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Respiración lenta gradual, su efecto sobre la salud.

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He escrito un programa de computadora que emite un pitido, luego emite un pitido después de 10 segundos, luego emite un pitido después de 11 segundos, luego emite un pitido después de 12 segundos, etc.

Probé el siguiente "experimento" en mí mismo: respiro solo una vez entre los pitidos, de modo que disminuya la respiración hasta que no pueda hacerlo.

Después de terminar este "entrenamiento" y volver a respirar normalmente, sentí una "frescura" enorme.

¿Este experimento es seguro para la salud? ¿Cómo influye en la salud?


Puede intentar reducir la velocidad de su respiración, pero el cuerpo la acelerará si lo requiere. Lo que probablemente hayas hecho es relajado y básicamente meditado. No es la respiración, sino la relajación para hacer más lenta la respiración y el enfoque lo que te ha refrescado. Yo digo que realices algunos experimentos, como escuchar música relajante y relajarte y no controlar tu respiración y ver si sientes lo mismo.

// actualizando la respuesta

Disminuir la velocidad de su respiración acumula dióxido de carbono en su cuerpo. Esto es malo para el cuerpo y te obliga a respirar. De hecho, nuestra respiración está seriamente controlada de manera que nuestro cuerpo controle estrictamente el dióxido de carbono (o más correctamente el pH) en nuestra sangre. Hay algunos grupos de pacientes en los que existe una respiración lenta permanente. En estas personas su dióxido de carbono sube y los riñones tienen que compensar.


Respirar para mejorar su salud

Se ha demostrado que la respiración lenta, profunda y constante tiene beneficios en el tratamiento de afecciones que van desde migrañas y síndrome del intestino irritable hasta trastornos de ansiedad y dolor.

Sumathi Reddy

Respire hondo y relájese.

Detrás de ese consejo común hay una serie compleja de procesos fisiológicos que calman el cuerpo, ralentizan el corazón y ayudan a controlar el dolor.

Respirar y controlar la respiración es una de las formas más fáciles de mejorar la salud física y mental, dicen los médicos y psicólogos. Se ha demostrado que la respiración lenta, profunda y constante tiene beneficios en el tratamiento de afecciones que van desde migrañas y síndrome del intestino irritable hasta trastornos de ansiedad y dolor.

"Si te entrenas para respirar un poco más lento, puede tener beneficios para la salud a largo plazo", dijo Murali Doraiswamy, profesor de psiquiatría en el Centro Médico de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte. La respiración profunda activa una respuesta de relajación, dijo, "potencialmente disminuyendo la inflamación, mejorando la salud del corazón, estimulando su sistema inmunológico y tal vez incluso mejorando la longevidad ”.

Para ayudar a fomentar el hábito de una respiración saludable, una startup de tecnología de San Francisco lanzó recientemente un dispositivo portátil llamado Spire que rastrea los patrones de respiración y les dice a los usuarios cuando están demasiado tensos o ansiosos. “Uno de los objetivos de este trabajo fue, '¿Cómo puedes hacer que sea tan sencillo cambiar a la calma o la concentración para que la gente no tenga que dejar de hacer lo que está haciendo?'”, Dijo Neema Moraveji, cofundadora de Spire y director del Calming Technology Lab de la Universidad de Stanford.

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Respiración lenta gradual, su efecto en la salud - Biología

Respiración opcional: activación del diafragma
Las experiencias cotidianas de la respiración para la mayoría de las personas no capacitadas son mucho más inconsistentes de lo que uno supondría. Las prácticas de yoga a menudo enseñan primero a las personas a observar su propia respiración para finalmente familiarizar al estudiante con las sensaciones de la respiración. Por lo tanto, un aspecto significativo en el aprendizaje de técnicas de respiración es la conciencia de la diferencia entre la respiración suave y uniforme y la respiración irregular. Las modificaciones en los patrones respiratorios son algo natural para algunas personas después de una lección, sin embargo, puede llevar hasta seis meses reemplazar los malos hábitos y, en última instancia, cambiar la forma en que uno respira (Sovik, 2000). La regla general, a menudo observada en estudios, y particularmente observada por Gallego et al. (2001) fue que si se repite un acto voluntario, se produce un aprendizaje y los procesos neurofisiológicos y cognitivos que sustentan su control pueden cambiar. Gallego et al. Continúe diciendo que, si bien se pueden hacer algunos cambios, se justifica la necesidad de estudios a más largo plazo para comprender mejor las fases que demandan atención involucradas con estos cambios respiratorios.

Aunque el diafragma es uno de los órganos principales responsables de la respiración, algunos yóguicos creen que no funciona correctamente en muchas personas (Sovik, 2000). Por lo tanto, a menudo se hace hincapié en la respiración diafragmática, en lugar del uso de los músculos del pecho hiperactivos. Anatómicamente, el diafragma se encuentra debajo de los pulmones y por encima de los órganos del abdomen. Es la separación entre las cavidades del torso (la superior o torácica y la inferior o abdominal). Está adherido a la base de las costillas, la columna y el esternón. Como se describió anteriormente, cuando el diafragma se contrae, las fibras medias, que se forman en forma de cúpula, descienden hacia el abdomen, lo que hace que el volumen torácico aumente (y la presión disminuya), lo que lleva aire a los pulmones. La práctica de técnicas de respiración adecuadas tiene como objetivo eliminar los músculos del pecho accesorios mal utilizados, con más énfasis en la respiración diafragmática.

Con la respiración diafragmática, el foco de atención inicial está en la expansión del abdomen, a veces denominada respiración abdominal o abdominal. Haga que un cliente coloque una mano sobre el abdomen por encima del ombligo para sentir cómo lo empuja hacia afuera durante las inhalaciones. A continuación, el enfoque respiratorio incluye la expansión de la caja torácica durante la inhalación. Para ayudar a un estudiante a aprender esto, intente colocar el borde de las manos junto a la caja torácica (al nivel del esternón). La respiración diafragmática correcta provocará una expansión lateral notable de la caja torácica. La respiración diafragmática debe practicarse en decúbito supino, prono y erguido, ya que son las posiciones funcionales de la vida diaria. Finalmente, la respiración diafragmática se integra con movimientos físicos, asanas, durante la meditación y durante la relajación. De manera análoga al ciclista experimentado, que es capaz de mantener el equilibrio sin esfuerzo mientras monta en bicicleta, el practicante capacitado en respiración diafragmática puede centrar la atención en las actividades de la vida diaria mientras realiza la respiración diafragmática de forma natural. En resumen, Sovik sugiere que las características de una respiración óptima (en reposo) son que es diafragmática, nasal (inhalación y exhalación), suave, profunda, uniforme, tranquila y libre de pausas.

Respuestas a algunas preguntas comunes sobre la respiración
Las siguientes son algunas respuestas a preguntas comunes sobre la respiración adaptadas de Repich (2002).
1) ¿Cómo se respira profundamente?
Aunque muchas personas sienten que una respiración profunda proviene únicamente de la expansión del pecho, la respiración desde el pecho (en sí misma) no es la mejor manera de respirar profundamente. Para respirar profundamente, aprenda a respirar desde el diafragma mientras simultáneamente expande el pecho.
2) ¿Qué sucede cuando se siente sin aliento?
La falta de aliento es a menudo una respuesta de su huida o lucha contra la hormona y el sistema nervioso que provocan que los músculos del cuello y el pecho se tensen. Esto dificulta la respiración y le da a la persona esa sensación de falta de aliento.
3) ¿Qué es el síndrome de hiperventilación?
El síndrome de hiperventilación también se conoce como sobrerrespiración. Respirar con demasiada frecuencia provoca este fenómeno. Aunque se siente como una falta de oxígeno, este no es el caso en absoluto. La respiración excesiva hace que el cuerpo pierda una cantidad considerable de dióxido de carbono. Esta pérdida de dióxido de carbono desencadena síntomas como jadeo, temblores, asfixia y la sensación de estar asfixiado. Lamentablemente, la sobrerrespiración a menudo perpetúa más sobrerrespiración, bajando más los niveles de dióxido de carbono y, por lo tanto, se convierte en una secuencia desagradable. Repich (2002) señala que este síndrome de hiperventilación es común en el 10% de la población. Afortunadamente, la respiración lenta y profunda lo alivia fácilmente. Las respiraciones deliberadas, incluso profundas, ayudan a la persona a hacer la transición a un patrón de respiración diafragmático preferible.
4) Cuando siente que le falta el aire, ¿necesita respirar más rápido para obtener más aire?
En realidad, todo lo contrario. Si respira rápido, puede comenzar a respirar en exceso y disminuir sus niveles de dióxido de carbono. Una vez más, se recomienda la respiración diafragmática profunda y lenta.
5) ¿Cómo saber si está hiperventilando?
A menudo, una persona no se da cuenta de cuándo está hiperventilando. Por lo general, la atención se centra más en la situación que provoca ansiedad y que provoca la respiración rápida. Con la hiperventilación hay una respiración torácica mucho más rápida y, por lo tanto, el pecho y los hombros se moverán visiblemente mucho más. Además, si toma entre 15 y 17 respiraciones por minuto o más (en una situación sin ejercicio), esta podría ser una medida más cuantificable de hiperventilación probable.

