Wie verhält sich das vegetative System in der Herzratenvariabilität bei Akupunktur?

Traditionelle Chinesische Medizin


Masterarbeit, 2016

53 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Biologische Rhythmen
2.1 Funktion des autonomen Nervensystems
2.1.1 Funktion von Sympathikus und Parasympathikus
2.1.2 Funktion des enterischen Systems
2.1.3 Funktion des afferenten Systems
2.2 Teilstrukturen des autonomen Nervensystems
2.2.1 Supraspinale Strukturen des autonomen Nervensystems
2.2.2 Spinale Strukturen des autonomen Nervensystems
2.2.3 Rezeptoren, Neurotransmitter und afferentes System
2.3 Autonome Regelsysteme, die den Sinusknoten modulieren
2.3.1 Baroreflexe
2.3.2 Vestibuloautonomer Reflex
2.3.3 Kardiopulmonale Reflexe
2.3.4 Humorale Volumenreflexe
2.3.5 Atemregulation
2.3.6 Arterielle Chemoreflexe
2.4 Die Herzratenvariabilität
2.4.1 Das HF-Spektrum
2.4.2 Das LF-Spektrum
2.4.3 Die VLF- und ULF-Spektren
2.4.4 Praxis der Herzratenvariabilitätsmessung

3. TCM – Die Funktionskreise

4. Methode
4.1 Studiendesign
4.2 Messvorrichtungen
4.3 Untersucher und Prüfablauf

5. Ergebnisse

6. Diskussion

7. Schlussfolgerung

8. Literaturverzeichnis

9. Abkürzungsverzeichnis

Zusammenfassung

Ziel der Pilotstudie war die Untersuchung der Wirkung von Körperakupunktur auf das vegetative System. In einer Praxis für Traditionelle Chinesische Medizin wurde im Laufe eines halben Jahres während der Akupunkturbehandlungen die Herzratenvariabilität HRV als Kurzzeitvariabilität gemessen. An 76 PatientInnen im Alter von 25 bis 82 Jahren, 50 weibliche und 26 männliche, wurden insgesamt 953 Einzelmessungen durchgeführt. Die PatientInnen kamen wegen Beschwerden des muskuloskelettalen Systems zur Behandlung und durften für die Aufnahme in diese Pilotstudie keine Erkrankungen des kardiovaskulären oder respiratorischen Systems aufweisen und entsprechende Medikamente einnehmen. Für die gerätegestützte Analyse wurde das Medizinprodukt Vicardio ECP12 der Fa. EnergyLab Hamburg eingesetzt. In der HRV-Analyse wurden die Herzfrequenz, die Spektralleistungen der Frequenzparameter HF, LF, VLF, der LF/HF-Quotient sowie die Zeitparameter pNN50 und pNN100 gewählt.

Schlüsselwörter: Akupunktur, Herzratenvariabilität

Abstract

Aim of the pilot study was to determine the influence of body acupuncture on the vegetative nervous system. In a practice for traditional chinese medicine heart rate variability HRV in form of short time variability was measured over half a year during the acupuncture treatments. Total 953 measurements conducted on 76 patients aged from 25 to 82 years, 50 female and 26 male were achieved. The patients mostly came for disorders of the musculoskeletal system and were included in the pilot study if they had no cardiovascular or respiratory diseases and no intake of medication affecting the HRV. The Vicardio ECP12 from EnergyLab Hamburg was used for device-based analysis of heart rate variability. In HRV analysis the heartrate, HF-, LF-, VLF-power, the LF/HF ratio and time parameters as pNN50 and pNN100 were elected.

