Öz

Amaç

Bu çalışma, genç kadınlarda akut şiddetli egzersizin tetiklediği sistemik sempatik aktivasyonun nazal pasaj hacmi üzerindeki etkilerini akustik rinometri (AR) ile değerlendirmeyi ve ortaya çıkan bölgesel yanıtı kardiyovasküler sempatik reaktivite bağlamında incelemeyi amaçlamaktadır.

Gereç ve Yöntemler

Yaş ve cinsiyete bağlı otonomik varyasyonların olası etkilerini kontrol altına almak amacıyla çalışmaya 23 sağlıklı genç kadın öğrenci dahil edilmiştir. Katılımcıların koşu bandında (treadmill) dinlenim kalp atım hızını iki katına çıkaran egzersiz şiddetinde 5 dakika koşturulmasıyla sempatik aktivasyon sağlanmıştır. Akut şiddetli egzersiz öncesi ve hemen sonrası kan basıncı, kalp atım hızı ve AR ile nazal pasaj hacimleri ölçülmüştür. Egzersiz bitiminden 20 dakika sonra nazal ölçümler tekrarlanmıştır.

Bulgular

Egzersiz öncesinde sağ nazal pasaj hacmi ile sol nazal pasaj hacmi arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık saptanmamıştır (p>0,05). Egzersiz sonrası her iki nazal pasaj hacminde sempatik aktivasyonla ilişkili dekonjesyon sonucunda anlamlı bir  artış ortaya çıkmıştır (p<0,05). Sağ taraftaki nazal hacim artışının sola nazaran daha yüksek olduğu saptanmıştır (p<0,05). Egzersizden 20 dakika sonra tekrarlanan ölçümlerde, sağ nazal pasaj hacminin soldan anlamlı derecede yüksek devam ettiği görülmüştür (p<0,05).

Sonuç

Bu araştırmada, akut egzersiz sonrasında nazal pasaj hacminde sağ taraf lehine asimetrik bir bölgesel yanıtın oluştuğu saptanmıştır. Bu bulgu, sistemik sempatik aktivasyonun nazal pasajda bölgesel farklılıklar gösteren bir yanıt oluşturabileceğini düşündürmektedir. Bu nedenle, non-invaziv ve objektif bir yöntem olan AR ile yapılan nazal pasaj hacmi ölçümlerinin, kardiyolojik araştırmalarda sempatik reaktiviteye eşlik eden periferik yanıtların değerlendirilmesinde dolaylı ve potansiyel bir yöntem olabileceği düşünülmektedir.

GİRİŞ

Solunum sistemi, fiziksel egzersiz esnasında aktive olan sempatik sinir sistemine bağlı gelişen fizyolojik modülasyonların ve bölgesel nazal adaptasyonun en belirgin izlenebildiği alanlardan biridir (1, 2). Fiziksel efor, kardiyovasküler sistem üzerinde akut kronotropik ve inotropik yük oluştururken, eş zamanlı olarak iskelet kaslarında vazodilatasyona, splanknik ve mukozal yataklarda ise yaygın bir vazokonstriksiyona yol açar (3). Zengin kavernöz sinüzoid yapısı ve yoğun α₁-adrenerjik reseptör popülasyonu barındıran nazal mukoza, sistemik sempatik sinir sistemi deşarjına karşı son derece hassas ve dinamik yanıtlar vermektedir. Egzersiz sırasında plazma katekolamin düzeylerinin (özellikle noradrenalin) artışı, bu reseptörler üzerinden nazal mukozada güçlü bir vazokonstriksiyonu indükleyerek nazal direnci düşürür ve hava pasaj hacmini artırır (2, 4).

Kardiyovasküler sistemin otonomik fonksiyonları ve sempatovagal denge sıklıkla, kalp hızı değişkenliği (HRV) veya barorefleks duyarlılığı gibi elektrokardiyografik (EKG) parametrelerle incelenmektedir (5, 6). Ancak bu geleneksel yöntemler, parasempatik (vagal) sistemin baskın modülasyonu ve solunum sinüs aritmi gibi faktörler nedeniyle, özellikle egzersiz ve otonomik toparlanma gibi dinamik süreçlerde baskın sempatik vazokonstriktör tonusu tek başına izole etmekte yetersiz kalabilmektedir (7, 8). Nazal pasaj ise parasempatik vazodilatör etkilerden ziyade, baskın olarak sempatik vazokonstriktör tonusun kontrolü altındadır ve bu yönüyle bölgesel nazal reaktivitenin diğer otonomik etkilerden bağımsız olarak izlenebildiği objektif bir model sunar (9).

