心脏自主神经系统兴奋的昼夜节律及影响因素
作者：郭艺芳 宋光耀 郑梅荣 陈树春 刘坤申 赵大卫
单位：(河北省人民医院老年病科，石家庄050051)
关键词：自主神经系统；生理学；心电描记术,便携式；诊断学；时间生物学
河北医科大学学报000202
摘 要 目的 观察不同类型患者窦性心律的昼夜节律，探讨心脏自主神经系统的时间生物学特征。方法 将患者分4组，即健康对照组、急性下丘脑梗塞组、交感紧张增高组和迷走紧张增高组，对后3组分别给神经内科治疗、心得安治疗及阿托品治疗，观察治疗前后动态心电图变化。结果 治疗后2组患者心率分布曲线恢复正常，3组、4组心率分布曲线无变化。结论 心脏自主神经系统的紧张性活动节律受下丘脑调控，心得安与阿托品对这种节律无影响。
中图号 R541
, 百拇医药
CIRCADIAN DISTRIBUTION AND IMPACTING FACTORS OF
ACTIVITIES OF CARDIAC AUTONOMIC NERVOUS SYSTEM
Guo Yifang Song Guangyao Zheng Meirong Chen Shuchun Liu Kunshen Zhao Dawei
(Department of Geriatric, Hebei Provincial People's Hospital，Shijiazhuang 050051)
ABSTRACT Objective To observe the circadian distribution of sinus rhythm and chronobiological characteristic of autonomic nervous system in different patients. Methods The subjects were divided into four groups:health control group(GI),patients with acute hypothalamus infarction(GⅡ),patients with sympathetic hyperactivity(GⅢ),and patients with parasympathetic hyperactiviy(GⅣ).24 h ambulatory electrocardiograms were recorded before and after neurological treatment(GⅡ)or propranolol(GⅢ),atropine(GⅣ)admistration. Results The heart rate distribution curve was restored to normal after treatment in GⅡ ,and the curves in GⅢ and GⅣ had not been changed. Conclusion The circadian characteristic of cardiac autonomic nervous system activity is modulated by hypothalamus,and is not affected by propranolol or atropine.
, 百拇医药
MeSH autonomic nervous system/physiology; electrocardiagraphy,ambulatory/diag;chronobiology
心血管系统的诸多生理指标(如心率、血压等)均呈一定的昼夜分布节律，而许多心血管事件(如心肌缺血、心律失常等)的发生在每天24 h中也具有某种集中趋势。研究表明[1,2]， 这种节律性或集中趋势的出现与自主神经系统(autonomic nervous system,ANS)对心血管活动的调控作用有关，所以心脏ANS兴奋的昼夜节律具有重要临床意义。我们以窦性心律时心室率的24 h昼夜分布节律为指标，对心脏ANS兴奋的昼夜节律进行了研究，并对其影响因素作了初步分析。
1 资料与方法
1.1 病例选择：共141例患者，男性91例，女性50例；年龄38～79(42±13.3)岁。依患者病情将其分为4组。1组：20例，为健康对照组；2组：21例，均为急性下丘脑梗塞者；3组：32例，为交感神经功能亢进(心脏神经官能症或β受体功能亢进症)所致窦性心动过速者；4组：28例，为迷走紧张增高致窦性心动过缓者(临床除外窦房结病变，阿托品试验心率<90次/min)。全部病例经临床常规检查均未发现器质性心脏病证据。
, 百拇医药
