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温度对心率和心率变异的影响.pdf

温度对心率和心率变异的影响

songsongy7
2011-12-20 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《温度对心率和心率变异的影响pdf》,可适用于自然科学领域

解剖科学进展ProgressofAnatomicalSciences():温度对心率和心率变异的影响孙洁李亘松(中国医科大学生理教研室辽宁沈阳)【摘要】心率交异(heartratevariabilityHRV)是判断自主神经活动最好的定量指标有时域、频域和非线性等研究方法。频域方法适用于短时程记录而时域法对分析长时程记录较为理想。HRV的发生基础是自主神经对心率的调节作用反映了神经体液因素与窦房结相互作用的平衡关系。心率变异受诸多外周和中枢因素的影响。体温及环境温度的变化影响着心血管活动的调节是HRV的重要起因。极低频(verylowfrequenciesVLF)功率受温度刺激(如低体温和体温调节活动)的调制皮肤降温不会特异的影响此频带表明功率谱中特别频带的改交依赖于体温调节激发模式而不是体温调节本身。中枢神经系统的损伤可j起心脏自主神经的异常活动并降低HRV低体温处理可以使HRV的降低更显著。因此研究体温及环境温度与HRV的关系具有非常重要的实用价值。【中图分类号】R.【文献标识码JAI文章编号j()ol一TheEffectofTemperatureonHeartRateandHeartRateVariabiHtySUNJieLIGensong(DepartmentofPhysiologyChinaMedicalUniversityLiaonlngShenyangChina)【Abstract】Heartratevariability(HRV)isthebestquantitativeindexforestimatingtheactivityoftheautonomicnervoussystemwithtimedomainmethod(mdesirableforlongtermrecordings)frequencydomainmethod(suitableforshorttimerecording)nonlinearmethodforthestudyofHRV.ThephysiologicalfoundationofHRVistheregulationofautonomicnervoussytemtotheheartratewhichreflectsthebalanceoftheinteractionbetweentheneurohumorandthesinusnode.HRVisaffectedbymanyperipheralandcentralfactors.ThechangesofthebodyandambienttemperatureaffecttheregulationofcardiovascularactivitywhichistheimportantoriginofHRV.Verylowfrequencies(VLF)ismodulatedbythermalstimuliwhichresultincorehypothermiaandthermoregulatoryactivity。whileskin·surfacecoolingdoesnotselectivdymodulatethisfrequencyband.Thechangeinparticularfrequencybandsofthepowerspectradependsuponthemodeofthermorngulatorychallenge.andnotthermoregelationperse.InjuryofcentralnervoussystemcaninduceabnormalfunctionofautomaticnerveofheartandreductionofHRVandhypethermiatherapyCanreduceHRVmoregreatly。正常人的心搏均呈现有规律的节拍甚至乐谱中还曾用心搏来定义音乐的速度但事实上心搏即窦性心律的心动周期长短并非是恒定不变的。逐次心动周期之间存在着微小的变化人们用心率变异(heartratevariabilityHRV)来衡量此种变化的程度。窦性心律条件下HRV越大表示机体对心脏的调节能力较强并有着很好的适应环境变化的能力反之HRV越小或消失则表示机体对心脏的调节能I收稿日期】【基金项目l沈田市科技局科技攻关项目·通讯作者(TowhomcorrespondenceshouMbeaddressed)力减弱或丧失因而不能很好的适应环境的变化。年首次发现HRV降低可预测胎儿宫内窘迫后HRV临床的重要性才逐渐为人们所认识⋯。近年大量研究证明HRV是判断自主神经活动的最好的定量指标。HRV受短时程因素(如呼吸、血压)和长时程因素(如生理节律、体温变化)等诸多外周和中枢因素的影响。本文仅就温度对心率和HRV的影响做一综述。心率变异的分析方法HRV的分析实际上主要是心动周期变异的分维普资讯http:wwwcqvipcomAdministrator高亮Administrator高亮Administrator高亮··解剖科学进展年第l卷第期析。反映窦性心律的心动周期是PP间期但以目前的技术在心电图记录上完成P波基准点的准确定位几乎是不可能的⋯。