Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тонус блуждающего нерва относится к активности блуждающего нерва , 10-го черепного нерва и основного компонента парасимпатической ветви вегетативной нервной системы . Эта ветвь нервной системы не находится под сознательным контролем и в значительной степени отвечает за регулирование нескольких отделов тела в состоянии покоя. Результаты активности блуждающего нерва в различных эффектах, в том числе: сердечный ритм сокращения, вазодилатация / перетяжки из сосудов , железистая активности в сердце , легкие и желудочно - кишечный тракт, печень, регуляция иммунной системы, а также контроль желудочно-кишечной чувствительности, моторики и воспаления. [1]

В этом контексте тон, в частности, относится к постоянному характеру базового парасимпатического действия, которое оказывает блуждающий нерв. В то время как исходный уровень блуждающего нерва постоянен, степень стимуляции, которую он оказывает, регулируется балансом входящего сигнала от симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, при этом парасимпатическая активность обычно является доминирующей. Тонус блуждающего нерва часто используется для оценки функции сердца, а также полезен при оценке эмоциональной регуляции и других процессов, которые изменяют или изменяются изменениями парасимпатической активности. [2] [3]

Измерения тонуса блуждающего нерва можно проводить с помощью инвазивных или неинвазивных процедур. Инвазивные процедуры составляют меньшинство и включают стимуляцию блуждающего нерва специальными ручными, дыхательными или электрическими методами. Неинвазивные методы в основном основываются на исследовании частоты сердечных сокращений и вариабельности сердечного ритма . [4] [5] [6]

Неинвазивная количественная оценка тонуса блуждающего нерва [ править ]

В большинстве случаев тонус блуждающего нерва напрямую не измеряется. Вместо этого измеряются процессы, на которые влияет блуждающий нерв, в частности частота сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма, которые используются в качестве суррогата блуждающего нерва. Повышенный тонус блуждающего нерва (и, следовательно, активность блуждающего нерва) обычно ассоциируется с более низкой частотой сердечных сокращений и увеличением вариабельности сердечного ритма. Однако во время постепенного ортостатического наклона нарушение тонуса блуждающего нерва является косвенным показателем состояния сердечно-сосудистой системы. [7]

Блуждающая иннервация сердца [ править ]

Частота сердечных сокращений в значительной степени контролируется работой внутреннего кардиостимулятора. В здоровом сердце основной кардиостимулятор - это совокупность клеток на границе предсердий и полой вены, называемая синоатриальным узлом . Клетки сердца проявляют автоматизм, способность генерировать электрическую активность независимо от внешней стимуляции. Электрическая активность, спонтанно генерируемая синоатриальным узлом, задает ритм остальной части сердца. [1]

В отсутствие внешних стимулов синоатриальная кардиостимуляция обычно поддерживает частоту сердечных сокращений в диапазоне 60–100 ударов в минуту (уд ​​/ мин). [8] Две ветви вегетативной нервной системы работают вместе, чтобы увеличить или замедлить частоту сердечных сокращений. Блуждающий нерв воздействует на синоатриальный узел, замедляя его проведение и модулируя тонус блуждающего нерва через нейротрансмиттер ацетилхолин и последующие изменения ионных токов и кальция в клетках сердца. [4] Из-за его влияния на частоту сердечных сокращений и сердечно-сосудистую систему тонус блуждающего нерва можно измерить и понять, исследуя его корреляцию с модуляцией сердечного ритма и вариабельностью сердечного ритма . [5]

Аритмия дыхательного синуса [ править ]

Дыхательная синусовая аритмия (RSA) обычно является доброкачественным, нормальным изменением частоты сердечных сокращений, которое происходит во время каждого цикла дыхания: частота сердечных сокращений увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе. [1] RSA был впервые признан Карлом Людвигом в 1847 году [9], но до сих пор не полностью изучен. [10] Это наблюдалось у людей с ранних стадий жизни до взрослого возраста, [11] [1] и обнаружено у нескольких различных видов. [12] [13] [14]

