Background: COVID-19, caused by the new SARS-CoV-2 coronavirus, first reported in China in late 2019 caused more than 750 million cases worldwide. Health care workers (HCWs) represent an ideal study population as they are characterized by a high number of paucisymptomatic COVID-19 cases, similar to the general population. Although SARS-CoV-2 infection primarily affects the respiratory tract, autonomic cardiac dysfunction is one of the most relevant post-infection sequelae. Therefore, there is interest in characterizing autonomic cardiac function by measuring heart rate variability (HRV), a sensitive and non-invasive method, especially in the post-acute phase and in the long-term period after recovery from COVID-19. Aims: 1. To confirm the results previously obtained in a case-control study conducted by our research group in 88 HCWs (44 cases with previous paucisymptomatic SARS-CoV-2 infection and 44 controls with similar age and sex distribution). 2. To evaluate with a clinical and functional follow-up the HCWs enrolled as cases in the above case-control study. Materials and methods: For objective 1, a prospective observational study was conducted on 29 HCWs previously enrolled as controls. For objective 2, a clinical and functional follow-up was performed at six months in one group of 15 HCWs and at fourteen months for another group of 23 HCWs. HRV was assessed by an ECG recorded for at least 10 minutes in a supine position under physiologically stable conditions Normal and aberrant complexes were identified, and a five-minute window was manually selected over which the analysis was subsequently performed. Results: In the prospective observational study, the ECG recording was obtained at 26 days after recovery In the frequency domain, HRV analysis showed a significant increase in sympathetic activity mirrored by nLF and a significant decrease in vagal activity mirrored by nHF. The LF/HF ratio, an index of sympathovagal balance, was also found to be significantly increased in the post-infection test compared with the test performed before infection. In the six-month follow-up study, ECG was obtained at 188 days from the negativization. In the frequency domain, HRV analysis showed a significant decrease in nLF and LF/HF, and a significant increase in nHF. In this group 33.3% of HCWs reported a persistence of at least one symptom at six months after infection. In the 14-month follow-up, ECG was obtained at 437 days from the negativization. In the frequency domain, HRV analysis showed a significant decrease in nLF and LF/HF, and a significant increase in nHF. In the time domain, the HRV analysis showed a significant increase in RMSSD. Also in this group, 34.8% of HCWs reported a persistence of at least one symptom at fourteen months after infection. Conclusions: In the post-acute phase of paucisymptomatic SARS-CoV-2 infection, cardiac autonomic imbalance characterized by increased sympathetic activity and decreased vagal activity has been identified at 26 days after the negative rt-PCR test. Over time, the imbalance of cardiac autonomic function induced by SARS-CoV-2 tends to regress as sympathetic activity is reduced and vagal activity is significantly increased. This regression of sympathovagal imbalance occurs as early as six months after the negative Rt-PCR test for SARS-CoV-2. Nevertheless, medium- and long-term symptoms persist in a significant number of subjects.