1.2 研究方法：各组患者停用所有心脏活性药物5个半衰期以上(部分不宜停药或不能耐受停药者已弃除)。然后进行动态心电图检测，记录每例患者的每小时平均心室率。检查完毕后对2组进行神经内科治疗，并于治疗4周后复查动态心电图(部分治疗过程中死亡或提前出院者已弃除)；3组服用心得安(10 mg，1日3次)，4组服用阿托品(0.3 mg，1日3次)， 并于用药1周后复查动态心电图。全部受试者平均记录21.5～25.5(22.5±2.5) h。
1.3 统计学处理：因患者心室率的昼夜分布节律以24 h为单位，可能具有周期性或循环性，故将其视为圆分布资料[3,4]。采用德国Medistat软件， 应用微机辅助，将24 h视作360° 角，把每小时进行角度转换，求得圆分布资料的平均角并行假设检验。如平均角存在，则认为该资料的周期性分布特征有统计学意义，而非随机性或无规律性分布[3]。采用Waston-William检验法， 将2、3、4组分别与1组比较，并对各组用药前后进行自身比较，以检验其心室率分布特征有无差异，如P<0.05， 则视为其差异有统计学意义[3,4]。
, 百拇医药
2 结 果
因不同个体觉醒和睡眠时间有所不同，而这种不同的生活节奏对于患者ANS功能活动和心率均有一定影响，为充分体现ANS对窦房结功能的自发调节作用，我们在统计每日不同时间心室率分布时以觉醒时刻为零点对其进行了校正。
2.1 入选研究时各组患者心室率的昼夜分布节律比较：研究结果发现(图1)，1组与2组每小时平均心率的昼夜分布节律相似，即均于觉醒前1小时(约凌晨5∶00～6∶00)最低，于觉醒后5 h(约上午11∶00～12∶00)最高，但4组的整体心率水平低于1组者。3组的谷值峰值时间均提前(分别在觉醒前3 h与觉醒后4 h出现)，且整体心率水平提高。2组的心率分布曲线则呈多峰多谷形，无明确峰谷值时间。
图1 入选研究时各组患者心室率的昼夜分布特征
, 百拇医药
横坐标中0为觉醒时刻，负值为觉醒前时间，正值为觉醒后时间
Figure 1 Circadian distribution of heart rate in the four groups before treatment
0:waking time,negative value:before wake,positive value: after wake
圆分布资料之统计学分析显示，4条曲线的平均角都存在，说明入选研究时1～4组患者24 h心室率分布呈周期性分布， 而非随机性或无规律性曲线。 进一步行Waston-William检验显示，1组4组二曲线分布特征相似(P<0.05)，而2组3组之曲线走行则与1组有统计学显著性差异(P<0.05)。2.2 药物治疗对心率昼夜分布节律的影响：2、3、4组患者治疗后心室率分布如图2所示。2组患者其平均心率分布曲线趋于简单，并有明确的峰谷值出现(分别在觉醒后5 h及觉醒前2 h发生)，其曲线走行特征与1组接近。而3组4组除整体心率水平降低或升高外，其曲线特征无明显变化。
, 百拇医药
圆分布资料分析显示，治疗后三条曲线均为规律性周期曲线。进一步行Waston-William检验，比较2、3、4组治疗前后每小时平均心率分布特征时，发现2组用药后的曲线走行特征与治疗前有显著变化(P<0.05)，而3组4组治疗前后的心率曲线特征均无明显变化(P均>0.05)。说明心得安及阿托品治疗只是分别解除了心交感和心迷走神经对心脏的兴奋和抑制作用，从而改变了整体心率水平，而不影响其心率的昼夜分布节律。而随着下丘脑功能的恢复，2组的心率分布曲线也趋于正常。
图2 药物治疗后2、3、4组患者心室率的昼夜分布特征
横坐标中0为觉醒时刻，负值为觉醒前时间，正值为觉醒后时间
Figure 2 Circadian distribution of heart rate in group and after treatment
, 百拇医药
0:waking time,negative value:before wake,positive value: after wake
3 讨 论
心脏ANS又称植物性神经系统，由交感神经和副交感神经两部分组成。生理状态下，交感和副交感神经的紧张性活动处于一种复杂的动态平衡状态下，共同调节着心血管系统的功能活动。同时，ANS又受着更高一级中枢下丘脑的整合调控[5,6]。
窦房结功能正常时，其电活动频率的昼夜分布节律主要受ANS的调控，因此窦性心律时其心率的昼夜分布节律可在一定程度上反映ANS兴奋的昼夜节律。我们通过对部分健康人(1组)研究发现，凌晨(5∶00～6∶00)ANS的兴奋性最低， 而中午左右(11∶00～12∶00)达峰值，这与先前报道一致[7]。
