Sympathisch-parasympathisches Verhältnis unseres Blicks

EINFÜHRUNG Die Iris ist das einzige Gewebe, in dem simultane Wechselwirkungen zwischen glatten Muskeln, die durch sympathische und parasympathische Nerven stimuliert werden, mit bloßem Auge beobachtet werden können. Die Iris enthält die Neuralleiste, die aus dem autonomen Nervensystem (ANS) und den Spinalganglien besteht. Fasern aus dem Hypothalamus treten durch den dorsalen Längsfaszikulus und das mediale Vorderhirnbündel in das parasympathische System ein und vereinigen sich mit dem Edinger-Westphal-Kern oder den Seitenhörnern des thorakalen Rückenmarks. Ein Teil dieser parasympathischen Fasern innerviert die Constrictor-Muskelfasern einer kreisförmigen Struktur unterhalb des Bereichs bis zum Kragen und begrenzt die Irispupille über den N. oculomotorius. Der Hypothalamus ist das wichtigste Kontroll- und Integrationszentrum des ANS. Die aus dem Hypothalamus austretenden sympathischen Nerven verlaufen entlang der Synapse der Halsschlagader mit dem oberen Halsganglion und innervieren anschließend die Mydriasis-Muskelfasern unterhalb des Iriskragens und der Iriswurzel.

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) bezieht sich auf Änderungen im Zeitintervall zwischen Herzschlägen und wird durch das ANS reguliert. Sympathische und parasympathische Aktivitäten können bei einer bestimmten Sensitivität durch HRV-Beurteilung unter Verwendung von Niederfrequenz-(LF)- und Hochfrequenz-(HF)-Messungen bestimmt werden. Frühere epidemiologische Studien haben gezeigt, dass HRV sowohl mit kardialer als auch mit nicht kardialer Gesamtmortalität assoziiert ist.

.Das ANS wird aktiviert, wenn wir unsere Augen öffnen, und die Lichtmenge wird durch die Iris angepasst . Nicht-visuelle Lichteinwirkungen werden durch auf Melanopsin basierende Photorezeptoren in den lichtempfindlichen Ganglienzellen der Netzhaut vermittelt. Melanopsin kommt auch in den Melanophoren der Iris und des inneren Gehirns vor. Lichtempfindliche retinale Ganglienzellen leiten Lichtreize über den retinohypothalamischen Trakt an den Nucleus suprachiasmaticus (SCN; zirkadianes Zentrum) weiter. Im Dunkeln beeinflusst Melatonin, das rhythmisch von der Zirbeldrüse freigesetzt wird, auch stark die neuronale Aktivität des SCN. Dieser Bereich wird vom visuellen Photorezeptorsystem und von verschiedenen Bereichen des Gehirns, einschließlich des Hirnstamms, des limbischen Systems und der Großhirnrinde, stimuliert und enthält mehrere Synapsen mit der Zirbeldrüse. Der Lichteinfall in die Netzhaut, der durch die Iris reguliert wird, ist mit den Hirnarealen verbunden, die das ANS regulieren. Licht kann akute physiologische Wirkungen hervorrufen, wie z. B. schnelle Melatoninunterdrückung, gesteigerte Wachsamkeit und erhöhte Herzfrequenz und Tonus des sympathischen Nervs.

Der anteriore cinguläre Cortex, die Amygdala, der Nucleus parabrachialis, der Hypothalamus, die periaquäduktale graue Substanz, die vordere Insula und einige Bereiche der Medulla spielen eine bedeutende Rolle bei der Regulation der Herzfunktion. Diese zerebralen Strukturen sind über das sympathische und parasympathische Nervensystem mit der Herzaktivität verbunden.

Das Ziel der Studie war es, den Reflexionsgrad des geschätzten Irismuskelbereichs (IRIS)-Verhältnisses von Irismuskeln, die von parasympathischen und sympathischen Nerven innerviert werden, und seine Beziehung zur HRV, die ein ANS-Indikator des Herzens ist, zu bestimmen.