Во время ингаляции , то внутри грудной клетки давление понижается за счет сжатия и перемещения вниз диафрагмы и расширение грудной полости. В результате также снижается предсердное давление , вызывая усиление притока крови к сердцу, что, в свою очередь, снижает ответную реакцию барорецепторов, что снижает тонус блуждающего нерва. Это вызывает учащение пульса. [1]

Во время выдоха диафрагма расслабляется, перемещаясь вверх, и уменьшает размер грудной полости, вызывая повышение внутригрудного давления. Это повышение давления тормозит венозный возврат к сердцу, что приводит как к уменьшению расширения предсердий, так и к повышенной активации барорецепторов. Это снимает подавление тонуса блуждающего нерва и приводит к снижению частоты сердечных сокращений. [1]

Частота сердечных сокращений (ЧСС) (первая строка), дыхательный объем (Vt) (вторая строка), Vt и наложенная ЧСС (третья строка). Отчетливо видна модуляция ЧСС: ЧСС увеличивается на вдохе и уменьшается с выдохом.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) (первая строка), сигнал ЭКГ (ЭКГ) (вторая строка) и дыхание (третья строка) для новорожденного в 15-секундной записи. ЧСС выражает колебания, синхронные с дыханием.
Оценка величины RSA на основе многомерного подхода, основанного на совместном анализе ЭКГ и дыхания. [15] Зеленая линия показывает изменения частоты пульса, усредненные за несколько циклов дыхания. Хорошо видна тенденция увеличения-уменьшения пульса, что характерно для RSA.

RSA как средство оценки тонуса блуждающего нерва [ править ]

Дыхательная синусовая аритмия часто используется в качестве неинвазивного метода исследования тонуса блуждающего нерва в физиологических, поведенческих и нескольких клинических исследованиях. [16] [17] [18] Это можно сделать с помощью записи электрокардиографии (ЭКГ), [19] хотя также разрабатываются другие методы, которые используют преимущества взаимодействия между ЭКГ и дыханием . [20] [15] Интерпретация измерений RSA должна выполняться с осторожностью, поскольку несколько факторов, включая различия между людьми, могут изменить взаимосвязь между RSA и тонусом блуждающего нерва. [21]

Эволюция и физиология [ править ]

Было высказано предположение, что RSA, возможно, эволюционировал для экономии энергии как для сердечной, так и для дыхательной систем за счет снижения частоты сердечных сокращений [22] и подавления неэффективной вентиляции во время отлива перфузии (доставки крови из артерий в капилляры для оксигенации и питания). [23] [24]

Было обнаружено, что RSA увеличивается у субъектов в состоянии покоя и снижает состояние стресса или напряжения. Он увеличивается в положении лежа на спине и уменьшается в положении лежа, и в среднем выше и более выражен в течение дня по сравнению с ночью. [22] RSA также широко используется для количественной оценки синдрома отмены тонуса блуждающего нерва при дифференцированном ортостатическом наклоне . [7] [25]

Обычно экспрессия RSA снижается с возрастом. [26] Однако у взрослых с отличным сердечно-сосудистым здоровьем, таких как бегуны на выносливость, пловцы и велосипедисты, вероятно, будет более выраженный RSA. Профессиональные спортсмены в среднем поддерживают очень высокий тонус блуждающего нерва и, как следствие, более высокие уровни RSA. RSA менее выражен у людей с диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. [27]

Понимание психологии и болезней [ править ]

Исследование тона блуждающего нерва может дать представление о социальном поведении, социальных взаимодействиях и психологии человека. Большая часть этой работы была сосредоточена на новорожденных и детях . [26] Базовый тонус блуждающего нерва можно использовать как потенциальный предиктор поведения или как сигнал психического здоровья (в частности, регуляцию эмоций , тревогу , а также интернализующие и экстернализирующие расстройства ). [28] [29]

Polyvagal теория по Поргесу является влиятельной моделью того , как блуждающие пути реагируют на новизну и стрессовые внешние раздражители. [30] [31] [32] Теория предполагает, что существует две системы блуждающего нерва, одна общая для рептилий и земноводных, а вторая, более поздняя, ​​уникальная для млекопитающих . Эти два пути ведут себя по-разному и могут работать друг против друга. Эта теория может объяснить несколько психофизиологических явлений и психосоматических заболеваний . [30] [26]Однако недавние исследования показывают, что вагусная «система», описанная Поргесом как уникальная для млекопитающих, существовала задолго до эволюции млекопитающих. [33] [34]

