Tonus vagal
Dans la plupart des cas, le tonus vagal n’est pas mesuré directement. Au lieu de cela, les processus affectés par le nerf vague – spécifiquement la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque – sont mesurés et utilisés comme substitut du tonus vagal. Une augmentation du tonus vagal (et donc de l’action vagale) est généralement associée à une baisse de la fréquence cardiaque et à une augmentation de la variabilité de la fréquence cardiaque. Cependant, lors d’une inclinaison orthostatique graduée, le retrait du tonus vagal est un indicateur indirect de la condition cardiovasculaire.
Innervation vagale du cœurEdit
La fréquence cardiaque est largement contrôlée par l’activité du pacemaker interne du cœur. Dans un cœur sain, le principal stimulateur cardiaque est un ensemble de cellules situé à la frontière des oreillettes et de la veine cave, appelé nœud sinusal. Les cellules cardiaques présentent une automaticité, c’est-à-dire la capacité de générer une activité électrique indépendamment d’une stimulation externe. L’activité électrique générée spontanément par le nœud sinusal donne le rythme au reste du cœur.
En l’absence de stimuli externes, la stimulation sinusale maintient généralement la fréquence cardiaque dans une fourchette de 60 à 100 battements par minute (bpm). Les deux branches du système nerveux autonome travaillent ensemble pour augmenter ou ralentir la fréquence cardiaque. Le nerf vague agit sur le nœud sinusal, en ralentissant sa conduction et en modulant le tonus vagal, via le neurotransmetteur acétylcholine et les modifications en aval des courants ioniques et du calcium des cellules cardiaques. En raison de son effet sur la fréquence cardiaque, et la santé cardio, le tonus vagal peut être mesuré et compris en examinant sa corrélation avec la modulation de la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque.
Arrythmie du sinus respiratoireModifier
L’arythmie du sinus respiratoire (ASR) est typiquement une variation bénigne et normale de la fréquence cardiaque qui se produit au cours de chaque cycle respiratoire : la fréquence cardiaque augmente à l’inspiration et diminue à l’expiration. L’ARS a été reconnue pour la première fois par Carl Ludwig en 1847, mais sa compréhension est encore imparfaite. Il a été observé chez l’homme depuis les premiers stades de la vie jusqu’à l’âge adulte, et se retrouve chez plusieurs espèces différentes.
Lors de l’inspiration, la pression intra-thoracique s’abaisse en raison de la contraction et du mouvement vers le bas du diaphragme et de l’expansion de la cavité thoracique. La pression auriculaire est également abaissée en conséquence, entraînant une augmentation du flux sanguin vers le cœur, ce qui diminue la réponse de tir des barorécepteurs, ce qui diminue le tonus vagal. Cela entraîne une augmentation de la fréquence cardiaque.
Lors de l’expiration, le diaphragme se détend, se déplace vers le haut et diminue la taille de la cavité thoracique, entraînant une augmentation de la pression intrathoracique. Cette augmentation de la pression inhibe le retour veineux vers le cœur, ce qui entraîne à la fois une réduction de l’expansion auriculaire et une activation accrue des barorécepteurs. This relieves the suppression of vagal tone and leads to a decreased heart rate.
L’ASR comme estimateur du tonus vagalEdit
L’arythmie sinusale respiratoire est fréquemment utilisée comme méthode non invasive pour étudier le tonus vagal, dans des études physiologiques, comportementales et plusieurs études cliniques. Cela peut se faire à l’aide d’un enregistrement électrocardiographique (ECG), bien que d’autres méthodes soient également en cours de développement, qui tirent parti des interactions entre l’ECG et la respiration. L’interprétation des mesures du RSA doit cependant être faite avec précaution, car plusieurs facteurs, dont les différences entre les individus, peuvent modifier la relation entre le RSA et le tonus vagal.
Évolution et physiologieModification
Il a été suggéré que le RSA pourrait avoir évolué pour économiser l’énergie des systèmes cardiaque et respiratoire en réduisant la fréquence cardiaque et en supprimant la ventilation inefficace pendant le reflux de la perfusion (livraison du sang des artères aux capillaires pour l’oxygénation et la nutrition).
On a constaté que le RSA augmente chez les sujets à l’état de repos et diminue dans les états de stress ou de tension. Elle est augmentée en position couchée et diminuée en position allongée, et est en moyenne plus élevée et plus prononcée le jour par rapport à la nuit. Le RSA a également été largement utilisé pour quantifier le retrait du tonus vagal lors d’une inclinaison orthostatique graduée.
Typiquement, l’expression du RSA diminue avec l’âge. Cependant, les adultes en excellente santé cardiovasculaire, tels que les coureurs d’endurance, les nageurs et les cyclistes, sont susceptibles de présenter un RSA plus prononcé. Les athlètes professionnels maintiennent en moyenne un tonus vagal très élevé et par conséquent des niveaux de RSA plus élevés. Le RSA est moins important chez les personnes atteintes de diabète et de maladies cardiovasculaires.
Perspectives en matière de psychologie et de maladiesModifier
La recherche sur le tonus vagal a le potentiel d’offrir des perspectives sur le comportement social, les interactions sociales et la psychologie humaine. La plupart de ces travaux ont été axés sur les nouveau-nés et les enfants. Le tonus vagal de base peut être utilisé soit comme un prédicteur potentiel du comportement, soit comme un signal de santé mentale (en particulier la régulation des émotions, l’anxiété et les troubles d’internalisation et d’externalisation).
La théorie polyvagale de Porges est un modèle influent de la façon dont les voies vagales répondent à la nouveauté et aux stimuli externes stressants. Cette théorie propose qu’il existe deux systèmes vagaux, l’un partagé avec les reptiles et les amphibiens et un second, plus récent, qui est unique aux mammifères. Les deux voies se comportent différemment et peuvent s’opposer l’une à l’autre. Cette théorie permet d’expliquer plusieurs phénomènes psychophysiologiques et maladies psychosomatiques. Cependant, des études récentes indiquent que le « système » vagal décrit par Porges comme étant unique aux mammifères existait bien avant l’évolution des mammifères.
L’ASR et le tonus vagal sont utilisés comme marqueurs pour aider à déterminer la gravité des troubles neurodéveloppementaux tels que les troubles du spectre autistique. Les enfants ayant des attachements plus sécurisés avec leur mère présentaient une plus grande réactivité empathique, moins d’inhibition sociale et un tonus vagal plus élevé.
Autres estimations du tonus vagalEdit
Il existe plusieurs méthodes d’estimation du tonus vagal autres que la mesure de l’ASR, notamment :
- Des indices de variabilité battement à battement tels que le RMSSD rapporté par The Task Force of the European Society of Cardiology and Heart Rhythm Society. L’analyse de fréquence de la fréquence cardiaque dans la gamme 0,15-0,4 Hz a été rapportée pour quantifier le tonus vagal.
- Calcul du « spectre de puissance », ou du rapport entre les composantes spectrales de basse fréquence et de haute fréquence, de la variabilité de la fréquence cardiaque. This has been used to measure the change in sympatho-vagal balance during hypnosis.