Pensamientos finales
La investigación es muy clara en cuanto a que los ejercicios de respiración (p. Ej., Respiración pranayama) pueden mejorar el tono parasimpático (inhibir las respuestas neurales), disminuir la actividad nerviosa simpática (excitadora), mejorar la función respiratoria y cardiovascular, disminuir los efectos del estrés y mejorar la salud física y mental ( Pal, Velkumary y Madanmohan, 2004). Los profesionales de la salud y el fitness pueden utilizar este conocimiento e incorporar regularmente ejercicios adecuados de respiración lenta con sus estudiantes y clientes en sus clases y sesiones de entrenamiento.

Barra lateral 1. ¿Qué es el asma? ¿Y cinco mitos comunes asociados con él?
La palabra & quotasthma & quot se deriva de la palabra griega que significa & quot; soplar o jadear & quot. & # 148 Los síntomas típicos del asma incluyen sibilancias, dificultad para respirar, opresión en el pecho y tos persistente. Los ataques de asma se desarrollan a partir de una respuesta involuntaria a un desencadenante, como el polvo doméstico, el polen, el tabaco, el humo, el aire del horno y el pelaje de los animales.
El asma provoca una respuesta inflamatoria en los pulmones. Los revestimientos de las vías respiratorias se hinchan, el músculo liso que los rodea se contrae y se produce un exceso de moco. El flujo de aire ahora es limitado, lo que dificulta que el oxígeno llegue a los alvéolos y al torrente sanguíneo. La gravedad de un ataque de asma está determinada por la restricción de las vías respiratorias. Cuando las vías respiratorias de un asmático se inflaman de forma crónica, solo se necesita un leve desencadenante para provocar una reacción importante en las vías respiratorias. Los niveles de oxígeno pueden volverse bajos e incluso poner en peligro la vida. A continuación, se muestran algunos de los mitos comunes sobre el asma.
Mito 1) El asma es una enfermedad mental
Debido a que las personas que padecen asma a menudo tienen ataques cuando enfrentan estrés emocional, algunas personas lo han identificado como una condición psicosomática. El asma es una condición fisiológica real. Sin embargo, los estímulos emocionales pueden actuar como desencadenantes del asma, empeorando un brote de asma.
Mito 2) El asma no es un problema de salud grave
¡Todo lo contrario! Los ataques de asma pueden durar varios minutos o durar horas. Con la agitación prolongada del asma, la salud se ve cada vez más amenazada. De hecho, si una obstrucción de las vías respiratorias se vuelve grave, la víctima puede experimentar insuficiencia respiratoria, lo que provoca desmayos y posible muerte.
Mito 3) Los niños superarán el asma a medida que maduran hasta la edad adulta
La mayoría de las personas que padecen asma lo tendrán de por vida, aunque algunas personas parecen superarlo con la edad.
Mito 4) Los asmáticos no deben hacer ejercicio
Los asmáticos pueden y deben hacer ejercicio. Es importante que encuentren los tipos de ejercicio con los que se sientan más cómodos, así como el mejor lugar y momento para realizarlos.
Mito 5) No es que muchas personas se vean afectadas por el asma
Según el Centro Nacional de Estadísticas de Salud (2002), 20 millones de personas sufren de asma en los EE. UU. El asma puede poner en peligro la vida, ya que se cobró la vida de aproximadamente 4.261 muertes en 2002. Los investigadores no tienen claro si esto se debe a una atención preventiva inadecuada, crónica uso excesivo de medicamentos para el asma, o una combinación de ambos factores.
Fin

Referencias:
Collins, C. (1998). Yoga: intuición, medicina preventiva y tratamiento. Revista de enfermería obstétrica, ginecológica y neonatal, 27 (5) 563-568.

Gallego, J., Nsegbe, E. y Durand, E. (2001). Aprendizaje en control respiratorio. Modificación de comportamiento, 25 (4) 495-512.

Guz, A. (1997). Cerebro, respiración y disnea. Fisiología de la respiración. 109, 197-204.

Jerath, R., Edry J.W, Barnes, V.A. y Jerath, V. (2006). Fisiología de la respiración pranayámica prolongada: los elementos respiratorios neurales pueden proporcionar un mecanismo que explique cómo la respiración lenta y profunda cambia el sistema nervioso autónomo. Hipótesis médica, 67, 566-571.

Centro Nacional de Estadísticas de Salud. (2002). Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU. Centros de Control y Prevención de Enfermedades.
http://www.cdc.gov/nchs/products/pubs/pubd/hestats/asthma/asthma.htm

Pal, G.K. Velkumary, S. y Madanmohan. (2004). Efecto de la práctica a corto plazo de ejercicios de respiración sobre las funciones autónomas en voluntarios humanos normales. Revista India de Investigación Médica, 120, 115-121.

Repich, D. (2002). Superar las preocupaciones sobre la respiración. Instituto Nacional de Ansiedad y Estrés, Inc.

Ritz, T. y Roth, W.T. (2003). Intervención conductual en el asma. Modificación de comportamiento. 27 (5), 710-730.

Sovik, R. (2000). La ciencia de la respiración & # 150 La visión yóguica. Progress in Brain Research, 122 (Capítulo 34), 491-505.


Cómo funciona la muerte

A medida que la tecnología nos ayude a vivir más tiempo, también influirá en la forma en que morimos. Con una definición cerebral superior de la muerte, te vas cuando tu personalidad lo hace. Con una definición de muerte de todo el cerebro, has perdido la capacidad de respirar por tu cuenta nuevamente. Cada respiración proporciona el oxígeno necesario para la supervivencia del resto del cuerpo. Muy simple, la muerte comienza a suceder cuando su cuerpo no recibe el oxígeno que necesita para sobrevivir.

Diferentes células mueren a diferentes velocidades, por lo que la duración del proceso de muerte depende de qué células se vean privadas de oxígeno. El cerebro requiere una enorme cantidad de oxígeno pero mantiene muy poco en reserva, por lo que cualquier corte de oxígeno al cerebro resultará en la muerte celular en tres a siete minutos, por eso un derrame cerebral puede matar tan rápidamente. Cuando se corta la sangre del corazón, se produce un ataque cardíaco y también puede acabar con una vida con bastante rapidez. Pero dado que nuestros cuerpos no están diseñados para durar para siempre, a veces los sistemas del cuerpo simplemente se desgastan. Cuando alguien muere de una edad extremadamente avanzada y la familia está reunida alrededor del lecho de muerte, básicamente estás observando el colapso de estos sistemas.

Hay algunas señales externas de que estos sistemas se están desacelerando. La persona comenzará a dormir más para conservar la poca energía que le queda. Cuando esa energía se agota, el individuo puede perder el deseo de comer y luego beber. Tragar se vuelve difícil y la boca se seca mucho, por lo que obligar a la persona a comer o beber podría provocar asfixia. La persona moribunda pierde el control de la vejiga y los intestinos, pero los accidentes ocurrirán con menos frecuencia ya que esas funciones gastrointestinales también se apagan y consume menos.

Cualquier dolor que sienta la persona moribunda en este punto generalmente puede ser manejado por un médico de alguna manera, pero puede ser increíblemente difícil observar estos pasos finales de la vida de una persona. La etapa inmediatamente anterior a la muerte de una persona se llama fase agónica. La persona moribunda a menudo está desorientada y parecerá que no puede sentirse cómoda. También parecerá, desconcertantemente, que la persona no puede respirar. Puede haber pausas agonizantes entre respiraciones ruidosas y trabajosas. Si hay líquido acumulado en los pulmones, entonces esa congestión causará un sonido conocido como estertor de la muerte. A medida que las células del interior de una persona pierden sus conexiones, la persona puede comenzar a convulsionar o tener espasmos musculares.