Otonom sinir sisteminin kontrolü altında işleyen nazal siklus, nazal kavitelerin dönüşümlü olarak konjesyon ve dekonjesyona uğramasıyla karakterize dinamik bir periferik otonomik reflekstir. Bu periyodik döngü sırasında, bir nazal pasajda konjesyon gelişirken karşı tarafta eş zamanlı olarak dekonjesyon izlenir. Bu asimetrik yer değişimi sayesinde total solunumsal direnç dengede tutulur (10-12). Literatürde, söz konusu mukozal varyasyonların istirahat halinde ortalama 25 dakika ile 3 saat arasında değişen periyodik bir döngü sergilediği gösterilmiştir (13, 14). Her ne kadar bu süreç normal şartlarda otonomik bir osilasyon (salınım) gösterse de, akut efor gibi yoğun sempatik uyaranlar altında bu ritmik asimetrinin yönü ve büyüklüğü, sempatovagal dengenin periferik yataklardaki anlık dinamiklerine göre yeniden şekillenmektedir. Alt konka ve septumun anterior bölgesinde yer alan venöz erektil dokuların hacimsel salınımlarına bağlı olan bu vasküler reaktivitede, sempatik sinir sistemi baskın bir rol oynamaktadır. Sempatik deşarj, nazal mukozadaki venöz erektil dokularda güçlü bir vazokonstriksiyonu tetikleyerek dekonjesyona yol açmakta ve hava pasajını genişletmektedir (10, 14). Sonuç olarak; kardiyovasküler sistem yanıtlarıyla benzer otonomik temelleri paylaşan ve akut efor gibi sempatik uyaranlara anlık otonomik yanıtlar veren bu fizyolojik döngü (10, 15), otonomik reaktivitenin nazal yansımalarını nesnel bir şekilde değerlendirmek adına yenilikçi bir belirteç potansiyeli taşımaktadır.

Bu çalışmada, akut şiddetli egzersizin tetiklediği sistemik sempatik deşarjın nazal pasaj hacmi üzerindeki etkilerini incelemeyi amaçladık. Çalışmada, nazal kaviteye gönderilen akustik ses dalgalarının yansımasını analiz ederek hava pasajının kesit alanlarını ve hacimsel değişimlerini non-invaziv, objektif ve yüksek hassasiyetle hesaplayan akustik rinometri (AR) yöntemini kullandık (16). Elde edilen bulgular doğrultusunda; sempatik uyarımın sağ nazal hava pasajında asimetrik ve uzamış bir seyir izleyebileceğine dair olası bir fizyolojik mekanizmayı kardiyovasküler bir perspektiften tartıştık.

GEREÇ VE YÖNTEMLER

Bu çalışma, Gazi Üniversitesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu tarafından onaylanmış (karar no: 497, tarih: 25.06.2018) ve tüm katılımcılardan bilgilendirilmiş onam formu alınmıştır. Yaş ve cinsiyete bağlı otonomik varyasyonların olası etkilerini kontrol altına almak ve çalışma grubu homojenliğini en üst düzeyde tutmak amacıyla, araştırma sadece sağlıklı genç kadın gönüllüler üzerinde yürütülmüştür. Tüm katılımcılara kardiyoloji kliniğinde fizik muayene ve EKG çekimi uygulanmış; kulak burun boğaz kliniğinde ise endoskopik nazal muayene yapılmıştır. Bu bağlamda çalışmaya herhangi bir sistemik, kardiyovasküler veya nazal patolojisi olmayan, sigara içmeyen 23 sağlıklı genç kadın öğrenci dahil edilmiştir. Solunum ve kardiyovasküler kapasiteler açısından homojenliği sağlamak amacıyla katılımcıların fiziksel profilleri de standardize edilmiştir. Bu doğrultuda vücut kütle indeksi (VKİ) (VKİ: ağırlık/boy²) hesaplanarak, VKİ aralığı 18,50-24,99 kg/m² olan normal kilolu adaylar seçilmiştir (17).