本研究发现，急性下丘脑梗塞时(2组)，其每小时平均心率的昼夜分布节律与健康对照组有显著区别，说明下丘脑局部病变时，ANS的兴奋节律发生明显变化。其原因可能是：ANS的兴奋时相变化主要取决于下丘脑肽能神经元小分子肽类物质的分泌状态[6]，下丘脑病变时，其分泌功能改变，ANS的兴奋时相也因此发生改变。经过治疗后，随着下丘脑肽能神经元功能的恢复，ANS的兴奋节律也随之渐趋正常。
, 百拇医药
心脏神经官能症是由复杂的环境与心理因素所致的一组非器质性症候群，常因交感神经紧张增高而以窦性心动过速为主要表现。由于诱发本症的环境与心理因素常可同时影响高级中枢，导致下丘脑功能状态发生变化，从而影响ANS的兴奋节律[8]。 本研究中3组患者心率的昼夜分布节律显著不同于健康对照组，这一结果与上述论点相一致。本组患者经心得安治疗后虽平均心率下降，但其心率的昼夜分布节律并未恢复正常，可能因心得安只作用于靶器官受体，而不影响下丘脑肽能神经元的分泌状态，故对ANS的兴奋节律无显著影响。其确切机制有待进一步探讨。
迷走紧张增高时，患者整体心率水平降低，但因其并未影响到高级中枢，故ANS的兴奋节律不发生变化。对4组患者的观察结果正说明了这一论点。与3组患者的心得安治疗相似，阿托品也只是解除心迷走神经对心脏的直接抑制作用，使心率加快，而不影响其高级中枢，故4组治疗后ANS的兴奋节律也未发生改变。对此也需进一步研究证实。
总之，本研究发现：①心脏ANS的紧张性活动具有明显的昼夜分布节律；②该节律受下丘脑调控，下丘脑局部病变对其昼夜节律具有明显影响；③心得安与阿托品只是分别解除心交感与心迷走神经对心脏的兴奋和抑制作用，整体改变心率水平，并不影响其昼夜节律。
, 百拇医药
参 考 文 献
[1]Furian R, Guzzetti S, Crivellaro W, et al. Continuous 24- hour assessment of neural regulation of systemic arterial pressure and RR variabilities in ambulant subjects. Circulation,1990,81(6):537
[2]Kummell HC, Leeuwen PV, Heckmann C, et al.Quality of life and circadian variation of heart rate and heart rate variability in short term survivors and nonsurvivors after acute myocardial infarction.Clin Cardiol,1993, 16(5): 776
, http://www.100md.com
[3]张照寰.圆分布资料分析.见：金丕焕主编.医用统计方法.上海：上海医科大学出版社，1993.208～214
[4]Ascot JB,Circadian data.In:Broon DD. Medical data pool and reasearch.New York: Marcel Dekker,1992.997～1022
[5]Munakata M,Imai Y,Abe K,et al. Involvement of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis in the control of circadian blood pressure rhythm.J Hypertens,1988,6(suppl 4):s44
[6]Bieo SM,Bayiit W,Werkon T,et al. Neuropeptide Y and behaviorally induced phase shift.Neuroscience,1994,62(3):273
[7]郭艺芳，马淑平，刘坤申.心房颤动时心室反应的昼夜分布节律。中华心血管病杂志,1998,26(4):271
[8]Follick MJ, Gorkin L, Capone RJ, et al. Psychological distress as a predictor of ventricular arrhythmias in a postmyocardial infarction population.Am Heart J,1988,116(1):32
(1998-12-25 收稿), 百拇医药
单位：(河北省人民医院老年病科，石家庄050051)
