Tonusul vagal

În majoritatea cazurilor, tonusul vagal nu este măsurat direct. În schimb, procesele afectate de nervul vag – în special ritmul cardiac și variabilitatea ritmului cardiac – sunt măsurate și utilizate ca un surogat pentru tonusul vagal. Tonusul vagal crescut (și, prin urmare, acțiunea vagală) este în general asociată cu o frecvență cardiacă mai mică și o variabilitate crescută a ritmului cardiac. Cu toate acestea, în timpul înclinării ortostatice gradate, retragerea tonusului vagal este un indicator indirect al aptitudinii cardiovasculare.

Inervația vagală a inimiiEdit

Frecvența cardiacă este controlată în mare măsură de activitatea stimulatorului cardiac intern al inimii. Într-o inimă sănătoasă, pacemakerul principal este o colecție de celule de la granița dintre atrii și vena cavă numită nod sinoatrial. Celulele cardiace prezintă automatism, capacitatea de a genera activitate electrică independent de stimularea externă. Activitatea electrică generată spontan de nodulul sinoatrial stabilește ritmul pentru restul inimii.

În absența stimulilor externi, pacingul sinoatrial menține, în general, ritmul cardiac în intervalul de 60-100 de bătăi pe minut (bpm). Cele două ramuri ale sistemului nervos autonom lucrează împreună pentru a crește sau a încetini ritmul cardiac. Nervul vag acționează asupra nodului sinoatrial, încetinind conducerea acestuia și modulând tonusul vagal, prin intermediul neurotransmițătorului acetilcolină și modificări în aval ale curenților ionici și ale calciului din celulele cardiace. Datorită efectului său asupra frecvenței cardiace și a sănătății cardiovasculare, tonusul vagal poate fi măsurat și înțeles prin examinarea corelației sale cu modularea frecvenței cardiace și variabilitatea frecvenței cardiace.

Aritmie sinusală respiratorieEdit

Aritmia sinusală respiratorie (ASR) este, de obicei, o variație benignă, normală a frecvenței cardiace care apare în timpul fiecărui ciclu respirator: frecvența cardiacă crește atunci când inspiră și scade atunci când expiră. RSA a fost recunoscută pentru prima dată de Carl Ludwig în 1847, dar este încă înțeleasă în mod imperfect. A fost observată la oameni din primele etape ale vieții până la vârsta adultă și este întâlnită la mai multe specii diferite.

În timpul inhalării, presiunea intratoracică scade datorită contracției și mișcării în jos a diafragmei și a expansiunii cavității toracice. Ca urmare, presiunea atrială este, de asemenea, scăzută, ceea ce determină creșterea fluxului sanguin către inimă, care, la rândul său, scade răspunsul de declanșare a baroreceptorilor, ceea ce diminuează tonusul vagal. Acest lucru determină o creștere a frecvenței cardiace.

În timpul expirației, diafragma se relaxează, deplasându-se în sus, și scade dimensiunea cavității toracice, determinând o creștere a presiunii intratoracice. Această creștere a presiunii inhibă întoarcerea venoasă către inimă, ceea ce duce atât la reducerea expansiunii atriale, cât și la creșterea activării baroreceptorilor. This relieves the suppression of vagal tone and leads to a decreased heart rate.

Heart rate (HR) (first row), tidal volume (Vt) (second row), Vt and superimposed HR (third row). It is clearly visible the HR modulation: HR increases with inspiration and decreases with expiration.

Heart rate (HR) (first row), ECG signal (ECG) (second row), and respiration (third row) for a newborn subject in a 15-seconds recording. HR expresses oscillations synchronous with respect to respiration.

RSA magnitude estimation based on a multivariate approach based on joint analysis of ECG and respiration. The green line shows the heart rate variations averaged over several breathing cycles. Este clar vizibilă tendința de creștere-reducere a frecvenței cardiace, care este tipică pentru RSA.

