Role of the Autonomic Nervous System in Atrial Fibrillation

Abstract

Autonomic nervous system activation can induce significant and heterogeneous changes of atrial electrophysiology and induce atrial tachyarrhythmias, including atrial tachycardia (AT) and atrial fibrillation (AF). The importance of the autonomic nervous system in atrial arrhythmogenesis is also supported by circadian variation in the incidence of symptomatic AF in humans. Methods that reduce autonomic innervation or outflow have been shown to reduce the incidence of spontaneous or induced atrial arrhythmias, suggesting that neuromodulation may be helpful in controlling AF. In this review we focus on the relationship between the autonomic nervous system and the pathophysiology of AF, and the potential benefit and limitations of neuromodulation in the management of this arrhythmia. We conclude that autonomic nerve activity plays an important role in the initiation and maintenance of AF, and modulating autonomic nerve function may contribute to AF control. Potential therapeutic applications include ganglionated plexus ablation, renal sympathetic denervation, cervical vagal nerve stimulation, baroreflex stimulation, cutaneous stimulation, novel drug approaches and biological therapies. While the role of the autonomic nervous system has long been recognized, new science and new technologies promise exciting prospects for the future.

2016 ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation developed in collaboration with EACTS

“…Zmiany te przyczyniają się do powstania środowiska prozakrzepowego w przedsionkach u pacjentów z AF. Samo AF może nasilać wiele z przedstawionych mechanizmów, co może tłumaczyć postępujący charakter arytmii; AngII -angiotensyna II; FIIa -trombina (czynnik IIa); FXII -czynnik XII; IL-6 -interleukina-6; TF -czynnik tkankowy; VCAM-1 -cząsteczka adhezyjna komórek naczyniowych typu 1 [80,105] przedsionka (LAA), stwarzają środowisko prozakrzepowe. Co więcej, nawet krótko trwające epizody AF prowadzą do uszkodzenia mięśnia przedsionków i ekspresji czynników prozakrzepowych na powierzchni śródbłonka przedsionków, a także aktywacji płytek i komórek zapalnych, przyczyniając się w ten sposób do uogólnionego stanu prozakrzepowego [88,89].…”

“…Hiperfosforylacja różnych białek uczestniczących w gospodarce jonów wapniowych może się przyczyniać do zwiększenia incydentów samoistnego uwalniania jonów wapnia oraz wyzwalanej aktywności [97,98], wywołując w ten sposób ektopię i sprzyjając AF. Mimo że koncepcję niestabilności gospodarki jonów wapniowych ostatnio zakwestionowano [106,107], to czynnik ten może leżeć u podłoża AF w przedsionkach, które uległy przebudowie strukturalnej, i może tłumaczyć, w jaki sposób zmiany napięcia układu autonomicznego mogą generować AF [80,105].…”

2016 ESC Guidelines for the management of atrial fibrillation developed in collaboration with EACTS

“…Although the concept of Ca 2+ -handling instability has been challenged recently, 106,107 it may mediate AF in structurally remodelled atria and explain how altered autonomic tone can generate AF. 80,105 …”

Liver Disease as a Predictor of New‐Onset Atrial Fibrillation

“…The autonomic nervous system is known to play a significant role in development of AF 5. Abnormal autonomic neurotransmission, with increased parasympathetic and sympathetic activation, is associated with AF 23.…”

“…An elevated risk of atrial fibrillation (AF) among patients with liver disease and structurally normal hearts seems plausible given that inflammation and autonomic dysfunction have been shown to contribute to pathogenesis of AF 5. However, studies on incidence and prevalence of AF in patients with liver disease are few and have shown mixed results 6, 7.…”