مدل سازی مقررات عصبی پایان دهنده استرس و تاثیر آن بر سلامت

مقدمه مقدماتی

استرس یک جنبه ناتوان از زندگی انسان است که توسط یک ارتباط پیچیده بین سیستم های عصبی و endocrine شکل می گیرد، این تنظیم نورواندوسرین بر چگونگی درک بدن، پاسخ دادن به و بازیابی از عوامل استرس زا، هنگامی که عملکرد بهینه، آن را تضمین بقا و سازگاری، پاسخ های استرس مزمن یا غیر منظم می تواند سلامت را به روش های درک عمیق از این روش های تنظیم کننده های ضروری برای بهبود بخشد.

پاسخ استرس عصبی

واکنش بدن به استرس شامل دو محور اولیه است: هیپوthalamic-pituitary-adآدرنالین (HPA) محور و سیستم بولینجر (SAM) روان شناسی (SAM) با هم، آنها یک خروجی هماهنگ را تنظیم می کنند که انرژی و توجه را بسیج می کند.

محور فرضیه-Pituitary-Adآدرنالین (HPA)

هنگامی که مغز یک تهدید را درک می کند - چه روانی یا فیزیکی - هسته پاراتروپاتی هیپوتالاموس هورمون corticotropinreating هورمون (CRH) CRH از طریق سیستم پورتال مایع فیبروئیدی به یک غده هیپوفیز، تحریک انتشار هورمون ترشح adrenocortic (AC) به هر حال به تقویت حافظه طولانی مدت کورتیزول در سلول های ترشح خون و تقویت آن منجر می شود.

سیستم Sympathetic-Adآدرنالین (SAM)

در حال حاضر، سیستم عصبی سمپاتیک به سرعت فعال می شود. هیپوتالاموس از طریق فیبرهای سمپاتیک قبل ازganglionic، تحریک می کند، و منجر به انتشار epinephrine و نورپینفرین می شود.این کاتچین ها ضربان قلب، فشار خون، برونشیلاسیون را افزایش می دهند و انرژی فوری را با ترویج گلیوژن و لیپولیزوس فعال سازی کوتاه مدت، یا پاسخ کوتاه مدت طراحی نمی کنند.

مقررات بازخورد و Homeostasis

برای جلوگیری از فعال سازی، محور HPA از حلقه های بازخورد منفی استفاده می کند.کورتیستول به گیرنده های گلوکوکورتیکوئید در هیپوکامپ، هیپوتالاموس و هیپوفیز متصل می شود، جلوگیری از انتشار بیشتر CRH و ACTH. این تنظیم حلقه بسته سطح هورمون را در محدوده فیزیولوژیکی محدود حفظ می کند.هنگامی که بازخورد اختلال می یابد - به دلیل تنوع ژنتیکی، کمبود اولیه، و یا اثرات مداوم - آسیب پذیر می شود.

مدل سازی مقررات استرس

برای کشف پیچیدگی دینامیک نوراندوکیرین، محققان مدل هایی را ایجاد می کنند که دانش بیولوژیکی را با داده های کمی ادغام می کنند.این مدل ها از چارچوب های مفهومی تا شبیه سازی های محاسباتی پیچیده است.

مدل های مفهومی و مکانیکی

مدل های اولیه محور HPA را به عنوان یک مدار بازخورد منفی ساده توصیف کردند. اصلاحات بعدی شامل تاخیرهای متعدد زمان، عدم خطی و تعاملات با سیستم های دیگر مانند سیستم های عصبی ایمنی و autonomic می شود.

مدل های ریاضی و محاسباتی

مدل سازی کمی راه دقیق برای پیش بینی پاسخ های استرس در شرایط مختلف فراهم می کند.این ابزارها به شناسایی پارامترهای حیاتی که از حالت های پاتولوژیک سالم هستند کمک می کنند.

مدل های مختلف معادلات

بیشتر مدل های ریاضی محور HPA از معادلات دیفرانسیل معمولی (ODEs) برای نشان دادن غلظت هورمون در طول زمان استفاده می کنند.برای مثال، یک مدل سه بعدی ODE ممکن است CRH، ACTH و غلظت کورتیزول، از جمله شرایط تولید، ترخیص و بازخورد جلوگیری از پارامترهای مانند نرخ تولید و حساسیت گیرنده از داده های تجربی تخمین زده می شود.