故PP间期难以精确测量。通常认为窦性心律时P.P间期等于RR问期所以目前用正常RR间期(也称为NN间期)代替PP间期来分析HRV。HRV的主要分析方法有时域方法、频域方法和非线性方法。其中频域分析最为常用提供了能量随频率变化分布的基本信息】。通常将HRV功能谱划分为以下四段:超低频功率(ultralowfrequenciesULF≤.Hz)、极低频功率(verylow~equenciesVLF..az)、低频功率(owf~quencies。LF..Hz)、高频功率(high~equenciesHF..az)。最常见的频域参数包括以绝对值和相对值表示的VLF、LF和HF频段的功率谱标准化的LF和HF频段的功率谱以及IF/HF比值。当研究短时程记录时频域方法优于时域方法。时域法对分析长时程记录较为理想。此外分析采样必须是连续的窦性心搏剔除早搏和伪差的影响。必须正确的选择采样率最佳范围是Hz或更高一些。心率变异的生理调节机制HRV的产生主要是由于神经体液因素对心血管系统精细调节的结果反映神经体液因素与窦房结相互作用的平衡关系体现神经调节变化程度而不代表神经紧张性J。心迷走紧张性用迷走传出冲动来表示这些冲动和它们的作用是非常短而且是离散的而它们自身的频率要比HRV的高频成分快得多。迷走传出波动性的调节引起窦性节律的短时程变化因此HRV的HF成分的增加反映了迷走调节波动的增加而迷走调节波动的增加未必与紧张性的增加有关。Malik用统计学中的均数和标准差来简单明了地比喻紧张性和调节波动。即将HRV的HF成分看作迷走的紧张性就如同用标准差来取代均数一样是错误的。刺激副交感神经起效和恢复都比较快故在HRV频域分析中HF部分代表副交感神经的调节而刺激交感神经起效和恢复都比较慢处于频域分析的LF段。在长时程记录中HF和LF成分只占总功率的大约%。而ULF和VLF成分占总到%但其生理意义还不太清楚。目前研究提示VLF与肾素一血管紧张素系统和体温调节有关j也有人提出VLF与外周化学感受器的活动有关】。静息状态下HRV的存在表示逐次心搏调控机制具有很好的协调性。支配窦房结的交感和迷走传出放电活动很大程度上与每一心动周期同步并可由中枢(血管舒缩和呼吸中枢)及外周(动脉压和呼吸运动的波动)振荡器调节。这些振荡器对传出神经放电的影响具有节律性波动表现为心动周期的短时程和长时程波动。分析这些节律的规律可以推测中枢振荡器、交感与副交感神经传出活动、体液因素和窦房结的功能和状态。温度对心率的影响温度对心率的影响Chong.binLiu等¨发现在cI=范围内。鸟类的心率很稳定而蟾蜍和蜥蜴的心率则与温度呈线性相关这与VictoriaChapovetsky等人的研究是一致的。而在哺乳类动物心率与环境温度的关系更为复杂。温度从适宜(cI=)条件快速降低到cI=、cI=和lcI=。日龄大鼠心率从OO降低到O~/min】。环境温度从℃升高到lcI=成年大鼠的心率增加约~/minJ。‘相对于环境温度快速升高引起心动过速而言环境温度缓慢升高(从标准饲养温度l一℃到适宜温度℃)成年大率降低大约~/min¨u成年小鼠降低约~/min】。作者学者认为标准饲养温度下发生冷应激使褐色脂肪组织、心脏和血管的交感神经驱动的同步激活引起非寒战产热、增加心率与升高动脉血压。体温变化也影响心血管的调节。冷却心脏能引起心搏徐缓。是一种心外科使用的方法。相反发热能够增加心率。FrankA等¨观察到热服习的典型变化有直肠温度和心率的降低、发汗速率的增高。.温度对离体心脏心率变异的影响温度从cI=降低到lcI=时大鼠离体工作心脏的心率会从次/rain降低到~/min并且HRV明显增加引¨这表明温度影响心率和HRV不完全依赖于自主神经系统。在有关狗的体外循环实验中n引一组动物血流降温至cI=时阻断循环升主动脉根部灌注冷晶体心停跳液心脏表面置冰屑另一组持续灌注温血心停跳液并维持体温在℃。冷晶体心停跳液组与温血心停跳液组相比较HRV降低更加明显其总功率、LF和HF明显降低而且在h后冷晶体心停跳液组恢复后的心率比温血心停跳液组的要高。这些及另一些学者维普资讯http:wwwcqvipcomAdministrator高亮Administrator高亮Administrator高亮OO年第l卷第期孙洁等温度对心率和心率变异的影响指出温度对窦房结起搏器活动的直接作用和经过自主神经系统介导的间接作用’”都通过调节体温影响心率和HRV。因此不应低估温度波动是HRV的重要起源并且建议考虑用体核温度来校正HRV他。.温度对在体心脏心率变异的影响Kinugasa和Hirayanagi【研究了体表温度的冷热对人HRV的影响随着体表温度升高HRV的HF成分降低LF/HF增高。认为体表温度的升高可引起心脏副交感神经活动抑制和交感神经活动增强。另有研究加表明在人体温降低、外周血管收缩和寒战时VLF明显增加而皮肤表面降温可使VLF和LF功率都增强。提示VLF受引起低体温和体温调节活动的温度刺激的调制皮肤降温不会特异的影响此频带。再通过单独改变体核温度和皮肤温度来评价体温调节反应对功率谱的影响发现体核冷却引起体温调节性血管收缩选择性地增加VLF而LF/HF没有改变平均心率明显下降相反周围冷却选择性的增加LF但VLF和心率没有明显改变。这些发现表明功率谱中某一频率带的改变依赖于体温调节激发模式而不是体温调节本身。Malik和Camm提出HRV功率谱不直接反映自主神经活动而是更为精确地反映自主神经系统在心脏水平的调节。LF/HF的变化表明体温开始降低时突触后心脏交感神经的活动并不明显而体温显著降低并引起寒战时则明显增强。