Application of orthostatic test and lower body negative pressure in investigation of circulatory reflexes in humans

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie dotychczasowych osiągnięć na polu aplikacji zmiennego pola grawitacyjnego do oceny progu tolerancji na działanie przeciążeń (±Gz) lub diagnostyki autonomicznego układu nerwowego (ANS) pod kątem zaburzeń adaptacji układu krążenia do pozycji pionowej. Integralność odpowiedzi ANS bada się, stosując między innymi takie testy prowokacyjne, jak test pionizacyjny (HUT/HDT) lub pod/nadciśnienie wokół dolnej połowy ciała (LBNP/LBPP). Dzięki swojej prostocie, łatwości wykonania i pełnej kontroli nad siłą bodźca HUT stał się często stosowaną próbą kliniczną w badaniach hipotonii ortostatycznej. Ocena LBNP jest intensywnie wykorzystywana w medycynie lotniczej do określania krążeniowych mechanizmów regulacyjnych. W badaniach klinicznych metodykę tę stosuje się jako bodziec powodujący powtarzalne odpowiedzi hemodynamiczne na przesunięcie płynów fizjologicznych w kierunku głowa–nogi. Próba prowadzona w pozycji leżącej pozwala uniknąć wpływów mięśniowych oraz układu przedsionkowego i badać czystą odpowiedź krążeniową. Gwałtowna i/lub wielokrotna zmiana zwrotu działającego w długiej osi ciała wektora grawitacji w krótkim horyzoncie czasowym może spowodować utratę świadomości (G-LOC). Z dotychczasowych badań wynika, że tolerancja na przeciążenie maleje, jeśli przed bodźcem +Gz zastosuje się próbę odwrotnej pionizacji (HDT, –Gz) — efekt push-pull.The aim of this paper is to present methods applied in analysis of tolerance to gravitational acceleration (±Gz) changes and diagnostics of the dysfunction of the autonomic nervous system (ANS) concerning cardiovascular system adaptation to the vertical body position. The head-up tilt test (HUT), head-down tilt test (HDT), and lower body negative/positive (LBNP/LBPP) pressure are widely used for evaluation of integrated ANS reflexes. Due to its simplicity, ease of application and full control over the level of excitation, HUT has become a frequently used clinical test in orthostatic hypotony. LBNP is widely used in aviation medicine to study cardiovascular regulation. In clinics, the method is applied as a reliable procedure to study results of the shift of physiological fluids in the head–legs direction. Due to the supine patient position during the test, muscle contraction (pump) and vestibular influences can be avoided and a pure cardiovascular reflex is observed. Abrupt and/or fast repeatable changes in the direction of gravitational acceleration (±Gz) can result in loss of consciousness (G-LOC). Recent results suggest that tolerance to +Gz is reduced when preceded by HDT (–Gz) (push-pull effect)

Wrażliwość odruchów baroreceptorów tętniczych u chorych na cukrzycę typu 1 w zależności od obecności neuropatii autonomicznej sercowo-naczyniowej

