Teoria Polivagale e Reazioni Adattative

Teoria Polivagale: Reazioni Adattative del Sistema Nervoso Autonomo

La regolazione del sistema nervoso centrale degli organi viscerali è al centro di numerose pubblicazioni storiche che hanno plasmato la trama dell’indagine fisiologica. Ad esempio, nel 1872 Darwin ha riconosciuto la relazione neurale dinamica tra il cuore e il cervello:

. . .quando il cuore è colpito reagisce sul cervello; e lo stato del cervello reagisce di nuovo attraverso il nervo pneumo-gastrico [vago] sul cuore; in modo che sotto ogni eccitazione ci sarà molta azione e reazione reciproca tra questi, i due organi più importanti del corpo

Darwin, comunicazione bidirezionale tra visceri e cervelli

Sebbene Darwin abbia riconosciuto la comunicazione bidirezionale tra i visceri e il cervello, la successiva descrizione formale del sistema nervoso autonomo (ad esempio, da parte di Langley) ha minimizzato l’importanza delle strutture di regolazione centrale e delle afferenze. Seguendo Langley, la ricerca medica e fisiologica tendeva a concentrarsi sui nervi motori periferici del sistema nervoso autonomo, con un’enfasi concettuale sull’antagonismo accoppiato tra le vie efferenti simpatiche e parasimpatiche sugli organi viscerali bersaglio. Questa attenzione ha ridotto al minimo l’interesse sia per i percorsi afferenti che per le aree del tronco encefalico che regolano specifici percorsi efferenti.

La prima concettualizzazione del vago si concentrava su un percorso efferente indifferenziato che si presumeva modulasse il “tono” contemporaneamente a diversi organi bersaglio. Pertanto, le aree del tronco encefalico che regolano il sopradiaframmatico non erano funzionalmente distinte da quelle che regolano il subdiaframmatico. Senza questa distinzione, la ricerca e la teoria si sono concentrate sull’antagonismo accoppiato tra l’innervazione parasimpatica e simpatica agli organi bersaglio.

La conseguenza di un’enfasi sull’antagonismo accoppiato è stata l’accettazione in fisiologia e medicina di costrutti globali come l’equilibrio autonomo, il tono simpatico e il tono vagale. Più di 50 anni fa, Hess propose che il sistema nervoso autonomo non fosse solo vegetativo e automatico, ma fosse invece un sistema integrato con neuroni sia periferici che centrali. Sottolineando i meccanismi centrali che mediano la regolazione dinamica degli organi periferici, Hess ha anticipato la necessità di tecnologie per il monitoraggio continuo dei neuroni periferici e dei circuiti centrali coinvolti nella regolazione della funzione viscerale.

■ IL PARADOSSO VAGALE

Nel 1992, ho proposto che una stima del tono vagale, derivata dalla misurazione dell’aritmia sinusale respiratoria, potesse essere utilizzata nella medicina clinica come indice di vulnerabilità allo stress. variabilità del battito) frequentemente utilizzato in ostetricia e pediatria, l’articolo ha sottolineato che l’aritmia sinusale respiratoria ha un’origine neurale e rappresenta il deflusso funzionale tonico dal vago al cuore (cioè il tono vagale cardiaco). Pertanto, è stato proposto che l’aritmia sinusale respiratoria fornisca un indice più sensibile dello stato di salute rispetto a una misura più globale della variabilità della frequenza cardiaca da battito a battito che riflette meccanismi neurali e non neurali indeterminati.

Il documento ha presentato un approccio quantitativo che ha applicato analisi di serie temporali per estrarre l’ampiezza dell’aritmia sinusale respiratoria come indice più accurato dell’attività vagale. L’articolo forniva dati che dimostravano che i neonati sani nati a termine presentavano un’aritmia sinusale respiratoria di ampiezza significativamente maggiore rispetto ai neonati prematuri. Questa idea di utilizzare i pattern della frequenza cardiaca per indicizzare l’attività vagale non era nuova, essendo stata segnalata già nel 1910 da Hering. Inoltre, studi contemporanei hanno riportato in modo affidabile che il blocco vagale tramite atropina deprime l’aritmia sinusale respiratoria nei mammiferi.

In risposta a questo articolo, ho ricevuto una lettera da un neonatologo che scriveva che, da studente di medicina, aveva appreso che il tono vagale poteva essere letale. Si riferiva, ovviamente, al rischio clinico di bradicardia neurogena. La bradicardia, se osservata durante il parto, può essere un indicatore di sofferenza fetale. Allo stesso modo, la bradicardia e l’apnea sono importanti indicatori di rischio per il neonato.

