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日本臨床生理学会雑誌Vol､27,No.5,1997.

冠動脈バイパス術後の自律神経機能の回復過程
一心機能および運動耐容能との関係一柳沢悦子*，村林泰敬，渡片桐

慨藤理*，中村好男窯＊

加大

東春

＊

純一郎，伊戯一一辺

武山

矢美佐**掌，長山雅俊
熈*，加藤和三＊要冠動脈バイパス術（CABG）後患者を対象に心肺運動負荷試験を行い，運動中の心拍変動，血中norepinephrine（ＮＥ）濃度ならびに最高心拍出鎚の推移を経時的に観察し，運動耐容能，自律神経，心機能の回復過程を検討した．対象はＣＡＢＧ後患者１５症例であり，術後１週目，3週目，３ヵ月目，６ヵ月目にエルゴメータを用いた運動負荷試験を施行した．負荷中は血中ＮＥ濃度と色素希釈法による心拍出量を測定し，心電図Ｒ－Ｒ間隔を記録して，心拍変動周波数解析を行った．自律神経機能は血中ＮＥ濃度を交感神経活性，心拍変動解析の高周波成分を副交感神経活性の指標として評価した．その結果，自律神経の回復過程には交感神経系と副交感神経系で時期的な差を認め，前者は心機能の改善とともに術後３週目までの早期に，後者は運動耐容能の改善とともに術後３ヵ月目以後に有意に回復した．

序復過程を検討した．

言対象および方法

虚血性心疾患において，副交感神経活性は突然死に関係することが論じられており，生命予後を推定する

対象は心臓血管研究所付属病院にてＣＡＢＧを施行指標として有用性が示唆されている')．また，心不全状し，完全血行再建を施行し得た患者１５症例(男１４例，態における交感神経活性，1m中norepinephrine(ＮＥ）

女１例，平均年齢６２＝６．７歳，平均グラフト数２．６±

磯度はその重症度を反映し，これも予後に密接に関連0.7本)であり，３例が労作性狭心症，１２例が陳旧性心する因子とされている2).近年,副交感神経活性の評価

筋梗塞患者(前壁中隔：４名，広範前壁；０名，下壁；法として心拍変動周波数解析が試みられており，自律６名，その他；２名)であった．経口薬は原則として利神経機能の半定量的評価が可能となった．一方，最近尿薬，抗凝固薬，硝酸薬，Ｃａ拮抗薬とし，交感神経系広く行われている冠動脈バイパス術(ＣＡＢＧ)後には，への影紳をさけるためβ遮断薬を内服している例は除外した．また自律神経機能の指標として心拍変動3）を用いるため，心房細動，心房粗動，および解析範囲

虚血ならびに開心術によるdeconditioningからの回復にともなって，心機能，運動耐容能，自律神経機能も回復するが，その過程ならびに相互の関係について中の３分間で１０個以上の上室性期外収縮，心室性期は不明である．そこで，今回我々はＣＡＢＧ後患者を対外収縮を認めた例は除外した．

象に経時的に心肺運動負荷試験を施行し，心機能，運対象の１５名は入院中の術後１週目から３週目まで動耐容能の改善との関連において，自律神経機能の回厚生省研究班の心筋梗塞リハビリテーションマニュア

昭和大学第三内科
・心臓血管研究所附属病院
率･早稲田大学人間科学部…型マリアンナ医科大学第二内科（受領：平成８年７月１７日）

ルイ'に基づいたリハビリテーションを行い，その前後および退院後の術後３カ月目，６カ月目に電磁制動型自転車エルゴメータ（MedGraphics社製ＣＰＥ2000）を用いた心肺運動負荷試験を施行した．プロトコールは－３２１－■
旬

安静坐位（4分間)，２０Ｗ４分間のｗａｒｍ､ｕｐに続く，開始後０分から２分，１分から３分，２分から４分と２毎分10Ｗ増加の直線的漸増負荷法とし，症候限界で分毎に解析し，それぞれ漸増負荷後１分目，２分目，３負荷を終了した．運動中および前後を通じフクダ電子分目のデータとして扱った.）社製ML-5000にて１２誘導心電図をモニターし，血圧

なお，本研究では血中ＮＥ濃度を交感神経活性の指は１分毎に自動血圧計（Colin社製STBP-780）を用標として，ＨＦを副交感神経活性の指標として評価しいて測定した．連続呼気ガス分析にはミナト医科学社た．