Key words: Acupuncture, heart rate variability

1. Einleitung

Reizwirksame Umwelteinflüsse wie z.B. klimatische Verhältnisse aber auch emotionale Belastungen, körperliche Arbeit, Sport, Ernährung u.v.m. wirken auf die Homöostase unseres Körpers ein. Dieser ist bestrebt die Homöostase wiederherzustellen. Gesundheit zeichnet sich durch gute Reagibilität und durch ein starkes energetisches Potenzial der Funktionskreise aus, damit Störungen der Homöostase adäquat beantwortet werden können. Krankheitsprozesse sind dagegen oft durch Reaktionsträgheit bis hin zur Starre sowie durch energetische Schwäche der Funktionskreise wie z.B. die Herzfrequenzstarre bei autonomer diabetischer Neuropathie gekennzeichnet. Das autonome Nervensystem (ANS) ist an der Regulation vieler Funktionskreise beteiligt. „Die kontinuierliche Kommunikation zwischen den vitalen Organen durch Signale des autonomen Nervensystems ist eine Grundvoraussetzung für die gesunde Funktion des Organismus“. (Hoyer 2009: 158) Bereits seit den 1970er Jahren wird der Verlauf der Herzratenvariabilität auf medizinischen Intensivstationen zur Risikobewertung eines plötzlichen Herztodes nach erfolgreicher Reanimation hinzugezogen. In der Sportmedizin und in den Trainingswissenschaften werden seitdem auch bei Gesunden Auswirkungen von körperlichen Belastungen und die Erholungsfähigkeit über Messung des autonomen Nervensystems mittels Herzratenvariabilität (HRV) beurteilt. Die Entwicklung von Geräten zur Messung der HRV hat über den Einsatz in der Intensivmedizin, Kardiologie, Neurologie und Sportmedizin hinaus inzwischen zu einer breiten, individuellen Anwendung im Gesundheits- und Breitensport geführt. Als Grundlage dieser Messungen werden biologische Rhythmen verschiedener Funktionskreise erfasst.

Diese sind durch Oszillationen gekennzeichnet, deren Rhythmen unterschiedliche Periodendauern haben. Wissenschaften wie die Chronobiologie und Chronomedizin beschäftigen sich mit den Arten biologischer Rhythmen, der anatomischen Lokalisation und der Funktion biologischer Oszillatoren. Beispiele für menschliche Rhythmen sind nervale Impulse im Millisekundenrhythmus, Herzaktion und Atmung im Sekundenrhythmus, periphere Durchblutung im Minutenrhythmus, hormonelle Regulationen im Stundenrhythmus, Schlaf- und Wachphase, Körpertemperatur, Stoffwechselvorgänge im zirkadianen Rhythmus, Regelzyklus der Frau sowie jahreszeitliche Rhythmen. Störungen dieser biologischen Rhythmen werden häufig angetroffen. Hierzu tragen eine Reizüberflutung durch stundenlange Tätigkeit am PC, Schichtarbeit, Fehlernährung, lange Autofahrten, Bewegungsmangel, häufige Interkontinentalflüge etc. bei.

In dieser Pilotstudie soll die Wirkung von Körperakupunktur auf das autonome Nervensystem untersucht werden. An PatientInnen, die überwiegend mit orthopädischen Beschwerden zur Therapie kommen, wird während der Akupunkturbehandlungen die HRV gemessen. Dabei soll herausgefunden werden, ob sich Effekte auf das autonome Nervensystem ergeben und ob diese einer Systematik folgen. In der klinischen Studie, die als Längsschnittstudie über sechs Monate konzipiert ist, erfolgt die Auswahl der PatientInnen nicht zufallsorientiert. Die Therapieintervalle richten sich nach den Grunderkrankungen und werden für die Studie nicht geändert.

Im ersten Abschnitt der theoretischen Grundlagen wird ein Überblick über biologische Rhythmen gegeben. Nach einer funktionellen Betrachtung des autonomen Nervensystems folgt eine anatomische Übersicht des ANS gegliedert von der obersten Ebene im Gehirn, der mittleren Ebene auf Rückenmarkhöhe und der unteren Ebene der peripheren Nerven zu den Endorganen. Anschließend werden im Hauptteil verschiedene Organ- und Reflexsysteme besprochen, die sich in der HRV abbilden. Im zweiten Teil werden die Funktionskreise der Traditionellen Chinesischen Medizin dargestellt.

2. Biologische Rhythmen

Bei ordnungserzeugenden Regulationsvorgängen die räumlich und zeitlich koordiniert ablaufen, sind rhythmische Muster erkennbar. Biologische Rhythmen findet man bereits mikroskopisch auf zellulärer Ebene bis hin zu den Funktionskreisen. Die Erzeugung von Ordnung unter Energieaufwand gehört zu den Grundprinzipien des Lebens.

„Rhythmik, Regulation und räumlich-zeitliche Koordination sind Grundeigenschaften des Lebens, die Ordnung erzeugen und Energieverschwendung verhindern sollen“. (Liem 2006: 52). Rhythmische Vorgänge lassen sich bei jedem Individuum von der Befruchtung über Wachstum bis zum Erreichen des Todes feststellen. Die Entstehung der Rhythmen ist noch nicht vollständig geklärt. Gesichert ist, dass biologische Rhythmen sowohl über humorale (Hormone, Peptide) als auch über nervale Wege durch Neuronen mit Schrittmacherfunktion gesteuert werden. Ein genetischer Einfluss ist bekannt.

