วันศุกร์ที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2568

Atrial fibrillation: mechanism

กลไกของ Atrial Fibrillation (AF)


กลไกหลักของ AF (Atrial Fibrillation)

หัวใจเต้นตามจังหวะเพราะมีกลไกไฟฟ้าภายในที่ควบคุมจังหวะปกติจาก SA node (Sinoatrial node) ส่งผ่าน AV node (Atrioventricular node) ไปยังห้องล่าง (ventricles) ให้บีบตัวอย่างสม่ำเสมอ แต่ใน AF สัญญาณไฟฟ้าภายในห้องบน (atria) มั่วซั่ว กระจายหลายจุด ทำให้หัวใจห้องบนสั่นระริก (fibrillation) และห้องล่างเต้นผิดจังหวะ (irregularly irregular)


สาเหตุของสัญญาณไฟฟ้ามั่ว: Trigger x Substrate

  • Trigger factorsมักเริ่มจากจุดกำเนิดสัญญาณผิดปกติใกล้ pulmonary veins (หลอดเลือดดำที่นำเลือดกลับสู่หัวใจ) เรียกจุดนี้ว่า rapid atrial firing (นอก PV ที่พบได้: SVC, CS, Vein of Marshall, macro-reentry, rotors)
  • Substrate หัวใจห้องบนที่ขยายโต (atrial dilation) หรือมีพังผืด (fibrosis) ทำให้สัญญาณไฟฟ้าวิ่งผิดทางง่ายขึ้น

ปัจจัยที่ทำให้ AF เกิดและกำเริบง่าย

1. Electrical remodeling

  • AF เพียงไม่กี่นาที ทำให้ ERP (Effective Refractory Period) หรือระยะพักไฟฟ้าของหัวใจสั้นลงชั่วคราว เอื้อต่อการกำเริบซ้ำหลัง cardioversion
  • ERP จะค่อยๆ ฟื้นกลับมาภายในประมาณ 1–4 สัปดาห์
  • ทำให้เกิดวงจร "AF ทำให้ AF กำเริบง่ายขึ้น"
  • เมื่อหัวใจเต้นผิดจังหวะบ่อยๆ หัวใจจะปรับตัวทางไฟฟ้าทำให้ AF เป็นถาวรได้ง่ายขึ้น (persistent AF, permanent AF)

2. ระบบประสาทอัตโนมัติ (Autonomic system)

  • Sympathetic activation: กระตุ้นให้เกิดจุดกำเนิดไฟฟ้าผิดปกติ (ectopy/trigger) โดยเฉพาะจาก pulmonary veins (PVs); ยา isoproterenol ใช้กระตุ้น trigger ระหว่าง ablation เพื่อหาแหล่งผิดปกติ
  • Vagal activation: พบในคนอายุน้อย/หัวใจปกติ; ทำให้ ERP สั้นลงไม่สม่ำเสมอ เอื้อต่อ reentry circuit หรือการวนซ้ำของกระแสไฟฟ้าผิดปกติ

3. การทำ Ablation และโครงสร้างพิเศษ

  • Ganglionated plexi (GP) ablation: บางข้อมูลบอกว่าช่วยเพิ่มความสำเร็จของ PVs isolation ในบางกรณี
  • หลัง cardiac surgery: AF มักเกิดพีควันที่ 2–3 เพราะ conduction inhomogeneity และการอักเสบ ส่วนใหญ่หายเองภายใน 2–3 เดือน

บทบาทของ AV node และ Ventricular response

  • AV node ทำหน้าที่เหมือน “ตัวกรอง” สัญญาณ ทำให้หัวใจห้องล่างเต้นผิดจังหวะแบบ irregularly irregular ความถี่ทั่วไป ~90–170 ครั้งต่อนาที
  • ถ้าหัวใจเต้นช้า < 60 ครั้ง/นาที โดยไม่ได้กินยาลดหัวใจเต้น สงสัย AV nodal disease
  • ถ้าหัวใจเต้นเร็ว > 170–200 พิจารณาภาวะ thyrotoxicosis, catecholamine excess, หรือ WPW (Wolff-Parkinson-White)

AF ในผู้ป่วยที่มี WPW (Pre-excitation)

  • ถ้ามี accessory pathway ใน WPW: AF อาจนำไปสู่ VF (Ventricular Fibrillation) ได้ ต้อง ablate pathway
  • หลีกเลี่ยงการใช้ AV nodal blockers บางชนิดในภาวะฉุกเฉิน เพราะอาจทำให้เกิด VF

ปัจจัยทางโครงสร้างและการดำเนินโรค

  • Obesity และ Pericardial fat: เชื่อมโยงกับ atrial fibrosis และการกลับเป็นซ้ำหลัง ablation; การลดน้ำหนักช่วยลด burden
  • Obstructive Sleep Apnea (OSA): ทำให้เกิดกลไกหลายอย่าง เช่น atrial distension, hypoxia, dysautonomia, fibrosis; การใช้ CPAP ลดการกลับเป็นซ้ำของ AF
  • Alcohol: ทำลายการทำงานของช่องไอออน เช่น ICaL, INa, เพิ่ม IK(ACh), ITO, ทำลาย gap junction และเพิ่ม ROS ทำให้เกิด holiday heart syndrome
  • Thyrotoxicosis: ภาวะไทรอยด์เป็นพิษเป็นสาเหตุสำคัญของ new-onset AF ต้องตรวจ thyroid function ทุกครั้ง เพราะรักษาแล้ว AF มักจะหาย

