Katseemme sympaattinen ja parasympaattinen suhde

JOHDANTO Iris on ainoa kudos, jossa paljaalla silmällä voidaan havaita sympaattisten ja parasympaattisten hermojen stimuloimien sileiden lihasten samanaikainen vuorovaikutus. Iris sisältää hermoharjan, joka koostuu autonomisesta hermostojärjestelmästä (ANS) ja selkäjuuren hermosolmuista. Hypotalamuksen kuidut liittyvät parasympaattiseen järjestelmään dorsaalisen pitkittäisen fasciculuksen ja mediaalisen etuaivojen nipun kautta ja yhdistyvät Edinger-Westphal-ytimeen tai rintakehän selkäytimen lateraalisiin sarviin. Osa näistä parasympaattisista säikeistä hermoi pyöreän rakenteen supistavia lihaskuituja kaulukseen asti ulottuvan alueen alla ja rajoittaa iirispupillia silmän motorisen hermon kautta. Hypotalamus on ANS:n tärkein ohjaus- ja integraatiokeskus. Sympaattiset hermot, jotka tulevat esiin hypotalamuksesta, ulottuvat kaulavaltimon synapsin pituudelta ylemmän kohdunkaulan ganglion kanssa ja hermottavat mydriaasin lihassäikeitä iiriskauluksen ja iiriksen juuren alla.

Heart rate variability (HRV) tarkoittaa muutoksia sydämenlyöntien välisessä aikavälissä, ja sitä säätelee ANS. Sympaattiset ja parasympaattiset aktiviteetit voidaan määrittää tietyllä herkkyydellä HRV-arvioinnilla käyttämällä matalataajuisia (LF) ja korkeataajuisia (HF) mittauksia. Aiemmat epidemiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että HRV liittyy sekä sydänperäiseen että ei-sydänperäiseen kuolleisuuteen.

. ANS aktivoituu, kun avaamme silmämme, ja valon määrää säätelee iiris . Valon ei-visuaaliset vaikutukset välittyvät verkkokalvon valoherkissä gangliosoluissa olevien melanopsiinipohjaisten fotoreseptorien kautta. Melanopsiinia löytyy myös iiriksen ja sisäaivojen melanoforeista. Ftosensitiiviset verkkokalvon gangliosolut välittävät valoärsykkeitä suprakiasmaattiseen ytimeen (SCN; vuorokausikeskus) retinohypotalamuksen kautta. Pimeässä käpyrauhasesta rytmisesti vapautuva melatoniini vaikuttaa myös voimakkaasti SCN-hermosolujen toimintaan. Tämä alue saa stimulaatiota visuaalisesta fotoreseptorijärjestelmästä ja eri aivojen alueilta, mukaan lukien aivorunko, limbinen järjestelmä ja aivokuori, ja se sisältää useita synapseja käpyrauhasen kanssa. Valon syöttö verkkokalvoon, jota iiris säätää, liittyy ANS:ia sääteleviin aivojen alueisiin. Valo voi aiheuttaa akuutteja fysiologisia vaikutuksia, kuten nopeaa melatoniinin suppressiota, lisääntynyttä vireystilaa ja kohonnutta sykettä ja sympaattisten hermojen tonusta.

Anteriorisella singulaarisella aivokuorella, amygdalalla, parabrakiaalisella tumalla, hypotalamuksella, periaqueductaalisella harmaalla aineella, anteriorisella insulalla ja joillakin ytimen alueilla on merkittävä rooli sydämen toiminnan säätelyssä. Nämä aivorakenteet liittyvät sydämen toimintaan sympaattisen ja parasympaattisen hermoston kautta.

Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää parasympaattisten ja sympaattisten hermojen hermoimien iirislihasten arvioidun iirislihasalueen (IRIS) heijastusaste ja sen suhde HRV:hen, joka on sydämen ANS-indikaattori.