MATERIAL UND METHODEN Insgesamt 400 gesunde Freiwillige (200 Männer und 200 Frauen) mit braunen Augen wurden in die Studie eingeschlossen. Die Forscher rekrutierten anscheinend gesunde Probanden, die keine Vorgeschichte von Diabetes mellitus, Bluthochdruck, koronarer Herzkrankheit, Herzinsuffizienz, Zigarettenrauchen, Augenkrankheiten, psychischen Erkrankungen oder medikamentöser Therapie mit Auswirkungen auf das ANS hatten.

Ein dreikanaliges ambulantes Standard-Holter-Aufzeichnungssystem (DMS-Software Cardioscan II Holter-Überwachungssystem, Ver. 11.4.0054a) wurde verwendet, um die Pulsfrequenz durch HRV-Frequenzbereichsanalyse nach Entfernung der Artefakte zu messen. Die Bewertungen für LF (0,04–0,15 Hz) und HF (0,16–0,4 Hz) wurden 24 Stunden lang aufgezeichnet (Tag- und Nachtdurchschnitt).

Beide Iris der gesunden Probanden wurden mit einer Digitalkamera (5-Megapixel-Kamera, 1,75 μm Pixel, 0,5-facher digitaler Zoom, LED-Blitz) im selben Raum bei Tageslicht, zur selben Tageszeit mit demselben Blitz fotografiert. Patienten mit unspezifischen und unterbrochenen Collarette-Grenzen (peripupillärer Ring) wurden nicht in die Studie eingeschlossen. Ein Bildsoftwareprogramm wurde verwendet, um kreisförmige Begrenzungen über den Irisaußenkreis (IEC), den Farbkreis (CC) und den Pupillenkreis (PC) auf digitalen Fotografien zu ziehen. Die Flächen zwischen den Kreisen wurden gemessen. IEC-PC bezieht sich auf die geschätzte Gesamtfläche der Dilatator- plus Constrictor-Muskeln, die sympathisch und parasympathisch stimuliert werden; CC-PC bezieht sich auf den geschätzten parasympathisch stimulierten Bereich; und [IEC-PC]-[CC-PC] bezieht sich auf die geschätzte sympathisch stimulierte Fläche. Die Wahrscheinlichkeit, dass das IRIS-Verhältnis gleich dem LF/HF-Verhältnis war, wurde unter Verwendung der Formel [IEC-PC] – [CC-PC] / [CC-PC] berechnet. Für jedes Foto wurde der Durchschnitt von drei Messungen berechnet.

Die statistischen Auswertungen wurden mit SPSS für Windows 22 (IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt. Die Normalität der Datenverteilung wurde mit dem Kolmogorov-Smirnov-Test bewertet. Numerische Variablen mit einer Normalverteilung werden als Mittelwerte ± Standardabweichung dargestellt, während diejenigen mit einer Nicht-Normalverteilung als Mediane (Bereich) dargestellt werden. Der t-Test (für numerische Variablen mit normaler Verteilung) und der Mann-Whitney-U-Test (für numerische Variablen mit abnormaler Verteilung) wurden verwendet, um Unterschiede zwischen zwei unabhängigen Gruppen zu bestimmen. Der Zusammenhang zwischen den numerischen Parametern wurde durch Pearson- und Spearman-Korrelationsanalysen bestimmt. Die Bland-Altman-Analyse wurde verwendet, um Unterschiede in der Übereinstimmung des IRIS-Verhältnisses und des LF/HF-Verhältnisses in Bezug auf ICC zu bewerten. Ein p-Wert < 0,05 wurde als signifikant angesehen.

Die Studien wurden in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki nach Genehmigung durch die Ethikkommission durchgeführt. Von allen Probanden wurde vor der Teilnahme eine informierte Zustimmung eingeholt.

Die Forscher identifizierten eine Beziehung zwischen dem IRIS-Verhältnis und der HRV bei 400 gesunden Probanden und demonstrierten die kardiale autonome Funktion. Das IRIS-Verhältnis kann auch auf Krankheiten angewendet werden, die mit einer kardialen autonomen Dysfunktion einhergehen. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um einen Zusammenhang zwischen dem IRIS-Verhältnis und der HRV bei Patienten mit Herzerkrankungen nachzuweisen.