BibTex RIS Kaynak Göster

Association of autonomic nervous system functions with immune response and prognosis in acute ischemic stroke patients

Yıl 2012, Cilt: 34 Sayı: 4, 416 - 422, 12.05.2012

Öz

Abstract

Aim. Cerebrovascular disease is the most commonly encountered condition which causes serious mortality and morbidity in neurological practice. It has been reported that heart rate variability declines in a cerebrovasculer disease, which shows that autonomic functions are affected. Autonomic nervous system has a significant role in monitoring immune status and controlling inflammation. Similarly, there are studies reporting that immune system is affected during acute phase of cerebrovascular diseases. In the present study, our aim was to investigate the effect of autonomic nervous system on immune response and prognosis in acute ischemic cerebrovascular diseases. Method. 44 patients with middle cerebral artery infarction and 44 healthy controls were included in this study. Autonomic nervous system was evaluated using a methodology analysing the heart rate variability based on frequency. In order to evaluate the effects on immun system, serum levels of interleukin 1β, interleukin 6, tumor necrosis factor alfa and interleukin 10 were measured on the 1st, 3rd, 7th and 10th day by ELISA. Prognosis was evaluated by Rankin scale after 3 months. Results. Compared to the controls, low frequency power in normalized units (LFnu) was found to be high, high frequency power in normalized units (HFnu) was found to be low and ratio of LFnu/HFnu was found to be high in the patients group. The increase being more marked in left middle cerebral artery infarctions, interleukin-6 level were increased on the 10th day and interleukin-10 level was decreased at all days compared to baseline in all patients. Interleukin-1β and tumor necrosis factor α levels were lower in all patients but the decrease was more pronounced in patients having left middle cerebral artery infarction. There was no difference between the Rankin scores of the patients having right and left middle cerebral artery infarction. Conclusions. Ischemic cerebrovascular disease is associated with an effect on immune system. This impaired immun response can be correlated both with a decreased parasympathetic activity and an increased sympathetic activity particularly in patients with middle cerebral artery infarctions.

Keywords: Stroke, heart rate variability, interleukin-1β, interleukin-6, interleukin-10, tumor necrosis factor alfa

Özet

Amaç. Serebrovasküler hastalık nöroloji pratiğinde en sık karşılaşılan ve ciddi morbidite ve mortaliteye sebep olan bir durumdur. Serebrovasküler hastalıkta otonom fonksiyonlarda etkilenmeyi gösteren kalp hızı değişkenliğinde azalma olduğu bildirilmektedir. Otonom sinir sistemi immun durumun monitörize edilmesinde ve inflamasyonun kontrolünde önemli rol oynar. Benzer şekilde serebrovasküler hastalıkların akut döneminde immün sistemin de etkilendiğini gösteren çalışmalar mevcuttur. Amacımız akut iskemik serebrovasküler hastalıklarda otonom sinir sistemi fonksiyonunun immun yanıt ve prognoza etkisini araştırmaktır. Yöntem. Çalışmaya orta serebral arter infarktı olan 44 hasta ve 44 sağlıklı birey alınmıştır. Otonom sinir sistemi frekansa dayalı kalp hızı değişkenliği analiz yöntemiyle değerlendirilmiştir. İmmün sistem etkilenmesi değerlendirmede 1, 3, 7 ve 10. günlerde ELİSA yöntemiyle serum interlökin-1β, interlökin-6, tümör nekrozis faktör α ve interlökin-10 düzeyleri çalışıldı. Prognoz 3 ay sonra Rankin skoru ile değerlendirildi. Bulgular. Hastalarda kontrollerle karşılaştırıldığında Düşük Frekanslı Güç Normalize Ünit (LFnü) yüksek, Yüksek Frekanslı Güç Normalize Ünit (HFnü) düşük ve LFnü/HFnü oranı ise yüksek bulundu. Sol orta serebral arter infaktlarında daha belirgin olmak üzere tüm hastalarda 10. günde İnterlökin-6 seviyesinde artış, İnterlökin-10 seviyesinde ise başlangıçtan itibaren tüm günlerde düşüş görüldü. İnterlökin-1β ve tümör nekrozis faktör α seviyeleri sol orta serebral arter infaktlarında daha belirgin olmak üzere tüm hastalarda düşüktü. Rankin skorları arasında farklılık bulunmadı. Sonuç. İskemik serebrovasküler hastalık immün sistem etkilenmesi ile birliktedir. Özellikle orta serebral arter infaktlarında ortaya çıkan bu bozulmuş immun yanıt, azalmış parasempatik aktivite yanında artmış sempatik aktiviteyle ilişkilendirilebilir.