2.1 Funktion des autonomen Nervensystems

Es folgen detaillierte Ausführungen zur Funktion und Anatomie des autonomen Nervensystems. Diese sind Grundlagen für das Verständnis der Herzratenvariabilität. Das autonome Nervensystem ist ebenso komplex organisiert wie das motorische und sensorische System. Neben Sympathikus und Parasympathikus wird auch das enterische Nervensystem zum ANS gerechnet. Im ersten Abschnitt wird zunächst eine funktionelle Einteilung des ANS gegeben, in Kapitel 2.2 folgt eine anatomische Gliederung in eine obere, mittlere und untere Ebene. Im letzten Teil werden verschiedene Regelkreise besprochen, die eine wesentliche Grundlage für die Interpretation der HRV darstellen (Kap. 2.3).

2.1.1 Funktion von Sympathikus und Parasympathikus

Der Sympathikus versorgt mit seinem efferenten Anteil die Rumpfwand, die Extremitäten und die Kopfregion sowie Hals-, Brust-, Bauch- und Beckenorgane. Zielstrukturen sind Gefäße, Schweißdrüsen sowie die Mm. arrectores pilorum. An Organen werden Speiseröhre, Magen, Darm, Leber, Pankreas, Herz, Lunge sowie das Urogenitalsystem efferent innerviert. Der Sympathikus hat aktivitätsfördernde Funktion und steigert die Leistungsbereitschaft der Organsysteme, die bei körperlicher und psychischer Beanspruchung gefordert sind. Dies betrifft in erster Linie das kardiovaskuläre und pulmonale System sowie die Skelettmuskulatur und den Metabolismus zur Energiebereitstellung. Afferente Fasern leiten ausschließlich Schmerzen aus den Organen. „Diese werden in morphologisch sehr unterschiedlichen Endformationen in den Wandungen von Blutgefäßen und Hohlorganen, im Epithel und in der Serosa generiert.“ (Graumann/Sasse 2005: 520) Der Parasympathikus als funktioneller Gegenspieler des Sympathikus versorgt ebenso die Kopf-, Brust-, Bauch- und Beckenorgane, innerviert aber nicht die Rumpfwand und die Extremitäten. Als erholungsförderndes System hat er einen dämpfenden Einfluss auf die kardiovaskuläre und pulmonale Funktion und moduliert die Verdauungstätigkeit stärker als der Sympathikus.

2.1.2 Funktion des enterischen Systems

Im enterischen System müssen eine Vielzahl von Effektoren wie z.B. glatte Muskulatur (Motilität), Epithelgewebe (Sekretion, Resorption), endokrin aktive Zellen und Blutgefäße (lokale Durchblutung) reguliert werden. Dafür enthält der Darm sensomotorische Programme. „Diese Programme sind in Reflexkreisen repräsentiert, die afferente Neurone, Interneurone und Motoneurone mit ihren erregenden und hemmenden synaptischen Verknüpfungen bilden.“ (Schmidt/Lang 2007: 452) Das enterische System reguliert sich dadurch weitgehend selbstständig und wird vom extrinsischen, vegetativen Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus) nur moduliert. Die extrinsischen Einflüsse wirken hauptsächlich auf den Anfangsteil- und den Endteil des Verdauungssystems für die Nahrungsaufnahme und Entleerungsfunktion ein. Im Rahmen der Blutdruckregulation kann der Sympathikus den peripheren Blutflusswiderstand im Verdauungssystem steuern.

2.1.3 Funktion des afferenten Systems

Im autonomen Nervensystem vervollständigen afferente Bahnen vegetative Regelkreise. Erst durch afferente Bahnen erhalten die supraspinalen und spinalen Neuronen Signale aus der Peripherie. Die Sensoren der afferenten Bahnen können z.B. als Druckrezeptoren im Aortenbogen und Carotissinus Blutdruckänderungen perzeptieren. Andere Fühler z.B. im Glomus caroticum sind chemosensibel und registrieren den arteriellen Sauerstoff-, Kohlendioxidgehalt sowie den pH-Wert. Über Dehnungsrezeptoren in der Wand von gastrointestinalen Hohlorganen werden Appetit- und Sättigungsgefühl bzw. Stuhldrang vermittelt. Im Urogenitalsystem teilen uns afferente Sensoren Harndrang mit. Durch seine afferenten Sensoren überwacht das autonome Nervensystem jederzeit den Funktionszustand und die Homöostase des Körpers.

