Вариабельность сердечного ритма (ВСР) в основном зависит от нервной системы. Блуждающий нерв Блуждающий нерв Главный нерв парасимпатической нервной системы: идёт от ствола мозга к сердцу, лёгким и кишечнику. Его быстрые сигналы к сердцу создают большую часть ВСР от удара к удару. Подробнее: Блуждающий нерв работает как быстрый тормоз для сердца, а симпатические нервы — как более медленный газ. В покое ВСР в первую очередь показывает, насколько активен тормоз.
В уроке 2 вы видели, что ВСР — это колебания линии на графике промежутков между ударами. В этом уроке объясняется, что заставляет линию колебаться и о чём это говорит, а о чём нет.
Автопилот организма
Вы не решаете, как быстро бьётся сердце, как быстро переваривается еда и насколько широко раскрываются зрачки. Всем этим без вашего участия занимается часть нервной системы. Она называется вегетативной нервной системой и работает автоматически.
У неё две основные ветви:
- Симпатическая ветвь готовит вас к действию. Её часто называют системой «бей или беги» Симпатическая нервная система Ветвь вегетативной нервной системы, отвечающая за реакцию «бей или беги». Она учащает сердцебиение и усиливает сокращения сердца, но действует слишком медленно, чтобы определять ВСР от удара к удару. Подробнее: Симпатическая нервная система . Она ускоряет сердце и делает каждый удар сильнее.
- Парасимпатическая Парасимпатическая нервная система Ветвь вегетативной нервной системы, отвечающая за режим отдыха и восстановления. Замедляет сердце, в основном через блуждающий нерв, и определяет большую часть колебаний ВСР от удара к удару. Подробнее: Парасимпатическая нервная система ветвь отвечает за отдых и восстановление. Её работу часто описывают как режим отдыха и восстановления. Она замедляет сердце, что экономит энергию в покое.
Обе ветви активны всё время. Представьте две руки на органах управления: каждая то чуть сильнее, то чуть слабее нажимает.
Главный нерв парасимпатической ветви — блуждающий. Он идёт от ствола мозга через шею и грудную клетку ко многим органам, в том числе к сердцу. По нему проходит около трёх четвертей всех парасимпатических волокон.
Тормоз и газ
У сердца есть собственный водитель ритма Синусовый узел Естественный водитель ритма сердца — небольшой участок клеток, который запускает каждый нормальный удар. Без влияния нервов он срабатывает примерно 100 раз в минуту; в покое блуждающий нерв удерживает частоту ниже. Подробнее: Синусовый узел , синусовый узел, небольшой участок клеток в правом предсердии. Он срабатывает сам, без сигнала из мозга. Если оставить его совсем без влияний, он давал бы около 100 импульсов в минуту у типичного человека 40 лет (Quigley и коллеги, 2024). Эта «собственная» частота с возрастом снижается: примерно со 107 в минуту в 20 лет до примерно 90 в 50 лет (Shaffer, McCraty и Zerr, 2014).
И всё же у большинства людей в покое пульс заметно ниже. Причина — блуждающий нерв, который постоянно держит ногу на тормозе. У людей, в отличие от мышей, пульс в покое Пульс в покое Сколько раз в минуту бьётся сердце, когда вы полностью в покое. У взрослых это обычно от 60 до 100 ударов в минуту, а у хорошо тренированных спортсменов — меньше. Подробнее: Пульс в покое определяет главным образом этот тормоз (MacDonald и коллеги, 2020).
Симпатические нервы действуют наоборот. Они нажимают на газ и повышают пульс при нагрузке, волнении или стрессе.
Различается и скорость:
| Блуждающий нерв (парасимпатический) | Симпатические нервы | |
|---|---|---|
| Влияние на пульс | Замедляет | Ускоряют |
| Как быстро действует | Меньше чем за секунду | Примерно до 5 секунд, чтобы включиться, и 20–30 секунд, чтобы подействовать в полную силу |
| Когда преобладает | В покое, во сне, при спокойствии | При нагрузке, стрессе, волнении |
Блуждающий нерв способен изменить время уже следующего удара. Симпатические нервы для этого слишком медленны. Поэтому быстрые скачки от одного промежутка к другому в основном создаёт блуждающий нерв.