Anahtar sözcükler: İnme, kalp hızı değişkenliği, interlökin-1β, interlökin-6, interlökin-10, tümör nekrozis faktör α

Kaynakça

  • Waxman GS. Korrelatif Nöroanatomi. Yıldırım M. (çeviri), Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul 2002; 248-63.
  • Snell SR. Klinik Nöroanatomi. Yıldırım M. (çeviri), Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul 2000; 459-78.
  • Mıhçı E, Kardelen F, Yılmaz N, Dora B, Balkan S. Hemisferik enfarktlı hastalarda kalp hızı değişkenliğinin tilt testi sırasında değerlendirilmesi. Türk Serebrovasküler Hastalıklar Dergisi 2007; 13: 81-5.
  • Pavlov VA, Tracey KJ. Neural regulators of innate immune responses and inflammation. Cell Mol Life Sci 2004; 61: 2322-31.
  • Nance DM, Sanders VM. Autonomic innervation and regulation of the immune system (1987-2007). Brain Behav Immun 2007; 21: 736-45.
  • Pavlov VA, Tracey KJ. The cholinergic anti-inflammatory pathway Brain Behav Immun 2005; 19: 493-9.
  • Goehler LE, Gaykema RP, Hansen MK, Anderson K, Maier SF, Watkins LR. Vagal immune-to-brain communication: a visceral chemosensory pathway. Auton Neurosci 2000; 85: 49-59.
  • Czura CJ, Tracey KJ. Autonomic neural regulation of immunity. J Intern Med 2005; 257: 156-66.
  • Tracey KJ. Physiology and immunology of the cholinergic antiinflammatory pathway. J Clin Invest 2007; 117: 289-96.
  • Van Ravenswaaiji-Arts CMA, Kollee LAA, Hopman JCW, Stoelinga GBA, Vangeijn HP. Heart rate variability. Ann Intern Med 1993; 188: 436-47.
  • Barron SA, Rogovski Z, Hemli J. Autonomic consequences of cerebral hemisphere infarction. Stroke 1994; 25: 113-6.
  • Akselrod S. Components of heart rate variabilitity: Basic studies.In: Malik M, Camm AJ. (Eds). Heart rate varibililiy. New York. Futura 1995; pp: 147-63.
  • Maliani A. Association of heart rate variability components with physiological regulatory mechanisms. In: Malik M, Camm AJ (Eds). Heart rate variabililiy. NewYork. Futura 1995; pp: 147-63.
  • Tokgözoğlu SL, Batur MK, Top uoglu MA, Saribas O, Kes S, Oto A. Effects of stroke localization on cardiac autonomic balance and sudden death. Stroke 1999; 30: 1307-11.
  • Cheshire WP Jr, Saper CB. The insular cortex and cardiac response to stroke. Neurology 2006; 66: 1296-7.
  • Özdağ F, Bek S, Ulaş ÜH, Eroğlu E, Gökçil Z, Demirkay Ş, Şengül A, Vural O. Erken dönem deneysel strokta sitokinler. Gülhane Tıp Dergisi 2003; 45: 114-6.
  • Rodríguez-Yáñez M, Castillo J. Role of inflammatory markers in brain ischemia. Curr Opin Neurol 2008; 21: 353-7.
  • Korpelainen JT, Sotaniemi KA, Huikuri HV, Myllyä VV. Abnormal heart rate variability as a manifestation of autonomic dysfunction in hemispheric brain infarction. Stroke 1996; 27: 2059-63.
  • Korpelainen JT, Sotaniemi KA, Suominen K, Tolonen U, Myllylä VV. Cardiovascular autonomic reflexes in brain infarction. Stroke 1994; 25: 787-92.
  • Naver HK, Blomstrand C, Wallin G. Reduced heart rate variability after right- sided stroke. Stroke 1996; 27: 247-251.
  • Colivicchi F, Bassi A, Santini M. Cardiac autonomic deragrement and arrhythmias in right-sided stroke with insular involvement. Stroke 2004; 35: 2094-2098.
  • Oppenheimer S. The anatomy and physiology of cortical mechanisms of cardiac control. Stroke 1993; 24(suppl I): I-3-I-5.
  • Oppenheimer SM, Gelb A, Girvin JP. Cardiovascular effects of human insular cortex stimulation. Neurology 1992; 42: 1727-1732.
  • Yoon B-W, Morillo CA, Cechetho D F. Cerebral hemispheric lateralization in cardiac autonomic control. Arc Neurol 1997; 54: 741-744.
  • Hilz M.J, Dütsch M, Perine K. Hemispheric influence on autonomic modulation and baroreflex sensitivity. Ann Neurol 2001; 49: 575-584.
  • Pantoni L, Sarti C, Inzitari D. Cytokines and cell adhesion molecules in cerebral ischemia: experimental bases and therapeutic perspectives. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18: 503-13.
  • Intiso D, Zarrelli MM, Lagioia G, Di Rienzo F, Checchia De Ambrosio C, Simone P, Tonali P, Cioffi Dagger RP. Tumor necrosis factor alpha serum levels and inflammatory response in acute ischemic stroke patients. Neurol Sci 2003; 24: 390-6.
  • Chamorro A, Cervera A, Castillo J, Dávalos A, Aponte JJ, Planas AM. Unfractionated heparin is associated with a lower rise of serum vascular cell adhesion molecule-1 in acute ischemic stroke patients. Neurosci Lett 2002; 328: 229-32.
  • Perini F, Morra M, Alecci M, Galloni E, Marchi M, Toso V. Temporal profile of serum anti-inflammatory and pro-inflammatory interleukins in acute ischemic stroke patients. Neurol Sci 2001; 22: 289-96.
  • Wang X, Yue TL, Young PR, Barone FC, Feuerstein GZ. Expression of interleukin-6, c-fos, and zif268 mRNA in rat ischemic cortex. J Cereb Blood Flow Metab 1995; 15: 166-71.
  • Castellanos, M, Castillo, J, Garcia, M.M, Leira, R, Chamorro A, Davalos A. Inflammation-mediated damage in progressing lacunar infarctions: a potential therapeutic target. Stroke 2002; 33: 982-7.
  • Vila N, Castillo J, Dávalos A, Esteve A. Levels of anti-inflammatory cytokines and neurological worsening in acute ischemic stroke. Stroke 2003; 34: 671-675.
  • Dietrich WD, Busto R, Bethea JR. Postischemic hypothermia and IL-10 treatment provide long-lasting neuroprotection of CA1 hippocampus following transient global ischemia in rats. Exp Neurol 1999; 158: 444–450.