برآورد پارامتر و تنوع فردی

یکی از بزرگترین نقاط قوت مدل سازی ریاضی توانایی در حساب کردن تفاوت های متقابل فردی است.با پارامترهای مدل مناسب برای داده های کورتیزول هر فرد، محققان می توانند وضعیت عملکردی محور HPA خود را کاهش دهند - چه بازخورد ضعیف است، ترخیص تغییر می کند یا حساسیت به هورمون ها کاهش می یابد. این مدل های شخصی راه را برای مداخلات تقویت شده در اختلالات مرتبط با استرس هموار می کنند.

برنامه های مدل در تحقیقات و پزشکی

مدل های محاسباتی برای شبیه سازی نتایج استراتژی های درمانی، مانند اثرات دشمنان گیرنده گلوکوکورتیکوئید یا مسدود کننده های گیرنده CRH استفاده شده است، آنها همچنین طراحی تجربی را با شناسایی نقاط کلیدی زمان برای نمونه گیری، مدل های کمک می کنند تا اتصال بین محور HPA و ساعت شبانه را توضیح دهند.همانطور که تکنیک های یادگیری ماشین با mechanistic ادغام شده است، رویکردهای مدل سازی ترکیبی در حال ظهور هستند که می توانند داده های زیستی را پیش بینی کنند - و تشخیص دهند.

تاثیر استرس مزمن بر سلامت

در حالی که استرس حاد سازگار است، استرس مزمن یک عامل خطر شناخته شده برای بسیاری از شرایط پزشکی است.این مکانیسم ها شامل قرار گرفتن در معرض کورتیزول پایدار و کاتولامین، سیگنال ایمنی تغییر یافته و تغییرات اپی ژنتیک است.

بیماری های قلبی عروقی

فعال سازی طولانی مدت سیستم SAM فشار خون و ضربان قلب را بالا می برد، ترویج التهاب عروقی و آترواسکلروز مطالعات نشان می دهد که افراد مبتلا به فشار شغلی بالا یا فرسودگی خطر 40-50٪ افزایش خطر ابتلا به بیماری قلبی کرونر دارند. Elevated کورتیزول همچنین به چاقی شکمی و مقاومت به انسولین کمک می کند، خطر ابتلا به بیماری های قلبی عروقی (نگاه کنید:0 WHO راهنمایی در مورد سلامت و جزئیات بیشتر).

اختلالات متابولیکی و چاقی

کورتیزول اشتها را تحریک می کند، به ویژه برای غذاهای پر کالری و ترویج رسوب چربی التهابی.این می تواند منجر به سندرم متابولیک، خوشه ای از شرایط از جمله فشار خون، هیپرگلیسمی و دیسپیدمی شود. بازخورد HPA اغلب در افراد مبتلا به چاقی مشاهده می شود. علاوه بر این، استرس مزمن الگوهای خواب را مختل می کند، بیشتر شبیه هورمون های کنترل کننده اشتها مانند leptineptinept و leptinreineptinreinreinreinre.

سیستم Immune سیستم سرکوب

Glucocorticoids قوی ایمنی هستند در حالی که این در autoimmunity مفید است، افزایش مداوم حساسیت به عفونت و درمان زخم را مختل می کند. محور HPA به طور دو جهت با سیستم ایمنی از طریق سیتوکین ارتباط می دهد؛ به عنوان مثال، interleukin-6 می تواند محور HPA را فعال کند، ایجاد یک حلقه بازخورد که می تواند در التهاب مزمن سازگار شود.

عواقب سلامت روان

تنظیم مقررات محور HPA یکی از ثابت ترین یافته های بیولوژیکی در اختلال افسردگی عمده و اختلالات اضطراب است. تقریبا 50٪ از افراد افسرده هیپرکورتیزولمی را نشان می دهند و افرادی که سابقه ترومای دوران کودکی دارند اغلب واکنش کورتیزول را تغییر می دهند. هیپوکامپ، غنی از گیرنده های گلوکوکورتیکوئید، در برابر یک تریتروفی با استرس پایدار آسیب پذیر است که با نقص های حافظه و اختلالات خلق و خلق و خوی ارتباط دارد.