Посмотрите на разницу ниже. Нажмите на тормоз, затем на газ и сравните, как быстро отвечает пульс.
Как быстро действует каждый нерв
Учебная модель, а не измерение
- Задержка до начала изменения
- 0,3 с
- Время до 90 % изменения
- 1,5 с
- Диапазон частоты
- от 54 до 70 уд/мин
Нажмите на вагусный тормоз — и уже следующие удары запаздывают. Замедление начинается в течение доли секунды и завершается примерно за две секунды. Отпустите — и частота возвращается так же быстро.
Кнопки работают при включённом JavaScript.
Линейный график ЧСС за 50 с: в покое 70 уд/мин; нажатие закрашено от 5 до 30 с, под графиком метка на каждый удар сердца. Короткое нажатие на тормоз снижает частоту примерно за 1,5 с, и после отпускания она так же быстро восстанавливается. Нажатие на газ первые 3,0 с ничего не меняет, затем частота растёт и устанавливается примерно за 21,4 с, а после отпускания медленно возвращается. Если нажать на оба, сердце сначала замедляется, а позже ускоряется. Три кнопки выбирают, на что нажать, а ниже выведены время до первого изменения и время установления.
ВСР в покое в основном отражает вагусную (парасимпатическую) активность, потому что блуждающий нерв способен изменить время уже следующего удара. Поэтому исследователи используют RMSSD RMSSD Среднеквадратичное значение разностей соседних NN-интервалов: показатель ВСР в миллисекундах, построенный на том, насколько каждый интервал между ударами отличается от следующего. В основном отражает активность блуждающего нерва. Подробнее: RMSSD , показатель из урока 2, как признак вагусной активности.
Попробуйте ниже. Нажмите на тормоз: сердце замедляется, а промежутки между ударами меняются сильнее. Нажмите на газ: сердце ускоряется, а промежутки выравниваются.
Тормоз и педаль газа
Учебная модель, а не измерение
- ЧСС
- 61 уд/мин
- RMSSD
- 55 мс
Задаётся ползунками ниже
Отдохнувшее утро. После хорошей ночи тормоз нажат сильно, а газ — слабо. ЧСС низкая, промежутки между ударами заметно меняются, поэтому ВСР высокая.
Ползунки и предустановки работают при включённом JavaScript.
Сердце бьётся с частотой, которую задают два ползунка: вагусный тормоз (парасимпатический) и педаль газа (симпатическая). Полоса ударов и линия промежутков перед каждым ударом показывают, насколько ровен ритм. Если усилить тормоз, сердце замедляется, а промежутки меняются больше, поэтому RMSSD растёт. Если усилить газ, сердце ускоряется, а промежутки становятся ровнее, поэтому RMSSD падает. Кнопки выставляют ползунки для отдохнувшего утра, сна, стресса, часов после тяжёлой тренировки и начала болезни, и у каждой есть короткое пояснение.
Подробнее Как нервы передают сигналы сердцу
Блуждающий нерв выделяет в области водителя ритма нейромедиатор ацетилхолин. Он замедляет частоту, с которой срабатывает водитель ритма. Симпатические нервы выделяют норадреналин (его также называют норэпинефрином), который ускоряет водитель ритма и заставляет сердце сокращаться сильнее.
Подробнее Тормоз и газ — не качели
Заманчиво думать, что когда одна ветвь усиливается, другая должна ослабевать. Berntson, Cacioppo и Quigley (1991) показали, что это слишком просто. Каждая ветвь может усиливаться или ослабевать независимо, поэтому обе могут расти вместе (коактивация), обе падать вместе или меняться по одной. Эту картину они назвали «вегетативным пространством».
Это важно для любого приложения, которое показывает ваш «баланс» на одной шкале. Если сильнее нажать и на тормоз, и на газ, пульс может почти не измениться, хотя работают обе ветви. Одно число ВСР не скажет, какая ветвь изменилась. Попробуйте нажать на оба сразу в модели выше: тормоз проявляется в первую секунду, газ — через полминуты.
Рефлекс на давление
Пульс следует и за артериальным давлением. Рецепторы давления (барорецепторы) в стенках крупных артерий ощущают каждый подъём и спад. Когда давление растёт, мозг нажимает вагусный тормоз, и сердце замедляется; когда падает, тормоз ослабевает, и сердце ускоряется. Этот контур называется барорефлексом.