Original research-Orijinal araştırma

Yıl 2012, Cilt: 34 Sayı: 4, 416 - 422, 12.05.2012

Öz

Amaç. Serebrovasküler hastalık nöroloji pratiğinde en sık karşılaşılan ve ciddi morbidite ve mortaliteye sebep olan bir durumdur. Serebrovasküler hastalıkta otonom fonksiyonlarda etkilenmeyi gösteren kalp hızı değişkenliğinde azalma olduğu bildirilmektedir. Otonom sinir sistemi immun durumun monitörize edilmesinde ve inflamasyonun kontrolünde önemli rol oynar. Benzer şekilde serebrovasküler hastalıkların akut döneminde immün sistemin de etkilendiğini gösteren çalışmalar mevcuttur. Amacımız akut iskemik serebrovasküler hastalıklarda otonom sinir sistemi fonksiyonunun immun yanıt ve prognoza etkisini araştırmaktır. Yöntem. Çalışmaya orta serebral arter infarktı olan 44 hasta ve 44 sağlıklı birey alınmıştır. Otonom sinir sistemi frekansa dayalı kalp hızı değişkenliği analiz yöntemiyle değerlendirilmiştir. İmmün sistem etkilenmesini değerlendirmede 1, 3, 7 ve 10. günlerde ELİSA yöntemiyle serum interlökin-1β, interlökin-6, tümör nekrozis faktör α ve interlökin-10 düzeyleri çalışıldı. Prognoz 3 ay sonra Rankin skoru ile değerlendirildi. Bulgular. Hastalarda kontrollerle karşılaştırıldığında Düşük Frekanslı Güç Normalize Ünit (LFnü) yüksek, Yüksek Frekanslı Güç Normalize Ünit (HFnü) düşük ve LFnü/HFnü oranı ise yüksek bulundu. Sol orta serebral arter infaktlarında daha belirgin olmak üzere tüm hastalarda 10. günde İnterlökin-6 seviyesinde artış, İnterlökin-10 seviyesinde ise başlangıçtan itibaren tüm günlerde düşüş görüldü. İnterlökin-1β ve tümör nekrozis faktör α seviyeleri sol orta serebral arter infaktlarında daha belirgin olmak üzere tüm hastalarda düşüktü. Rankin skorları arasında farklılık bulunmadı. Sonuç. İskemik serebrovasküler hastalık immün sistem etkilenmesi ile birliktedir. Özellikle orta serebral arter infaktlarında ortaya çıkan bu bozulmuş immun yanıt, azalmış parasempatik aktivite yanında artmış sempatik aktiviteyle ilişkilendirilebilir