MATERIAALIT JA MENETELMÄT Tutkimukseen osallistui yhteensä 400 tervettä vapaaehtoista (200 miestä ja 200 naista), joilla oli ruskeat silmät. Tutkijat ottavat mukaan ilmeisen terveitä koehenkilöitä, joilla ei ollut aiemmin ollut diabetes mellitusta, kohonnutta verenpainetta, sepelvaltimotautia, sydämen vajaatoimintaa, tupakointia, silmäsairautta, psyykkistä sairautta tai ANS:ään vaikuttavaa lääkehoitoa.

Kolmikanavainen standardi ambulatorinen Holter-tallennusjärjestelmä (DMS Software Cardioscan II Holter -valvontajärjestelmä, ver. 11.4.0054a) käytettiin pulssin mittaamiseen HRV-taajuusalueen analyysillä artefaktien poistamisen jälkeen. LF (0,04-0,15 Hz) ja HF (0,16-0,4 Hz) luokitukset tallennettiin 24 tunnin ajan (päivän ja yön keskiarvo).

Terveiden vapaaehtoisten molemmista iirisistä otettiin valokuvat digitaalikameralla (5 megapikselin kamera, 1,75 μm pikseliä, 0,5-kertainen digitaalinen zoom, LED-salama) samassa huoneessa päivänvalossa, samaan aikaan päivästä samalla salamalla. Potilaita, joilla oli epäspesifiset ja katkonaiset kaulusrajat (peripupillirenkaat), ei otettu mukaan tutkimukseen. Kuvaohjelmistolla piirrettiin pyöreät rajat iiriksen ulkoympyrän (IEC), kolorettiympyrän (CC) ja pupilliympyrän (PC) yli digitaalisiin valokuviin. Ympyröiden väliset alueet mitattiin. IEC-PC viittaa sympaattisesti ja parasympaattisesti stimuloitujen laajentajien ja supistavalihasten arvioituun kokonaispinta-alaan; CC-PC viittaa arvioituun pinta-alaan, joka on stimuloitu parasympaattisesti; ja [IEC-PC¬]-[CC-PC] viittaa arvioituun sympaattisesti stimuloituun alueeseen. Todennäköisyys, että IRIS-suhde oli yhtä suuri kuin LF/HF-suhde, laskettiin käyttämällä kaavaa [IEC-PC¬] - [CC-PC] / [CC-PC]. Jokaiselle valokuvalle laskettiin kolmen mittauksen keskiarvo.

Tilastolliset analyysit suoritettiin käyttämällä SPSS for Windows 22:ta (IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Aineiston jakauman normaalisuus arvioitiin Kolmogorov-Smirnov-testillä. Numeeriset muuttujat, joilla on normaalijakauma, esitetään keskiarvoina ± keskihajonna, kun taas epänormaalijakaumaiset muuttujat esitetään mediaaneina (alue). t-testiä (numeerisille muuttujille, joilla on normaalijakauma) ja Mann-Whitneyn U-testiä (numeerisille muuttujille, joilla on epänormaali jakauma) käytettiin määrittämään erot kahden itsenäisen ryhmän välillä. Numeeristen parametrien välinen yhteys määritettiin Pearsonin ja Spearmanin korrelaatioanalyyseillä. Bland-Altman-analyysiä käytettiin arvioimaan eroja IRIS-suhteen ja LF/HF-suhteen noudattamisessa ICC:n suhteen. P-arvoa < 0,05 pidettiin merkitsevänä.

Tutkimukset suoritettiin Helsingin julistuksen mukaisesti saatuaan hyväksynnän eettiseltä toimikunnalta. Tietoinen suostumus saatiin kaikilta koehenkilöiltä ennen osallistumista.

Tutkijat havaitsivat suhteen IRIS-suhteen ja HRV:n välillä 400 terveellä koehenkilöllä ja osoittivat sydämen autonomisen toiminnan. IRIS-suhdetta voidaan soveltaa myös sairauksiin, joihin liittyy sydämen autonominen toimintahäiriö. Lisätutkimuksia tarvitaan kuitenkin IRIS-suhteen ja HRV:n välisen suhteen osoittamiseksi potilailla, joilla on sydänsairaus.