Introduction: The clinical usefulness of baroreflex sensitivity (BRS) in the early detection of autonomic dysfunction in patients with diabetes is not well established. The aim of the study was the evaluation of BRS in subjects with type 1 diabetes with and without cardiovascular autonomic neuropathy (CAN). Material and methods: The group examined consisted of 39 patients with type 1 diabetes (mean age 30.5 &#177; 8.8 years; diabetes duration 12.1 &#177; 6.9 years; BMI 23.7 &#177; 2.8 kg/m2; HbA1c 7.6 &#177; 1.9%). The control group consisted of 18 sex and age-matched healthy adults. Blood pressure, heart rate and chest respiratory movements were monitored continuously by non-invasive means (Portapres). In order to recognise CAN standard Ewing tests were performed. BRS was assessed in the lying (L-BRS) and standing (S-BRS) positions by the frequency domain technique. Results: Ten patients (25.6%) had CAN (the CAN(+) group). In the CAN(+) group BRS was significantly lower than in the CAN(-) group in the lying and standing positions (respectively L-BRS 4.4 &#177; 2.1 vs. 10.0 &#177; 4.9 ms/mm Hg; p < 0.05; S-BRS 3.3 &#177; 1.6 vs. 7.0 &#177; 2.2 ms/mm Hg p < 0.001). BRS did not differ significantly between the CAN(-) and control group (respectively L-BRS 10.0 &#177; 4.9 vs. 13.1 &#177; 5.5 ms/mm Hg p = NS; S-BRS 7.0 &#177; 2.2 vs. 7.9 &#177; 4.0 ms/mm Hg p = NS). Conclusions: BRS differentiated well the subjects with CAN from the group without CAN. However, the study did not enable us to confirm the value of BRS in the early detection of autonomic dysfunction among patients with type 1 diabetes who showed no abnormalities in standard cardiovascular tests. (Pol J Endocrinol 2008; 59 (5): 398-402)Wstęp: Przydatność kliniczna oceny wrażliwości odruchu z baroreceptorów tętniczych (BRS, baroreflex sensitivity) we wczesnym rozpoznawaniu dysfunkcji układu autonomicznego u chorych z cukrzycą nie jest do końca ustalona. Celem pracy była ocena BRS w grupie chorych z cukrzycą typu 1 w zależności od obecności neuropatii autonomicznej sercowo-naczyniowej (CAN) rozpoznanej na podstawie klasycznych testów sercowo-naczyniowych. Materiał i metody: Grupę badaną stanowiło 39 chorych z cukrzycą typu 1 (śr. wiek 30,5 &#177; 8,8 lat; czas trwania cukrzycy 12,1 &#177; 6,9 lat; BMI 23,7 &#177; 2,8 kg/m2; HbA1c 7,6 &#177; 1,9%). Grupę kontrolną stanowiło 18 zdrowych osób dobranych pod względem płci i wieku. W badaniu wykorzystano nieinwazyjny ciągły pomiar ciśnienia tętniczego (Portapress) z równoczesną rejestracją EKG i ruchów oddechowych klatki piersiowej. W celu rozpoznania neuropatii sercowo-naczyniowej przeprowadzono testy Ewinga. Wrażliwość odruchu baroreceptorów obliczono metodą analizy widmowej, w pozycji leżącej (L-BRS) i stojącej (S-BRS). Wyniki: Neuropatię autonomiczną sercowo-naczyniową rozpoznano u 25,6% chorych z cukrzycą typu 1 (grupa CAN(+)). Osoby te charakteryzowały się istotnie niższymi wartościami L-BRS i S-BRS w porównaniu z chorymi bez CAN (grupa CAN(-) (odpowiednio: L-BRS 4,4 &#177; 2,1 vs. 10,0 &#177; 4,9 ms/mm Hg, p < 0,05; S-BRS 3,3 &#177; 1,6 vs. 7,0 &#177; 2,2 ms/mm Hg, p < 0,001). Nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic w BRS w grupie CAN(-) i w grupie kontrolnej (odpowiednio: L-BRS 10,0 &#177; 4,9 vs. 13,1 &#177; 5,5 ms/mm Hg, p = NS; S-BRS 7,0 &#177; 2,2 vs. 7,9 &#177; 4,0 ms/mm Hg, p = NS). Wnioski: Wrażliwość odruchu baroreceptorów różnicowała dobrze chorych z cukrzycą i CAN od chorych bez tego powikłania. W badaniu nie potwierdzono jednak znaczenia oceny BRS we wczesnym wykrywaniu zaburzeń w funkcjonowaniu układu autonomicznego serca u chorych z cukrzycą typu 1 i prawidłowymi wynikami klasycznych testów sercowo-naczyniowych. (Endokrynol Pol 2008; 59 (5): 398-402

Circadian Variations of Mean Arterial Pressure in Men After Day- and Night-Shift-Work