Kaynakça

  • Waxman GS. Korrelatif Nöroanatomi. Yıldırım M. (çeviri), Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul 2002; 248-63.
  • Snell SR. Klinik Nöroanatomi. Yıldırım M. (çeviri), Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul 2000; 459-78.
  • Mıhçı E, Kardelen F, Yılmaz N, Dora B, Balkan S. Hemisferik enfarktlı hastalarda kalp hızı değişkenliğinin tilt testi sırasında değerlendirilmesi. Türk Serebrovasküler Hastalıklar Dergisi 2007; 13: 81-5.
  • Pavlov VA, Tracey KJ. Neural regulators of innate immune responses and inflammation. Cell Mol Life Sci 2004; 61: 2322-31.
  • Nance DM, Sanders VM. Autonomic innervation and regulation of the immune system (1987-2007). Brain Behav Immun 2007; 21: 736-45.
  • Pavlov VA, Tracey KJ. The cholinergic anti-inflammatory pathway Brain Behav Immun 2005; 19: 493-9.
  • Goehler LE, Gaykema RP, Hansen MK, Anderson K, Maier SF, Watkins LR. Vagal immune-to-brain communication: a visceral chemosensory pathway. Auton Neurosci 2000; 85: 49-59.
  • Czura CJ, Tracey KJ. Autonomic neural regulation of immunity. J Intern Med 2005; 257: 156-66.
  • Tracey KJ. Physiology and immunology of the cholinergic antiinflammatory pathway. J Clin Invest 2007; 117: 289-96.
  • Van Ravenswaaiji-Arts CMA, Kollee LAA, Hopman JCW, Stoelinga GBA, Vangeijn HP. Heart rate variability. Ann Intern Med 1993; 188: 436-47.
  • Barron SA, Rogovski Z, Hemli J. Autonomic consequences of cerebral hemisphere infarction. Stroke 1994; 25: 113-6.
  • Akselrod S. Components of heart rate variabilitity: Basic studies.In: Malik M, Camm AJ. (Eds). Heart rate varibililiy. New York. Futura 1995; pp: 147-63.
  • Maliani A. Association of heart rate variability components with physiological regulatory mechanisms. In: Malik M, Camm AJ (Eds). Heart rate variabililiy. NewYork. Futura 1995; pp: 147-63.
  • Tokgözoğlu SL, Batur MK, Top uoglu MA, Saribas O, Kes S, Oto A. Effects of stroke localization on cardiac autonomic balance and sudden death. Stroke 1999; 30: 1307-11.
  • Cheshire WP Jr, Saper CB. The insular cortex and cardiac response to stroke. Neurology 2006; 66: 1296-7.
  • Özdağ F, Bek S, Ulaş ÜH, Eroğlu E, Gökçil Z, Demirkay Ş, Şengül A, Vural O. Erken dönem deneysel strokta sitokinler. Gülhane Tıp Dergisi 2003; 45: 114-6.
  • Rodríguez-Yáñez M, Castillo J. Role of inflammatory markers in brain ischemia. Curr Opin Neurol 2008; 21: 353-7.
  • Korpelainen JT, Sotaniemi KA, Huikuri HV, Myllyä VV. Abnormal heart rate variability as a manifestation of autonomic dysfunction in hemispheric brain infarction. Stroke 1996; 27: 2059-63.
  • Korpelainen JT, Sotaniemi KA, Suominen K, Tolonen U, Myllylä VV. Cardiovascular autonomic reflexes in brain infarction. Stroke 1994; 25: 787-92.
  • Naver HK, Blomstrand C, Wallin G. Reduced heart rate variability after right- sided stroke. Stroke 1996; 27: 247-251.
