Hệ thống thần kinh tự chủ và kiểm soát tim mạch

Hệ thống thần kinh tự chủ cung cấp lớp kiểm soát tim mạch nhanh nhất, điều chỉnh nhịp tim, dẫn truyền, khả năng co bóp và trương lực mạch máu trong vài giây thông qua các nhánh giao cảm và phó giao cảm. Ảnh hưởng đối lập nhưng tương tác của chúng lên tim cho phép các phản ứng nhanh chóng, được điều chỉnh tinh vi đối với những thay đổi về tư thế, hoạt động, cảm xúc và huyết áp.

Definition

Kiểm soát tim tự chủ là sự điều hòa nhịp tim, dẫn truyền và khả năng co bóp của tim (và trương lực mạch máu) bởi các phân khu giao cảm và phó giao cảm của hệ thống thần kinh tự chủ, được tích hợp chủ yếu thông qua các phản xạ thân não đáp ứng với tín hiệu đầu vào từ thụ thể động mạch và tim phổi.

Scope

Chủ đề này bao gồm cách dòng chảy giao cảm và phó giao cảm đến và tác động lên tim, cách phản xạ áp thụ quan đóng vòng lặp trên huyết áp động mạch, và cách hoạt động tự chủ của tim có thể được đặc trưng thông qua các phép đo như biến thiên nhịp tim và độ nhạy phản xạ áp thụ quan. Đây là một mục tham khảo về sinh lý học, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Các nhánh giao cảm và phó giao cảm tác động lên tim như thế nào, và chúng tương tác với nhau ra sao?
• Phản xạ áp thụ quan chuyển đổi sự thay đổi áp lực thành sự điều chỉnh tự chủ như thế nào?
• Biến thiên nhịp tim và độ nhạy phản xạ áp thụ quan tiết lộ điều gì về sự cân bằng tự chủ?

Key concepts

• Sự phân bố thần kinh giao cảm và phó giao cảm (phế vị) của tim
• Đối kháng tăng cường giữa hai nhánh
• Nhịp tim, dẫn truyền và co bóp
• Phản xạ áp thụ quan
• Biến thiên nhịp tim
• Độ nhạy phản xạ áp thụ quan
• Cân bằng giao cảm-phế vị

Mechanisms

Các sợi phó giao cảm đi trong dây thần kinh phế vị và, thông qua acetylcholine tác động lên các thụ thể muscarinic, làm chậm nút xoang nhĩ và dẫn truyền nhĩ thất, tạo ra những thay đổi nhịp tim nhanh chóng, từng nhịp. Các sợi giao cảm giải phóng norepinephrine lên các thụ thể beta-adrenergic, làm tăng nhịp tim, tốc độ dẫn truyền và khả năng co bóp, với các tác động tích lũy và giảm dần chậm hơn. Hai nhánh không chỉ đơn thuần cộng lại: hoạt động phế vị có thể làm giảm tác dụng giao cảm một cách không cân xứng, một sự phi tuyến tính mà Levy mô tả là đối kháng tăng cường. Phản xạ áp thụ quan cung cấp vòng phản hồi âm chủ đạo—các thụ thể căng ở xoang cảnh và cung động mạch chủ báo hiệu huyết áp động mạch đến thân não, nơi điều chỉnh dòng chảy tự chủ để chống lại sự thay đổi. Sự dao động nhịp tim theo thời gian (biến thiên nhịp tim) và độ lợi liên quan đến thay đổi áp lực với thay đổi nhịp tim (độ nhạy phản xạ áp thụ quan) được sử dụng để đặc trưng hóa chức năng tự chủ.

Clinical relevance

Điều hòa tim tự chủ là cơ sở để giải thích các hiện tượng như phản ứng tư thế, và sự mất cân bằng tự chủ có liên quan đến các tình trạng bao gồm tăng huyết áp và suy tim; các phép đo như biến thiên nhịp tim được nghiên cứu như các dấu hiệu của sự cân bằng này. Mục này chỉ mang tính tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Các tiêu chuẩn của Lực lượng Đặc nhiệm năm 1996 vẫn là một khuôn khổ tham chiếu được sử dụng rộng rãi để đo lường và giải thích biến thiên nhịp tim, xác định các phép đo theo miền thời gian và tần số của nó và cảnh báo về cách giải thích sinh lý của chúng.

History

Các hành động đối lập của dây thần kinh phế vị và giao cảm trên tim đã được thiết lập trong sinh lý học cổ điển, nhưng sự nhấn mạnh hiện đại về sự tương tác của chúng đã được làm rõ hơn bởi phân tích của Levy năm 1971 về đối kháng tăng cường. Các công cụ định lượng sau đó: thử nghiệm độ nhạy phản xạ áp thụ quan và, sau các tiêu chuẩn của Lực lượng Đặc nhiệm năm 1996, phân tích biến thiên nhịp tim đã đưa đánh giá tự chủ vào phép đo có thể tái tạo.

Debates

Biến thiên nhịp tim phản ánh trương lực tự chủ tốt đến mức nào?

Các phép đo theo miền tần số thường được coi là chỉ số của hoạt động giao cảm và phế vị, nhưng sự tương ứng không hoàn hảo—công suất tần số cao phản ánh điều hòa phế vị khá tốt trong khi việc giải thích công suất tần số thấp và bất kỳ tỷ lệ 'cân bằng giao cảm-phế vị' đơn lẻ nào vẫn còn gây tranh cãi.

Key figures

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

Seminal works

• levy-1971
• task-force-hrv-1996

Frequently asked questions

Nhánh tự chủ nào thay đổi nhịp tim nhanh hơn?

Nhánh phó giao cảm (phế vị) hoạt động nhanh nhất, thay đổi nhịp tim từng nhịp thông qua acetylcholine tại nút xoang nhĩ, trong khi các tác động giao cảm tích lũy và giảm dần chậm hơn.

Phản xạ áp thụ quan là gì?

Đây là một vòng phản hồi âm trong đó các thụ thể căng ở xoang cảnh và cung động mạch chủ cảm nhận huyết áp động mạch và thân não điều chỉnh dòng chảy tự chủ đến tim và mạch máu để chống lại sự thay đổi áp lực.