Вегетативный контроль и рефлексы при физической нагрузке

Вегетативная нервная система координирует сердечно-сосудистый ответ на физическую нагрузку. Опережающий сигнал из высших центров головного мозга, называемый центральной командой, и рефлексы обратной связи, возникающие в работающих мышцах и от датчиков артериального давления, совместно регулируют частоту сердечных сокращений, сократимость и сосудистый тонус. Эти механизмы увеличивают сердечный выброс, перераспределяют кровоток и поддерживают артериальное давление по мере увеличения активности.

Definition

Вегетативный контроль физической нагрузки — это регуляция частоты сердечных сокращений, сократимости миокарда и сосудистого тонуса парасимпатическим и симпатическим оттоком, координируемая центральной командой и рефлексами, возникающими из скелетных мышц (прессорный рефлекс при физической нагрузке) и от артериальных барорецепторов.

Scope

Тема охватывает парасимпатический и симпатический контроль сердца и сосудов во время физической нагрузки, опережающий сигнал центральной команды, прессорный рефлекс при физической нагрузке, возникающий из мышечных афферентов, и перенастройку артериального барорефлекса. Это справочная физиология, которая не предоставляет рекомендаций по клиническому тестированию или лечению.

Core questions

• Как снижение парасимпатического тонуса и симпатическая активация изменяют сердце и сосуды во время физической нагрузки?
• Что такое центральная команда и как она инициирует сердечно-сосудистый ответ?
• Как прессорный рефлекс при физической нагрузке от работающих мышц регулирует кровообращение?
• Как и почему артериальный барорефлекс перенастраивается во время физической нагрузки?

Key concepts

• Снижение парасимпатического тонуса
• Симпатическая активация
• Центральная команда
• Прессорный рефлекс при физической нагрузке (мышечный механорефлекс и метаборефлекс)
• Перенастройка артериального барорефлекса
• Функциональный симпатолиз

Mechanisms

В начале физической нагрузки снижение парасимпатического тонуса сердца быстро увеличивает частоту сердечных сокращений, после чего возрастающая симпатическая активность дополнительно увеличивает частоту и сократимость, а также сужает неактивные сосудистые русла (Rowell, 1974). Опережающий сигнал от моторных и высших центров, центральная команда, задает начальный паттерн вегетативного оттока параллельно с моторным импульсом к мышцам (Fadel & Raven, 2013). Обратная связь от сокращающихся мышц через механически и метаболически чувствительные афференты, прессорный рефлекс при физической нагрузке, усиливает симпатическую активацию и поддерживает артериальное давление (Mitchell, Kaufman, & Iwamoto, 1983; Smith, Mitchell, & Garry, 2006). Артериальный барорефлекс перенастраивается для регуляции вокруг более высокого давления при физической нагрузке, поэтому он продолжает буферизовать давление, допуская при этом вызванное нагрузкой повышение (Raven, Fadel, & Ogoh, 2012).

Clinical relevance

Эти нервные механизмы объясняют, как частота сердечных сокращений и артериальное давление реагируют на нагрузку, и обеспечивают физиологическую основу для понимания аномальных прессорных реакций на физическую нагрузку. Данная статья является описательной справочной физиологией и не предназначена для руководства индивидуальной диагностикой, оценкой риска или лечением.

Evidence & guidelines

Доказательства носят физиологический характер, получены из исследований на животных и людях, а также из интегративных обзоров, а не из клинических рекомендаций. Митчелл и его коллеги охарактеризовали прессорный рефлекс при физической нагрузке, а обзоры Фаделя и Рейвена, а также Смита и его коллег синтезируют нервный контроль кровообращения в норме и при патологии.

History

Работы двадцатого века различали центральную, опережающую команду и периферическую рефлекторную обратную связь в управлении сердечно-сосудистым ответом на физическую нагрузку. Обзор Митчелла, Кауфмана и Ивамото 1983 года закрепил концепцию прессорного рефлекса при физической нагрузке, а более поздние работы установили, что артериальный барорефлекс перенастраивается, а не отключается во время физической нагрузки.

Debates

Как сочетаются центральная команда и прессорный рефлекс при физической нагрузке?

Относительный вклад опережающей центральной команды и мышечных рефлексов обратной связи в вегетативный ответ, а также то, как артериальный барорефлекс их интегрирует, остаются активными вопросами, при этом большинство доказательств подтверждают комплементарный, избыточный контроль, а не единый доминирующий фактор.

Key figures

• Jere Mitchell
• Marc Kaufman
• Peter Raven
• Paul Fadel
• Loring Rowell

Seminal works

• mitchell-1983
• raven-2012
• fadel-raven-2013

Frequently asked questions

Что такое центральная команда при физической нагрузке?

Центральная команда — это опережающий сигнал от моторных и высших центров головного мозга, который активирует вегетативный отток параллельно с импульсом к мышцам, инициируя повышение частоты сердечных сокращений и сердечно-сосудистые адаптации к физической нагрузке.

Что такое прессорный рефлекс при физической нагрузке?

Это рефлекс, возникающий от механически и метаболически чувствительных нервных окончаний в сокращающихся мышцах, который усиливает симпатическую активность и помогает повышать и поддерживать артериальное давление во время физической нагрузки.