2.2 Teilstrukturen des autonomen Nervensystems

Bei der Einteilung des vegetativen Nervensystems in verschiedene Ebenen werden die Grenzen der klassischen Einteilung des ZNS in Großhirn, Zwischenhirn, Mittelhirn, Nachhirn und Rückenmark überlappt. Daher lassen sich in groben Zügen drei, auch funktionell verschiedenartige Ebenen im ZNS erkennen. (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de)

2.2.1 Supraspinale Strukturen des autonomen Nervensystems

Die Bedeutung der obersten Ebene liegt in einer allgemeinen, vegetativen Mitinnervation, wie z.B. der Durchblutungssteigerung bei Muskelaktivität, aber auch der Verknüpfung psychischer und vegetativer Aktivitäten z.B. eine Abnahme der Atemtätigkeit bei angespanntem Nachdenken. Anatomisch kann die oberste Ebene des ANS im Großhirn den Brodman-Arealen 4, 6, 8 sowie den rostralen Anteilen des Frontallappens zugeordnet werden (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de). Die Bedeutung dieser Ebene für biologische Rhythmen wird ersichtlich, denn übermäßige Konzentrationsvorgänge, die zu einer Abnahme der Atemtätigkeit führen, können bei ständiger Wiederkehr die sympathovagale Balance beeinträchtigen. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird auf die besondere Funktion der Atmung für die Parasympathikusaktivität näher eingegangen (Kap. 2.4.1).

Die mittlere Ebene des ANS besteht aus basalen Anteilen des frontalen und temporalen Kortex (orbito-insulo-temporale Rinde), Amygdala-Kernen, septalen Kernen, Hypo­thalamus und Teilen des Mesenzephalons. (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de). Im Hypothalamus sind dies die Periventrikuläre Zone – neuroendokrinologische Kontrolle und Generierung biologischer Rhythmen, Mediale Zone einschließlich Regio praeoptica – Thermoregulation und Laterale Zone – Verhaltenssteuerung, motiviertes Verhalten. (vgl. Ziemssen 2010: http://www.neuro.med.tu-dresden.de) Die funktionelle Bedeutung dieser Ebene liegt in der Integration somatomotorischer, vegetativer und emotionaler Komponenten. Eine somatomotorische Funktion kann im Dienste eines vegetativen Regelsystems stehen wie z.B. motorische Unruhe beim Absinken der Körpertemperatur. Andererseits kann eine vegetative Mitinnervation im Sinne der Leistungsanpassung erfolgen, insbesondere bei Wut- und Angstreaktionen (vgl. Lambertz 2006: http://www.charite.de). Für die sympathovagale Balance ist diese Ebene besonders durch die ergotrope (aktivitätsfördernde) und trophotrope (erholungsfördernde) Funktion des Hypothalamus bedeutsam. Dabei integriert das ergotrope System Kerngebiete im hinteren Hypothalamus und dehnt sich über die Amygdala-Kerne, Teile des Mesenzephalons (Mittelhirn), bis ins Rhombenzephalon (Rautenhirn) aus. Das trophotrope System mit Kerngebieten im vorderen Hypothalamus umfasst spezielle Zentren für mehrere periphere Funktionskreise integrierende Regulationen (Temperaturregulation, Regulation des Wasserhaushaltes, Regulation der Nahrungsaufnahme) (vgl. Lambertz 2006 "http://www.charite.de/"). In der Herzratenvariabilitätsmessung spiegeln sich diese hypothalamischen Funktionen in verschiedenen Frequenzparametern wider. So werden z.B. die Temperaturregulation und Regulation des Wasserhaushaltes der VLF-Fraktion – Very Low Frequency – zugeordnet (Kap. 2.4.3) während sich ergotrope, sympathische Aktivität innerhalb der LF-Fraktion – Low Frequency – widerspiegelt (Kap. 2.4.2). Nach intensiver, körperlicher Belastung mit thermoregulatorischem Schwitzen und Wiederherstellung der Salz-Wasser-Homöostase beispielsweise lässt sich in der HRV-Messung ein Anstieg der VLF-Fraktion erkennen. Auch medikamentöse Einwirkungen wie z.B. Saluretika führen durch den erhöhten Na+ und Wasserverlust zu einem Anstieg der VLF-Fraktion in der Herzratenvariabilität. Die Einnahme solcher Präparate wie z.B. Belok-Zok®, einer Kombination aus Metoprolol (ß-Blocker) und Hydrochlorothiazid (Diuretikum), haben daher erheblichen Einfluss auf die HRV, sodass diese Präparate ein Ausschlusskriterium für die Teilnahme an dieser Studie darstellen (Kap. 3.3).

