r=0.786, P=0.007). In conclusion, RSA is reduced after PVI in patients with paroxysmal AF. Whether and how this affects AF recurrence rates as well as exercise capacity needs to be determined. In case of a positive correlation, the RSA may resemble a noninvasive and easy-to-measure parameter for the evaluation of phasic vagal tone and clinical outcome after PVI.