Çalışma protokolüne göre; katılımcılara istirahat halindeki bazal kalp atım hızı değerlerinin tam 2 katına ulaşana kadar yoğunluğu artırılan akut şiddetli bir koşu bandı (STAR TRAC 4500 SERIES) egzersizi yaptırılmıştır. Egzersiz yoğunluğu ve süresini belirleyen bu protokol, literatürde akut efor yanıtlarını standartlaştırmada kullanılan Roach ve ark. (18) metodolojisi referans alınarak yapılandırılmıştır. Dinlenim kalp hızının iki katına çıkarılması kriterinin bilimsel dayanağı; Amerikan Spor Hekimliği Koleji standartlarına göre genç yetişkin bireylerde “şiddetli egzersiz” (strenuous/vigorous exercise) yoğunluk eşiğine (%70-85 hedef kalp hızına) objektif ve homojen bir şekilde ulaşılmasını sağlamasıdır (19, 20). Bu hedef şiddete ulaşıldıktan sonra katılımcılar aynı hızda 5 dakika daha koşturulmuş ve egzersiz sonlandırılmıştır (18). Katılımcıların egzersiz öncesi ve egzersiz sonrası kan basıncı ve kalp atım hızları manuel ve dijital (Omron M2 HEM-7121-E Intellisense, Kyoto, Japonya) yöntemlerle takip edilmiştir. Nazal ölçümler; egzersiz öncesi (bazal), egzersiz hemen sonrası (akut) ve egzersizden 20 dakika sonra (takip) AR cihazı ile her iki burun deliği için ayrı ayrı değerlendirilmiştir. AR ölçümleri, her katılımcının sağ ve sol nazal pasajları için en az üç defa tekrarlanmış ve elde edilen alan-uzaklık eğrilerinin ortalaması, o katılımcıya ait veriler olarak kaydedilmiştir. Tekrarlanan testlerde değişkenlik katsayısının %5’in altında olmasına dikkat edilmiştir (21, 22). Olası mukozal varyasyonları ve ölçüm artefaktlarını önlemek amacıyla, tüm ölçümler oda sıcaklığı (22-24 °C) ve nem oranının (%30-35) sabit tutulduğu standart laboratuvar ortamında gerçekleştirilmiştir. En uygun ölçümü alabilmek için, sistemin bulunduğu ortamın gürültüden uzak olması sağlanmış, ısı ve nem düzeylerine dikkat edilmiştir (23). 

AR (RhinoScan v.2.6, SRE2000-RhinoMetrics, Lynge, Denmark); nazal hava yolu açıklığını değerlendirebilmek için kullanılan objektif tanı yöntemlerinden birisidir. AR cihazının ürettiği ses dalgalarının burun boşluğunda yansıması prensibine dayanır. Sesin akustik impedansındaki değişikliklerden (şiddeti, fazı, gecikme süresi) faydalanılarak, nazal kavitenin minimum kesitsel alanı ve hacmi hesaplanır. Kolay uygulanabilirliği, tekrarlanabilmesi, minimal uyum gerektirmesi, invaziv olmaması, ağrısız bir yöntem olması ve nostrillerin ayrı ayrı değerlendirilebilmesi önemli avantajlarıdır (16, 21, 22).

Çalışmamızda asimetrik otonomik yanıtların olası etkisini değerlendirebilmek amacıyla her bir nazal pasaja ait toplam hacimler (tVOL=VOL1­+VOL2; nostrilden maksiler sinüs ostiumuna kadar, 0-5,5 cm’ye ait) kullanılmıştır. Bu toplam hacim, VOL1 (burun girişinden itibaren ilk iki cm’lik burun kesitindeki burun kavitesi hacmi) ile VOL2’nin (ikinci ve beşinci cm içerisindeki burun kesitleri arasındaki burun kavitesi hacmi) toplanmasıyla elde edilmiştir (tVOL=VOL1+VOL2). Burun ucundan itibaren ilk 5 cm’nin, hacim ölçümü için güvenilir bir mesafe olduğu; mukozal varyasyonları ve nazal hacim değişikliklerini doğru olarak yansıtabileceği yapılan çalışmalarla gösterilmiştir (14). Ölçümlerde, kesit alanları, cm²; uzaklıklar, cm; hacimler ise, cm³ cinsindendir (14, 23).