关键词：自主神经系统；生理学；心电描记术,便携式；诊断学；时间生物学
河北医科大学学报000202
摘 要 目的 观察不同类型患者窦性心律的昼夜节律，探讨心脏自主神经系统的时间生物学特征。方法 将患者分4组，即健康对照组、急性下丘脑梗塞组、交感紧张增高组和迷走紧张增高组，对后3组分别给神经内科治疗、心得安治疗及阿托品治疗，观察治疗前后动态心电图变化。结果 治疗后2组患者心率分布曲线恢复正常，3组、4组心率分布曲线无变化。结论 心脏自主神经系统的紧张性活动节律受下丘脑调控，心得安与阿托品对这种节律无影响。
中图号 R541
, 百拇医药
CIRCADIAN DISTRIBUTION AND IMPACTING FACTORS OF
ACTIVITIES OF CARDIAC AUTONOMIC NERVOUS SYSTEM
Guo Yifang Song Guangyao Zheng Meirong Chen Shuchun Liu Kunshen Zhao Dawei
(Department of Geriatric, Hebei Provincial People's Hospital，Shijiazhuang 050051)
ABSTRACT Objective To observe the circadian distribution of sinus rhythm and chronobiological characteristic of autonomic nervous system in different patients. Methods The subjects were divided into four groups:health control group(GI),patients with acute hypothalamus infarction(GⅡ),patients with sympathetic hyperactivity(GⅢ),and patients with parasympathetic hyperactiviy(GⅣ).24 h ambulatory electrocardiograms were recorded before and after neurological treatment(GⅡ)or propranolol(GⅢ),atropine(GⅣ)admistration. Results The heart rate distribution curve was restored to normal after treatment in GⅡ ,and the curves in GⅢ and GⅣ had not been changed. Conclusion The circadian characteristic of cardiac autonomic nervous system activity is modulated by hypothalamus,and is not affected by propranolol or atropine.
, 百拇医药
MeSH autonomic nervous system/physiology; electrocardiagraphy,ambulatory/diag;chronobiology
心血管系统的诸多生理指标(如心率、血压等)均呈一定的昼夜分布节律，而许多心血管事件(如心肌缺血、心律失常等)的发生在每天24 h中也具有某种集中趋势。研究表明[1,2]， 这种节律性或集中趋势的出现与自主神经系统(autonomic nervous system,ANS)对心血管活动的调控作用有关，所以心脏ANS兴奋的昼夜节律具有重要临床意义。我们以窦性心律时心室率的24 h昼夜分布节律为指标，对心脏ANS兴奋的昼夜节律进行了研究，并对其影响因素作了初步分析。
1 资料与方法
1.1 病例选择：共141例患者，男性91例，女性50例；年龄38～79(42±13.3)岁。依患者病情将其分为4组。1组：20例，为健康对照组；2组：21例，均为急性下丘脑梗塞者；3组：32例，为交感神经功能亢进(心脏神经官能症或β受体功能亢进症)所致窦性心动过速者；4组：28例，为迷走紧张增高致窦性心动过缓者(临床除外窦房结病变，阿托品试验心率<90次/min)。全部病例经临床常规检查均未发现器质性心脏病证据。
, 百拇医药