No podemos saber exactamente cómo se siente la persona en este momento, aunque aquellos que han tenido experiencias cercanas a la muerte (ECM) parecen estar de acuerdo en que el proceso no es doloroso. Las ECM parecen tener algunas características en común, incluida una sensación de paz y bienestar, una sensación de separación del cuerpo físico y la sensación de caminar a través de la oscuridad para entrar en la luz. Puede leer más sobre las ECM en Cómo funcionan las experiencias cercanas a la muerte.

Algunos médicos piensan que una experiencia cercana a la muerte podría deberse a las endorfinas que el cuerpo libera en el momento real de la muerte [fuente: Nuland]. Cuando los latidos del corazón y la respiración se detienen, la persona está clínicamente muerta. No hay circulación y no llegan nuevas reservas de oxígeno a las células. Sin embargo, la muerte clínica también denota que este es un punto donde el proceso es reversible, mediante RCP, una transfusión o un ventilador.

El punto sin retorno es la muerte biológica, que comienza entre cuatro y seis minutos después de la muerte clínica. Una vez que los latidos del corazón se detienen, las células cerebrales solo tardan ese tiempo en comenzar a morir por falta de oxígeno. La reanimación es imposible en este momento.

Lo que crees que le ha sucedido a la esencia de la persona en este punto depende de tus creencias religiosas y culturales. Pero como revelará nuestro examen del cuerpo post mortem en la página siguiente, no hay mucho tiempo para sentarse y mirar el cadáver.


Abstracto

La hiperactividad simpática y la abstinencia parasimpática pueden causar y mantener la hipertensión. Este desequilibrio autonómico se relaciona a su vez con una sensibilidad barorrefleja arterial reducida o restablecida y una hiperventilación inducida por quimiorreflejos. La respiración lenta a 6 respiraciones / min aumenta la sensibilidad barorrefleja y reduce la actividad simpática y la activación quimiorrefleja, lo que sugiere un efecto potencialmente beneficioso en la hipertensión. Probamos si la respiración lenta era capaz de modificar la presión arterial en sujetos hipertensos y de control y mejorar la sensibilidad barorrefleja. Presión arterial continua no invasiva, intervalo RR, respiración y CO al final de la espiración2 (CO2-et) se monitorizaron en 20 sujetos con hipertensión esencial (56,4 ± 1,9 años) y en 26 controles (52,3 ± 1,4 años) en posición sentada durante la respiración espontánea y la respiración controlada a menor velocidad (6 / min) y más rápida (15 / min) frecuencia respiratoria. La sensibilidad barorrefleja se midió mediante análisis espectral autorregresivo y método de "ángulo alfa". La respiración lenta disminuyó las presiones sistólica y diastólica en sujetos hipertensos (de 149,7 ± 3,7 a 141,1 ± 4 mm Hg, PAG& lt0.05 y de 82.7 ± 3 a 77.8 ± 3.7 mm Hg, PAG& lt0.01, respectivamente). Respiración controlada (15 / min) disminución sistólica (a 142,8 ± 3,9 mm Hg PAG& lt0.05) pero no la presión arterial diastólica y la disminución del intervalo RR (PAG& lt0.05) sin alterar el barorreflejo. Se observaron hallazgos similares en los controles para el intervalo RR. La respiración lenta aumenta la sensibilidad barorrefleja en hipertensos (de 5,8 ± 0,7 a 10,3 ± 2,0 ms / mm Hg PAG& lt0.01) y controles (de 10,9 ± 1,0 a 16,0 ± 1,5 ms / mm Hg PAG& lt0.001) sin inducir hiperventilación. Durante la respiración espontánea, los sujetos hipertensos mostraron menor CO2 y una frecuencia respiratoria más rápida, lo que sugiere hiperventilación y sensibilidad barorrefleja reducida (PAG& lt0.001 versus controles). La respiración lenta reduce la presión arterial y mejora la sensibilidad barorrefleja en pacientes hipertensos. Estos efectos parecen potencialmente beneficiosos en el tratamiento de la hipertensión.

El desequilibrio autónomo tiene un papel importante en la etiología de la hipertensión. 1-4 Este desequilibrio, caracterizado por un aumento de la actividad simpática (con una posible reducción de la actividad parasimpática), está presente no solo en la hipertensión temprana y límite, sino que también contribuye al mantenimiento de la hipertensión sostenida. Además, varios factores de riesgo cardiovascular frecuentemente asociados con la hipertensión están relacionados etiológicamente con la activación simpática. 2,5 Al menos uno de los mecanismos asociados a este desequilibrio autonómico es la sensibilidad barorrefleja reducida. El barorreflejo se reduce o se restablece hacia valores elevados de presión arterial en la hipertensión, lo que reduce su capacidad para suprimir el aumento de la actividad simpática. 6 Un deterioro del barorreflejo tiene una relación directa con el aumento de la variabilidad de la presión arterial en 24 horas, que a su vez se correlaciona con el aumento del daño en los órganos diana. 7 Además, existen reportes que indican una activación quimiorrefleja en la hipertensión esencial, que puede ser un mecanismo adicional responsable del aumento de la actividad simpática. 8

Dado el valor clínico y pronóstico de reducir la activación simpática y aumentar la sensibilidad barorrefleja en la hipertensión, es interesante notar que la respiración lenta a 6 ciclos / min aumenta la sensibilidad barorrefleja en sujetos normales y pacientes con insuficiencia cardíaca crónica 9,10 y también reduce el nervio muscular. actividad simpática 11 y activación quimiorrefleja 12, lo que sugiere un efecto potencialmente beneficioso en la hipertensión. Sin embargo, hay poca evidencia sobre el efecto de la respiración lenta sobre el barorreflejo arterial en pacientes hipertensos, aunque algunos estudios recientes han demostrado que el ejercicio respiratorio guiado por dispositivos puede reducir la presión arterial en pacientes hipertensos. 13 Este estudio tiene como objetivo probar si la respiración lenta a 6 ciclos / min reduce la presión arterial en sujetos hipertensos y normales, y si este efecto está relacionado con una modificación en los mecanismos de control cardiovascular.

Métodos

Asignaturas

El protocolo del estudio fue aprobado por el comité de ética local y todos los sujetos dieron su consentimiento informado para participar en el estudio. Estudiamos a 20 pacientes con hipertensión arterial esencial (no tratados o después de un lavado farmacológico de 2 semanas) y 26 controles sanos. Se excluyeron las causas secundarias de hipertensión sobre la base de antecedentes negativos y ausencia de signos clínicos, función renal normal, electrolitos séricos normales y niveles plasmáticos normales de aldosterona y renina. Se excluyeron del estudio los sujetos que bebían & gt60 g de etanol por día o consumían regaliz, fumadores y mujeres que tomaban anticonceptivos orales. Evitamos realizar pruebas a las mujeres durante las fases menstrual y premenstrual. 14,15 La Tabla muestra los principales datos antropométricos y de laboratorio.

Características basales de los sujetos hipertensos y de control

Protocolo

Los sujetos fueron examinados a última hora de la mañana. Se permitió un desayuno ligero durante las primeras horas de la mañana, pero no se admitió café ni té el día del estudio. Después de 30 minutos de descanso tranquilo y familiarización con el laboratorio, obtuvimos registros de ECG, respiración (por cinturones inductivos), CO al final de la marea.2 (capnógrafo de flujo lateral COSMO, Novametrix) y presión arterial (modelo piloto, tonometría de Colin) durante 5 minutos de respiración espontánea, 2 minutos de respiración controlada a 6 ciclos / min y 2 minutos de respiración controlada a 15 ciclos / min para verificar el efecto de regularización simple de la frecuencia respiratoria a una frecuencia en el mismo rango de la espontánea. La respiración se controló mediante instrucciones visuales y bajo control continuo de la frecuencia respiratoria mediante el capnógrafo. Todas las grabaciones se obtuvieron con el sujeto en posición sentada y se realizaron en orden aleatorio.