Approfondimenti sul paradosso vagale

I miei colleghi ed io abbiamo approfondito questa sconcertante osservazione studiando il feto umano durante il parto. Abbiamo osservato che la bradicardia fetale si verificava solo quando l’aritmia sinusale respiratoria era depressa (ossia, un ritmo respiratorio nella frequenza cardiaca fetale è osservabile anche in assenza dei grandi movimenti della parete toracica associati alla respirazione che si verificano dopo il parto).

Per quanto riguarda i meccanismi che mediano la bradicardia e la variabilità della frequenza cardiaca, esiste un’evidente incoerenza tra i dati e le ipotesi fisiologiche. I modelli fisiologici presuppongono la regolazione vagale sia del controllo cronotropo del cuore (cioè la frequenza cardiaca) sia dell’ampiezza dell’aritmia del seno respiratorio. Ad esempio, è stato riportato in modo affidabile che le fibre vagali cardio-inibitrici del cuore hanno proprietà funzionali coerenti caratterizzato da bradicardia alla stimolazione neurale e ritmo respiratorio. Tuttavia, sebbene vi siano situazioni in cui entrambe le misure covariano, vi sono altre situazioni in cui le misure sembrano riflettere fonti indipendenti di controllo. In contrasto con questi fenomeni osservabili, i ricercatori continuano a sostenere una covariazione tra questi due parametri. Questa incoerenza, basata sull’assunzione di un’unica fonte vagale centrale, è ciò che ho definito il paradosso vagale.

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■ LA TEORIA POLIVAGALE: TRE SISTEMI DI RISPOSTA FILOGENETICA

Lo studio della filogenesi del sistema nervoso autonomo dei vertebrati fornisce una risposta al paradosso vagale. La ricerca in neuroanatomia comparata e neurofisiologia ha identificato due rami del vago, con ogni ramo che supporta diverse funzioni adattative e strategie comportamentali. L’uscita vagale al cuore da un ramo si manifesta nell’aritmia sinusale respiratoria, e l’uscita dall’altro ramo si manifesta nella bradicardia e possibilmente nei ritmi più lenti nella variabilità della frequenza cardiaca. Sebbene si ritenga che i ritmi più lenti abbiano un’influenza simpatica, essi sono bloccati dall’atropina.

La teoria polivagale articola il modo in cui ciascuno dei tre stadi filogenetici nello sviluppo del sistema nervoso autonomo dei vertebrati è associato a un distinto sottosistema autonomo che viene trattenuto ed espresso nei mammiferi. Questi sottosistemi autonomici sono filogeneticamente ordinati e comportamentalmente legati alla comunicazione sociale (espressione facciale, vocalizzazione, ascolto), mobilizzazione (comportamenti di lotta-fuga) e immobilizzazione (finta morte, sincope vasovagale e arresto comportamentale) .

Il sistema di comunicazione sociale (cioè il sistema di impegno sociale) coinvolge il vago mielinizzato, che serve a promuovere stati comportamentali calmi inibendo le influenze simpatiche al cuore e smorzando l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA).  Il sistema di mobilizzazione dipende dal funzionamento del sistema nervoso simpatico. La componente filogeneticamente più primitiva, il sistema di immobilizzazione, dipende dal vago non mielinizzato, che è condiviso con la maggior parte dei vertebrati. Con l’aumento della complessità neurale derivante dallo sviluppo filogenetico, il repertorio comportamentale e affettivo dell’organismo si arricchisce. I tre circuiti possono essere concettualizzati come dinamici, fornendo risposte adattive a eventi e contesti sicuri, pericolosi e pericolosi per la vita.

Studi Attuali e dati prelimina

Solo i mammiferi hanno un vago mielinizzato. A differenza del vago non mielinizzato, che ha origine nel nucleo motore dorsale del vago con recettori muscarinici pre e postgangliari, il vago mielinizzato dei mammiferi ha origine nel nucleo ambiguo e ha recettori nicotinici pregangliari e recettori muscarinici postgangliari. Il vago non mielinizzato è condiviso con altri vertebrati, inclusi rettili, anfibi, teleostei ed elasmobranchi.