Die untere Ebene des ANS umfasst die Medulla oblongata und Pons (zum Rhombencephalon gehörend) und enthält Kerngebiete für eine Basisinnervation und Basisregulation von Organsystemen wie der Atmung und dem Herz-Kreislaufsystem. Hier liegen auch wichtige Reflexzentren für den Schluckakt, die Speichel- und Magensaftsekretion sowie für den Husten- und Niesreflex. Auf dieser Ebene werden biologische Rhythmen generiert, die sich in der HRV widerspiegeln. Dazu zählt z.B. der Einfluss der Atmung, der sich in der HF-Fraktion wiederspiegelt. Die intrinsische Aktivität der sympathischen Vasomotoneurone und der parasympathischen und sympathischen Kardiomotoneurone findet sich in der LF-Fraktion der HRV wieder. Die untere Ebene des ANS integriert viele Signale, die aus höherliegenden Ebenen des ZNS und aus der Peripherie auf diese Systeme einwirken, und sorgt über reflexogene Verschaltungen für situationsadäquate Regeltätigkeit innerhalb von Funktionskreisen und dem bedarfsgerechten Zusammenspiel zwischen ihnen. Der Barorezeptorreflex zur phasischen Blutdruckregulation auf dieser Ebene prägt wesentlich die LF-Aktivität – Low Frequency – in der HRV (Kap. 2.3.1). Neben der Erzeugung von Rhythmen im Atmungs- und Herz-Kreislaufsystem wird auf dieser Ebene auch der Basistonus der Muskulatur über das ɣ-Motoneuronensystem reguliert. Die Medulla oblongata ist auch Sitz eines weiteren wichtigen, biologischen Oszillators, den Atemmotoneuronen. Innerhalb der Ventralen respiratorischen Gruppe (VRG) wird ein Atemrhythmus über direkte Ansteuerung inspiratorischer und exspiratorischer spinaler Motoneurone generiert. (vgl. Ziemssen 2010: http://www.neuro.med.tu-dresden.de) Die Generierung des Atemrhythmus wird in Kap. 2.3.5ausführlich besprochen.

2.2.2 Spinale Strukturen des autonomen Nervensystems

Oft werden im medizinischen Sprachgebrauch erst die spinalen Kerngebiete und die das Rückenmark verlassenden Nerven sowie die peripheren Nervengeflechte als Sympathikus und Parasympathikus bezeichnet. Die präganglionären vegetativen Neurone liegen gruppiert im Rückenmark (Medulla spinalis). Im aktivitätsfördernden, sympathischen Anteil des ANS liegen die präganglionären Neurone im Thorakolumbalmark von C8 bis L2. In den Rückenmarksegmenten S2 und S4 sowie in der Medulla oblongata liegen die parasympathischen präganglionären Neurone. Nach Umschaltung in den paravertebralen (sympathischer Grenzstrang) und prävertebralen Ganglien (autonome Plexus) ziehen die sympathischen, postganglionären überwiegend noradrenergen Neurone zu ihren Effektororganen.

Die periphere parasympathische Innervation erfolgt wie bereits erwähnt über Hirnnerven wie z.B. dem N. vagus, der zervikale, thorakale und abdominelle Organe versorgt sowie aus den sakralen Segmenten S2 bis S4 über die Nervi splanchnici pelvici. Zahlreiche Funktionskreise werden von beiden Komponenten des ANS Sympathikus und Parasympathikus innerviert. Diese haben nicht nur antagonistische Funktionen, sondern entfalten an Funktionskreisen auch synergistische Wirkungen. So wird z.B. bei schnellem Laufen aus der ruhenden Position der initiale Herzfrequenzanstieg über eine nachlasssende parasympathische Aktivität erzeugt während der Sympathikus erst nach vielen Sekunden durch seine Aktivitätszunahme für den weiteren Herzfrequenzanstieg verantwortlich ist. Im Folgenden werden die anatomischen Strukturen der efferenten autonomen Innervation zum Verständnis für die Besprechung der Regelsysteme (Kap. 2.3), die über das ANS die Sinusknotenaktivität des Herzens modulieren, dargestellt.