製AE-280をbreath-by-breathモードで使用し，ａｎ‐統計処理

aerobicthreshold(ＡＴ）はWassermanらのV-slopemethod5)により決定した．また最高酸素摂取量

統計値はｍｅａｎおよびmean±ＳＤで示したが，ＨＦ(peakVO2）は運動中止直前の30秒間の平均値としは分散が大きいため図３のみmean±ＳＥで表した．平た．

均値の差の検定には，ＲｅｐｅａｔｅｄＡＮＯＶＡを用い，危静脈血のサンプリングは肘静脈より，安静時および険率５％未満をもって有意とした．

warm-upの４分目，漸増負荷開始後は検査終了まで２成綬分毎に行い,同時に色素希釈法`．？)による心拍出璽を測定した．色素希釈法はイヤーピースを用いた一回注入法６，７１で行い，色素はindocyaninegreenを１回につき５ｍｇ使用した．

Warm-upを含む運動時間は術後１週目8.1±1.5ｍin，３週目９．４±１．３ｍin，３カ月目１０．７±１．８ｍｍ，6カ月目１０．７±Ｌ６ｍｉｎ(平均９．７±１．９ｍｍ)であった．

パワースペクトルの算出にあたってはＦＦＴ法を（１）運動負荷中の血中ＮＥ濃度およびＨＦの変化用い，0.04～0.15Ｈｚの成分を低周波成分（Iowfre‐術後の各時期における運動負荷試験中の血中ＮＥ

quency，以下ＬＦ)，0.15～０．６０Ｈｚまでの成分を高周濃度およびＨＦの変化を図1,図２に平均値で示した．

波成分（highfrequency，以下ＨＦ）として解析した．

負荷中の血中ＮＥ濃度は運動強度の増加にともなっパワースペクトル算出の対象としたデータは，安静時て上昇し，負荷終了とともに低下したが，回復期６分とwarm-upは初期の１分間を除く３分間，以後は２では前値には復さなかった.一方,ＨＦは負荷の漸増にともなって減少し，負荷終了後は再び増加した．

分間の連続するＲ－Ｒ間隔の時系列とした．（漸増負荷、１１１１００００

副６４２０８６４２０
Ｒｅｓｔ２０ｗ４０W６０W８０wlOOwPeakA2mlnA4minA6min

図１運動負荷中の血中ＮＥ澱度の変化：血中ＮＥ濃度は運動強度の増加とともに上昇し，負荷終了とともに低下した．

ＮＥ：norepinephrine－３２２－､い』

ｍｓｅｃ２
００００００００
７６５４３２１

Ｒｅｓｔ２０ｗ３０ｗ４０ｕｕ５０ｗ６０ｗ７０ｗ８０ｗ９０ｗｌOOUbPeakA1ninA2mInA諭InA4minAanin

図２運動負荷中のＨＦの変イヒ：ＨＦは負荷の漸増にともなって減少し，負荷終了後に再び増加した．

ＨＦ：心拍変動周波数解析の高周波成分（２）２０Ｗ定常状態時における血中ＮＥ濃度とＨＦ

msec2､g/mｌの変化

５０５０５０５０
４４３３２２１１０0.3

血中ＮＥ濃度は術後1週目0.85±0.20,9/ｍ八ｍｅａｎ±SE）から3週目0.52±０．１０，９/ｍ/，３ヵ月目0.47±0.09119/ｍ/,６カ月目0.46±0.06,9/ｍノと術後早期に低下したが，ＨＦは術後1週目15.8±５．１msec2(ｍｅａｎ＝ＳＥ)，３週目20.4±６．３，sec２，３カ月目30.5±５．７，sec２，６カ月目34.2±9.9msec2と術後３カ月目以後に有意に増加した(図3)．一方，ＬＦ/ＨＦは一定の傾向を示さず，血中ＮＥ濃度とＬＦ/ＨＦは全く相関しなかった．

（３）PeakVO2およびＡＴの経時的変化
PeakVO2は術後１週目１３．８±2.4ｍ//ｍin/k９，３
週目１５．５±２．４ｍ〃ｍin/k９，３カ月目１８．５±2.7ｍﾉ／ｍin/k9,6カ月目18-8±２５ｍ//ｍin/kｇと術後３カ月目までは漸増したが，その後の変化は認めなかった．