RSA и тонус блуждающего нерва используются в качестве маркеров, помогающих определить тяжесть нарушений развития нервной системы, таких как расстройства аутистического спектра . [35] Дети с более надежной привязанностью к своим матерям проявляли большую чуткость, меньшую социальную сдержанность и более высокий тонус блуждающего нерва. [36]

Другие оценки тонуса блуждающего нерва [ править ]

Существует несколько методов оценки тонуса блуждающего нерва, помимо измерения RSA, в том числе:

  • Индексы вариабельности между сокращениями, такие как RMSSD, опубликованы Целевой группой Европейского общества кардиологов и Общества сердечного ритма . [37] Сообщалось, что частотный анализ частоты сердечных сокращений в диапазоне 0,15–0,4 Гц позволяет количественно определить тонус блуждающего нерва. [25] [38]
  • Вычисление «спектра мощности» или отношения между низкочастотными и высокочастотными спектральными компонентами вариабельности сердечного ритма. [7] [37] Это использовалось для измерения изменения симпатико-вагусного баланса во время гипноза . [39]

См. Также [ править ]

  • Автономная нервная система
  • Парасимпатическая нервная система
  • Блуждающий нерв
  • Стимуляция блуждающего нерва
  • Изменчивость сердечного ритма
  • Синусовая аритмия