İstatistiksel Analiz

Verilerin istatistiksel analizi SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) for Windows 23.0 (IBM Corp., Armonk, NY, ABD) paket programı ile gerçekleştirilmiştir. Nicel verilerin normal dağılıma uygunluğu Shapiro-Wilk testi ile doğrulanmış ve tüm parametrelerin normal dağılım sergilediği saptanmıştır. Tanımlayıcı veriler aritmetik ortalama ± standart sapma olarak sunulmuştur. Hemodinamik ve nazal hacim parametrelerinin zamana bağlı değişimleri ile sağ ve sol nazal pasajların taraflı karşılaştırmalarında parametrik bir test olan bağımlı iki örneklem t-testi (paired samples t-test) kullanılmıştır. Tüm istatistiksel değerlendirmeler %95 güven aralığında yürütülmüş, anlamlılık düzeyi (p<0,05) olarak kabul edilmiştir.

BULGULAR

Çalışma grubundaki öğrencilerin yaş ve antropometrik ölçümlerinin tanımlayıcı istatistiksel analizi Tablo 1’de gösterilmiştir.

Akut yoğun egzersiz programı öncesi ve sonrasında ölçülen ortalama nabız ve sistolik kan basıncı değerleri Tablo 2’de gösterilmiştir. Egzersiz öncesi değerlerle karşılaştırıldığında, egzersiz sonrasında saptanan nabız ve sistolik kan basıncı artışları istatistiksel olarak ileri düzeyde anlamlı bulunmuştur (p<0,01).

Sağ ve sol nazal pasajlar için AR ile belirlenen “toplam nazal hacim” ortalama değerleri Tablo 3’te gösterilmiştir. Buna göre, egzersiz öncesinde sağ ve sol nazal pasajların toplam nazal hacim değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık saptanmamıştır (p>0,05). Egzersizden sonrası ise her iki nazal pasajda, egzersiz öncesine göre istatistiksel olarak anlamlı bir hacim artışı gerçekleşmiştir (p<0,01). Sağ ve sol nazal pasajlar kendi içlerinde karşılaştırıldığında sağ taraftaki hacim artışının sol tarafa kıyasla anlamlı derecede daha yüksek olduğu bulunmuştur (p<0,05).

AR ile nazal pasaj ölçümleri egzersizden 20 dakika sonra, dinlenme periyodunda üçüncü kez tekrarlanarak değerlendirilmiştir (Tablo 4). Bu ölçümlerde de, sağ nazal pasaj hacminin, sol tarafa kıyasla anlamlı derecede yüksek kalmaya devam ettiği saptanmıştır (p<0,05).

TARTIŞMA

Bu çalışmada, sağlıklı genç kadınlarda akut şiddetli egzersizle indüklenen sistemik sempatik aktivasyonun nazal pasaj hacmi üzerindeki etkileri incelenmiş; yoğun egzersiz sonrası sağ nazal pasaj hacmi lehine belirgin bir fonksiyonel asimetrinin varlığı saptanmıştır. Egzersizin hemen ardından hem sağ hem de sol nazal pasaj hacminde saptanan istatistiksel olarak önemli artış (p<0,01), fiziksel efor esnasında salınan noradrenalin dalgasının mukozal mikrosirkülasyondaki zengin α₁-adrenerjik reseptörleri uyararak güçlü bir vazokonstriksiyon (dekonjesyon) oluşturduğunu göstermektedir (1, 9, 14). Bu bulgumuz, literatürde akut egzersizin nazal hava yolu direncini düşürdüğünü gösteren klasik fizyoloji çalışmalarıyla uyum içerisindedir (4, 24).

