自律神経系と心臓の制御

自律神経系は、心血管制御の最速の層を提供し、交感神経と副交感神経の枝を介して、心拍数、伝導、収縮性、および血管緊張を数秒以内に調整します。心臓に対するこれらの相反するが相互作用する影響により、姿勢、活動、感情、血圧の変化に対して迅速かつ細かく段階的な応答が可能になります。

Definition

自律神経性心臓制御とは、自律神経系の交感神経系と副交感神経系による心拍数、伝導、収縮性（および血管緊張）の調節であり、主に動脈および心肺受容器からの入力に応答する脳幹反射を介して統合されます。

Scope

このトピックでは、交感神経と副交感神経の流出がどのように心臓に到達し作用するか、圧受容器反射がどのように動脈圧のループを閉じるか、そして心拍変動や圧受容器反射感受性などの測定を通じて心臓の自律神経活動がどのように特徴付けられるかを扱います。これは生理学の参照項目であり、臨床的ガイダンスではありません。

Core questions

• 交感神経と副交感神経の枝はどのように心臓に作用し、どのように相互作用するのか？
• 圧受容器反射はどのように圧力変化を自律神経の調整に変換するのか？
• 心拍変動と圧受容器反射感受性は自律神経バランスについて何を明らかにするのか？

Key concepts

• 心臓の交感神経および副交感神経（迷走神経）支配
• 2つの枝間の強調された拮抗作用
• 変時性、変伝導性、変力性
• 圧受容器反射
• 心拍変動
• 圧受容器反射感受性
• 交感神経迷走神経バランス

Mechanisms

副交感神経線維は迷走神経内を走行し、アセチルコリンがムスカリン受容体に作用することで、洞房結節と房室伝導を遅らせ、心拍数に急速な拍動ごとの変化をもたらします。交感神経線維はノルエピネフリンをベータアドレナリン受容体に放出し、心拍数、伝導速度、収縮性を増加させますが、その効果はよりゆっくりと発現し、減衰します。これら2つの枝は単純に加算されるわけではありません。迷走神経活動は交感神経効果を不釣り合いに鈍化させることがあり、レヴィが強調された拮抗作用 (accentuated antagonism) と表現した非線形性を示します。圧受容器反射は主要な負のフィードバックループを提供します。頸動脈洞と大動脈弓の伸展受容器が動脈圧を脳幹に伝え、脳幹は変化に抵抗するように自律神経の流出を調整します。その結果生じる心拍数の時間的変動（心拍変動）と、圧力変化と心拍数変化の関係のゲイン（圧受容器反射感受性）は、自律神経機能を特徴付けるために使用されます。

Clinical relevance

心臓の自律神経調節は、起立性反応などの現象の解釈の基礎となり、自律神経バランスの変化は高血圧や心不全などの状態と関連しています。心拍変動のような測定値は、このバランスのマーカーとして研究されています。この項目は参照および教育目的であり、診断や治療の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

1996年のタスクフォースの基準は、心拍変動の測定と解釈のための広く使用されている参照枠組みであり、その時間領域および周波数領域の測定値を定義し、その生理学的解釈について注意を促しています。

History

心臓に対する迷走神経と交感神経の相反する作用は古典生理学で確立されていましたが、それらの相互作用に現代の重点が置かれるようになったのは、レヴィによる1971年の強調された拮抗作用の分析によって明確化されました。その後、定量的なツールが開発されました。圧受容器反射感受性試験、そして1996年のタスクフォースの基準の後には、心拍変動分析が自律神経評価を再現可能な測定へと導きました。

Debates

心拍変動は自律神経緊張をどの程度適切に示しているか？

周波数領域の測定値はしばしば交感神経および迷走神経活動の指標として解釈されますが、その対応は不完全です。高周波パワーは迷走神経調節を比較的よく反映しますが、低周波パワーおよび単一の「交感神経迷走神経バランス」比の解釈については依然として議論があります。

Key figures

• Matthew N. Levy
• Maria Teresa La Rovere
• Giuseppe Mancia

Seminal works

• levy-1971
• task-force-hrv-1996

Frequently asked questions

どちらの自律神経枝が心拍数をより速く変化させるか？

副交感神経（迷走神経）枝が最も速く作用し、洞房結節におけるアセチルコリンを介して心拍数を拍動ごとに変化させます。一方、交感神経の効果はよりゆっくりと発現し、減衰します。

圧受容器反射とは何か？

これは負のフィードバックループであり、頸動脈洞と大動脈弓の伸展受容器が動脈圧を感知し、脳幹が心臓と血管への自律神経の流出を調整して圧力変化に抵抗します。