1.2 研究方法：各组患者停用所有心脏活性药物5个半衰期以上(部分不宜停药或不能耐受停药者已弃除)。然后进行动态心电图检测，记录每例患者的每小时平均心室率。检查完毕后对2组进行神经内科治疗，并于治疗4周后复查动态心电图(部分治疗过程中死亡或提前出院者已弃除)；3组服用心得安(10 mg，1日3次)，4组服用阿托品(0.3 mg，1日3次)， 并于用药1周后复查动态心电图。全部受试者平均记录21.5～25.5(22.5±2.5) h。
1.3 统计学处理：因患者心室率的昼夜分布节律以24 h为单位，可能具有周期性或循环性，故将其视为圆分布资料[3,4]。采用德国Medistat软件， 应用微机辅助，将24 h视作360° 角，把每小时进行角度转换，求得圆分布资料的平均角并行假设检验。如平均角存在，则认为该资料的周期性分布特征有统计学意义，而非随机性或无规律性分布[3]。采用Waston-William检验法， 将2、3、4组分别与1组比较，并对各组用药前后进行自身比较，以检验其心室率分布特征有无差异，如P<0.05， 则视为其差异有统计学意义[3,4]。
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2 结 果
因不同个体觉醒和睡眠时间有所不同，而这种不同的生活节奏对于患者ANS功能活动和心率均有一定影响，为充分体现ANS对窦房结功能的自发调节作用，我们在统计每日不同时间心室率分布时以觉醒时刻为零点对其进行了校正。
2.1 入选研究时各组患者心室率的昼夜分布节律比较：研究结果发现(图1)，1组与2组每小时平均心率的昼夜分布节律相似，即均于觉醒前1小时(约凌晨5∶00～6∶00)最低，于觉醒后5 h(约上午11∶00～12∶00)最高，但4组的整体心率水平低于1组者。3组的谷值峰值时间均提前(分别在觉醒前3 h与觉醒后4 h出现)，且整体心率水平提高。2组的心率分布曲线则呈多峰多谷形，无明确峰谷值时间。
图1 入选研究时各组患者心室率的昼夜分布特征
, 百拇医药
横坐标中0为觉醒时刻，负值为觉醒前时间，正值为觉醒后时间
Figure 1 Circadian distribution of heart rate in the four groups before treatment
0:waking time,negative value:before wake,positive value: after wake
圆分布资料之统计学分析显示，4条曲线的平均角都存在，说明入选研究时1～4组患者24 h心室率分布呈周期性分布， 而非随机性或无规律性曲线。 进一步行Waston-William检验显示，1组4组二曲线分布特征相似(P<0.05)，而2组3组之曲线走行则与1组有统计学显著性差异(P<0.05)。2.2 药物治疗对心率昼夜分布节律的影响：2、3、4组患者治疗后心室率分布如图2所示。2组患者其平均心率分布曲线趋于简单，并有明确的峰谷值出现(分别在觉醒后5 h及觉醒前2 h发生)，其曲线走行特征与1组接近。而3组4组除整体心率水平降低或升高外，其曲线特征无明显变化。
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圆分布资料分析显示，治疗后三条曲线均为规律性周期曲线。进一步行Waston-William检验，比较2、3、4组治疗前后每小时平均心率分布特征时，发现2组用药后的曲线走行特征与治疗前有显著变化(P<0.05)，而3组4组治疗前后的心率曲线特征均无明显变化(P均>0.05)。说明心得安及阿托品治疗只是分别解除了心交感和心迷走神经对心脏的兴奋和抑制作用，从而改变了整体心率水平，而不影响其心率的昼夜分布节律。而随着下丘脑功能的恢复，2组的心率分布曲线也趋于正常。
图2 药物治疗后2、3、4组患者心室率的昼夜分布特征
横坐标中0为觉醒时刻，负值为觉醒前时间，正值为觉醒后时间
Figure 2 Circadian distribution of heart rate in group and after treatment
, 百拇医药
0:waking time,negative value:before wake,positive value: after wake
3 讨 论
心脏ANS又称植物性神经系统，由交感神经和副交感神经两部分组成。生理状态下，交感和副交感神经的紧张性活动处于一种复杂的动态平衡状态下，共同调节着心血管系统的功能活动。同时，ANS又受着更高一级中枢下丘脑的整合调控[5,6]。
窦房结功能正常时，其电活动频率的昼夜分布节律主要受ANS的调控，因此窦性心律时其心率的昼夜分布节律可在一定程度上反映ANS兴奋的昼夜节律。我们通过对部分健康人(1组)研究发现，凌晨(5∶00～6∶00)ANS的兴奋性最低， 而中午左右(11∶00～12∶00)达峰值，这与先前报道一致[7]。