Introduzione: La malattia COVID-19, causata dal nuovo coronavirus SARS-CoV-2, ha causato oltre 750 milioni di casi a livello globale. Gli operatori sanitari (OS) rappresentano una popolazione di studio ideale poiché caratterizzata da un numero significativo di casi di COVID-19 paucisintomatici, similmente alla popolazione generale. Anche se l’infezione da SARS-CoV-2 interessa principalmente l’apparato respiratorio, sta emergendo tra le sequele post-infezione più rilevanti la disfunzione autonomica cardiaca. Pertanto, la caratterizzazione della funzione autonomica cardiaca tramite la variabilità della frequenza cardiaca (heart rate variability - HRV), sta suscitando interesse soprattutto nella fase post-acuta e nel lungo termine dopo la guarigione da COVID-19. Scopo della tesi: 1. Confermare i risultati ottenuti in un precedente studio caso-controllo del nostro gruppo di ricerca in 88 OS, 44 casi con pregressa infezione da SARS-CoV-2 paucisintomatica e 44 controlli con simile distribuzione per età e sesso. 2. Seguire con un follow-up clinico e funzionale gli OS arruolati come casi nel suddetto studio caso-controllo Materiali e metodi: Per il primo obiettivo è stato eseguito uno studio osservazionale prospettico su 29 OS arruolati come controlli nel precedente studio caso-controllo. Per il secondo obiettivo, è stato eseguito un follow-up clinico-funzionale a sei mesi in un gruppo di 15 OS, e a quattordici mesi per un altro gruppo di 23 OS, con ripetizione del test HRV e raccolta della sintomatologia relativa all’infezione. Ciascuno degli OS è stato sottoposto ad un ECG di almeno dieci minuti in condizioni di riposo ed in posizione supina. E' stato selezionato manualmente un intervallo di tempo di cinque minuti su cui è stata successivamente eseguita l’analisi. Risultati: Nello studio osservazionale prospettico, la registrazione ECG è stata ottenuta a 26 giorni dalla negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato un aumento significativo dell’attività simpatica (nLF) e una riduzione significativa dell’attività vagale (nHF). Anche il rapporto LF/HF, indice del bilancio simpato-vagale, è risultato significativamente aumentato. Nello studio di follow-up a sei mesi, l’ECG è stato ottenuto a 188 giorni dalla negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato una riduzione significativa di nLF e del rapporto LF/HF, e un aumento significativo di nHF. In questo gruppo il 33.3% degli OS ha riferito la persistenza di almeno un sintomo a sei mesi dall’infezione. Nel follow-up a quattordici mesi, l’ECG è stato ottenuto a 437 giorni dalla data di negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato una riduzione significativa di nLF e del rapporto LF/HF, e un aumento significativo di nHF. Nel dominio del tempo l’analisi HRV ha mostrato un aumento significativo di RMSSD. Anche in questo gruppo il 34.8% degli OS ha riferito la persistenza di almeno un sintomo a quattordici mesi dall’infezione. Conclusioni: Nella fase post-acuta dell’infezione paucisintomatica da SARS-CoV-2 è stata evidenziata la presenza a 26 giorni dalla negativizzazione di uno squilibrio autonomico cardiaco caratterizzato da un aumento dell’attività simpatica ed una riduzione dell'attività vagale. Nel tempo tale squilibrio tende a regredire poiché l’attività simpatica si riduce e quella vagale aumenta in maniera significativa. Questa regressione dello squilibrio simpato-vagale avviene già a sei mesi dalla negativizzazione. Ciononostante, in una percentuale significativa di soggetti si registrano ancora sintomi a medio-lungo termine.

Studio della funzione autonomica cardiaca in operatori sanitari con pregressa infezione da SARS-CoV-2 paucisintomatica

