Vpliv parametrov površinskega električnega draženja aurikularne veje vagusnega živca na variabilnost srčne frekvence pri zdravih preiskovancih

Atanackov, Peter (avtor), Bajrović, Fajko (mentor)

Variabilnost srčne frekvence (HRV) je ključni biološki označevalec avtonomne funkcije in je povezana z morbiditeto ter smrtnostjo pri različnih obolenjih. Transkutana aurikularna stimulacija vagusnega živca (taVNS) je obetavna neinvazivna terapevtska metoda, vendar njen vpliv na HRV in vloga specifičnih parametrov stimulacije še vedno nista razjasnjena. V raziskavi smo proučili, ali so akutni učinki taVNS na HRV, pri zdravih odraslih posameznikih, odvisni od kombinacije frekvence stimulacije in dolžine pulza. Hipoteza Z daljšanjem električnega pulza od 100 µs do 500 µs in večanjem frekvence pulza od 10 Hz do 25 Hz se povečuje modulatorna aktivnost parasimpatika. Metode V raziskavi je sodelovalo 78 zdravih odraslih preiskovancev, ki so opravili sedem stimulacijskih sej. Vsakič so bili naključno izpostavljeni enemu od šestih taVNS protokolov ali sham kontroli na cymba concha levega uhlja. Aktivni protokoli so vključevali različne kombinacije frekvence (10 Hz ali 25 Hz) in dolžine pulza (100 µs, 250 µs ali 500 µs). Vsaka seja je obsegala 15 minut izhodiščnega mirovanja, 15 minut aktivne ali sham stimulacije ter 10 minut okrevanja. HRV smo izračunali na podlagi standardnega odklona NN intervalov (SDNN), ter kvadratnega korena povprečja kvadriranih razlik med zaporednimi intervali (RMSSD). Rezultati Primarna analiza je pokazala, da so protokoli s kombinacijami 10 Hz/250 µs, 10 Hz/500 µs in 25 Hz/100 µs povzročili značilno povečanje SDNN v primerjavi s sham. Eksploratorna analiza je pokazala, da se je SDNN med protokolom 10 Hz/500 µs povečal v drugem petminutnem segmentu stimulacije, med protokoli 10 Hz/250 µs in 25 Hz/100 µs pa v prvem petminutnem segmentu obdobja okrevanja. Za RMSSD nismo zaznali značilnih sprememb pri nobenem protokolu. Sekundarna analiza je pokazala, da lahko taVNS potencialno vpliva na SDNN posredno prek sprememb srčne periode. Zaključki TaVNS je varna za uporabo pri zdravih odraslih ljudeh, določene kombinacije frekvence in dolžine pulza lahko akutno in selektivno povečajo celokupno HRV (SDNN), ne da bi hkrati vplivale na vagalno posredovano HRV (RMSSD). Učinek taVNS na SDNN je delno posredovan preko učinka na srčno frekvenco. Za optimizacijo parametrov taVNS za dosego maksimalnih fizioloških in kliničnih učinkov so potrebne nadaljnje raziskave.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: Transkutana električna stimulacija vagusa, variabilnost srčne frekvence, aurikularna električna stimulacija, modulacija avtonomnega živčnega sistema, nefarmakološko zdravljenje, avtonomni živčni sistem
• Vrsta gradiva: Doktorsko delo/naloga
• Organizacija: MF - Medicinska fakulteta
• Leto izida: 2026
• PID: 20.500.12556/RUL-178429
• Datum objave v RUL: 27.01.2026

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Effect of the auricular vagal nerve transcutaneous electrical stimulation parameters on the heart rate variability in healthy volunteers

Izvleček

Heart rate variability (HRV) is a key biomarker of autonomic function, linked to morbidity and mortality across various diseases. Transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) is a promising therapeutic method, but its effects on HRV and the influence of specific stimulation parameters remain unclear. This study investigated whether the acute effects of taVNS on HRV depend on combinations of stimulation frequency and pulse width. Hypothesis Increasing the pulse duration from 100 µs to 500 µs and the stimulation frequency from 10 Hz to 25 Hz will enhance parasympathetic modulatory activity. Methods Seventy-eight healthy adults participated in seven randomized sessions, each testing one of six active taVNS protocols or an inactive sham condition applied to the cymba conchae of the left ear. Active protocols varied by frequency (10 Hz or 25 Hz) and pulse width (100 μs, 250 μs, or 500 μs). Sessions included 15 minutes of baseline, 15 minutes of taVNS or sham condition, and 10 minutes of recovery. HRV was calculated using the standard deviation of NN intervals (SDNN) and the root mean square of successive differences (RMSSD) from continuous ECG recordings. Results Primary analysis revealed that the 10 Hz/250 μs, 10 Hz/500 μs, and 25 Hz/100 μs protocols significantly increased SDNN time series compared to the sham condition. Exploratory analysis revealed SDNN increases during the second 5 minutes of stimulation with the 10 Hz/500 μs protocol and during the first 5 minutes of recovery with the 10 Hz/250 μs and 25 Hz/100 μs protocols. No significant changes in RMSSD were found for any protocol. Secondary analysis revealed that taVNS can potentially influence SDNN indirectly via change of heart period. Conclusion TaVNS is safe in healthy adults, and specific frequency and pulse width combinations can acutely and selectively enhance overall HRV, as reflected in SDNN, but do not affect vagally mediated HRV, as reflected by RMSSD. The effects of taVNS on SDNN are partly mediated through heart rate. To optimize taVNS parameters for maximal physiological and clinical outcomes, further studies are needed.

• Ključne besede: Transcutaneous electrical vagus nerve stimulation, heart rate variability, auricular electrical stimulation, autonomic nervous system modulation, non-pharmacological treatment, autonomic nervous system