استراتژی های بهبود مقررات نوروتوسین

مداخلات که عملکرد محور HPA را عادی می کنند و بیش فعالی را کاهش می دهند با نتایج سلامت بهتر همراه هستند.یک رویکرد چند جانبه موثرتر است.

ذهنیت و مدیتیشن

برنامه های کاهش استرس مبتنی بر ذهنیت (MBSR) به سطح کورتیزول پایه پایین تر نشان داده شده است و حساسیت بازخورد منفی را افزایش می دهد. مطالعات تصویربرداری عصبی نشان می دهد که مدیتیشن باعث کاهش واکنش آمیگدال و تقویت مقررات پیش از پیش زمینه محور HPA می شود. یک کارآزمایی کنترل شده تصادفی نشان داد که 8 هفته MBSR منجر به کاهش نشانگرهای استرس و بهبود کیفیت زندگی در بیماران مبتلا به استرس مزمن (برای یک چشم انداز بالینی [F] می بیند:

فعالیت فیزیکی

ورزش منظم پاسخ نورواندئورین را با افزایش لحن پاراسمپاتیک پایه و افزایش حساسیت گیرنده گلوکوکورتیکوئیدی تنظیم می کند.به ویژه، نشان داده شده است که کاهش واکنش کورتیزول به استرس روانی است، با این حال، آموزش بیش از حد بدون بهبودی می تواند اثر معکوس، افزایش کورتیزول و خطر ابتلا به سندرم آموزش بیش از حد را داشته باشد.

خواب Hygiene

خواب و محور HPA به طور دقیق مرتبط هستند: کورتیزول به طور معمول در طول خواب زودرس سرکوب می شود و به صبح افزایش می یابد. محرومیت خواب مزمن منجر به افزایش کورتیزول عصر و تغییر در ریتم شبانه روز می شود. تمرین هایی مانند حفظ برنامه های خواب- بیداری مداوم، کاهش قرار گرفتن در معرض نور آبی قبل از خواب، و مدیریت مصرف کافئین شب کمک به بازگرداندن مناسب نور درمانی شناختی برای بی خوابی (BT-I) به ویژه می تواند موثر باشد.

حمایت اجتماعی و روان درمانی

شواهد از اپیدمیولوژی و علوم اعصاب نشان می دهد نقش محافظتی اتصالات اجتماعی.حمایتی روابط متقابل HPA پاسخ محور، کاهش واکنش کورتیزول به عوامل استرس زا حاد.روان درمانی مانند درمان رفتاری شناختی (CBT) و درمان متمرکز بر احساسات نشان داده شده است به عادی سازی عملکرد HPA در بیماران مبتلا به افسردگی و PTSD.

بهبود رویکرد شخصی به مدیریت استرس

همانطور که درک ما از سیستم استرس نوراندوکیرین عمیق تر می کند، بنابراین پتانسیل مداخلات شخصی سازی شده را دارد. دستگاه های پوشیدنی در حال حاضر اجازه می دهند نظارت مداوم از تنوع ضربان قلب و الگوهای فعالیت، که با فعالیت autonomic و HPsensorA همراه با مدل های محاسباتی که پروفایل های خطر را در زمان واقعی به روز می کنند، افراد می توانند توصیه های مناسب برای ورزش، خواب، یا تمرینات آرام، تنظیمات بالینی، راهنمای بالینی را برای داروهای ضد میکروبی هدف قرار دهند.

گسترش تحقیقات در مورد تفاوت های جنسی، پنجره های توسعه و تعاملات ژن-محیطی بیشتر این مدل ها را اصلاح می کند، در نهایت، با استفاده از شکاف بین مدل سازی مکانیکی و ابزارهای بهداشتی عملی وعده تبدیل استرس از یک تهدید پنهان به ابعاد قابل کنترل رفاه انسان را دارد.