Todas las señales se adquirieron continuamente en una computadora personal (Apple Macintosh G3) a 300 muestras por canal y se almacenaron en discos ópticos. A partir de estos datos, se obtuvieron las series de tiempo del intervalo RR y las presiones arteriales sistólica y diastólica. Los valores medios de estas señales se obtuvieron durante los distintos registros. CO al final de la espiración respiración a respiración2 (CO2-et), la frecuencia respiratoria y los cambios relativos en la ventilación minuto (Vm) y el volumen corriente (Vt) también se obtuvieron mediante un software interactivo escrito por uno de nosotros (L.B.) mediante el análisis de las señales inductivas del cinturón y mediante el análisis de los capnogramas. Los cambios en Vm y Vt se calcularon como porcentaje de aumento o disminución a partir de los registros obtenidos durante la respiración espontánea.

Para validar este método indirecto, registramos en cada sujeto el flujo espiratorio mediante un neumotacógrafo calentado (Fleish Metabo) conectado a una boquilla, junto con los cinturones inductivos, durante diversas frecuencias y profundidades respiratorias. Luego comparamos la amplitud de la señal inductiva durante cada respiración con el Vt obtenido por integración electrónica de la señal neumotacográfica. El coeficiente de correlación entre Vt o Vm medido con los 2 métodos osciló entre 0,984 y 0,822 (PAG siempre & lt0.0001). Por lo tanto, los cinturones inductivos podrían rastrear con éxito los cambios en la ventilación en términos relativos. En cambio, el uso de un neumotacógrafo durante todo el procedimiento podría haber alterado el patrón de respiración espontánea, como se mostró anteriormente. dieciséis

La sensibilidad del barorreflejo arterial se midió mediante análisis espectral utilizando el método de "ángulo alfa". 4,10 Este enfoque es un método aceptado para medir la sensibilidad barorrefleja. 17

Análisis estadístico

Los datos se presentan como media ± SEM. La comparación de variables se realizó mediante ANOVA para diseño mixto (modelo factorial para diferencias entre grupos, medidas repetidas para diferencias entre frecuencias respiratorias). Si la importancia general (PAG& lt0.05), luego se utilizó la prueba de Sheffe para evaluar las diferencias entre los diferentes patrones de respiración.

Resultados

Efectos de la respiración lenta sobre la presión arterial

En sujetos hipertensos, la respiración lenta disminuyó significativamente la presión arterial sistólica y diastólica (de 149,7 ± 3,7 a 141,1 ± 4 mm Hg, PAG& lt0.05, y de 82.7 ± 3 a 77.8 ± 3.7 mm Hg, PAG& lt0.01, respectivamente Figura 1), sin cambios significativos en el intervalo RR. Durante la respiración controlada a 15 / min, también encontramos una disminución significativa de la presión arterial sistólica (de 149,7 ± 3,7 a 142,8 ± 3,9 mm Hg, PAG& lt0.05 Figura 1) sin embargo, la presión arterial diastólica no cambió significativamente y el intervalo RR mostró un acortamiento significativo (PAG& lt0.05 Figura 1). Los controles mostraron las mismas tendencias para el intervalo RR pero sin diferencias significativas.

Figura 1. Efecto de la frecuencia respiratoria sobre el intervalo RR y la presión arterial. *PAG& lt0.05, †PAG& lt0.01 y ‡PAG& lt0.001 vs respiración espontánea §PAG& lt0.05, ∥PAG& lt0.01 y ¶PAG& lt0.001 versus controles #PAG& lt0.05, **PAG& lt0.01 y ††PAG& lt0.001 vs respiración controlada a 15 / min

Efectos de la respiración lenta sobre la sensibilidad barorrefleja

Durante la respiración espontánea, la sensibilidad barorrefleja estaba deprimida en los hipertensos en comparación con los controles (PAG& lt0.001 Figura 2). Sin embargo, respirar a 6 respiraciones / min aumentó significativamente la sensibilidad barorrefleja en hipertensos (de 5,8 ± 0,7 a 10,3 ± 2,0 ms / mm Hg PAG& lt0.01) y sujetos de control (de 10.9 ± 1.0 a 16.0 ± 1.5 ms / mm Hg PAG& lt0.001 Figura 2). En pacientes hipertensos, la sensibilidad barorrefleja aumentó a valores similares a los de los controles durante la respiración espontánea. Por lo tanto, la respiración lenta tuvo el efecto de normalizar de forma aguda la sensibilidad barorrefleja en estos pacientes. Por el contrario, la respiración controlada a 15 / min indujo sólo cambios menores y no significativos en la sensibilidad barorrefleja (de 5,8 ± 0,7 a 5,4 ± 0,9 ms / mm Hg PAG= NS) en sujetos hipertensos y en controles (de 10,9 ± 1,0 a 11,4 ± 1,0 ms / mm Hg PAG= NS).

Figura 2. Efecto de la frecuencia respiratoria sobre la sensibilidad barorrefleja. Símbolos como en la Figura 1.

Cambios respiratorios inducidos por hipertensión y respiración lenta

Los sujetos hipertensos mostraron una frecuencia respiratoria en reposo significativamente mayor (14,55 ± 0,82 frente a 11,76 ± 1,00 PAG& lt0.05) y un CO significativamente más bajo2-et valores en comparación con los sujetos de control (Figura 3). Durante la respiración controlada a 6 / min, no hubo cambios significativos en el CO2-et y en Vm. La falta de cambio en Vm, a pesar de la menor frecuencia respiratoria, fue atribuible a un aumento significativo en Vt en hipertensos y controles. La respiración controlada a 15 / min indujo una marcada disminución de CO2-et, particularmente en sujetos hipertensos, y un marcado aumento relativo de Vm y Vt (Figura 3).

Figura 3. Efecto de la frecuencia respiratoria sobre las variables respiratorias. Símbolos como en la Figura 1.

Discusión

Hallazgos principales

Descubrimos que la respiración acelerada y, en particular, la respiración lenta a 6 ciclos / min reducen la presión arterial en pacientes hipertensos. La reducción de la presión arterial durante la respiración lenta se asocia con un aumento en el brazo vagal de la sensibilidad barorrefleja, lo que indica un cambio en el equilibrio autónomo, relacionado con una reducción absoluta o relativa de la actividad simpática. Finalmente, los sujetos hipertensos mostraron signos de hiperventilación espontánea, lo que sugiere que las anomalías cardiovasculares y respiratorias podrían estar vinculadas por un patrón común de excitación que puede modificarse, al menos en parte, mediante la adopción de un patrón respiratorio específico.

Efecto de la respiración lenta sobre la modulación cardiovascular

Hay muchas explicaciones posibles para los presentes hallazgos. La respiración lenta a 6 ciclos / min tiene el efecto de arrastrar todas las fluctuaciones del intervalo RR, lo que hace que se fusionen a la frecuencia de la respiración y aumenten mucho en amplitud. Este aumento en las fluctuaciones del intervalo RR (en relación con los cambios de la presión arterial) tiene el efecto de mejorar la eficiencia del barorreflejo, 10,18 y, a su vez, podría haber contribuido a disminuir la presión arterial. Además, la respiración lenta puede reducir la actividad simpática al intensificar los ritmos inhibidores centrales 19 y, en consecuencia, también puede disminuir la presión arterial al tiempo que aumenta el barorreflejo. Además, el aumento de Vt (derivado de la disminución de la frecuencia respiratoria) activa el reflejo de Hering-Breuer, 9 que a su vez reduce la sensibilidad quimiorrefleja y, por tanto, podría potenciar el barorreflejo, con un efecto adicional en la reducción de la presión arterial y la actividad simpática. 9-12,20 Cualquiera que sea el mecanismo, es razonable suponer que los cambios en la actividad simpática y en la sensibilidad barorrefleja están interrelacionados. 20-22

El aumento de la sensibilidad barorrefleja depende de la frecuencia respiratoria lenta y no de la regularización obtenida al controlar la respiración porque la respiración controlada a una frecuencia fija y más rápida (15 / min) no produjo tal efecto. Sin embargo, es intrigante observar que la respiración controlada a 15 / min disminuyó la presión arterial a pesar de una disminución en el intervalo RR y sin cambios en la sensibilidad barorrefleja. Una posible especulación es que el control consciente de la respiración a un ritmo más rápido, al aumentar notablemente Vm, provocó taquicardia inducida por el simpático, mientras que, al mismo tiempo, la estimulación inducida por la inspiración de los receptores de estiramiento intratorácicos podría haber contrarrestado el barorreflejo. 23 Alternativamente o además, una regularización del ritmo durante la respiración controlada puede haber arrastrado ritmos inhibitorios centrales. 19

Interacción entre control cardiovascular y respiratorio

Tomando en conjunto este y estudios previos9-12,19, parece que la respiración lenta induce una disminución generalizada de las vías excitadoras que regulan los sistemas respiratorio y cardiovascular. Es importante considerar que los sistemas respiratorio y cardiovascular comparten mecanismos de control similares, por lo que las alteraciones en un sistema modificarán el funcionamiento del otro. 20,21 Por ejemplo, en la hipertensión esencial, se ha encontrado que la hiperactividad simpática se asocia con una mejora generalizada de las vías excitadoras, lo que lleva no solo a la vasoconstricción simpática, sino también a la activación del quimiorreflejo. 8,24 Por tanto, se puede esperar que una modificación en el control respiratorio afecte también al control del sistema cardiovascular. Debido a que la respiración también está bajo control voluntario, teóricamente es posible inducir tales cambios mediante la modificación voluntaria de la respiración. A su vez, esta práctica podría inducir con el tiempo efectos cardiovasculares y respiratorios a largo plazo, en última instancia independientes del control volitivo. ¿Hasta qué punto es de esperar esto?