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е Berntson Г.Г., Cacioppo JT, Quigley KS (март 1993). «Респираторная синусовая аритмия: вегетативное происхождение, физиологические механизмы и психофизиологические последствия». Психофизиология . 30 (2): 183–96. DOI : 10.1111 / j.1469-8986.1993.tb01731.x . PMID  8434081 .
  2. Перейти ↑ Diamond LM, Fagundes CP, Butterworth MR (2011). «Стиль привязанности, тонус блуждающего нерва и сочувствие во время взаимодействия матери и подростка». Журнал исследований подросткового возраста . 22 (1): 165–184. DOI : 10.1111 / j.1532-7795.2011.00762.x .
  3. ^ Гроссман P, Wilhelm FH, Spoerle M (август 2004). «Дыхательная синусовая аритмия, контроль блуждающего нерва и повседневная активность». Американский журнал физиологии. Сердце и физиология кровообращения . 287 (2): H728–34. DOI : 10.1152 / ajpheart.00825.2003 . PMID 14751862 . 
  4. ^ a b Howland RH (июнь 2014 г.). «Стимуляция блуждающего нерва» . Текущие отчеты поведенческой неврологии . 1 (2): 64–73. DOI : 10.1007 / s40473-014-0010-5 . PMC 4017164 . PMID 24834378 .  
  5. ^ a b Porges SW, Doussard-Roosevelt JA, Maiti AK (2008). «Тонус блуждающего нерва и физиологическая регуляция эмоций». Монографии Общества по исследованию детского развития . 59 (2–3): 167–86. DOI : 10.1111 / j.1540-5834.1994.tb01283.x . PMID 7984159 . 
  6. ↑ Brock C, Jessen N, Brock B, Jakobsen PE, Hansen TK, Rantanen JM, Riahi S, Dimitrova YK, Dons-Jensen A, Aziz Q, Drewes AM, Farmer AD (октябрь 2017 г.). «Сердечный блуждающий тонус, неинвазивная мера парасимпатического тонуса, является клинически значимым инструментом при сахарном диабете 1 типа». Диабетическая медицина . 34 (10): 1428–1434. DOI : 10.1111 / dme.13421 . PMID 28703868 . S2CID 25030686 .  
  7. ^ a b c Montano N, Ruscone TG, Porta A, Lombardi F, Pagani M, Malliani A (октябрь 1994 г.). «Анализ спектра мощности вариабельности сердечного ритма для оценки изменений симпатовагального баланса во время дифференцированного ортостатического наклона» . Тираж . 90 (4): 1826–31. DOI : 10.1161 / 01.CIR.90.4.1826 . PMID 7923668 . 
  8. ^ Nunan D, Сандеркока GR, Броди DA (ноябрь 2010). «Количественный систематический обзор нормальных значений краткосрочной вариабельности сердечного ритма у здоровых взрослых». Электрокардиостимуляция и клиническая электрофизиология . 33 (11): 1407–17. DOI : 10.1111 / j.1540-8159.2010.02841.x . PMID 20663071 . S2CID 44378765 .  
  9. ^ Людвиг, Карл (1847). «О влиянии дыхательных движений на кровоток в аортальной системе [на немецком языке]» . Arch Anat Physiol Лейпциг . 13 : 242–302.
  10. ↑ De Burgh Daly M (1985), «Взаимодействие между дыханием и кровообращением», Комплексная физиология , John Wiley & Sons, Inc., стр. 529–594, doi : 10.1002 / cphy.cp030216 , ISBN 9780470650714
  11. ^ Hathorn МК (апрель 1987). «Дыхательная синусовая аритмия у новорожденных» . Журнал физиологии . 385 : 1–12. DOI : 10.1113 / jphysiol.1987.sp016480 . PMC 1192333 . PMID 3656159 .  
  12. ^ Майерс ММ, Фифер Вт, Хайкен Дж, Старк Р.И. (июнь 1990 г.). «Связь между дыхательной активностью и частотой сердечных сокращений у плодов павианов». Американский журнал физиологии . 258 (6, часть 2): R1479–85. DOI : 10.1152 / ajpregu.1990.258.6.R1479 . PMID 2360694 . 
  13. ^ Hayano Дж, Yasuma Ж, Окада А, Мукаи S, Фудзинами Т (август 1996 г.). «Дыхательная синусовая аритмия. Явление, улучшающее легочный газообмен и эффективность кровообращения». Тираж . 94 (4): 842–7. DOI : 10.1161 / 01.CIR.94.4.842 . PMID 8772709 . 
  14. Перейти ↑ Castellini MA, Rea LD, Sanders JL, Castellini JM, Zenteno-Savin T (ноябрь 1994 г.). «Изменения в развитии кардиореспираторных паттернов апноэ во сне у северных морских слонов». Американский журнал физиологии . 267 (5, балл 2): R1294–301. DOI : 10.1152 / ajpregu.1994.267.5.R1294 . PMID 7977857 . 