张志雄等发现冷应激后交感兴奋性升高而迷走兴奋性变化不显著。为了研究心脏自主神经变化和低体温处理对HRV的影响张建义等’】分析了l例重症脑损伤患者的动态心电图认为中枢神经系统的损伤可引起心脏自主神经的异常作用并降低HRV低体温处理可以使HRV的降低更显著。MatthewCB等对雄性sD大鼠行低温诱导后复温发现没有成功复温的动物与成功复温的动物相比在低温诱导过程中其HRV有明显的降低。推测HRV对低温遇难者的生还有潜在的预测价值。而在体温调节异常情况下HRV的改变与上述研究结果不一致。有人在体温调节异常的位女性所做的实验表明与正常体温相比稳定的中度低体温状态下心率明显地降低、QT间期延长。低体温期间短时HRV和HRV的日节律明显地比正常体温时明显偏高说明即使是缓和的稳定自发性低体温也能引起HRV的改变推测可能与心脏迷走神经活动增强有关。此研究提示体温调节异常的患者尤其应该警惕心血管并发症的发生特别是在气候寒冷时。展望在衡量正常人的自主神经活动方面以及预损j心血管及非心血管疾病病情的程度与预后等方面HRV分析是一种公认的十分有价值的方法涉及许多学科需要数学、工程学、生理学和临床医学等领域的相互配合共同研究。通过研究HRV有益于加深对一些生理现象、药物作用及疾病的病理生理的理解。但HRV真正成为一种实用的临床指标要有统一的测量方法和标准目前尚需进行前瞻性的、大样本、长时间的研究方能确定其价值。【参考文献】TaskForceftheEuropeanSocietyofCardiologyandtheNorthAmericanSocietyofPacingandElectrophysiology.Heartratevarlability:standsofmeasurementphysiologicalinterpretationandclinicaluseJ.Circulation。():.孙京霞。白延强.心率变异分析方法的研究进展【J.航天医学与医学工程。。():.张复生。闫晓霞.心率变异性研究发展概况J.心脏杂志。。():.MalikMCammAJ.Componen~ofheartratevariabilitywhat.theyreallymealnandwhatwereallymeasureJ.AmJCardiol:.PonikowskiP。ChuaTP。AmadiAAeta.Detectionandsigniti.canceofadiscreteverylowfrequencyrhythminRRintervalvariabilityinchroniccongestiveheartfailureJ.AmJCardiol。:.StaussHM.HeartratevariabilityJ.AmJPhysiolRegulIntegrCompPhysiol:.Liuc。LiRD.ElectrocardiogramandheartrateinresponsetotemperatureacclimationinthreerepresentativevertebratesJ.ComparativeBiochemistryandPhysiology.:.ChapovetskyV。KatzU.Effectsofmnandtemperatureaccli.mationonelectrocardiogramandheartrateoftondsJ.ComparativeBiochemistryandPhysiology.。:.BlumbergMS。KnootTG。KirbyRF.NeuralandhormonalcontrolfarterialpressureduringcoldexposureinunanesthetizedweekoldratsJ.AmJPhysidRegulIntegrCompPhysiol。。:.KenneyMJ。FebIU.SympatheticnerveregulationtoheatingisalteredinsenescentratsJ.AmJPhysiolRogulIntogrCompPhysiol。:.OvertonJMWilliamsTDChambersJB。eta.CardiovascularandmetabolicrespoIetofastingandthermoneutralityareconservedinobeseZuckerratsJ.AmJPhysiolRegalgntegrCi*mpPhysiol。:.维普资讯http:wwwcqvipcomAdministrator高亮Administrator高亮Administrator高亮·O·解剖科学进展年第卷第期Williams¨)Chamber~JBIrIid¨RIcta.CardiovascularresponsestocaloricrestrictionandthermoneutralltyinCBL/JmiecJ.AmJPhysiolRegullntegrCompPhysiol:.FrankABelokopytovMMoranDeta.ChangesinheartratevariabilityfollowingacclimationtoheatJ.JBasicClinPhysiolPharmacoll。():.LangerSF。LambertsMI~ghorstP。eta.InterbeatintervalvatiabilityinisolatedworkingratheartsatVSgiOUdynamicconditionsandtemperaturesJ.ResExpMed。