2.2.3 Rezeptoren, Neurotransmitter und afferentes System

Die Besprechung der Rezeptoren und Neurotransmitter des autonomen Nervensystems ist im Besonderen auch für das Verständnis der Sympathikus- und Parasympathikuswirkung am Herzen wichtig. Durch die synaptische Übertragung von autonomen Signalen am Effektororgan werden die Funktionskreise als biologische Oszillatoren vervollständigt. Für ein optimales Zusammenwirken von Sympathikus und Parasympathikus müssen elektrische Signale an Synapsen in chemische Signale umgewandelt und beim Übergang auf postganglionäre Neurone wieder in elektrische Signale zurückverwandelt werden. Pharmaka können diese Signalwege gezielt verändern, sodass in dieser Studie Ausschlusskriterien z.B. durch die Einnahme von ß‑Rezeptorenblockern etc. definiert werden (Kap. 3.3). Da Rezeptoren und Neurotransmitter der Struktur des ANS erst ihre Funktion verleihen, sollen diese im Folgenden ausführlicher besprochen werden. An Synapsen der präganglionären sympathischen Neurone erfolgt die Wandlung elektrischer in chemische Energie mit Acetylcholin als Neurotransmitter. Auf Ebene der Synapsen an postganglionären Neuronen wird die Transmission durch Noradrenalin gewährleistet, bis auf die Schweißdrüsen, die cholinerg innerviert sind. Über die Verstoffwechselung der Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin zu Dopamin werden im Nebennierenmark sowie in den postsynaptischen Neuronen des Sympathikus aber auch in verschiedenen Zellen des Gehirns (z.B. Nucleus coeruleus) Noradrenalin synthetisiert. Noradrenalin ist in den Neuronen das Endprodukt und mehr für die lokale bzw. regionale Wirkung zuständig, während im Nebennierenmark daraus Adrenalin als Endprodukt hergestellt wird, das über den Blutkreislauf systemisch wirksam ist. Die Wirkung am Endorgan wird über membranständige Rezeptoren erzielt. Die Rezeptoren für Katecholamine sind α- und β-Rezeptoren.

Parasympathikus: an den Synapsen der präganglionären parasympathischen Neurone erfolgt die Wandlung elektrischer in chemische Energie mit Acetylcholin (ACh) als Neurotransmitter. An den Synapsen der postganglionären Neurone vom Muscarin-Typ erfolgt diese Transmission ebenfalls durch Acetylcholin. Im Bereich der postganglionären Synapsen modulieren weitere Signalstoffe wie ATP und das vasoaktive, intestinale Polypeptid (VIP) die Wirkungen von Acetylcholin. Die Wirkung am Endorgan wird über membranständige Rezeptoren erzielt. Dies ist die Konstriktion von glatter Muskulatur durch Stimulation von M1-Rezeptoren z.B. von Darm und Blase. Über M2-Rezeptoren werden die kardiodepressorischen Wirkungen entfaltet. Aktivierung von M3-Rezeptoren steuert die sekretorische Funktion exokriner Drüsen des Verdauungssystems. Neben den „typischen“ Transmittern sind inzwischen viele weitere Substanzen entdeckt worden, die als reine Transmitter wirken oder als Co-Transmitter bzw. als Neuro­modulatoren fungieren. Sie rekrutieren sich meist aus den Substanzklassen der Monamine wie z.B. Serotonin, der Purine, zu denen u.a. ATP zählt oder der Peptide wie z.B. Substanz P. Die physiologische Bedeutung in Relation zu den „typischen“ Transmittern kann zurzeit noch nicht abschließend beurteilt werden. Viele dilatierende Stoffe wirken über das Endothel sowie über den dort bereitgestellten Endothelium-derived relaxing factor (EDRF) Stickstoffmonoxid.