  15. ^ a b Барч Р.П., Шуман А.Ю., Кантельхардт Дж. В., Пензель Т., Иванов П.С. (июнь 2012 г.). «Фазовые переходы в физиологическом взаимодействии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (26): 10181–6. Bibcode : 2012PNAS..10910181B . DOI : 10.1073 / pnas.1204568109 . PMC 3387128 . PMID 22691492 .  
  16. ^ Hayano Дж, Сакакибар Y, Ямад М, Камия Т, Т Фудзин, Ёкоям К, Ватанабе Y, Takata К (март 1990). «Суточные вариации блуждающего и симпатического сердечного контроля». Американский журнал физиологии . 258 (3 Pt 2): H642–6. DOI : 10.1152 / ajpheart.1990.258.3.H642 . PMID 2316678 . 
  17. ^ Поргес SW (1986), "Дыхательная синусовая аритмия: Физиологические основы, Количественные методы и клинические аспекты", Кардиореспираторные и Cardiosomatic психофизиология , Springer США, стр 101-115,. Дои : 10.1007 / 978-1-4757-0360-3_7 , ISBN 9781475703627
  18. ↑ Pagani M, Lombardi F, Guzzetti S, Rimoldi O, Furlan R, Pizzinelli P, Sandrone G, Malfatto G, Dell'Orto S, Piccaluga E (август 1986). «Энергетический спектральный анализ вариабельности сердечного ритма и артериального давления как маркер симпато-вагусного взаимодействия у человека и собаки в сознании» . Циркуляционные исследования . 59 (2): 178–93. DOI : 10.1161 / 01.RES.59.2.178 . PMID 2874900 . 
  19. Перейти ↑ Grossman P, van Beek J, Wientjes C (ноябрь 1990 г.). «Сравнение трех методов количественной оценки респираторной синусовой аритмии». Психофизиология . 27 (6): 702–14. DOI : 10.1111 / j.1469-8986.1990.tb03198.x . PMID 2100356 . 
  20. ^ Dick TE, Се YH, Dhingra RR, Baekey DM, Галан РФ, Wehrwein E, Morris KF (2014). Кардиореспираторное сопряжение: общие ритмы сердечной, симпатической и дыхательной деятельности . Прогресс в исследованиях мозга . 209 . Эльзевир. С. 191–205. DOI : 10.1016 / b978-0-444-63274-6.00010-2 . ISBN 9780444632746. PMC  4052709 . PMID  24746049 .
  21. ^ Гроссман, Пол; Тейлор, Эдвин В. (2007). «К пониманию респираторной синусовой аритмии: связь с тонусом блуждающего нерва, эволюцией и биоповеденческими функциями». Биологическая психология . 74 (2): 263–285. DOI : 10.1016 / j.biopsycho.2005.11.014 . ISSN 0301-0511 . PMID 17081672 . S2CID 16818862 .   
  22. ^ а б Хаяно, Дзюнъитиро; Ясума, Фумихико (1 апреля 2003 г.). «Гипотеза: дыхательная синусовая аритмия - это внутренняя функция покоя сердечно-легочной системы» . Сердечно-сосудистые исследования . 58 (1): 1–9. DOI : 10.1016 / s0008-6363 (02) 00851-9 . ISSN 0008-6363 . PMID 12667941 .  
  23. ^ Бен-Таль , Шамаилы С.С., Патон JF (апрель 2012). «Оценка физиологического значения респираторной синусовой аритмии: не ограничиваясь эффективностью вентиляции и перфузии» . Журнал физиологии . 590 (8): 1989–2008. DOI : 10.1113 / jphysiol.2011.222422 . PMC 3573317 . PMID 22289913 .  
  24. ^ Hayano Дж, Yasuma Ж, Окада А, Мукаи S, Фудзинами Т (август 1996 г.). «Дыхательная синусовая аритмия. Явление, улучшающее легочный газообмен и эффективность кровообращения». Тираж . 94 (4): 842–7. DOI : 10.1161 / 01.cir.94.4.842 . PMID 8772709 . 
  25. ^ a b Льюис GF, Furman SA, McCool MF, Porges SW (февраль 2012 г.). «Статистические стратегии для количественной оценки респираторной синусовой аритмии: эквивалентны ли обычно используемые метрики?» . Биологическая психология . 89 (2): 349–64. DOI : 10.1016 / j.biopsycho.2011.11.009 . PMC 3269511 . PMID 22138367 .  
  26. ^ a b c Грациано П., Дерефинко К. (сентябрь 2013 г.). «Сердечный блуждающий контроль и адаптивное функционирование детей: метаанализ» . Биологическая психология . 94 (1): 22–37. DOI : 10.1016 / j.biopsycho.2013.04.011 . PMC 4074920 . PMID 23648264 .  
  27. ^ Мази CM, Hawkley LC, Rickett Е.М., Cacioppo JT (февраль 2007). «Респираторная синусовая аритмия и болезни старения: ожирение, сахарный диабет, гипертония» . Биологическая психология . 74 (2): 212–23. DOI : 10.1016 / j.biopsycho.2006.07.006 . PMC 1804292 . PMID 17034928 .  
  28. Перейти ↑ Connell AM, Hughes-Scalise A, Klostermann S, Azem T (октябрь 2011 г.). «Материнская депрессия и сердце воспитания: дыхательная синусовая аритмия и аффективная динамика во время взаимодействия родителей и подростков». Журнал семейной психологии . 25 (5): 653–62. DOI : 10.1037 / a0025225 . PMID 21875198 . 