:ll.肖锡俊SchuesslerRBSteinPeta.温血心停跳液与冷晶体心停跳液对狗心率变异性的影响J.华西医科大学学报。():.VollmerRRSkit.RearingtemperatureandthesympatheticnervoussystemregulationofwhiteandbrownadiposetissueJ.AmJPhysiolRegulIntegrCompPhysid。。:l一l.YoungJBtWeissJBoufathN.Effectsofrearingtemperatureonsympathoad~nalactivityinyoungadultratsJ.AmJPhysiolRegullntegrCompPhysiol。:l.AoyagiNOhashiKYamamotoY.FrequencycharacteristicsoflongtermheanratevariabilityduringconstantroutineprotocolJ】.AmJPhysiolRegullntegrCompPhysiolRegulIntegrComp(上接第页)RhokinasestimulatesratpenileerectionviaanitricoxideindependentpathwayJ.NatMed.:.【FengJhoM.chikawaK.eta.InhibitoryphosphorylationsiteforRhoassociatedkinaseonsmoothmn~lemyosinphosphataseJ.JBiolChem.:.Sau~uVI七JeuneH.CarloToumanianiantzCeta.CyclicGMPdependentproteinkinasesignalingpathywayinhibitsRhoA·inducedCasensitizationofcontractioninvascularsmoothmuBcleJ.JBiolChem:.WangH.EtoM.SteersWDeta.RhoAmediatedCa“sensiti·zationinerectilefunctionJ.JBiolChem.:O.ChitaleyKBivalacquaTJ.ChampionHCeta.AdenoassociatedPhysiol:.】KinugasaHHirayanag/K.EffectsofskinsurfacecoolingandheatingonautonomicnervousactivityandbarordlexsensitivityinhumansJExpPhysiol。():.FleisherLAFrankSM.SesslerDIeta.ThermoregulationandheartratevaribilityJ.ClinSci(amd)。。():.MalikMandCaromAJ.Her'tratvariabilityJ.ClinCardiol。.():.张志雄.梁列新.侯晓华.冷应激对健康人直肠动力及自主神经功能的影响J.胃肠病学和肝病学杂志():.ZhangJYHuangWXYangYZeta.Relationshipbetweenhypothermiaandheartratevariationinseverebraini~uryJ.ChineseJournalofClinicalRehabilitation。():.MatthewCWBastilleAMGon~dezRReta.Heartratevaria~bilityandelectrocardiogramwaveform∞predictorsofmorbidityduringhypothermiaandrewarminginratsJ.CanJPhyziolPharmacol。():.MackenzieMAAegevaerenWR.derWeftTeta.EffectsofsteadyhypothermiaandnormothermiaontheeleetreeardiongraminhumanpoikilothermiaJ.ArcticMedRes(suppl):.viralgenetransferofdominantnegativeRhoAenhanceserectilefunctioninratsJ.BiochemBiophysResCommun:.MillsTMChitaleyKL~qiRWetalNitricoxideinhibitsRhoA/RhokinasesignalingtocauseerectileerectionJ.EurJPharma~ol。:.RendellMSRajferJWick~erPAeta.SildemLfilfortreatmentoferectiledysfunctioninmenwithdiabetes:arandomizedcontrailedtria.SildonafilDiabetesStudyGreupJ.JAMA():l一.DengW.BivalacquaTJHellstromWJG.eta.GeneandstemcelltherapyforerectiledysfunctionJ.IntJImpetResSuppl:.维普资讯http:wwwcqvipcom

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