Wstęp Deprywacja snu wywołuje wzrost ciśnienia tętniczego u osób z nadciśnieniem. U osób pracujących w systemie zmianowym, częściej obserwuje się choroby układu sercowo-naczyniowego. Powstaje pytanie: które cechy osobnicze mogą sugerować gorszą tolerancję pracy nocnej, manifestującą się wzrostem ciśnienia tętniczego? Materiał i metody Badaniom poddano 50 mężczyzn pracujących w systemie zmianowym. Analizowano okołodobowy przebieg średniego ciśnienia tętniczego (MAP) po pracy dziennej i po pracy nocnej. Wśród badanych wyróżniono podgrupy, uwzględniając takie kryteria, jak: wiek, chronotyp biologiczny, otyłość i wskaźnik sercowo-oddechowy, czyli stosunek rytmu serca do częstości oddychania (HR/RF). Wyniki U osób w wieku 40&#8211;55 lat, otyłych, o chronotypie porannym, wskaźniku HF/RF > 4 stwierdzono znamienny wzrost ciśnienia tętniczego po przepracowanej nocy. Wniosek Współistnienie następujących cech: wiek > 40 lat, chronotyp poranny, otyłość, wskaźnik HR/RF > 4, można rozważać jako przeciwwskazanie do pracy zmianowej.Background In hypertensive patients sleep deprivation induced increase in blood pressure. Several data indicate an occurrence of cardiovascular diseases in shift workers. In this study we investigate characteristics, which suggest a worse adjustment to the night work, exhibited as an increase in blood pressure. Material and methods 50 healthy male shift-workers were included in the study. Mean arterial pressure (MAP) was analysed during 24 h after day shift and compared with the values of MAP after night shift. Aging, biological chronotype, obesity, the ratio of heart rate to respiratory frequency (HR/RF) were considered as a personal characteristics. Results Obese subjects aging 40&#8211;55 years old, morning chronotype, HR/RF > 4 showed significant increase in blood pressure after night work. Conclusion Aging, morning type of biological chronotype, obesity and value of the ratio HR/RF > 4 might be considered as a contraindications to the night work

Analiza procesu zasypiania – przegląd piśmiennictwa

Bezwiedne zasypianie za kierownicą jest powodem wielu wypadków drogowych i stanowi ważny problem społeczny. Z tego powodu istotne wydaje się poznawanie procesów fizjologicznych towarzyszących zasypianiu człowieka. Szczególnie interesujące są te parametry fizjologiczne, których zmiany towarzyszą przechodzeniu ze stanu pełnej świadomości do zasypiania. Ich monitorowanie mogłoby posłużyć, np. w określeniu poziomu senności kierowcy, a co za tym idzie – ryzyka zaśnięcia za kierownicą. W niniejszym artykule przedstawiamy podsumowanie wiedzy na temat zmian wybranych parametrów fizjologicznych, które zachodzą na pograniczu czuwania i snu, a także w czasie samego snu. Istotne zmiany są szczególnie widoczne w obrazie fal mózgowych w badaniu EEG. Ponadto zmniejsza się aktywność układu autonomicznego, co prowadzi do spadku tętna i ciśnienia tętniczego. Dochodzi również do zwolnienia rytmu oddechowego oraz pogłębienia oddechu. Analiza widmowa zmienności rytmu serca (HRV) wskazuje na spadek amplitudy funkcji gęstości widmowej mocy w zakresie składowych wolnych. Interesującym parametrem wydaje się monitorowanie narządu wzroku. Ruchy gałek ocznych w czasie zasypiania przechodzą ze skokowych na wolnofalowe, a przejście to dobrze koreluje ze zmianami w obrazie EEG. Ponadto stopniowo zanikają drgania powiek. Mierzone elektromiograficznie (EMG) napięcie mięśni spada. Opisanym zwiastunem zapadania w sen jest ocieplenie dystalnych części kończyn. Wszystkie te parametry wydają się być użyteczne w ocenie zmęczenia kierowcy. W artykule próbujemy również określić, które z nich są na tyle stabilne i łatwo mierzalne, aby mogły być zastosowane w celu efektywnego pomiaru senności kierowcy

Analysis of the process of falling asleep – literature review

Involuntary falling asleep at the wheel is the cause of many road accidents and is an important social problem. For this reason, it seems important to explore the physiological processes associated with human falling asleep. Particularly interesting are those physiological parameters, which changes accompany the transition from the state of full consciousness to sleep. Monitoring them could be used eg. in determining the level of driver drowsiness and therefore assesment of the risk of falling asleep at the wheel. In this article we present a summary of knowledge on changes in selected physiological parameters that occur on the border of allertness/ sleep and deep sleep. Significant changes are particularly evident in the incidence of brain waves in the EEG. In addition, decrease in the activity of the autonomic nervous system leads to a decrease in heart rate and blood pressure. Also respiratory rate decreases and tidal volume increases. Spectral analysis of heart rate variability (HRV) shows decrease in the amplitude of the power spectral density function in the low frequency range. Also transition of eye movement from saccade to slow wave occurs during sleep which correlates with EEG changes. In addition, eyelids vibration disappear. Electromiography (EMG) shows gradual muscle tension fall. Warming in distal parts of limbs is also observed when falling asleep. All these parameters tend to be useful for evaluating the fatigue of the driver. In this article, we also try to determine which of them are suitable for drivers drowsiness monitorin