We have shown previously that slow breathing reduces chemoreflex activation this was shown to occur almost immediately, even in untrained subjects, 9 thus suggesting a reflex origin, but also to persist in subjects with long-term training in slow breathing and even when breathing rate was forced to increase. 12 Furthermore, this was associated with a reduction of sympathetic activation and with an enhancement of the inhibitory pathways, such as the arterial baroreflex. 9,10

This demonstrated that slow breathing is indeed capable of inducing a modification in respiratory and cardiovascular control, and that appropriate training could induce a long-term effect. In subjects with chronic congestive heart failure, a condition known to induce sympathetic and chemoreflex activation, slow breathing induced a reduction in chemoreflexes and an increase in baroreflex. 10,25 We have also shown that in these patients, 1-month training in slow breathing could induce prolonged benefits, even in terms of exercise capacity. 25

Respiratory Modifications in Essential Hypertension

Our data showed that subjects with essential hypertension have a tendency to hyperventilate. Although absolute values of ventilation were not measured in the present study, the higher respiratory rate and the lower values of CO2-et clearly point to this conclusion. Our findings are also consistent with previous reports of an enhanced chemoreflex in essential hypertension. 8,20,24 This may have important consequences because it is well known that an enhanced chemoreflex can increase sympathetic activity and, in turn, increase blood pressure. 20,26,27 Therefore, manipulation of the breathing pattern bears a logical rationale because by using a voluntary stimulus on respiration, we can induce reflex changes on the cardiovascular system.

Our data show that slowing breathing rate does not induce hyperventilation because neither Vm nor CO2-et were changed despite the necessary increase in Vt. At the opposite, we found that subjects with long-term practice in slow breathing have higher CO2-et levels and lower Vm. 12 Previous studies show that individuals who regularly practice yogic breath control techniques that involve slow breathing, such as yoga 12 and Zazen meditation, tend to have slower baseline respiratory rate. 18 Because the CO2 is maintained within resting values, the slow breathing is well tolerated by the patients, and therefore it can be maintained for longer time with adequate training.

Study Limitations

In the present study, we did not find a decrease in heart rate during slow breathing (unlike in our previous study of patients with congestive heart failure 9 ). This could have been because of some difficulty in performing the test without any previous training. Data obtained in trained subjects indicate that slow breathing is also associated with a decrease in heart rate and a decrease in ventilation, together with an increase in CO2-et. This allows speculation that repetition of the tests after specific training would further enhance these positive effects.

Although we observed clear short-term effects of slow breathing, it remains to be assessed whether these changes persist after resuming normal respiration and whether longer-term practice will lead to stable modifications of blood pressure and of cardiovascular and respiratory control. Further studies are needed to assess the long-term effect on this practice in subjects with essential hypertension in terms of modifications in blood pressure and in terms of the possibility of correction of this respiratory control abnormality.

Conclusiones

Several previous studies have reported the increase in sympathetic activity in essential hypertension 1–4 and underlined its relevance to etiology, 2 progression, and connection with cardiovascular risk. 2,5 Many pharmacological and nonpharmachological interventions effective in treating essential hypertension, such as β-blocking agents, angiotensin-converting enzyme, angiotensin inhibitors, and physical exercise, 4 tend to reduce sympathetic activity. We presented new data indicating that slow breathing acutely reduces blood pressure in hypertension and improves baroreflex sensitivity. We have also shown that hypertensive subjects have a tendency to hyperventilate and on the basis of our present findings, we suggest that correction of hyperventilation could improve not only cardiovascular but also respiratory control abnormalities.

Perspectives

Slow breathing showed the potential to be a simple and inexpensive method to improve autonomic balance and respiratory control and reduce blood pressure in hypertensive patients. However, the present study only reports acute modifications, and whether an acute effect of respiration on blood pressure and baroreflex sensitivity could be maintained chronically remains to be assessed. Further research is required to establish the long-term reliability of these short-term findings.


Screening and Prevention - Arrhythmia

If you or your child is at increased risk of arrhythmia, the doctor may want to do a screening to assess the risk of a life-threatening event. Sometimes screening is required to participate in competitive sports. If your child carries a genetic risk of arrhythmia, your child’s doctor may recommend regular screening to monitor your child’s heart or other family members’ health. The doctor may also ask about risk factors and may suggest genetic testing if your child, parent, or other family member has a known or suspected arrhythmia or other heart condition. Heart-healthy lifestyle changes and other precautions can help decrease the risk of triggering arrhythmia.

Your doctor may recommend screening tests based on your risk factors, such as age or family history.

  • Un electrocardiogram (EKG or ECG) is the main test for detecting arrhythmia. An EKG records the heart’s electrical activity. Your doctor may do the test while you are at rest or may do a prueba de estrés, which records the heart’s activity when it is working hard. Your doctor may also give you a portable monitor to wear for a day or several days if no arrhythmia was detected during testing in the clinic. If you have a child who is at risk of arrhythmia because of a genetic condition, the doctor may recommend regular testing for your child and his or her siblings.
  • Genetic testing can help you understand your risk when a family member has been diagnosed with a genetic condition. Testing is especially important if your newborn or another close relative died suddenly and had a genetic risk. Your doctor may also suggest genetic testing if you have a history of fainting or have survived cardiac arrest or near drowning.
  • Imaging tests, such as cardiac magnetic resonance imaging (MRI), can help detect scarring or other problems that can increase your risk of arrhythmia.

Learn about prevention strategies that your doctor may recommend, including:

  • Avoiding triggers, such as caffeine or stimulant medicines, that can cause arrhythmias or make them worse. Your doctor can also help if you are trying to avoid illegal drugs.
  • Getting an implantable or wearable cardioverter defibrillator to prevent sudden cardiac arrest from arrhythmia if you have heart disease. Defibrillators can correct arrhythmias by sending an electric shock to the heart.
  • Making heart-healthy lifestyle changes, such as heart-healthy eating, being physically active, aiming for a healthy weight, quitting smoking, and managing stress
  • Monitoring you after surgery, if you are having heart surgery. The surgical team may also use medicine and maintain or supplement electrolyte levels during or after the procedure to prevent arrhythmia.

If you are the parents of a child with an inherited condition that increases the risk of arrhythmia, discuss prevention strategies with your pediatrician as part of your child’s care.

  • If your child is a newborn, follow safe sleep recommendations to help reduce the risk of sudden infant death syndrome (SIDS).
  • Your doctor may recommend routine assessments of your child’s heart activity to detect patterns or symptoms of arrhythmia that emerge over time.
    will explain tests and procedures that your doctor may use to diagnose types of arrhythmia. will discuss what your doctor may recommend to prevent your arrhythmia from recurring, getting worse, or causing complications. will discuss how we are using current research and advancing research to prevent arrhythmia. will explain our open and enrolling clinical studies that are investigating prevention strategies for arrhythmia.

Genetics of Pulmonary Disease and Susceptibility to Tobacco Smoke

㬑-Antitrypsin Deficiency

Genetic Etiology

AAT deficiency is a long-established genetic risk factor for COPD and a model for the determination of susceptibility to cigarette smoking by causing COPD through a genetic mutation. However, only a minority of patients with COPD (1 to 2 percent) inherit the severe AAT deficiency that places them at highly increased risk of COPD (Lieberman et al. 1986). Consequently, only a small proportion of COPD cases are thought to be attributable to this gene-environment interaction (Lieberman et al. 1986).

