Tono vagale
Nella maggior parte dei casi, il tono vagale non è misurato direttamente. Invece i processi influenzati dal nervo vago – in particolare la frequenza cardiaca e la variabilità della frequenza cardiaca – sono misurati e utilizzati come surrogato del tono vagale. Un aumento del tono vagale (e quindi dell’azione vagale) è generalmente associato a una frequenza cardiaca più bassa e a una maggiore variabilità della frequenza cardiaca. Tuttavia, durante il tilt ortostatico graduato, il ritiro del tono vagale è un indicatore indiretto del fitness cardiovascolare.
Innervazione vagale del cuoreModifica
La frequenza cardiaca è ampiamente controllata dall’attività del pacemaker interno del cuore. In un cuore sano, il principale pacemaker è un insieme di cellule sul confine degli atri e della vena cava chiamato nodo senoatriale. Le cellule del cuore presentano un’automaticità, la capacità di generare un’attività elettrica indipendente dalla stimolazione esterna. L’attività elettrica generata spontaneamente dal nodo senoatriale stabilisce il ritmo per il resto del cuore.
In assenza di stimoli esterni, la stimolazione senoatriale mantiene generalmente la frequenza cardiaca nell’intervallo di 60-100 battiti al minuto (bpm). I due rami del sistema nervoso autonomo lavorano insieme per aumentare o rallentare la frequenza cardiaca. Il nervo vago agisce sul nodo senoatriale, rallentando la sua conduzione e modulando il tono vagale, attraverso il neurotrasmettitore acetilcolina e i cambiamenti a valle delle correnti ioniche e del calcio delle cellule cardiache. A causa del suo effetto sulla frequenza cardiaca e sulla salute del cuore, il tono vagale può essere misurato e compreso esaminando la sua correlazione con la modulazione della frequenza cardiaca e la variabilità della frequenza cardiaca.
Aritmia del seno respiratorioModifica
L’aritmia del seno respiratorio (RSA) è in genere una variazione benigna e normale della frequenza cardiaca che si verifica durante ogni ciclo respiratorio: la frequenza cardiaca aumenta quando si inspira e diminuisce quando si espira. La RSA è stata riconosciuta per la prima volta da Carl Ludwig nel 1847, ma è ancora imperfettamente compresa. È stata osservata negli esseri umani dalle prime fasi della vita fino all’età adulta, e si trova in diverse specie diverse.
Durante l’inalazione, la pressione intratoracica si abbassa a causa della contrazione e del movimento verso il basso del diaframma e l’espansione della cavità toracica. La pressione atriale è anche abbassata come risultato, causando un aumento del flusso di sangue al cuore, che a sua volta diminuisce la risposta di cottura dei barocettori che diminuisce il tono vagale. Questo causa un aumento della frequenza cardiaca.
Durante l’espirazione, il diaframma si rilassa, spostandosi verso l’alto, e diminuisce la dimensione della cavità toracica, causando un aumento della pressione intratoracica. Questo aumento di pressione inibisce il ritorno venoso al cuore con conseguente riduzione dell’espansione atriale e aumento dell’attivazione dei barocettori. This relieves the suppression of vagal tone and leads to a decreased heart rate.
RSA come stimatore del tono vagaleModifica
L’aritmia sinusale respiratoria è frequentemente utilizzata come metodo non invasivo per indagare il tono vagale, in studi fisiologici, comportamentali e diversi studi clinici. Questo può essere fatto utilizzando l’elettrocardiografia (ECG) registrazione, anche se altri metodi sono anche in fase di sviluppo che sfruttano le interazioni tra ECG e respirazione. L’interpretazione delle misure di RSA deve essere fatta con attenzione, tuttavia, poiché diversi fattori, tra cui le differenze tra gli individui, possono cambiare il rapporto tra RSA e tono vagale.
Evoluzione e fisiologiaModifica
È stato suggerito che la RSA possa essersi evoluta per risparmiare energia per i sistemi cardiaco e respiratorio riducendo la frequenza cardiaca e sopprimendo la ventilazione inefficace durante il riflusso della perfusione (consegna del sangue dalle arterie ai capillari per l’ossigenazione e la nutrizione).
La RSA è stata trovata per aumentare nei soggetti in stato di riposo e per diminuire in stati di stress o tensione. È aumentata in posizione supina e diminuita in posizione prona, ed è in media più alta e più pronunciata durante il giorno rispetto alla notte. La RSA è stata anche ampiamente utilizzata per quantificare il ritiro del tono vagale nel tilt ortostatico graduato.
In genere, l’espressione della RSA diminuisce con l’età. Tuttavia, gli adulti in ottima salute cardiovascolare, come i corridori di resistenza, i nuotatori e i ciclisti, hanno probabilmente una RSA più pronunciata. Gli atleti professionisti mantengono in media un tono vagale molto alto e di conseguenza livelli di RSA più elevati. La RSA è meno prominente negli individui con diabete e malattie cardiovascolari.
Approfondimenti in psicologia e malattiaModifica
La ricerca sul tono vagale ha il potenziale di offrire una visione del comportamento sociale, delle interazioni sociali e della psicologia umana. Gran parte di questo lavoro si è concentrato su neonati e bambini. Il tono vagale di base può essere usato sia come potenziale predittore di comportamento sia come segnale di salute mentale (in particolare regolazione delle emozioni, ansia e disturbi internalizzanti ed esternalizzanti).
La teoria polivagale di Porges è un modello influente di come le vie vagali rispondono alla novità e agli stimoli esterni stressanti. La teoria propone che ci siano due sistemi vagali, uno condiviso con rettili e anfibi e un secondo sistema, più recente, che è unico per i mammiferi. Le due vie si comportano in modo diverso e possono lavorare l’una contro l’altra. Questa teoria può spiegare diversi fenomeni psicofisiologici e malattie psicosomatiche. Tuttavia, studi recenti indicano che il “sistema” vagale descritto da Porges come unico per i mammiferi esisteva molto prima dell’evoluzione dei mammiferi.
RSA e tono vagale sono usati come marcatori per aiutare a determinare la gravità dei disturbi del neurosviluppo come i disturbi dello spettro autistico. I bambini con legami più sicuri con le loro madri hanno mostrato una maggiore reattività empatica, meno inibizione sociale e un tono vagale più alto.
Altre stime del tono vagaleModifica
Ci sono diversi metodi di stima del tono vagale diversi dalla misurazione della RSA, tra cui:
- Indici di variabilità da battito a battito come RMSSD riportati da The Task Force of the European Society of Cardiology and Heart Rhythm Society. L’analisi di frequenza della frequenza cardiaca nell’intervallo 0,15-0,4 Hz è stata riportata per quantificare il tono vagale.
- Computo dello “spettro di potenza”, o il rapporto tra le componenti spettrali a bassa frequenza e ad alta frequenza, della variabilità della frequenza cardiaca. This has been used to measure the change in sympatho-vagal balance during hypnosis.