Stiamo ora studiando la possibilità di estrarre diverse caratteristiche del pattern della frequenza cardiaca per monitorare dinamicamente i due sistemi vagali. Studi preliminari nel nostro laboratorio supportano questa possibilità. In questi studi abbiamo bloccato i recettori nicotinici pregangliari con esametonio e i recettori muscarinici con atropina. I dati sono stati raccolti dall’arvicola della prateria, che ha un tono vagale ambientale molto elevato.

Questi dati preliminari hanno dimostrato che, in diversi animali, il blocco nicotinico rimuove selettivamente l’aritmia sinusale respiratoria senza smorzare l’ampiezza delle frequenze più basse nella variabilità della frequenza cardiaca. Al contrario, bloccando i recettori muscarinici con l’atropina si eliminano sia le frequenze basse che quelle respiratorie.

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■ COERENZA CON LA DISSOLUZIONE JACKSONIANA

Componenti ambientali della neurocezione

La neurocezione rappresenta un processo neurale che consente agli esseri umani e ad altri mammiferi di impegnarsi in comportamenti sociali distinguendo i contesti sicuri da quelli pericolosi. La neurocezione è proposta come un meccanismo plausibile che media sia l’espressione che l’interruzione del comportamento sociale positivo, della regolazione delle emozioni e dell’omeostasi viscerale. Inoltre, la neurocezione potrebbe essere innescata da rilevatori di caratteristiche che coinvolgono aree della corteccia temporale che comunicano con il nucleo centrale dell’amigdala e il grigio periacqueduttale, poiché la reattività limbica è modulata dalle risposte della corteccia temporale all’intenzione di voci, volti e movimenti delle mani. Pertanto, la neurocezione di individui familiari e individui con voci adeguatamente prosodiche e volti caldi ed espressivi si traduce in un’interazione sociale che promuove un senso di sicurezza

Nella maggior parte degli individui (cioè quelli senza un disturbo psichiatrico o neuropatologico), il sistema nervoso valuta il rischio e confronta lo stato neurofisiologico con il rischio effettivo dell’ambiente. Quando l’ambiente è valutato come sicuro, le strutture limbiche difensive sono inibite, consentendo l’emergere di impegno sociale e stati viscerali calmi. Al contrario, alcuni individui sperimentano una discrepanza e il sistema nervoso valuta l’ambiente come pericoloso anche quando è sicuro. Questa discrepanza si traduce in stati fisiologici che supportano comportamenti di lotta, fuga o congelamento, ma non comportamenti di coinvolgimento sociale. Secondo la teoria, la comunicazione sociale può essere espressa in modo efficiente attraverso il sistema di coinvolgimento sociale solo quando questi circuiti difensivi sono inibiti.

Teoria Polivagale e Reazioni Adattative: riepilogo

La teoria polivagale propone che l’evoluzione del sistema nervoso autonomo dei mammiferi fornisca i substrati neurofisiologici per le strategie comportamentali adattive. Propone inoltre che lo stato fisiologico limiti la gamma del comportamento e dell’esperienza psicologica. Inoltre questa teoria collega l’evoluzione del sistema nervoso autonomo all’esperienza affettiva, all’espressione emotiva, ai gesti facciali, alla comunicazione vocale e al comportamento sociale contingente. In questo modo, la teoria fornisce una spiegazione plausibile per la covariazione segnalata tra regolazione autonomica atipica (ad es. ridotta influenza vagale e aumento del simpatico al cuore) e disturbi psichiatrici e comportamentali che implicano difficoltà nella regolazione di un’appropriata regolazione sociale, emotiva e comunicativa. comportamenti.

Il Modello Polivagale del Felt Sense™ per Trauma e Dipendenza

Questa teoria fornisce diversi spunti sulla natura adattativa dello stato fisiologico. In primo luogo, la teoria sottolinea che gli stati fisiologici supportano diverse classi di comportamento. Ad esempio, uno stato fisiologico caratterizzato da un ritiro vagale sosterrebbe i comportamenti di mobilitazione di lotta e fuga. Al contrario, uno stato fisiologico caratterizzato da una maggiore influenza vagale sul cuore (attraverso vie vagali mielinizzate che hanno origine nel nucleo ambiguo) sosterrebbe comportamenti spontanei di coinvolgimento sociale. In secondo luogo, la teoria sottolinea la formazione di un sistema di impegno sociale integrato attraverso collegamenti funzionali e strutturali tra il controllo neurale dei muscoli striati del viso e la muscolatura liscia dei visceri. In terzo luogo, la teoria polivagale propone un meccanismo, la neurocezione, per innescare o inibire le strategie di difesa

Articolo liberamente tradotto e adattato. Fonte dello studio.