簡單呼吸調節自律神經

 

RSA的生理回饋機制(Respiratory sinus arrhythmia -RSA biofeedback )

自律神經系統包含交感神經及副交感神經系統,它能調控心跳、呼吸速率。當交感神經系統作用時,心跳、呼吸速率加快以因應壓力反應;而副交感神經系統作用時,心跳、呼吸速率則減緩以讓身體能夠獲得休息,使得身體恢復體力及修復因壓力反應產生的損耗[1]。

健康成年人正常呼吸時 (大約每分鐘12-18次),心率並不會完全隨呼吸產生變化;但是,當呼吸速度變慢時,心率開始跟隨呼吸做週期性變化。吸氣時心率加快,吐氣時心率變慢,特別在緩慢深呼吸時更為明顯 (圖一),此種現象稱為呼吸竇性心律不整(respiratory sinus arrhythmia; RSA,[2])。

RSA為一種正常生理現象,目前已知的機制可分為中樞與周邊。中樞: 吸氣時,呼吸調節控制中樞對副交感神經調節中樞疑核 (nucleus ambiguous) 的神經元活性產生抑制作用,導致吸氣時副交感神經作用減低,心跳加速;反過來吐氣時造成心跳減慢。

周邊: 吸氣時,因胸腔擴大造成胸內壓下降,此時腔靜脈回流入右心房血量↑→右心室血量射出↑,又因為吸氣導致肺擴張,使得血液滯留在肺部微血管 (肺牽張反射) 而導致流入左心房血液減少→動脈血壓下降→感壓接受器* (baroreceptor) 反應降低,此訊號經由上傳的迷走神經 (afferent vagus nerve) 傳達至孤束核 (NTS**),進而抑制副交感神經並且讓交感神經活性增加,最終使得心跳加快;吐氣運動則讓胸壓上升,反過來抑制交感神經,促進副交感神經活化,使得心跳速率減低 (圖二)。

由於此種生理回饋過程需要花費一段時間,因此只有當呼吸速度變慢時,人體的血壓、心跳等心血管系統才能收到此生理回饋作用而表現出與呼吸一致的變化[3, 4],此時表示自律神經系統協調越強。由於副交感神經系統中的迷走神經支配大部分的心血管系統與呼吸系統,所以調慢呼吸頻率可以透過RSA機制來加強活化副交感神經,進而使身體能夠適度放鬆。目前RSA 生理回饋的呼吸技巧已經被應用在臨床,用來減緩焦慮感受及日常生活壓力所產生的生理不適[5-7]。

圖一 不同呼吸頻率對心率變化的影響
圖二 RSA生理回饋機制

*Baroreceptors: 主要位在心臟主動脈弓 (arotic arch) 與頸部頸動脈竇 (carotid sinus)的血管壁,其參與感壓反射(Baroreflex)的血壓、心跳調控。

**Nucleus Tractus Solitarius (縮寫NTS,中文孤束核): 位在腦幹包含輸入與輸出神經纖維,其中上傳神經纖維當中具有副交感興奮神經元與交感抑制神經元,可將身體與內臟的神經訊號傳入到杏仁核、下視丘等掌管情緒的腦區[8]。

 

參考資料

  1. Kreibig, S.D., Autonomic nervous system activity in emotion: a review. Biol Psychol, 2010. 84(3): p. 394-421.
  2. Lehrer, P.M. and R. Gevirtz, Heart rate variability biofeedback: how and why does it work? Frontiers in Psychology, 2014. 5.
  3. McCraty, R., Science of the heart. Vol. 2. 2015.
  4. Vaschillo, E.G., B. Vaschillo, and P.M. Lehrer, Characteristics of resonance in heart rate variability stimulated by biofeedback. Appl Psychophysiol Biofeedback, 2006. 31(2): p. 129-42.
  5. 張文典、蔡建宗、林鋐宇、劉榮啟、黎秉東, 更年期憂鬱症狀與心律變異度及相關因子之探討. 身心障礙研究, 2012. 10(3): p. 196-210.
  6. C. U. JONES, B.S., O. PACHIRAT, D. A. JONES, Slow Breathing Training Reduces Resting Blood Pressure and the Pressure Responses to Exercise. Physiol. Res. , 2015. 64: p. 673-682.
  7. 劉駿榮、涂冠宇、林秀綾、葉瓊璣, 比較不同吸-呼比率之慢速呼吸對門診焦慮患者之影響. 醫學與健康期刊, 2014. 3(1): p. 57-66.
  8. Guyenet, P.G., The sympathetic control of blood pressure. Nat Rev Neurosci, 2006. 7(5): p. 335-46.
AUTHOR: 張張張

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