ＡＴも同様に１週目11.5±１６ｍ//ｍin/k９，３週目

12.1±1.6ｍ//ｍin/k９，３カ月目13.7±１．８ｍ//ｍin／

0.50.70.91．１
1.30１Ｗ３Ｗ３Ｍ６Ｍ

図３２０Ｗ時における血中ＮＥ濃度とＨＦの経時的変化：血中ＮＥ濃度の縦軸は上方が低濃度，下方が高濃度で示した．血中ＮＥ濃度は術後早期に低下したが,ＨＦは早期の増加は乏しく，術後３ヵ月目以後に有意に増加した．

k９，６ヵ月目１３．８＝１．１ｍ〃ｍin/kｇと術後３ヵ月目まＮＥ：norepinephrine，ＨＦ：心拍変動周波数解では漸増したが，その後の変化は認めなかった．また，析の高周波成分peakVOzは術後早期に有意に増加したが,ＡＴは術後．ｐ＜O０５ｖｓｌＷ（mean±ＳＥ）

3ヵ月目以後に有意に増加した（図４)．

（４）最高心拍出量の経時的変化

最高心拍出量（peakCO）は術後１週目9.9±1.5〃ｍin，３週目12.0±2.4//ｍin，３カ月目12.5±2.6/／ｍin,６カ月目12.6±2.7//ｍｉｎと術後早期に有意に増加した（図５)．

－３２３－l/､iｎml/min/k９

５４３２１０９８０

ｅａｋＶ［１Ｗ３ＷＳＭＳＭ
図４＊＊

１１－－－１

２０８６４２００

２２１１１１１＊＊

１ｗ３ｗ３ＭＧＭＰｅａｋＶＯ２とＡＴの経時的変化：peakVO2およびＡＴは術後1週目から３ヵ月目までは漸増したが，その後の変化は認めなかった．またpeakVO2は術後３週目の早期に有意な増加を認めたが，ＡＴは術後３ヵ月目以後に有意に増

図５PeakCOの経時的変化：peakCOは術後３週目の早期に有意に増加したが，その後の変化は甑カュであった．

peakCO：最高心拍出、.ｐ＜ｑＯ５ｖｓｌＷ（mean±SD）

加した．

peakVO2：最高酸素摂取型，ＡＴ：嫌気性代謝閾値.ｐ＜ＯＯ５ｖｓｌＷ（mean±SD）､g/mｌ

ｍｓｅｃ２l/miｎ●ＣＤ■●●■●

０５０５０５０５

４３３２２１１００００００００００２０１８２．５

ml/min/k９｣ｅａｋＣ［１６2.52.0

１４２．０
１２1.5，０’･５８1.0１．０

６４０．５0.5

２００

１Ｗ３Ｗ３Ｍ６Ｍ０

図６デルタ血中ＮＥ濃度とデルタＨＦの経時的変化およびデルタpeakCOとデルタＡＴの経時的変化：血中ＮＥ浪度は術後１週目を基準とした減少量で，他は術後１週目を基準とした増加量で示した．また血中ＮＥ濃度の縦軸は上方が低濃度，下方が高濃度で示した．血中ＮＥ濃度の低下はpeakCOの増加パターンに類似しており，ＨＦの増加はＡＴの増加パターンに類似していた．
ＮＥ：norepinephrine，ＨＦ：心拍変動周波数解析の高周波成分，peakCO：最高心拍出量，ＡＴ：

嫌気性代謝閾値

－３２４－■
づ（５）血中ＮＥ漉度,ＨＦおよびpeakCO,ＡＴの変化
屋感神経機能を評価したデータの解釈は慎重を要すると考えられた'3)．

図６に血中ＮＥ漉度とＨＦ，およびpeakCOとＡＴの変化量を経時的に表した．血中ＮＥ濃度の低下は

運動負荷中の自律神経の経時的変化は図ｌおよび図２に示したとおりで，血にＰＮＥ濃度は術後の時間経過peakCOの増加パターンに類似しており，ＨＦの増加とともに濃度が低下する傾向を示したが，ｐｅａｋ付近はＡＴの増加パターンに類似していた．すなわち，交では逆に術後６ヵ月目が最大値を示した．これは運動感神経機能は術後早期に心機能の改善とともに，また耐容能の改善とともに，最大運動強度が増加した結果