  • Colivicchi F, Bassi A, Santini M. Cardiac autonomic deragrement and arrhythmias in right-sided stroke with insular involvement. Stroke 2004; 35: 2094-2098.
  • Oppenheimer S. The anatomy and physiology of cortical mechanisms of cardiac control. Stroke 1993; 24(suppl I): I-3-I-5.
  • Oppenheimer SM, Gelb A, Girvin JP. Cardiovascular effects of human insular cortex stimulation. Neurology 1992; 42: 1727-1732.
  • Yoon B-W, Morillo CA, Cechetho D F. Cerebral hemispheric lateralization in cardiac autonomic control. Arc Neurol 1997; 54: 741-744.
  • Hilz M.J, Dütsch M, Perine K. Hemispheric influence on autonomic modulation and baroreflex sensitivity. Ann Neurol 2001; 49: 575-584.
  • Pantoni L, Sarti C, Inzitari D. Cytokines and cell adhesion molecules in cerebral ischemia: experimental bases and therapeutic perspectives. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998; 18: 503-13.
  • Intiso D, Zarrelli MM, Lagioia G, Di Rienzo F, Checchia De Ambrosio C, Simone P, Tonali P, Cioffi Dagger RP. Tumor necrosis factor alpha serum levels and inflammatory response in acute ischemic stroke patients. Neurol Sci 2003; 24: 390-6.
  • Chamorro A, Cervera A, Castillo J, Dávalos A, Aponte JJ, Planas AM. Unfractionated heparin is associated with a lower rise of serum vascular cell adhesion molecule-1 in acute ischemic stroke patients. Neurosci Lett 2002; 328: 229-32.
  • Perini F, Morra M, Alecci M, Galloni E, Marchi M, Toso V. Temporal profile of serum anti-inflammatory and pro-inflammatory interleukins in acute ischemic stroke patients. Neurol Sci 2001; 22: 289-96.
  • Wang X, Yue TL, Young PR, Barone FC, Feuerstein GZ. Expression of interleukin-6, c-fos, and zif268 mRNA in rat ischemic cortex. J Cereb Blood Flow Metab 1995; 15: 166-71.
  • Castellanos, M, Castillo, J, Garcia, M.M, Leira, R, Chamorro A, Davalos A. Inflammation-mediated damage in progressing lacunar infarctions: a potential therapeutic target. Stroke 2002; 33: 982-7.
  • Vila N, Castillo J, Dávalos A, Esteve A. Levels of anti-inflammatory cytokines and neurological worsening in acute ischemic stroke. Stroke 2003; 34: 671-675.
  • Dietrich WD, Busto R, Bethea JR. Postischemic hypothermia and IL-10 treatment provide long-lasting neuroprotection of CA1 hippocampus following transient global ischemia in rats. Exp Neurol 1999; 158: 444–450.
Toplam 33 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil İngilizce
Bölüm Dahili Tıp Bilimleri Araştırma Yazıları
Yazarlar

Burhanettin Çiğdem

Özlem Kayım Yıldız

Mustafa Bakıcı

Suat Topaktaş

Yayımlanma Tarihi 12 Mayıs 2012
Yayımlandığı Sayı Yıl 2012Cilt: 34 Sayı: 4

Kaynak Göster

AMA Çiğdem B, Kayım Yıldız Ö, Bakıcı M, Topaktaş S. Association of autonomic nervous system functions with immune response and prognosis in acute ischemic stroke patients. CMJ. Aralık 2012;34(4):416-422.