  29. ^ Porges, SW; Дуссар-Рузвельт, JA; Маити, АК (1994). «Тонус блуждающего нерва и физиологическая регуляция эмоций». Монографии Общества по исследованию детского развития . 59 (2–3): 167–86. DOI : 10.1111 / j.1540-5834.1994.tb01283.x . ISSN 0037-976X . JSTOR 1166144 . PMID 7984159 .   Обзор исследований показывает, что исходные уровни сердечного блуждающего тонуса и реактивности вагусного тонуса связаны с поведенческими показателями реактивности, выражением эмоций и навыками саморегуляции. Таким образом, мы предполагаем, что тонус сердечного блуждающего нерва может служить показателем регуляции эмоций. Исторически блуждающий нерв и другие компоненты парасимпатической нервной системы не учитывались в теориях эмоций.
  30. ^ a b Porges SW (июль 1995 г.). «Ориентация в оборонительном мире: млекопитающие модификации нашего эволюционного наследия. Поливагальная теория» . Психофизиология . 32 (4): 301–18. DOI : 10.1111 / j.1469-8986.1995.tb01213.x . PMID 7652107 . 
  31. ^ Поргес SW (август 2003). «Поливагальная теория: филогенетический вклад в социальное поведение». Физиология и поведение . 79 (3): 503–13. DOI : 10.1016 / S0031-9384 (03) 00156-2 . PMID 12954445 . S2CID 14074575 .  
  32. ^ Поргес SW (декабрь 2003). «Социальная вовлеченность и привязанность: филогенетическая перспектива». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 1008 (1): 31–47. Bibcode : 2003NYASA1008 ... 31P . DOI : 10.1196 / annals.1301.004 . PMID 14998870 . S2CID 1377353 .  
  33. ^ Монтейро, Диана (2018). «Кардиореспираторные взаимодействия, ранее идентифицированные как млекопитающие, присутствуют у примитивных двоякодышащих рыб» . Наука продвигается . 4 (2): eaaq0800. Bibcode : 2018SciA .... 4..800M . DOI : 10.1126 / sciadv.aaq0800 . PMC 5833999 . PMID 29507882 .  
  34. Перейти ↑ Taylor, EW (2010). «Автономный контроль кардиореспираторных взаимодействий у рыб, амфибий и рептилий» . Бразильский журнал медико-биологических исследований . 43 (7): 600–610. DOI : 10.1590 / S0100-879X2010007500044 . PMID 20464342 . 
  35. ^ Patriquin М.А., Scarpa А, Фридман BH, Поргес SW (март 2013). «Дыхательная синусовая аритмия: маркер позитивного социального функционирования и восприимчивых языковых навыков у детей с расстройствами аутистического спектра». Психобиология развития . 55 (2): 101–12. DOI : 10.1002 / dev.21002 . PMID 22212893 . 
  36. Перейти ↑ Diamond LM, Fagundes CP, Butterworth MR (2012). «Стиль привязанности, тонус блуждающего нерва и сочувствие во время взаимодействия матери и подростка». Журнал исследований подросткового возраста . 22 (1): 165–184. DOI : 10.1111 / j.1532-7795.2011.00762.x .
  37. ^ а б Малик, М .; Больше, JT; Camm, AJ; Kleiger, RE; Malliani, A .; Мосс, AJ; Шварц, П.Дж. (март 1996 г.). «Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования. Целевая группа Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии» . Европейский журнал сердца . 17 (3): 354–81. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.eurheartj.a014868 . PMID 8737210 . 
  38. ^ Майерс MM, Эллиотт AJ, Одендал HJ, Бурд L, Angal J, Groenewald C, Nugent JD, Yang JS, Isler JR, Dukes KA, Robinson F, Fifer WP (август 2017 г.). «Кардиореспираторная физиология в исследовании безопасного пассажа: протокол, методы и нормативные значения у младенцев, не подвергавшихся воздействию» . Acta Paediatrica . 106 (8): 1260–1272. DOI : 10.1111 / apa.13873 . PMC 5530586 . PMID 28419567 .  
  39. ^ DeBenedittis G, Cigada M, Bianchi A, Signorini MG, Cerutti S (апрель 1994). «Вегетативные изменения во время гипноза: анализ спектра мощности вариабельности сердечного ритма как маркер симпато-вагусного баланса». Международный журнал клинического и экспериментального гипноза . 42 (2): 140–52. DOI : 10.1080 / 00207149408409347 . PMID 8200716 .