The AAT protein is encoded by the SERPINA1 gene on chromosome 14q32.1. Approximately 100 protease inhibitor (PI) alleles have been identified, some resulting in decreased serum levels of AAT (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003). los *M allele accounts for more than 95 percent of the PI alleles in U.S. populations and is associated with normal serum levels of AAT (Brantly et al. 1988). los *S allele, which leads to mildly reduced AAT levels, and the *Z allele, which leads to severely reduced AAT levels, occur at frequencies above 1 percent in U.S. populations. A smaller percentage of people inherit *NULO alleles, which lead to the absence of any AAT production through a heterogeneous set of mutational mechanisms. Persons with two *Z alleles or one *Z y uno *NULL allele are commonly referred to as having the PI *Z phenotype, because their serum samples cannot be distinguished by the isoelectric focusing technique commonly used to assess PI type (Ogushi et al. 1987). Personas con PI *Z alleles have approximately 15 percent of normal serum AAT levels, and this quantitative reduction in circulating AAT is the primary determinant of increased risk for emphysema. In addition, molecule by molecule, the Z protein is a slightly less effective serine PI than is the M protein.

Immunologic assay of the AAT level in serum is a common test for AAT deficiency, but confirmation of the diagnosis of AAT deficiency requires determination of PI type, which is typically performed by isoelectric focusing of serum in specialized laboratories. Molecular genotyping by polymerase chain reaction can distinguish the common PI alleles (*M, *S, y *Z) with use of DNA from a variety of cellular sources (von Ahsen et al. 2000 Stockley and Campbell 2001). However, high-throughput complete sequencing tests for rare PI alleles are not yet widely available, so rare alleles that produce severe AAT deficiency (e.g., *NULL alleles) can be misclassified as normal if comprehensive molecular tests are not used.

AAT is one of the serpin protease inhibitors (ser-pins), an important family of PIs. The association between inherited AAT deficiency and pulmonary emphysema was critical for the development of the protease-antiprotease hypothesis on the pathogenesis of emphysema (Janoff 1985 Niewoehner 1988 Churg and Wright 2005). AAT is the major serum PI of neutrophil elastase, which is encoded by the ELA2 gene. Neutrophil elastase is a potent elastase considered to be involved in the elastin degradation that leads to emphysema (Travis and Salvesen 1983). Although AAT demonstrates some inhibitory activity against a range of proteases, it is an extremely effective inhibitor of neutrophil elastase (Beatty et al. 1980). The functional specificity of AAT is determined by a methio-nine at amino acid position 358 of the AAT protein, which is the PI residue at the active inhibitory site (Mahadeva and Lomas 1998). los *Z allele encodes a single base substitution that replaces glutamic acid at amino acid position 342 in the M protein with lysine, thus eliminating a critical salt bridge in the AAT protein. The low serum AAT levels in Pi *Z alleles occur because the Z protein polymerizes within the endoplasmic reticulum of hepatocytes, the primary site of AAT synthesis, preventing release of the protein.

The prevalence of AAT deficiency is particularly high in populations of Northern European descent. Molecular haplotype analysis of polymorphic loci adjacent to the AAT *Z allele suggests a single mutational origin for the majority of *Z alleles in modern populations, an ancestral mutation that likely occurred in Northern Europe (Byth et al. 1994). Hutchison (1998), who reviewed the European screening studies for AAT deficiency, found that the highest frequencies of the *Z allele were in northwestern Europe. Although screening studies have typically found low frequencies of the *Z allele in populations of African and Asian descent (Kellermann and Walter 1970), the review of the worldwide screening literature in control cohorts, prepared by de Serres (2002), suggested that there could be significant numbers of PI *Z carriers in almost every region of the world. These estimates were based on calculations assuming Hardy-Weinberg equilibrium and accurate AAT typing in these control populations, but it remains to be determined how significantly these estimates were affected by PI typing errors, new mutations, or migration from populations in Northern Europe.

Historia Natural

Although increased risk for the development of COPD among persons with the PI *Z allele has been well established, the magnitude of this risk and the natural history of the entire population with the PI *Z allele remain unclear. This population in the United States is estimated at 80,000 to 100,000. Among persons known to have the PI *Z allele, early-onset COPD is often observed clinically. Classic emphysema with the greatest severity in the lower lobes has been described among adults with the PI *Z allele and COPD, but diffuse or upper lobe emphysema can also be observed in this population (Parr et al. 2004).

Several early studies of large numbers of persons with the PI *Z allele demonstrated that PI *Z-type persons who smoked cigarettes tended to develop more severe COPD at an earlier age than did PI *Z-type persons who were nonsmokers (Larsson 1978 Tobin et al. 1983 Janus et al. 1985). More recently, Seersholm and colleagues (1994) demonstrated significantly higher mortality rates in smokers with PI *Z than in nonsmokers with PI *Z. Silverman and colleagues (1992) demonstrated an interaction between PI type and cigarette smoking, by comparing the patterns of phenotypic expression in smokers by the percentage with specific predicted FEV1 values and the patterns in participants with the PI *M, PI *M/*Z, o PI *Z allele, in the St. Louis Alpha-1-Antitrypsin Study.

The St. Louis Alpha-1-Antitrypsin Study also demonstrated the importance of ascertainment bias in limiting insight into the natural history of AAT deficiency. If most persons with the PI *Z allele are identified because they already have COPD, it would appear that most persons with this genotype will develop COPD. Among 52 persons with this allele, Silverman and colleagues (1989) confirmed the expected result that persons with the PI *Z allele who were tested for AAT deficiency because they already had COPD (index persons) all had significantly reduced FEV1 valores. However, marked variability in development of airflow obstruction was demonstrated in nonindex persons with the Pi *Z allele whose genotype was ascertained, not because of existing COPD, but by genotyping in family studies or because they had liver disease. In Denmark, Seersholm and colleagues (1995) confirmed differences between lung function in index and nonindex persons with the PI *Z allele that were independent of age and smoking history.

los PI *Z type is a major risk factor for COPD, and cigarette smoking increases the risk for COPD in persons with the PI *Z allele (Silverman et al. 1989). Even so, some smokers with PI *Z maintain normal pulmonary function into older ages, whereas some nonsmokers with PI *Z develop COPD at an early age (Black and Kueppers 1978). For example, among 18 lifetime nonsmokers with the Pi *Z allele, the investigators found significant variability in lung function and respiratory symptoms, despite the absence of a history of smoking or other significant environmental exposures.

In a study of 205 nonsmokers with the Pi *Z allele in Sweden, Piitulainen and colleagues (1998) observed that using a kerosene heater and working in agriculture were associated with lower lung function. Among 128 persons with PI *Z, Mayer and associates (2000) found that high exposure to mineral dust was associated with increased cough symptoms and reduced FEV1.

Because less than 10 percent of the estimated total of persons with the PI *Z genotype in the United States have been identified (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003), the natural history of COPD in persons with the PI *Z allele remains uncertain. In addition to cigarette smoking, other environmental factors and genetic modifiers likely influence the development of COPD among persons with PI *Z. Largely in response to the underdiagnosis of persons with PI *Z, the American Thoracic Society and European Respiratory Society Task Force (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003) recommended testing for AAT deficiency in all adults with COPD, emphysema, or asthma with chronic airflow obstruction.

Familial Aggregation of Phenotypes Related to Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Pulmonary Function in the General Population

Several types of studies have suggested that genetic factors influence variation in spirometric measurements in the general population. Studies of twins who were not selected for lung disease have found greater correlations in the measure of lung function between monozygotic twins, who share all of their genetic variation, than between dizygotic twins, who share approximately one-half of their genetic variation. Comparison of correlations between monozygotic and dizygotic twins allows for estimating the heritability of lung function, the percentage of total phenotypic variation in lung function that is related to genetic factors. For example, in a study of 127 monozygotic and 141 dizygotic twin pairs by the National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), the estimated heritability for FEV1 values, after adjustment for age, height, weight, and smoking was 74 percent (Hubert et al. 1982). Redline and colleagues (1987) also observed significantly higher correlations for FEV1 between monozygotic twins than between dizygotic twins. Tishler and associates (2002) studied 352 adult twin pairs and found evidence suggesting a relationship between history of cigarette smoking and unidentified potential susceptibility genes.