BRISCHIGLIARO, LAURA
2022/2023

Abstract

Introduzione: La malattia COVID-19, causata dal nuovo coronavirus SARS-CoV-2, ha causato oltre 750 milioni di casi a livello globale. Gli operatori sanitari (OS) rappresentano una popolazione di studio ideale poiché caratterizzata da un numero significativo di casi di COVID-19 paucisintomatici, similmente alla popolazione generale. Anche se l’infezione da SARS-CoV-2 interessa principalmente l’apparato respiratorio, sta emergendo tra le sequele post-infezione più rilevanti la disfunzione autonomica cardiaca. Pertanto, la caratterizzazione della funzione autonomica cardiaca tramite la variabilità della frequenza cardiaca (heart rate variability - HRV), sta suscitando interesse soprattutto nella fase post-acuta e nel lungo termine dopo la guarigione da COVID-19. Scopo della tesi: 1. Confermare i risultati ottenuti in un precedente studio caso-controllo del nostro gruppo di ricerca in 88 OS, 44 casi con pregressa infezione da SARS-CoV-2 paucisintomatica e 44 controlli con simile distribuzione per età e sesso. 2. Seguire con un follow-up clinico e funzionale gli OS arruolati come casi nel suddetto studio caso-controllo Materiali e metodi: Per il primo obiettivo è stato eseguito uno studio osservazionale prospettico su 29 OS arruolati come controlli nel precedente studio caso-controllo. Per il secondo obiettivo, è stato eseguito un follow-up clinico-funzionale a sei mesi in un gruppo di 15 OS, e a quattordici mesi per un altro gruppo di 23 OS, con ripetizione del test HRV e raccolta della sintomatologia relativa all’infezione. Ciascuno degli OS è stato sottoposto ad un ECG di almeno dieci minuti in condizioni di riposo ed in posizione supina. E' stato selezionato manualmente un intervallo di tempo di cinque minuti su cui è stata successivamente eseguita l’analisi. Risultati: Nello studio osservazionale prospettico, la registrazione ECG è stata ottenuta a 26 giorni dalla negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato un aumento significativo dell’attività simpatica (nLF) e una riduzione significativa dell’attività vagale (nHF). Anche il rapporto LF/HF, indice del bilancio simpato-vagale, è risultato significativamente aumentato. Nello studio di follow-up a sei mesi, l’ECG è stato ottenuto a 188 giorni dalla negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato una riduzione significativa di nLF e del rapporto LF/HF, e un aumento significativo di nHF. In questo gruppo il 33.3% degli OS ha riferito la persistenza di almeno un sintomo a sei mesi dall’infezione. Nel follow-up a quattordici mesi, l’ECG è stato ottenuto a 437 giorni dalla data di negativizzazione. Nel dominio delle frequenze l’analisi HRV ha mostrato una riduzione significativa di nLF e del rapporto LF/HF, e un aumento significativo di nHF. Nel dominio del tempo l’analisi HRV ha mostrato un aumento significativo di RMSSD. Anche in questo gruppo il 34.8% degli OS ha riferito la persistenza di almeno un sintomo a quattordici mesi dall’infezione. Conclusioni: Nella fase post-acuta dell’infezione paucisintomatica da SARS-CoV-2 è stata evidenziata la presenza a 26 giorni dalla negativizzazione di uno squilibrio autonomico cardiaco caratterizzato da un aumento dell’attività simpatica ed una riduzione dell'attività vagale. Nel tempo tale squilibrio tende a regredire poiché l’attività simpatica si riduce e quella vagale aumenta in maniera significativa. Questa regressione dello squilibrio simpato-vagale avviene già a sei mesi dalla negativizzazione. Ciononostante, in una percentuale significativa di soggetti si registrano ancora sintomi a medio-lungo termine.
2022
Study of autonomic cardiac function in healthcare workers with previous paucisymptomatic SARS-CoV-2 infection
Background: COVID-19, caused by the new SARS-CoV-2 coronavirus, first reported in China in late 2019 caused more than 750 million cases worldwide. Health care workers (HCWs) represent an ideal study population as they are characterized by a high number of paucisymptomatic COVID-19 cases, similar to the general population. Although SARS-CoV-2 infection primarily affects the respiratory tract, autonomic cardiac dysfunction is one of the most relevant post-infection sequelae. Therefore, there is interest in characterizing autonomic cardiac function by measuring heart rate variability (HRV), a sensitive and non-invasive method, especially in the post-acute phase and in the long-term period after recovery from COVID-19. Aims: 1. To confirm the results previously obtained in a case-control study conducted by our research group in 88 HCWs (44 cases with previous paucisymptomatic SARS-CoV-2 infection and 44 controls with similar age and sex distribution). 2. To evaluate with a clinical and functional follow-up the HCWs enrolled as cases in the above case-control study. Materials and methods: For objective 1, a prospective observational study was conducted on 29 HCWs previously enrolled as controls. For objective 2, a clinical and functional follow-up was performed at six months in one group of 15 HCWs and at fourteen months for another group of 23 HCWs. HRV was assessed by an ECG recorded for at least 10 minutes in a supine position under physiologically stable conditions Normal and aberrant complexes were identified, and a five-minute window was manually selected over which the analysis was subsequently performed. Results: In the prospective observational study, the ECG recording was obtained at 26 days after recovery In the frequency domain, HRV analysis showed a significant increase in sympathetic activity mirrored by nLF and a significant decrease in vagal activity mirrored by nHF. The LF/HF ratio, an index of sympathovagal balance, was also found to be significantly increased in the post-infection test compared with the test performed before infection. In the six-month follow-up study, ECG was obtained at 188 days from the negativization. In the frequency domain, HRV analysis showed a significant decrease in nLF and LF/HF, and a significant increase in nHF. In this group 33.3% of HCWs reported a persistence of at least one symptom at six months after infection. In the 14-month follow-up, ECG was obtained at 437 days from the negativization. In the frequency domain, HRV analysis showed a significant decrease in nLF and LF/HF, and a significant increase in nHF. In the time domain, the HRV analysis showed a significant increase in RMSSD. Also in this group, 34.8% of HCWs reported a persistence of at least one symptom at fourteen months after infection. Conclusions: In the post-acute phase of paucisymptomatic SARS-CoV-2 infection, cardiac autonomic imbalance characterized by increased sympathetic activity and decreased vagal activity has been identified at 26 days after the negative rt-PCR test. Over time, the imbalance of cardiac autonomic function induced by SARS-CoV-2 tends to regress as sympathetic activity is reduced and vagal activity is significantly increased. This regression of sympathovagal imbalance occurs as early as six months after the negative Rt-PCR test for SARS-CoV-2. Nevertheless, medium- and long-term symptoms persist in a significant number of subjects.
HRV
COVID-19
disautonomia
SARS-CoV2
SNA
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