Окситоцин як нейронний модулятор синхронізації серцевого ритму та дихання: нові дані нейронауки

Ритм дихання та серцевий ритм знаходяться у тісному фізіологічному взаємозв’язку. У стані спокою людина дихає повільніше, і паралельно знижується частота серцевих скорочень. У період фізичного або емоційного навантаження частота дихання та серцевий ритм синхронно зростають. Ці процеси є фундаментальними для адаптивної реакції організму.

Ключовим показником координації між диханням і серцевою діяльністю є варіабельність дихального серцевого ритму (Respiratory Sinus Arrhythmia, RespHRV) — природне фізіологічне явище, що характеризує зміни інтервалів між серцевими скороченнями відповідно до фаз дихального циклу. Високий RespHRV асоційований з добрим функціонуванням вегетативної нервової системи та серцево-судинним здоров’ям. Знижений RespHRV спостерігається при хронічній серцевій недостатності, артеріальній гіпертензії та ряді інших станів.

Попри широке вивчення, нейронні механізми, що регулюють RespHRV, довгий час залишалися недостатньо визначеними. Нове дослідження з Університету Екс-Марсель, опубліковане в журналі «Nature Neuroscience», проливає світло на роль окситоцину (ОТ) як ключового модулятора нейронних схем, що координують дихання та серцебиття.

Нове відкриття: окситоцинова нейронна мережа гіпоталамус — стовбур мозку — серце

Автори дослідження ідентифікували нейронний шлях, що з’єднує каудальне паравентрикулярне ядро (PVN) гіпоталамуса з пре-Бетцінгерівським комплексом — критичним генератором дихального ритму в стовбурі мозку — та nucleus ambiguus, який регулює парасимпатичний вплив на серце.

Ключові знахідки:

• окситоцинові нейрони гіпоталамуса посилюють активацію інгібіторних нейронів у пре-Бетцінгерівському комплексі;
• це посилює гальмівний вплив на парасимпатичні кардіальні нейрони nucleus ambiguus під час вдиху;
• таким чином окситоцин збільшує RespHRV і сприяє фізіологічному уповільненню серцевого ритму в умовах релаксації.

Автори демонструють, що підвищення активності окситоцинергічної системи сприяє більшій амплітуді RespHRV під час відновлення після стресу, підсилюючи заспокійливу фізіологічну реакцію.

Для проведення роботи використовували:

• експерименти на вільно рухомих мишах,
• сучасні методи оптогенетичного та хемогенетичного впливу на нейрони,
• реєстрацію електрофізіологічних параметрів дихання та серця,
• нейровізуалізацію та трасування нейронних зв’язків.

Це дозволило дослідникам простежити конкретний шлях впливу окситоцину на дихальні та кардіальні центри.

Перегляньте запис:

Клінічне значення

Окситоцин традиційно асоціюється з регуляцією соціальної поведінки, формуванням прихильності, материнськими реакціями та емоційною взаємодією. Нові дані демонструють його вагому роль у регуляції автономних фізіологічних процесів.

Це відкриття має кілька потенційно важливих клінічних напрямів:

• уточнення ролі окситоцинергічної системи у регуляції вегетативного балансу;
• можливість впливу на RespHRV для підтримки стрес-резистентності;
• перспективи створення терапевтичних стратегій для корекції порушень автономної регуляції;
• потенційні підходи до лікування тривожних розладів, постстресових станів та психосоматичних порушень через модуляцію окситоцинергічного сигнального шляху.

Автори вказують, що підтвердження цих даних у людей може започаткувати розробку нових методів відновлення після стресу та лікування тривожних станів, заснованих на впливі на окситоцинергічні шляхи мозку.

Дослідження вперше детально описує нейронний шлях, через який окситоцин модулює RespHRV, інтегруючи функції гіпоталамуса, дихального центру стовбура мозку та парасимпатичних кардіальних нейронів. Ці результати поглиблюють розуміння взаємодії між серцево-судинною системою та диханням, а також відкривають нові можливості для терапевтичних втручань при стресі, тривожних розладах і порушеннях автономної регуляції.

ДЖЕРЕЛО: medicalxpress

На платформі Accemedin багато цікавого! Аби не пропустити — підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.