Studies in nuclear families have also supported a role for genetic determinants of pulmonary function in the general population both path analysis and variance component analysis have been used. Lewitter and colleagues (1984), who used path analysis in a study of 404 nuclear families, estimated that 41 to 47 percent of variation in FEV1 values was related to genetic factors. Using variance component analysis in a study of 439 persons from 108 families, Astemborski and associates (1985) estimated that after adjustment for age, gender, race, and smoking history, 28 percent of the variation in FEV1 and 24 percent of the variation in FEV1/FVC were related to genetic determinants. More recently, Palmer and colleagues (2001) performed variance component modeling of spirometric phenotypes in the Busselton Health Study and estimated the heritability of FEV1 as 39 percent. Although these studies in the general population provide compelling evidence that genetic factors influence variation in level of pulmonary function, they do not necessarily provide insight into the role of genetic factors in the development of COPD.

Airflow Obstruction

Studies assessing the role of familial aggregation of phenotypes in the occurrence of airflow obstruction in relatives of patients with COPD have supported a role for genetic factors in the development of COPD. In an early study, Larson and colleagues (1970) reported higher rates of airflow obstruction in first-degree relatives of COPD patients than in the control group. Later, Kueppers and associates (1977), who studied 114 persons with COPD, compared the spirometric values in siblings with those in a matched control group and found that the siblings had significantly lower FEV1 values after adjustment for smoking history.

In the Boston Early-Onset COPD Study, Silverman and colleagues (1998) focused on persons with severe, early-onset COPD without AAT deficiency. Among non-smokers who were first-degree relatives of these probands with early-onset COPD, FEV1 and FEV1/FVC values were similar to those in nonsmokers in the control group. Using generalized estimating equations to adjust for age and pack-years of smoking, the investigators found, however, that current or former smokers among first-degree relatives of the probands with early-onset COPD had significantly higher risk for reduced FEV1 values than did smokers in the control group. In Great Britain, McCloskey and associates (2001) compared the rates of airflow obstruction in 173 siblings of probands who had severe COPD with those for a population-based control cohort. As was found in the Boston Early-Onset COPD Study, nonsmokers who were siblings of COPD patients had risk of airflow obstruction similar to that for nonsmokers in the control group. In contrast, current or former smokers who were siblings of probands with COPD had a significantly higher risk of airflow obstruction than did smokers from the general population. The significant familial aggregation of phenotypes for airflow obstruction in COPD families, which persists after adjustment for intensity of cigarette smoking, strongly suggests genetic influences on susceptibility to developing chronic airflow obstruction.

Chronic Bronchitis

Familial aggregation of chronic cough and production of phlegm (chronic bronchitis) has also been demonstrated. In a sample of 9,226 persons from the general population, Higgins and Keller (1975) found significantly higher rates of chronic bronchitis in offspring when at least one parent had chronic bronchitis than if neither parent had the disorder, but there was no adjustment for cigarette smoking. Speizer and colleagues (1976), using National Health Interview Survey data and adjusting for cigarette smoking, demonstrated significantly higher rates of bronchitis or emphysema among offspring when at least one parent had bronchitis or emphysema. Tager and associates (1978) also adjusted for history of cigarette smoking in their analysis and found that rates of chronic bronchitis or airflow obstruction in first-degree relatives of probands with chronic bronchitis or airflow obstruction were significantly higher than those in first-degree relatives of the control group. Finally, in the Boston Early- Onset COPD Study, Silverman and colleagues (1998) found significantly higher risk of chronic bronchitis among smokers who were first-degree relatives of probands with early-onset COPD than among control smokers. This analysis was adjusted for the intensity of cigarette smoking.

Linkage Analysis of Phenotypes Related to Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Several studies of genetic linkage across the human genome were perfomed in families from the general population who were not selected because of the presence of particular respiratory disease (Table 7.8). The purpose was to examine the relationship between spirometric values and genetic determinants of pulmonary function. These genetic determinants may predispose family members to COPD, or they may only contribute to variation in pulmonary function within the normal range. Joost and colleagues (2002) analyzed linkage to quantitative spirometric measurements made before use of a bronchodilator in 1,578 persons from 330 pedigrees in the Framingham Heart Study. The largest linkage signal, which did not reach the criteria for genomewide significance, was on chromosome 6q for prebronchodilator FEV1. The score of the logarithm of the odds (LOD) ratio, or likelihood ratio, was 2.4. In a subset of this study population, flanking short tandem repeat (STR) markers were genotyped to increase the information available for link-age analysis, and significant linkage of FEV1 to chromosome 6q was identified with a maximum LOD score of 5.0 (Wilk et al. 2003b).

Table 7.8

Genomewide linkage analysis studies in general-population samples and in families with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Wilk and colleagues (2003a) performed genome-wide linkage analysis with prebronchodilator spirometric phenotypes in 2,178 participants in the NHLBI Family Heart Study, a population that partially overlapped that with the pedigrees from the Framingham Heart Study used by Joost and colleagues (2002). Even so, the linkage results differed substantially from those in the Framing-ham Heart Study. The most impressive signals suggested linkage of FEV1 to chromosome 3q and FEV1/FVC to chromosome 4p.

Finally, Malhotra and associates (2003) performed genomewide linkage analysis of quantitative prebronchodilator spirometric measurements in extended pedigrees. The findings suggested linkage of FEV1/FVC values to chromosome 2q and to chromosome 5q but no linkage for either FEV1 or FVC.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease in Families

The Boston Early-Onset COPD Study includes extended pedigrees obtained through persons with severe early-onset COPD but without AAT deficiency. Genome-wide linkage analysis has been performed with 585 members of 72 pedigrees involving early-onset COPD (Table 7.8). Initially, qualitative phenotypes of airflow obstruction and chronic bronchitis were analyzed, and no statistically significant or even suggestive regions of linkage were identified (Silverman et al. 2002a). Although limiting the sample to smokers only and genotyping of flanking STR markers identified several linkage regions of potential interest, linkage analysis of quantitative spirometric phenotypes provided more compelling evidence for linkage, especially with use of postbronchodilator spirometric values (Silverman et al. 2002b Palmer et al. 2003). Findings suggested linkage of the postbronchodilator values of FEV1 to chromosomes 8p (LOD = 3.30) and 1p (LOD = 2.24). Postbronchodilator FEV1/FVC was also linked to multiple regions, most significantly to markers on chromosomes 2q (LOD = 4.42) and 1p (LOD = 2.52).

Genotyping additional STR markers and repeating linkage analysis of quantitative spirometric phenotypes provided stable-to-increased evidence for linkage on chromosomes 2q, 12p, and 19q (Celedón et al. 2004 DeMeo et al. 2004). Stratified linkage analysis of samples only from smokers also provided stable-to-increased evidence for linkage to these genomic regions. Findings suggested that genetic determinants in those regions confer increased risk for COPD because of a relationship between history of cigarette smoking and unidentified potential susceptibility genes.

Overall, the linkage results of quantitative spirometric measurements in the persons with pedigrees from the Boston Early-Onset COPD Study (Hersh et al. 2005) and samples from the general population have demonstrated only modest concordance. The most impressive linkage signals in the study have been obtained with postbroncho-dilator spirometric measures, which have not been used in the linkage studies of the general population. The Boston Early-Onset COPD Study demonstrated linkage of FEV1/FVC to chromosome 2q. The suggestive linkages of FEV1/FVC to chromosome 1p in the NHLBI Family Heart Study and the Boston Early-Onset COPD Study indicate a region that may influence spirometric measurements in both the general population and persons with COPD. One explanation for inconsistent linkage results in studies of COPD families and studies of pedigrees in the general population is that different genetic determinants could influence normal variation in spirometry and COPD. In addition, the lack of concordance among results from linkage studies in the general population could relate to genetic heterogeneity among study populations, false-positive evidence for linkage in some regions, or inadequate power of the study to replicate linkage signals.