Zum Verständnis einiger wichtiger neurovegetativer Funktionskreise wie der Atmungsregulation und der Kreislaufregulation als biologische Oszillatoren und Grundlage der HRV-Messungen, beschäftigt sich dieser Abschnitt mit anatomischen Grundlagen des afferenten Systems. Afferente Signale aus Organen verlaufen mit Hirnnerven z.B. N. vagus (Somata im Ganglion nodosum und Ganglion jugulare), N. glossopharyngeus (Somata im Ganglion petrosum), Nn. splanchnici pelvici (Somata im Rückenmark) und mit Spinalnerven (Somata in Spinalganglien). Letztere Afferenzen steigen im Vorderseitenstrang des Rückenmarkes auf zur Formatio reticularis und zum Thalamus. Die Organrezeptoren für afferente Signale können Mechanorezeptoren sein. Beispiele hierfür sind die arteriellen Pressorezeptoren des Hochdrucksystems im Aortenbogen und im Karotissinus oder Volumenrezeptoren des Niederdrucksystems im rechten Vorhof und in der Lunge. In den Wänden von Hohlorganen wie z.B. Harnblase oder Rektum werden Dehnungsrezeptoren stimuliert. Neben den Mechanorezeptoren spielen Chemorezeptoren eine wichtige Rolle und registrieren O2- und CO2-Partialdrücke sowie H+-Ionenkonzentration z.B. im Glomus caroticum. Viszerale Rezeptoren perzeptieren auch die Glucosekonzentration in der Leber und der Darmschleimhaut. Sympathische Afferenzen leiten auch Schmerzinformationen aus den Organen, die mit den sympathischen Fasern ins Rückenmark ziehen und dort über Schaltneurone mit nozizeptiven Fasern der Haut in Neuronen des tractus spinothalamicus konvergieren. Parasympathische Afferenzen leiten anders als die sympathischen Fasern keine Organschmerzen, sondern Elementarempfindungen wie z. B. Herzangst (Herz), Übelkeit und Brechreiz (Magen), Harndrang (Blase), Stuhldrang (Rectum) und sexuelle Erregung (Genitaltrakt). Diese Fasern verlaufen mit dem N. vagus, den Nn. splanchnici pelvici und mit dem N. phrenicus.

2.3 Autonome Regelsysteme, die den Sinusknoten modulieren

Das Phänomen der Herzratenvariabilität flektiert die Schwingungsfähigkeit des psycho-neuro-kardialen Funktionskreises und gilt als Globalparameter zur Beurteilung der autonomen Funktion. Zwei Funktionskreise, die wichtige autonome Funktionen haben, werden nachfolgend detaillierter beschrieben: die Kreislauf- sowie die Atmungsregulation. Sie weisen untereinander viele Wechselwirkungen auf, deren Kenntnis zur Interpretation der HRV wichtig ist.

2.3.1 Baroreflexe

Es werden zwei Baroreflexsysteme unterschieden: arterielles oder Hochdrucksystem mit Barorezeptoren im Karotissinus und Aortenbogen sowie das venöse oder Niederdrucksystem mit Barorezeptoren im rechten Vorhof und in den Pulmonalarterien. Die arteriellen Mechanorezeptoren im Sinus caroticus und im Aortenbogen nehmen als Proportional-Differenzialfühler sowohl den absoluten Dehnungszustand als auch die zeitliche Änderung der Gefäßwanddehnung wahr. „Die Impulsfrequenz der afferenten Nerven entspricht sowohl proportional (P) dem Dehnungszustand als auch differentiell (D) der Änderung der Gefäßdehnung. (Lambertz 2006: http://www.charite.de) Der Pulsdruck im arteriellen Gefäßsystem erzeugt daher rhythmische Entladungen der afferenten Nerven. Diese Impulsmuster finden sich in der LF-Fraktion (Low Frequency) der Herzratenvariabilitätsmessung wieder. Die phasische Regulation des arteriellen Blutdrucks geschieht über den Hochdruck-Barorezeptorreflex. Dieser setzt sich aus Reflexen zu den Vasokonstriktorneuronen sowie aus sympathischen und parasympathischen Kardiomotoneuronen zusammen. Die sympathischen Kardiomotoneurone werden infolge einer arteriellen Reizung der Mechanorezeptoren reflektorisch gehemmt und die parasympathischen Kardiomotoneurone reflektorisch erregt. Im Detail geschieht Folgendes: Sinken des arteriellen Blutdrucks führt zu einer Aktivierung der Mechanorezeptoren im Sinus caroticus und im Aortenbogen, diese Signale erreichen den Nucleus tractus solitarius, es resultiert eine polysynaptische Verarbeitung und Weiterleitung auf Hirnstammebene, (a) zum Nucleus ambiguus und zum Nucleus dorsalis nervi vagi, die über nachlassende vagale efferente Einflüsse auf den Sinusknoten eine Zunahme der Herzfrequenz bewirken, (b) zur rostralen ventralen Medulla mit Aktivierung von sympathischen kardialen und vaskulären Prämotoneuronen zur Steigerung des peripheren Gefäßwiderstandes und der kardialen Kontraktilität. Bei arterieller Blutdruckzunahme verhalten sich diese Reflexe umgekehrt. Die Neurone der Baroreflexe werden durch andere Neuronengruppen im Hirnstamm, Hypothalamus sowie vom limbischen System kontrolliert. Diese Mechanismen passen die phasische Blutdruckregulation an die Bedürfnisse des Organismus z.B. bei Arbeit und Sport oder bei emotionaler Belastung an.

