健康成人急性迷走神经刺激及后续运动:交感神经与心血管反应探秘

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Autonomic Neuroscience 3.2

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  为探究急性颈部无创迷走神经刺激(nVNS)及后续静态握力(SHG)运动对健康人的影响,研究人员开展相关研究。结果显示,nVNS 与假刺激相比,对心血管变量和肌肉交感神经活动(MSNA)无显著影响。为相关疾病研究奠定基础。

  在人体的生理调节系统中,自主神经系统就像一个精密的天平,交感神经和副交感神经相互制衡,维持着身体的内环境稳定,特别是在心血管功能的调节方面起着关键作用。然而,当这个天平失衡时,许多心血管疾病如心力衰竭、高血压以及创伤后应激障碍等就可能找上门来。这些疾病患者往往表现出交感神经活动增强,副交感神经活动减弱的特征。
一直以来,迷走神经作为副交感神经系统的主要神经通路,备受医学研究者关注。早期,植入式迷走神经刺激(VNS)装置被用于治疗癫痫,不仅能预防或减少癫痫发作,还在改善情绪、认知功能等方面有积极效果。随着科技发展,无创迷走神经刺激(nVNS)设备应运而生,其中 gammaCore Sapphire? 颈部 nVNS 装置已获美国食品药品监督管理局批准用于治疗癫痫和抑郁症。但 nVNS 对交感神经活动的影响尚不清楚,而且由于心血管疾病患者常伴有多种复杂因素,直接研究 nVNS 对他们的影响困难重重。所以,研究人员决定先从健康成人入手,探究 nVNS 的急性作用以及它对后续运动的影响,为未来研究心血管疾病患者打下基础。

美国得克萨斯大学西南医学中心和得克萨斯健康长老会医院达拉斯分院的研究人员开展了一项研究。他们招募了 10 名健康成人(5 男 5 女),采用双盲、随机、交叉的研究方法。让每位参与者分别在不同时间接受 4 分钟的实际颈部 nVNS 和假刺激,测量刺激过程中的平均动脉压(MAP)、心率(HR)和肌肉交感神经活动(MSNA)。并且在每次刺激前后,参与者都要进行静态握力(SHG)运动,运动强度为最大自主收缩力的 40%,直至疲劳,随后进行 2 分钟的运动后循环闭塞(PECO),以此来分离肌肉代谢反射激活。

研究人员在实验过程中用到了几个主要关键的技术方法:一是双盲、随机、交叉实验设计,这种设计能有效减少实验误差和干扰因素;二是对参与者进行各项生理指标的测量,包括 MAP、HR 和 MSNA 等,这些指标的准确测量是研究的关键数据来源;三是设置了特定的运动任务和循环闭塞环节,即 SHG 运动和 PECO,通过这种方式来观察不同刺激条件下人体的生理反应变化。

下面来看具体的研究结果:

  • 心血管和交感神经对急性颈部 nVNS 的反应:在 nVNS 和假刺激过程中,所有参与者的 HR 都有所下降(△?4 ± 4 和△?4 ± 5 bpm;两者 P <0.001),MSNA 有所增加(△4 ± 6 和△2 ± 3 bursts/min;两者 P < 0.001),但 MAP 保持不变(P = 0.312)。而且,nVNS 和假刺激之间这些反应没有显著差异(所有 P> 0.05)。这表明在急性刺激阶段,nVNS 和假刺激对心血管和交感神经的影响类似,nVNS 并没有展现出独特的调节作用。
  • 对疲劳性 SHG 和 PECO 的反应差异:在不同刺激条件下,参与者对疲劳性 SHG 和 PECO 的心血管和 MSNA 反应也没有差异(所有 P > 0.05)。这进一步说明 nVNS 对后续运动时的心血管和交感神经反应没有明显影响。

从研究结论和讨论部分来看,此次研究首次采用双盲、随机、交叉设计评估健康成人对急性颈部 nVNS 及后续握力运动的心血管和交感神经反应。研究发现,急性颈部 nVNS 和假刺激在刺激过程中,对心血管变量和 MSNA 的影响无显著差异,在后续的 SHG 和 PECO 过程中也是如此。这意味着颈部 nVNS 在健康成人刺激期间和后续运动中,对心血管和交感神经(再)活动的影响微乎其微。这一研究成果意义重大,虽然 nVNS 在一些疾病治疗方面有潜在应用前景,但从对健康成人的研究结果来看,它在急性调节交感神经活动和心血管功能方面效果不明显。这为后续进一步研究 nVNS 在心血管疾病患者中的应用提供了基础数据,警示研究人员在研究和应用 nVNS 时,需要更加谨慎地评估其效果和作用机制,也为相关领域的研究指明了新的方向,比如可以探索不同刺激参数、刺激时长等对交感神经和心血管系统的影响,以及在不同人群中的差异等。

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