Sympatisk-parasympatisk Ratio of Our Gaze

INTRODUKTION Iris är den enda vävnaden där samtidiga interaktioner mellan glatta muskler stimulerade av sympatiska och parasympatiska nerver kan observeras med blotta ögat. Iris innehåller nervkammen, som består av det autonoma nervsystemet (ANS) och dorsala rotganglierna. Fibrer från hypotalamus ansluter sig till det parasympatiska systemet genom den dorsala longitudinella fasciculus och det mediala framhjärnsknippet och förenas med Edinger-Westphal kärnan eller de laterala hornen i bröstryggmärgen. En del av dessa parasympatiska fibrer innerverar de sammandragande muskelfibrerna i en cirkulär struktur under området upp till kragen och begränsar irispupillen via den oculomotoriska nerven. Hypotalamus är det viktigaste kontroll- och integrationscentret för ANS. De sympatiska nerverna som kommer ut från hypotalamus sträcker sig längs längden av halspulsåderns synaps med det övre cervikala gangliet och innerverar därefter mydriasismuskelfibrerna under iriskragen och irisroten.

Hjärtfrekvensvariabilitet (HRV) hänvisar till förändringar i tidsintervallet mellan hjärtslag och regleras av ANS. Sympatiska och parasympatiska aktiviteter kan bestämmas vid en viss känslighet genom HRV-bedömning med hjälp av lågfrekventa (LF) och högfrekventa (HF) mätningar. Tidigare epidemiologiska studier har visat att HRV är associerat med både hjärt- och icke-kardiär dödlighet av alla orsaker.

ANS aktiveras när vi öppnar ögonen och ljusmängden justeras av iris. Icke-visuell påverkan av ljus medieras av melanopsin-baserade fotoreceptorer i retinala fotokänsliga gangliaceller. Melanopsin finns också i melanoforerna i iris och inre hjärnan. Ftokänsliga retinala ganglionceller överför ljusstimuli till den suprachiasmatiska kärnan (SCN; circadian center) via retinohypothalamuskanalen. I mörker påverkar melatonin som frisätts rytmiskt från tallkottkörteln också starkt SCN neuronala aktivitet. Detta område får stimulans från det visuella fotoreceptorsystemet och från olika delar av hjärnan, inklusive hjärnstammen, limbiska systemet och hjärnbarken och innehåller flera synapser med tallkottkörteln. Ingången av ljus till näthinnan, som justeras av iris, är associerad med de områden i hjärnan som reglerar ANS. Ljus kan orsaka akuta fysiologiska effekter såsom snabb melatoninundertryckning, ökad vakenhet och ökad hjärtfrekvens och sympatisk nervtonus.

Den främre cingulate cortex, amygdala, parabrachial kärna, hypotalamus, periaqueductal grå substans, främre insula och vissa områden av medulla spelar betydande roller i regleringen av hjärtfunktionen. Dessa cerebrala strukturer är associerade med hjärtaktivitet via de sympatiska och parasympatiska nervsystemen.

Syftet med studien var att bestämma graden av reflektion av det uppskattade förhållandet av irismuskelarea (IRIS) av irismuskler som innerverats av parasympatiska och sympatiska nerver och dess förhållande till HRV, som är en ANS-indikator på hjärtat.

MATERIAL OCH METODER Totalt 400 friska frivilliga (200 män och 200 kvinnor) med bruna ögon inkluderades i studien. Utredarna registrerade till synes friska försökspersoner som inte hade någon historia av diabetes mellitus, högt blodtryck, kranskärlssjukdom, hjärtsvikt, cigarettrökning, ögonsjukdom, psykologisk sjukdom eller läkemedelsbehandling som påverkar ANS.

Ett tre-kanals standard ambulatoriskt Holter-inspelningssystem (DMS Software Cardioscan II Holter-övervakningssystem, ver. 11.4.0054a) användes för att mäta pulsfrekvensen genom HRV-frekvensdomänanalys efter att artefakterna avlägsnats. Värdena för LF (0,04-0,15 Hz) och HF (0,16-0,4 Hz) registrerades under 24 timmar (genomsnitt av dag och natt).

Fotografier av båda irisarna från de friska frivilliga togs med en digitalkamera (5-megapixelkamera, 1,75 μm pixlar, 0,5× digital zoom, LED-blixt) i samma rum i dagsljus, vid samma tid på dagen med samma blixt. Patienter med ospecifika och avbrutna collarette-gränser (peripupillär ring) inkluderades inte i studien. Ett bildprogram användes för att rita cirkulära gränser över irisens yttre cirkel (IEC), colorettacirkel (CC) och pupillcirkel (PC) på digitala fotografier. Ytorna mellan cirklarna mättes. IEC-PC avser den uppskattade totala arean av dilatatorn plus sammandragningsmuskler stimulerade sympatiskt och parasympatiskt; CC-PC avser det uppskattade området som stimuleras parasympatiskt; och [IEC-PC¬]-[CC-PC] hänvisar till det uppskattade området som stimuleras sympatiskt. Sannolikheten att IRIS-förhållandet var lika med LF/HF-förhållandet beräknades med formeln [IEC-PC¬] - [CC-PC] / [CC-PC]. Genomsnittet av tre mätningar beräknades för varje fotografi.

De statistiska analyserna utfördes med SPSS för Windows 22 (IBM SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Normaliteten hos datafördelningen bedömdes med användning av Kolmogorov-Smirnov-testet. Numeriska variabler med normalfördelning presenteras som medelvärden ± standardavvikelse, medan de med icke-normalfördelning presenteras som median (intervall). t-testet (för numeriska variabler som visar en normalfördelning) och Mann-Whitneys U-test (för numeriska variabler som visar en onormal fördelning) användes för att bestämma skillnader mellan två oberoende grupper. Sambandet mellan de numeriska parametrarna bestämdes genom Pearson och Spearman korrelationsanalyser. Bland-Altman-analysen användes för att bedöma skillnader i överensstämmelse mellan IRIS-kvoten och LF/HF-kvoten när det gäller ICC. Ett p-värde < 0,05 ansågs signifikant.

Studier utfördes i enlighet med Helsingforsdeklarationen efter godkännande från den etiska kommittén. Informerat samtycke erhölls från alla försökspersoner innan deltagandet.

Utredarna identifierade ett samband mellan IRIS-förhållandet och HRV hos 400 friska försökspersoner och visade hjärtautonom funktion. IRIS-kvoten kan också tillämpas på sjukdomar som åtföljs av hjärt-autonom dysfunktion. Ytterligare studier behövs dock för att visa ett samband mellan IRIS-kvoten och HRV hos patienter med hjärtsjukdom.