2.3.2 Vestibuloautonomer Reflex

Das Gleichgewichtsorgan besteht aus den drei Bogengängen und den als Maculastrukturen bezeichneten Sacculus und Utriculus. Letztere registrieren lineare, vertikale bzw. horizontale Beschleunigungen. Zwischen den Maculastrukturen und dem autonomen Nervensystem bestehen auf Hirnstammebene Verbindungen, sodass die efferente ANS-Tätigkeit moduliert wird. Wird das vestibuläre Gleichgewichtsorgan stimuliert, hat dies über eine Steigerung der efferenten Sympathikusaktivität und Senkung der Vagusaktivität einen Herzfrequenzanstieg zur Folge. Die rasche Verschiebung der sympatho-vagalen Balance lässt sich in der Herzfrequenzvariabilitätsmessung darstellen. Die klinische Bedeutung dieses Reflexes liegt in der raschen Blutdruckanpassung an abrupte Änderungen der Körperposition (Reflexzeit 430 ms.) zum Schutze der arteriellen Hirndurchblutung.

2.3.3 Kardiopulmonale Reflexe

Im Kapitel Baroreflexe (Kap. 2.3.1) wurde das Niederdrucksystem bereits erwähnt. In beiden Herzvorhöfen und -kammern sowie in den zentralen Venen und in der Lunge befinden sich Mechanorezeptoren, die den arteriellen Blutdruck beeinflussen. Die Signale aus kardialen und pulmonalen Rezeptoren werden über den N. vagus zum Nucleus tractus solitarius und zu anderen kreislaufsteuernden Zentren des ZNS geleitet. Die Vorhöfe haben zwei Typen von Niederdruck-Barorezeptoren: A-Rezeptoren, die während der Vorhofkontraktion entladen und B-Rezeptoren, die während der späten Kammersystole bei Anstieg des Vorhofdrucks aktiviert werden. Die Aktivierung der B-Rezeptoren führt zu vergleichbaren Reaktionen wie die Aktivierung der arteriellen Druckrezeptoren in Carotissinus und Aortenbogen (Kap. 2.3.1). Allerdings entfalten die B-Rezeptoren ihre vasomotorische Wirkung besonders stark an den Nierengefäßen, die arteriellen Rezeptoren der Baroreflexe dagegen an den Muskelgefäßen. Durch Steigerung der renalen Perfusion wird die Flüssigkeitsausscheidung mitgesteuert. Die Hemmung der Sympathikusaktivität an den Nieren durch die B-Rezeptoren der Vorhöfe führt auch zu einer Verringerung der Reninfreisetzung mit Abnahme der Aktivität des Renin-Angiotensin-Aldosteronsystems. Dieses ist Teil der humoralen Volumenreflexe (Kap. 2.3.4) und für die langfristige Volumenregulation bedeutsam. Die Niederdruck-Barorezeptoren der Vorhöfe und der zentralen Venen registrieren den zentralvenösen Druck CVP (Central venous pressure), den Füllungszustand des Niederdrucksystems sowie die Dynamik der Kammerfüllung. Der CVP ist der Blutdruck im rechten Vorhof des Herzens und in den Hohlvenen (Vv. cava superior et inferior). „Der CVP beschreibt also den Druck im rechten Vorhof, der durch das zirkulierende Blutvolumen, den Venentonus und die rechtsventrikuläre Funktion beeinflusst wird“. (Schummer 2009: 499ff.) Die Afferenzen der Vorhofrezeptoren erreichen im Hypothalamus auch osmoregulatorische Zentren, die die ADH-Sekretion (Anti-diuretisches Hormon) regulieren (Gauer-Henry-Reflex). Die A-Rezeptoren der Vorhöfe steigern bei ihrer Aktivierung die Sympathikuswirkung, damit die Ventrikel das Füllungsvolumen „abarbeiten“.

[...]

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Details

Titel
Wie verhält sich das vegetative System in der Herzratenvariabilität bei Akupunktur?
Untertitel
Traditionelle Chinesische Medizin
Hochschule
Technische Universität München  (Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaften)
Note
2,0
Autor
Jahr
2016
Seiten
53
Katalognummer
V538122
ISBN (eBook)
9783346138880
ISBN (Buch)
9783346138897
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Akupunktur Herzratenvariabilität
Arbeit zitieren
Parvis Torbati (Autor:in), 2016, Wie verhält sich das vegetative System in der Herzratenvariabilität bei Akupunktur?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/538122

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