副交感神経機能は退院後に運動耐容能の改善にともであると考えられた．一方，ＨＦは安静時および漸増なって回復した．

負荷中は，ほぼ術後の時間経過とともに高値を示した
が，回復期では術後３ヵ月目が最大値を示した．個々

考察のＨＦについてみると，ＨＦは個体間で非常にばらつ従来より，副交感神経機能を定量的に評価することきの多い指標であり，例えば術後６ヵ月目，２０Ｗ時のは難しく，薬理学的遮断法により遮断の有無のみで評平均値34.2msec2に対する標準偏差は３L6msec2で価するにとどまっていた．Eckbergら帥は健常者と心あった．このばらつきは解析法自体の限界によるもの

不全患者にアトロピンを投与し，心不全患者で心拍数と考えられるが，今回用いた方法では，同一個体内での増加が少なく副交感神経活`性が減衰していることをの比較は可能であるが，個体間での比較はやや困難で推察したが，その定量化は困難であった．近年，心拍あると思われた．

変動の周波数解析が行われるようになり，副交感神経

図６に自律神経，心機能，および運動耐容能の変化活性のある程度の定阯化が可能となった．呼吸は心拍量を示したが，各指標の回復過程には時期的な差が認に影響をおよぼすことが知られているが，この呼吸性められた．一般に，運動耐容能の改善は心拍出量等の心拍変動は呼吸による胸腔内圧の変化が心肺圧受容体

心機能の改善によると考えられがちであるが，我々のに伝達され，副交感神経を介して洞結節に影響を及ぼ検討では両者の改善パターンは著しく解離していた．
Sullivanらは'４１は左室駆出率が平均24＝10％の心す結果生じるものと考えられる,)．Ｒ－Ｒ間隔の時系列を周波数解析すると呼吸周波数に一致したところ（安静時では0.25Ｈｚ付近）にｐｅａｋをもつ高周波成分が不全患者を対象に，peakVO2の７５％の運動強度で１回１時間，週に３～５時間（平均4.1＝０．６時間）の運あり，これは副交感神経活性を反映すると考えられて動療法を４～6週間施行した．その結果，２３％のいる．周波数帯の設定は諸家によりやや異なる場合があるが，本研究では0.04～0.15Ｈｚを低周波成分，また運動中の呼吸周波数の増加を考慮して0.15～0.60

peakVO2の改善が認められたが,peakCOや肺動脈模Ｈｚの範囲を高周波成分として解析した．

入圧には変化がなく，運動耐容能の改善は下肢血流量の増加や動静脈酸素較差の増大による末梢効果に起因するものであると報告した．運動耐容能の改善に中枢

一方，交感神経活性の指標は，血中ＮＥ濃度を使用効果が関与するか否かについては，研究者により報告した．静脈血中のＮＥ濃度は全身の交感神経終末からが異なるが，我々が得た運動耐容能とpeakCOの回復時期が解離する結果は，末梢効果の存在を強く示唆す遊離されたＮＥがspilloverされたものを測定しているが，ほぼ運動中の交感神経活性を反映すると考えられる．心拍変動周波数解析によるＬＦとＨＦのｐｏｗｅｒの比(LF/ＨＦ)を交感神経活性の指標とする報告'０)もあるが，本研究ではその解釈は困難であった．ＬＦ/ＨＦ
はその定義からＨＦの大きさと逆比例する性質を持つため，この指標の増加は副交感神経活`性の低下を反1決する可能'性があるlIJ2)．厳密には，心拍変動周波数解析はデータの定常性を前提とするため，図１，図２のように漸増負荷中の２分間の心拍変動を解析の対象に含めたことには問題があるとも考えられるが，定常るものであった．

自律神経の回復時期に関しては，交感神経機能が副交感神経機能に先行して回復する結果であった．健常者の運動中の心拍数は，軽度の運動では副交感神経活性が消退することにより，またより強い運動では交感神経活`性が冗進することにより増加するが3．'5－'8〕，心不全患者でも同様の心拍応答が観察される．不全心で心拍数が増加することは心筋収縮力の低下にともなう心拍出量減少の代償と考えられるが，軽度の心不全では副交感神経活`性が消退することにより，さらに心不状態(安静時および20Ｗ)でのＬＦ/ＨＦと血中ＮＥ漉

全が重症化すると交感神経活性が冗進することによ度にも著しい解離が認められた．心拍変動によって交り，心拍数が増加すると考えられる．今回我々が得た－３２５－ワ凸

結果はこの逆の過程と思われ，deconditioningが強い
手術直後には交感神経活性が冗進し副交感神経活性が減衰しているが，その後心機能が改善して交感神経活性が減衰し，さらに運動耐容能の改善にともなって，副交感神経活性が冗進したと推察された．

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