本研究发现，急性下丘脑梗塞时(2组)，其每小时平均心率的昼夜分布节律与健康对照组有显著区别，说明下丘脑局部病变时，ANS的兴奋节律发生明显变化。其原因可能是：ANS的兴奋时相变化主要取决于下丘脑肽能神经元小分子肽类物质的分泌状态[6]，下丘脑病变时，其分泌功能改变，ANS的兴奋时相也因此发生改变。经过治疗后，随着下丘脑肽能神经元功能的恢复，ANS的兴奋节律也随之渐趋正常。
, 百拇医药
心脏神经官能症是由复杂的环境与心理因素所致的一组非器质性症候群，常因交感神经紧张增高而以窦性心动过速为主要表现。由于诱发本症的环境与心理因素常可同时影响高级中枢，导致下丘脑功能状态发生变化，从而影响ANS的兴奋节律[8]。 本研究中3组患者心率的昼夜分布节律显著不同于健康对照组，这一结果与上述论点相一致。本组患者经心得安治疗后虽平均心率下降，但其心率的昼夜分布节律并未恢复正常，可能因心得安只作用于靶器官受体，而不影响下丘脑肽能神经元的分泌状态，故对ANS的兴奋节律无显著影响。其确切机制有待进一步探讨。
迷走紧张增高时，患者整体心率水平降低，但因其并未影响到高级中枢，故ANS的兴奋节律不发生变化。对4组患者的观察结果正说明了这一论点。与3组患者的心得安治疗相似，阿托品也只是解除心迷走神经对心脏的直接抑制作用，使心率加快，而不影响其高级中枢，故4组治疗后ANS的兴奋节律也未发生改变。对此也需进一步研究证实。
总之，本研究发现：①心脏ANS的紧张性活动具有明显的昼夜分布节律；②该节律受下丘脑调控，下丘脑局部病变对其昼夜节律具有明显影响；③心得安与阿托品只是分别解除心交感与心迷走神经对心脏的兴奋和抑制作用，整体改变心率水平，并不影响其昼夜节律。
, 百拇医药
参 考 文 献
[1]Furian R, Guzzetti S, Crivellaro W, et al. Continuous 24- hour assessment of neural regulation of systemic arterial pressure and RR variabilities in ambulant subjects. Circulation,1990,81(6):537
[2]Kummell HC, Leeuwen PV, Heckmann C, et al.Quality of life and circadian variation of heart rate and heart rate variability in short term survivors and nonsurvivors after acute myocardial infarction.Clin Cardiol,1993, 16(5): 776
, http://www.100md.com
[3]张照寰.圆分布资料分析.见：金丕焕主编.医用统计方法.上海：上海医科大学出版社，1993.208～214
[4]Ascot JB,Circadian data.In:Broon DD. Medical data pool and reasearch.New York: Marcel Dekker,1992.997～1022
[5]Munakata M,Imai Y,Abe K,et al. Involvement of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis in the control of circadian blood pressure rhythm.J Hypertens,1988,6(suppl 4):s44
[6]Bieo SM,Bayiit W,Werkon T,et al. Neuropeptide Y and behaviorally induced phase shift.Neuroscience,1994,62(3):273
[7]郭艺芳，马淑平，刘坤申.心房颤动时心室反应的昼夜分布节律。中华心血管病杂志,1998,26(4):271
[8]Follick MJ, Gorkin L, Capone RJ, et al. Psychological distress as a predictor of ventricular arrhythmias in a postmyocardial infarction population.Am Heart J,1988,116(1):32
(1998-12-25 收稿), 百拇医药