Sympatisk-parasympatisk Ratio of Our Gaze

INNLEDNING Iris er det eneste vevet der samtidige interaksjoner mellom glatte muskler stimulert av sympatiske og parasympatiske nerver kan observeres med det blotte øye. Iris inneholder den nevrale toppen, som består av det autonome nervesystemet (ANS) og dorsalrotgangliene. Fibre fra hypothalamus slutter seg til det parasympatiske systemet gjennom dorsal longitudinal fasciculus og den mediale forhjernebunten og forenes med Edinger-Westphal-kjernen eller laterale horn i thorax-ryggmargen. En del av disse parasympatiske fibrene innerverer de sammentrekkende muskelfibrene i en sirkulær struktur under området opp til halsbåndet og begrenser irispupillen via den oculomotoriske nerven. Hypothalamus er det viktigste kontroll- og integrasjonssenteret til ANS. De sympatiske nervene som kommer ut fra hypothalamus strekker seg langs lengden av halspulsårens synapse med den øvre cervikale ganglion og innerverer deretter mydriasis-muskelfibrene under iriskragen og irisroten.

Hjertefrekvensvariabilitet (HRV) refererer til endringer i tidsintervallet mellom hjerteslag og reguleres av ANS. Sympatiske og parasympatiske aktiviteter kan bestemmes ved en viss sensitivitet ved HRV-vurdering ved bruk av lavfrekvente (LF) og høyfrekvente (HF) målinger. Tidligere epidemiologiske studier har vist at HRV er assosiert med både hjerte- og ikke-kardial dødelighet av alle årsaker.

ANS aktiveres når vi åpner øynene, og lysmengden justeres av iris. Ikke-visuelle påvirkninger av lys formidles av melanopsin-baserte fotoreseptorer i retinale fotosensitive gangliaceller. Melanopsin finnes også i melanoforene i iris og indre hjerne. Ftosensitive retinale ganglionceller overfører lysstimuli til den suprachiasmatiske kjernen (SCN; circadian center) via retinohypothalamus-kanalen. I mørket påvirker melatonin som frigjøres rytmisk fra pinealkjertelen også sterkt SCN neuronal aktivitet. Dette området mottar stimulering fra det visuelle fotoreseptorsystemet og fra ulike områder av hjernen, inkludert hjernestammen, det limbiske systemet og hjernebarken og inneholder flere synapser med pinealkjertelen. Inngangen av lys til netthinnen, som justeres av iris, er assosiert med områdene i hjernen som regulerer ANS. Lys kan forårsake akutte fysiologiske effekter som rask melatoninundertrykkelse, økt årvåkenhet og økt hjertefrekvens og sympatisk nervetonus.

Den fremre cingulate cortex, amygdala, parabrachial nucleus, hypothalamus, periaqueductal grå substans, anterior insula og noen områder av medulla spiller betydelige roller i reguleringen av hjertefunksjonen. Disse cerebrale strukturene er assosiert med hjerteaktivitet via det sympatiske og parasympatiske nervesystemet.

Målet med studien var å bestemme graden av refleksjon av det estimerte irismuskelarealet (IRIS) forholdet mellom irismuskler innervert av parasympatiske og sympatiske nerver og dets forhold til HRV, som er en ANS-indikator for hjertet.

MATERIALER OG METODER Totalt 400 friske frivillige (200 menn og 200 kvinner) med brune øyne ble inkludert i studien. Etterforskerne registrerte tilsynelatende friske forsøkspersoner som ikke hadde noen historie med diabetes mellitus, hypertensjon, koronarsykdom, hjertesvikt, sigarettrøyking, øyesykdom, psykologisk sykdom eller medikamentell behandling som påvirker ANS.

Et tre-kanals standard ambulerende Holter-opptakssystem (DMS Software Cardioscan II Holter-overvåkingssystem, ver. 11.4.0054a) ble brukt til å måle pulsfrekvensen ved HRV-frekvensdomeneanalyse etter fjerning av artefaktene. LF (0,04-0,15 Hz) og HF (0,16-0,4 Hz) vurderinger ble registrert i 24 timer (gjennomsnittlig dag og natt).

Fotografier av begge irisene til de friske frivillige ble tatt med et digitalkamera (5-megapikselkamera, 1,75 μm piksler, 0,5× digital zoom, LED-blits) i samme rom i dagslys, til samme tid på dagen med samme blits. Pasienter med uspesifikke og avbrutt collarette (peripupillar ring) grenser ble ikke inkludert i studien. Et bildeprogram ble brukt til å tegne sirkulære grenser over iris ytre sirkel (IEC), coloretta sirkel (CC) og pupill sirkel (PC) på digitale fotografier. Arealene mellom sirklene ble målt. IEC-PC refererer til det estimerte totale arealet av dilatatoren pluss constrictor muskler stimulert sympatisk og parasympatisk; CC-PC refererer til det estimerte området stimulert parasympatisk; og [IEC-PC¬]-[CC-PC] refererer til det estimerte området stimulert sympatisk. Sannsynligheten for at IRIS-forholdet var lik LF/HF-forholdet ble beregnet ved å bruke formelen [IEC-PC¬] - [CC-PC] / [CC-PC]. Gjennomsnittet av tre målinger ble beregnet for hvert fotografi.

De statistiske analysene ble utført ved bruk av SPSS for Windows 22 (IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Normaliteten til datafordelingen ble vurdert ved å bruke Kolmogorov-Smirnov-testen. Numeriske variabler med normalfordeling presenteres som gjennomsnitt ± standardavvik, mens de med ikke-normalfordeling presenteres som medianer (rekkevidde). t-testen (for numeriske variabler som viser en normalfordeling) og Mann-Whitney U-testen (for numeriske variabler som viser en unormal fordeling) ble brukt for å bestemme forskjeller mellom to uavhengige grupper. Sammenhengen mellom de numeriske parameterne ble bestemt av Pearson og Spearman korrelasjonsanalyser. Bland-Altman-analysen ble brukt til å vurdere forskjeller i samsvar mellom IRIS-forholdet og LF/HF-forholdet når det gjelder ICC. En p-verdi < 0,05 ble ansett som signifikant.

Studier ble utført i samsvar med Helsinki-erklæringen etter godkjenning fra den etiske komiteen. Informert samtykke ble innhentet fra alle forsøkspersoner før deltakelse.

Etterforskerne identifiserte en sammenheng mellom IRIS-ratio og HRV hos 400 friske forsøkspersoner og demonstrerte hjerteautonomifunksjon. IRIS-forholdet kan også brukes på sykdommer ledsaget av kardial autonom dysfunksjon. Det er imidlertid behov for ytterligere studier for å påvise en sammenheng mellom IRIS-ratio og HRV hos pasienter med hjertesykdom.