RSA ca estimator al tonusului vagalEdit

Aritmia sinusală respiratorie este frecvent utilizată ca metodă neinvazivă pentru investigarea tonusului vagal, în studii fiziologice, comportamentale și în mai multe studii clinice. Acest lucru se poate face utilizând înregistrarea electrocardiografică (ECG), deși sunt în curs de dezvoltare și alte metode care profită de interacțiunile dintre ECG și respirație. Cu toate acestea, interpretarea măsurătorilor RSA trebuie făcută cu atenție, deoarece mai mulți factori, inclusiv diferențele dintre indivizi, pot modifica relația dintre RSA și tonusul vagal.

Evoluție și fiziologieEdit

S-a sugerat că RSA ar fi putut evolua pentru a economisi energie atât pentru sistemul cardiac, cât și pentru cel respirator, prin reducerea frecvenței cardiace și prin suprimarea ventilației ineficiente în timpul refluxului perfuziei (livrarea sângelui din artere către capilare pentru oxigenare și nutriție).

S-a constatat că RSA crește la subiecții în stare de repaus și scade în stări de stres sau tensiune. Este crescută în poziția culcat pe spate și scăzută în poziția culcat pe spate și este în medie mai mare și mai pronunțată în timpul zilei comparativ cu noaptea. RSA a fost, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru a cuantifica retragerea tonusului vagal în cazul înclinării ortostatice gradate.

Tipic, expresia RSA scade odată cu vârsta. Cu toate acestea, adulții cu o sănătate cardiovasculară excelentă, cum ar fi alergătorii de anduranță, înotătorii și cicliștii, sunt susceptibili de a avea o RSA mai pronunțată. Sportivii profesioniști mențin în medie un tonus vagal foarte ridicat și, în consecință, niveluri mai ridicate de RSA. RSA este mai puțin proeminent la indivizii cu diabet și boli cardiovasculare.

Perspective în psihologie și boalăEdit

Cercetarea tonusului vagal are potențialul de a oferi perspective asupra comportamentului social, interacțiunilor sociale și psihologiei umane. O mare parte din aceste lucrări s-au concentrat asupra nou-născuților și copiilor. Tonusul vagal de bază poate fi folosit fie ca un potențial predictor al comportamentului, fie ca un semnal al sănătății mintale (în special al reglării emoțiilor, al anxietății și al tulburărilor de internalizare și externalizare).

Teoria polivagală a lui Porges este un model influent al modului în care căile vagale răspund la noutate și la stimuli externi stresanți. Teoria propune că există două sisteme vagale, unul care este împărtășit cu reptilele și amfibiile și un al doilea sistem, mai recent, care este unic la mamifere. Cele două căi se comportă diferit și pot acționa una împotriva celeilalte. Această teorie poate explica mai multe fenomene psihofiziologice și boli psihosomatice. Cu toate acestea, studii recente indică faptul că „sistemul” vagal descris de Porges ca fiind unic la mamifere a existat cu mult înainte de evoluția mamiferelor.

RSA și tonusul vagal sunt folosite ca markeri pentru a ajuta la determinarea severității tulburărilor de neurodezvoltare, cum ar fi tulburările de spectru autist. Copiii cu legături mai sigure cu mamele lor au prezentat o mai mare receptivitate empatică, mai puțină inhibiție socială și un tonus vagal mai ridicat.

Alte estimări ale tonusului vagalEdit

Există mai multe metode de estimare a tonusului vagal, altele decât măsurarea RSA, printre care:

• Indexurile de variabilitate de la bătaie la bătaie, cum ar fi RMSSD, raportate de The Task Force of the European Society of Cardiology and Heart Rhythm Society. Analiza de frecvență a ritmului cardiac în intervalul 0,15-0,4 Hz a fost raportată pentru a cuantifica tonusul vagal.
• Calcularea „spectrului de putere”, sau a raportului dintre componentele spectrale de frecvență joasă și de frecvență înaltă, a variabilității ritmului cardiac. This has been used to measure the change in sympatho-vagal balance during hypnosis.