Один оборот контура занимает несколько секунд. Поэтому каждая поправка оказывается чуть избыточной, а следующая компенсирует её в обратную сторону. В результате возникает медленная волна пульса и давления, примерно одна за 10 секунд, или 0,1 Гц (Shaffer, McCraty и Zerr, 2014). Эти медленные волны называют волнами Майера.
Барорефлекс Барорефлекс Рефлекс, который от удара к удару удерживает артериальное давление, меняя пульс. Из-за задержки в самом рефлексе пульс повышается и снижается примерно каждые 10 секунд: это ритм 0,1 Гц в мощности LF. Подробнее: Барорефлекс объясняет три вещи, с которыми вы встретитесь дальше в курсе:
- Вставание. Когда вы встаёте, кровь скапливается в ногах, и давление падает. За секунды барорефлекс ослабляет тормоз и нажимает на газ, поэтому пульс растёт, а ВСР снижается. Вот почему поза важна для измерения.
- Мощность LF Мощность LF Дисперсия интервалов между ударами в диапазоне 0,04–0,15 Гц, в мс²: ритмы, повторяющиеся каждые 7–25 секунд. Раньше её считали показателем симпатической активности, но теперь это оспаривают. Подробнее: Мощность LF . В спектре 10-секундная волна лежит в диапазоне низких частот (LF). В покое LF в основном отражает барорефлекс, а не симпатические нервы (Shaffer, McCraty и Zerr, 2014).
- Медленное дыхание. Дыхание с частотой около 6 вдохов в минуту, один вдох за 10 секунд, совпадает по ритму с этой волной. Две волны складываются, и пульс колеблется с большим размахом.
Вдох и выдох
В уроке 1 вы почувствовали, как пульс ускоряется на вдохе и замедляется на выдохе. Теперь понятно, почему. На вдохе вагусный тормоз немного ослабевает, и сердце ускоряется. На выдохе тормоз снова усиливается, и сердце замедляется. Такая картина называется дыхательной синусовой аритмией.
Поэтому от того, как вы дышите, зависит ВСР. Медленное ровное дыхание делает волну на ритмограмме больше. У большинства взрослых самые большие колебания возникают при частоте примерно от 4,5 до 6,5 вдохов в минуту. Шесть вдохов в минуту — это медленный счёт: 5 на вдох и 5 на выдох. При такой частоте дыхание совпадает с 10-секундной волной рефлекса на давление, описанной выше, и подъёмы и спады пульса растут. В уроке 13 есть модель, с которой можно дышать в такт.
Больший размах колебаний при медленном дыхании — нормальная реакция. Это не значит, что медленное дыхание лечит какое-либо заболевание. О том, что говорят исследования о дыхательной практике в течение нескольких недель, читайте в материале могут ли дыхательные упражнения повысить ВСР.
Что «высокая ВСР» говорит о нервной системе
Если в покое ВСР выше обычной для вас, это часто означает, что вагусный тормоз активнее. Это согласуется с отдыхом, восстановлением и спокойствием.
Со словом «стресс» будьте осторожны. ВСР отражает работу нервной системы, и её меняет множество вещей помимо тревоги: поза, дыхание, разговор, движение, еда или время суток. Тяжёлая тренировка накануне, поздний ужин или короткая ночь тоже могут её изменить. О том, как ВСР связана с тревогой и настроением, читайте в материалах ВСР и стресс и снижает ли тревога ВСР.
Почему это важно для ваших измерений
Блуждающий нерв реагирует в пределах одного удара, поэтому почти всё, что вы делаете, может изменить ВСР прямо сейчас. Исследователи справляются с этим, измеряя каждый раз в одинаковых условиях: в одной позе, дав себе несколько минут успокоиться, не разговаривая и не двигаясь, дыша в обычном ритме.
Эту привычку можно перенять. Измерение, сделанное сидя за разговором, не совпадёт с измерением, сделанным лёжа неподвижно после пробуждения. О том, как сделать хорошее измерение, рассказывает урок 9.
Основы изложены в материале что такое ВСР. Дальше, в уроке почему более высокая ВСР не всегда лучше, вы увидите, когда высокое значение — не хорошая новость.