Araştırmamızın en dikkat çekici bulgusu, gerek akut egzersiz sonrasında (t=2,65, p=0,015) gerekse efor bitiminden 20 dakika sonraki takip ölçümlerinde (t=2,50, p=0,021) sağ nazal pasaj hacminin sol tarafa kıyasla anlamlı derecede yüksek kalmaya devam etmesidir. Kardiyovasküler otonomik regülasyon ve efor fizyolojisi bağlamından bakıldığında, sempatovagal dengenin periferik yataklardaki dinamik yansımalarını izlemek, kardiyovasküler adaptasyon süreçlerinin anlaşılmasında kritik bir öneme sahiptir. Kalbin sempatik innervasyonunda sağ stellat ganglionun sinüs düğümü üzerinde baskın bir kronotropik rol oynadığı ve kardiyak sempatik deşarjda sağ yönelimli bir asimetrinin varlığı bilinmektedir (25). Bizim çalışmamızda egzersiz sonrasında saptadığımız sağ taraflı nazal hacim artışı; genel sempatik deşarjın sadece kalp üzerinde değil, hava pasajlarında da benzer şekilde bölgesel bir asimetrik adaptasyon yaratabileceğine dair olası fizyolojik mekanizmaları akla getirmektedir.

Katılımcıların benzer yaş grubundaki sağlıklı genç kadınlardan oluşturulması, otonomik süreçlerin homojen bir zeminde değerlendirilmesine olanak tanımıştır. Akut efor sonrasında sistemik hemodinamik parametrelerin (kalp atım hızı ve kan basıncı) hızla bazal seviyelere gerilediği bilinmektedir (26-28). Çalışmamızda ise egzersiz sonrası dönemin 20. dakikasında gerçekleştirilen nazal ölçümler; burun hava pasajındaki bölgesel sempatik uyarımın sağ tarafta çok daha uzamış ve dirençli bir seyir izlediğini göstermektedir. Dolayısıyla elde edilen bu nazal reaktivite bulguları, geleneksel hemodinamik parametrelerin ötesinde, bölgesel olarak uzamış sempatik tonusun takibi adına kıymetli birer veri sunmaktadır.

Geleneksel kardiyolojik otonomik fonksiyon testleri (HRV gibi), dinamik efor süreçlerinde ve toparlanma dönemlerinde kalpte hızla devreye giren parasempatik (vagal) yeniden aktivasyon nedeniyle, periferik dokulardaki sempatik adrenerjik vazokonstriktör tonusu tek başına izole etmekte metodolojik sınırlılıklara sahiptir (7, 8). Egzersiz sonrası toparlanma fazında kardiyovasküler sistem kalbi korumak adına vagal deşarja yönelirken, baskın olarak sempatik adrenerjik kontrol altında olan nazal pasajın (9) AR ile takibi, otonomik ağın bölgesel asimetrik adaptasyon kapasitesini değerlendirmede benzersiz bir pencere açmaktadır. Sonuç olarak AR; periferik sempatik reaktiviteyi ve otonomik adaptasyon süreçlerini non-invaziv ve objektif bir şekilde değerlendirmede kardiyolojik araştırmalarda yenilikçi bir perspektif sunabilir.

Çalışmanın Kısıtlılıkları

Bu araştırma küçük bir örneklemde ve sadece genç kadınlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sempatik aktivite, biyokimyasal yöntemlerle veya doğrudan otonomik ölçümlerle doğrulanmamış; periferik otonomik yansımalar üzerinden dolaylı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen otonomik bulguların genel popülasyona uyarlanabilmesi için, gelecekte erkek katılımcıların da dahil edildiği, doğrudan ölçüm yöntemlerinin entegre edilerek AR sonuçlarıyla kıyaslandığı, daha geniş kesimlerde yürütülecek güvenilir çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Mevcut araştırmamız, bu doğrultuda yapılacak ileri çalışmalara yenilikçi bir yol gösterici niteliğindedir.

SONUÇ

AR; akut egzersiz sonrasında gelişen nazal otonomik reaktivitenin ve buna bağlı hava pasajı değişikliklerinin takibinde potansiyel, objektif ve non-invaziv bir yöntem olarak kullanılmıştır. Özellikle egzersiz sonrası takip ölçümlerinde sağ nazal pasajda gözlenen asimetrik ve uzamış hacim artışı dikkat çekicidir. Bu durum, bölgesel otonomik adaptasyon mekanizmaları bağlamında değerlendirilebilecek olası bir fizyolojik mekanizma olarak kardiyolojik araştırmalara yenilikçi bir perspektif sunmaktadır.