Genetic Association with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

A large number of studies to determine associations have assessed genetic variants in candidate genes hypothesized to be involved in the development of COPD. These were primarily case-control studies of patients with COPD and control groups. Candidate gene loci significantly associated with COPD in at least two studies are listed in Table 7.9. Además de PI *M/*Z genotype of AAT, which has been variably associated with COPD (Hersh et al. 2004), replicated associations have been demonstrated for genes of 㬑-antichymotrypsin (SERPINA3) (Poller et al. 1993 Sandford et al. 1998 Benetazzo et al. 1999 Ishii et al. 2000a), GSTM1 (GSTM1) (Baranova et al. 1997 Harrison et al. 1997 Yim et al. 2000 He et al. 2004), GSTP1 (GSTP1) (Ishii et al. 1999 Yim et al. 2002 He et al. 2004), vitamin D binding protein (GC) (Kauffmann et al. 1983 Horne et al. 1990 Schellenberg et al. 1998 Ishii et al. 2001 Sandford et al. 2001 Kasuga et al. 2003 Ito et al. 2004b), TGF㬡 (TGF㬡) (Celedón et al. 2004 Wu et al. 2004), TNF (TNF) (Huang et al. 1997 Higham et al. 2000 Ishii et al. 2000b Patuzzo et al. 2000 Sakao et al. 2001 Sandford et al. 2001 Küçükaycan et al. 2002 Ferrarotti et al. 2003), surfactant protein B (SFTPB) (Guo et al. 2001 Seifart et al. 2002 Hersh et al. 2005), and microsomal epoxide hydrolase (EPHX1) (Smith and Harrison 1997 Takeyabu et al. 2000 Yim et al. 2000 Yoshikawa et al. 2000 Sandford et al. 2001). Although at least two studies support an association of a genetic variant with COPD in these candidate genes, every case also has at least one negative study.

Table 7.9

Replicated candidate gene associations in chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Several factors could contribute to the inconsistent results from case-control studies of genetic association with COPD. Genetic heterogeneity in different populations could contribute to difficulty in replicating associations between studies, and false-positive or false-negative results could contribute to inconsistent replication. A potentially important factor is that case-control studies of association are susceptible to supporting associations based only on population stratification that is, they reflect differences between populations rather than true associations (Freedman et al. 2004). Population stratification can result from incomplete matching between cases and controls, which might include failure to account for differences in ethnicity and geographic origin that may affect the results. In addition, most published studies on genetic associations of COPD have not focused on genomic regions linked to COPD-related phenotypes, regions in which association studies may be more fruitful.

As of 2008, only one study, a linkage analysis of family-based genetic association for COPD, has been reported (Celedón et al. 2004). The design of the study is typically not vulnerable to effects of population stratification. The study focused on genetic variants in TGF㬡, a gene that is located within the region of linkage to FEV1 on chromosome 19q in the Boston Early-On-set COPD Study and that was associated with COPD in another case-control study of genetic association (Wu et al. 2004). Cinco TGF㬡 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in families in the Boston Early-Onset COPD Study. Family-based association analysis showed that one SNP in the promoter region of TGF㬡 (RS2241712) and two SNPs in the 3′ untranslated region of TGF㬡 (RS2241718 y RS6957) were significantly associated with FEV1 (p π.05). Among 304 case patients with severe COPD from the National Emphysema Treatment Trial and 441 smokers in the control group from the Normative Aging Study, two SNPs in the promoter region of TGF㬡 (RS2241712 y RS1800469) and one SNP in exon 1 of TGF㬡 (RS1982073) were significantly associated with COPD (p 𢙀.02) (Celedón et al. 2004). Additional research to replicate the genetic associations in TGF㬡 and identify the functional variants in or near TGF㬡 es requerido.

A variety of candidate genes have been examined in genetic association studies focused on COPD, but no genetic loci other than the SERPINA1 gene for severe AAT deficiency proved to be significant risk factors for COPD.

Mouse Models of Genetics for Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Although rodent models have provided important insights into the potential biochemical mechanisms of COPD, there has been no publication of research using quantitive trait locus mapping to identify susceptibility loci through experimental crosses of relatively susceptible and relatively nonsus-ceptible strains. Significant differences between murine strains in susceptibility to the development of smoking-induced COPD have been demonstrated (Guerassimov et al. 2004), and use of these strain-specific differences to perform quantitative trait locus mapping may provide unique opportunities to uncover genetic determinants of COPD (Shapiro et al. 2004).

Resumen

Severe AAT deficiency is a proven genetic risk factor for COPD. Although considerable insight into the pathogenesis of COPD has been provided by studies of AAT deficiency, fundamental questions about the natural history of this deficiency remain unanswered.

Only a small percentage of patients with COPD inherit severe AAT deficiency, and additional genetic factors likely influence the development of the disorder. Further efforts in linkage analysis, association studies, and research on animal models may lead to identification of such factors. To achieve a complete understanding of COPD pathophysiology, characterization of the interactions among genetic determinants, cigarette smoking, and possibly other environmental factors is required. Identification of genetic factors influencing the development of COPD unrelated to AAT deficiency could elucidate the biochemical mechanisms causing COPD, allow identification of more susceptible persons, and lead to new therapeutic interventions as pathways of injury are better characterized.


Causes of breathlessness

Short-term/recent (acute) breathlessness
This may be caused by:

    - you may sound wheezy and breathless. May be triggered by a cold (viral infection) or allergy (for example, hay fever). - a severe chest infection in which you become more breathless. You feel ill, have a high temperature (fever) and cough with greenish phlegm (sputum). - a long-term lung condition causing breathlessness and cough. The airways become inflamed and narrowed. It may become suddenly worse as a result of a chest infection.
  • Heart disease - for example, heart failure where the heart doesn't pump properly. Because the heart pumps inefficiently in heart failure, there is a build-up of pressure in blood vessels which feed into the heart (veins). This increased pressure makes fluid build up in the body's tissues. Because of gravity, the extra fluid shows up as ankle swelling. - a clot in the lung. Usually due to a blood clot in the leg, which causes a painful, swollen calf. The clot develops after being immobile for a long time (for example, after a long-haul flight) and travels in the bloodstream to the lungs. - can cause breathlessness, feelings of panic, rapid heartbeat (palpitations) and sweating.
  • Some medicines may cause breathlessness, especially if you already have a condition that causes breathlessness. For example, taking a beta-blocker (such as propranolol) or aspirin may cause breathlessness if you have asthma.
  • Other causes - including pain, and anaemia - can cause breathlessness.

Long-term (chronic) breathlessness
You will have been breathless for some time and it may be becoming steadily worse. Common causes include:

    and lack of fitness.
  • Asthma - which is not well controlled.
  • COPD - lung disease usually due to smoking.
  • Heart failure - gradual onset of breathlessness and swollen ankles - worse on lying down. It affects elderly people usually. It is due to the heart pumping inefficiently.
  • Heart rhythm problems - for example, an irregular heartbeat (atrial fibrillation) may make the heart work less well so oxygen isn't pumped around the body properly. This means you have to breathe rapidly to get more oxygen into your lungs. The rapid breathing makes you feel breathless. - not enough haemoglobin in the blood to carry oxygen to cells. This causes tiredness and breathlessness. The most common cause in the UK is heavy menstrual periods. Bleeding into the gut is a common cause in older people.

EEG recordings showing all three stages of typical NREM sleep.

In healthy adults, sleep typically begins with NREM sleep. The pattern of clear rhythmic alpha activity associated with wakefulness gives way to N1, the first stage of sleep, which is defined by a low-voltage, mixed-frequency pattern. The transition from wakefulness to N1 occurs seconds to minutes after the start of the slow eye movements seen when a person first begins to nod off. This first period of N1 typically lasts just one to seven minutes. The second stage, or N2, which is signaled by sleep spindles and/or K complexes in the EEG recording, comes next and generally lasts 10 to 25 minutes. As N2 sleep progresses, there is a gradual appearance of the high-voltage, slow-wave activity characteristic of N3, the third stage of NREM sleep. This stage, which generally lasts 20 to 40 minutes, is referred to as "slow-wave," "delta," or "deep" sleep. As NREM sleep progresses, the brain becomes less responsive to external stimuli, and it becomes increasingly difficult to awaken an individual from sleep.


Términos y conceptos

To do this project, you should do research that enables you to understand the following terms and concepts:

  • Spins and turns
  • Inner ear
  • Vestibular system
  • Semicircular canals
  • Vestibular nystagmus
  • Angular momentum
  • Acceleration
  • Inertia
  • Describe the structures of the vestibular system of the inner ear.
  • What is the function of the semicircular canals? Describe how they generate signals to the brain.
  • Describe how spinning affects the semicircular canals.
  • Explain what causes us to feel dizzy from spinning. What can you do to make yourself feel less dizzy?
  • How do the concepts of inertia and angular momentum apply to the sensations from the vestibular system?
  • How can the semicircular canals "fool" us into thinking we are still moving when we are still, or not moving when we are?


Ver el vídeo: Relajación Curativa del Estrés, Ansiedad y Estados Depresivos. Sanar Mente, Cuerpo y Alma. 7 Horas (Agosto 2022).