 

สรุปแบบภาพรวม

  • AF เกิดจากการรวมกันของ trigger (จุดกำเนิดผิดปกติ), substrate (โครงสร้างหัวใจเอื้อต่อ AF), และ modulators (ระบบประสาท, ฮอร์โมน, ภาวะอักเสบ)
  • AV node เป็นตัวกรองสัญญาณ แต่ภาวะพิเศษเช่น WPW อาจทำให้ AF อันตรายถึงชีวิตได้
  • ปัจจัยต่างๆ เช่น OSA, Obesity, Alcohol, Thyrotoxicosis มีบทบาทสำคัญต่อการเกิดและกำเริบของ AF

 


Adverse Hemodynamics in AF

กลไกหลักที่ทำให้ AF มีผลเสียต่อ Hemodynamics:

  • Rapid or slow ventricular rateอัตราการเต้นเร็วเกิน (tachycardia) ลด diastolic filling time อาจนำไปสู่ tachycardia-induced cardiomyopathy (reversible)
  • Irregular rhythmการเต้นไม่สม่ำเสมอ ลดประสิทธิภาพ stroke volume, เพิ่ม preload variability, และเพิ่ม sympathetic activation
  • Loss of atrial systole ("atrial kick")ลด ventricular filling, สำคัญใน diastolic dysfunction, hypertrophic cardiomyopathy, mitral stenosis
  • Neurohumoral activation — RAAS, catecholamines, ANP, BNP เพิ่มขึ้น vasoconstriction และเพิ่ม afterload

ข้อมูลสนับสนุน:

  • Chronic AF LVEF, cardiac index ลดลง, NYHA class แย่ลง
  • Reversible เมื่อ control rate หรือกลับสู่ sinus rhythm

Rapid Ventricular Response & Tachycardia-mediated Cardiomyopathy

  • Persistent HR >100–120 bpm risk cardiomyopathy
  • AF onset + rapid ventricular response ใน mitral stenosis ลด diastolic filling อย่างมาก
  • การกลับสู่ sinus rhythm หรือ control HR LVEF และอาการดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

หลักฐาน:

  • Cardioversion: LVEF จาก 32 53% ใน 4–5 เดือน (chronic AF)
  • AV nodal ablation + pacing: 25% ของผู้ป่วย LVEF < 45% มี LVEF ดีขึ้น > 45%

Irregular Heart Rate

  • แม้อัตรา HR เฉลี่ยเท่ากัน แต่ irregular RR interval ลด cardiac output, เพิ่ม CVP, sympathetic tone
  • AV nodal ablation + pacing ทำ HR สม่ำเสมอ LVEF, functional capacity, QOL ดีขึ้น

Loss of Atrial Systole

  • ลด LV filling pressure, stroke volume เด่นชัดใน diastolic dysfunction, HCM, mitral stenosis
  • Acute AF ใน HCM อาการแย่ลงอย่างรวดเร็ว (41/46 cases)
  • ใน mitral stenosis AF onset + rapid HR hemodynamics แย่ลง

Neurohumoral Activation

  • AF ANP, BNP ระดับสูงสัมพันธ์กับ AF burden และ atrial size
  • AF อาจรบกวนการใช้ BNP ในการประเมิน HF severity

Mitral Regurgitation (MR)

  • AF atrial enlargement annular dilatation functional MR
  • Successful AF ablation LA size, MR severity

Hemodynamics After Cardioversion

  • LVEF improves rapidly 47% 55% (ทันที) 61% (1 เดือน)
  • ปัจจัยหลัก:

1.       Regularization ของ HR หลีกเลี่ยง short cycles ที่ลด contractility

2.       การกลับมาของ atrial contraction เพิ่ม diastolic filling

  • Exercise capacity ดีขึ้น: Peak VO2 , NYHA class
  • Ablation study: LVEF 35 56%, NYHA 2.3 1.4

Atrial Stunning & Thromboembolism

  • หลัง cardioversion: LA contractility ลดลง (stunning) risk thrombus สูงสุดใน 10 วันแรก
  • ระยะเวลาฟื้นตัวขึ้นกับ AF duration:
    • < 2 สัปดาห์ ฟื้น < 24 ชม.
    • 2–6 สัปดาห์ ฟื้น < 1 สัปดาห์
    • 6 สัปดาห์ ฟื้น < 1 เดือน
  • Anticoagulation ก่อน-หลัง cardioversion สำคัญมาก

Other Complications

  • Pulmonary edema หลัง DC cardioversion (0.4–1.2%) พบใน LV dysfunction, valvular disease
  • กลไก: Acute LV dysfunction, LA dysfunction, หรือ asynchrony RA/LA

 

Clinical Implications

1.       Control ventricular rate ป้องกัน tachycardia-induced cardiomyopathy

2.       Restore sinus rhythm เมื่อเหมาะสม ปรับปรุง LVEF, exercise capacity, MR severity

3.       Anticoagulation รอบ cardioversion ป้องกัน thromboembolism

4.       Evaluate MR, diastolic dysfunction, LA size พิจารณา ablation benefit

 

 

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น