Analysis of myocardial performance in the blood pressure control system

A study of the performance of the heart in response to bilateral carotid sinus baroceptor inputs was undertaken in which the experimental preparation employed eliminated all other parallel and interacting control influences. It was desired to define this physiologic system in terms of three functional blocks, i.e. the baroceptors, the central nervous system and the heart. First, the response of the heart to external simultaneously applied electrical stimulation to both divisions of the autonomic nervous system (a.n.s.) was separately characterized. Quadratic regression response surfaces were employed to describe the system's non-linear static gain in the hybrid simulation of this block. The second phase then consisted of measuring and characterizing the response of the total carotid sinus pressure-myocardial system, where now the previously defined a.n.s.-myocardial system was used as the final block. It was shown that the response of the heart is mediated primarily via the sympathetic or parasympathetic nerves alone when carotid sinus pressure is, respectively, above or below about 150 mm Hg. Comparisons of the effects of left versus right inputs showed that the right sympathetic gain is greater than that of the left, and that the response to combined inputs was greater or lesser than the algebraic sum of the individual left and right responses for the sympathetic and vagal control regions, respectively. Each component of the overall model in the simulation of this system was directly identified with its real physiologic component. An interpretation of the derived structure of the model, and the behavior of its state variables in physiological terms is briefly discussed. L'auteur a entrepris une etude de la performance cardiaque en reponse i? des entrees bilaterales des recepteurs de pression: carotide/sinus, dans laquelle la preparation experimentale utilisee eliminait toutes les autres influences paralleles et celles des interactions de commande. Il avait voulu definir ce systeme physiologique comme etant un ensemble de trois blocs fonctionnels: les recepteurs de pression, le systeme nerveux central et le coeur. D'abord, la reponse du coeur a ete caracterisee separement par rapport i? une stimulation electrique externe simultanement appliquee aux deux divisions du systeme nerveux autonome (s.n.a.). Des surfaces de reponse regressive quadratique ont ete employes pour decrire le gain statique non-lineaire du systeme dans la stimulation hybride de ce bloc. La seconde phase a consiste ensuite i? mesurer et i? caracteriser la reponse du systeme global pression: carotide/sinus-myocarde, dans lequel le systeme s.n.a.-myocarde anterieurement defini etait alors utilise comme le bloc final. Il a ete montre que la reponse du coeur est surtout obtenue par l'intermediatre du seul grand sympathique ou du seul nerf parasympathique lorsque la pression: carotide/sinus est respectivement audessus ou au-dessous d'environ 150 mm de colonne de mercure. La comparaison des effets des entrees de gauche et de droite a montre que le gain sympathique de droite est plus grand que celui de gauche et que la reponse i? des entrees combinees etait plus grande ou plus petite que la somme algebrique des reponses individuelles de gauche et de droite respectivement pour les regions de regulation sympathique et de regulation vaguale. Chaque element du modele global dans la simulation de ce systeme etait directement identifie a son element physiologique reel. L'article discute brievement de l'interpretation de la structure du modele qui en decoule et du compartement de ses variables d'etat dans un sens physiologique. Studiert wurde das Verhalten des Herzens auf bilaterale Karotis-Sinus-Druckeingangswerte, wobei die angewandte experimentelle Vorbereitung alle anderen parallelen und zusammenwirkenden Regelungseinflusse eliminierte. Erwunscht war die Definition dieses physiologischen Systems als Glieder dreier Funktionalblocks, d.h. der Druckempfanger, des Zentralnervensystems und des Herzens. Zunachst wurde die Antwort des Herzens auf auisere gleichzeitig angelegte elektrische Reize an beide Teile des autonomen Nervensystems (A.N.S.) getrennt charakterisiert. Quadratische Regressionsanalysen wurden durchgefuhrt, um den nichtlinearen statischen Gewinn des Systems bei der hybriden Simulation dieses Blocks zu beschreiben. Die zweite Phase bestand in der Messung und Einschatzung der Antwort des gesamten Karotis-Sinus-Druck- und Herzmuskelsystems, wo nun das vorcher definierte A.N.S.-Herzmuskelsystem als Schluisblock benutzt wurde. Gezeigt wurde, dais die Antwort des Herzens hauptsachlich uber die sympathetischen oder parasympathetischen Nerven allein vermittelt wird, je nachdem, ob der Karotis-Sinus-Druk uber oder unter etwa 150 mm. Hg liegt. Vergleiche der Effekte links auf rechte Eingange zeigten, dais der rechte sympathetische Gewinn groiser ist als der linke und dais die Antwort auf kombinierte Eingange groiser oder kleiner als die algebraische Summe der individuellen linken und rechten Antworten fur die Kontrollregionen des Sympathikus und Vagus ist. Jede Komponente des Gesamtmodells bei der Simulation dieses Systems wurde direkt mit ihrer physiologischen Komponente identifiziert. Eine Interpretation der abgeleiteten Modelstruktur und des Verhaltens seiner Zustandsvariablen in physiologischen Gliedern wurde kurz diskutiert. A??op ?pe??p???? ??y?e??e pa?o?? cep??a ? o??e? ?a ??y?c?opo???e ??o?? ?a????o? ?a??e???: co??a? ap?ep??/??a???a, ? ?o?opo? ?c?o???o?a??a? ??c?ep??e??a???a? ?o??o?o??a ?c????a?a ?ce ?py??e ?apa??e????e ??????? ?a? ? ?e ????a???e ??a??o?e?c?????? y?pa??e???. O? ?e?a? o?pe?e???? ??y ????o?o???ec?y? c?c?e?y ?a? coc?o??y? ?? ?pe? ?y????o?a????? ??o?o?: ?a????o? ?a??e???, y?e??pa???o? ?ep??o? c?c?e?? ? cep??a. C?a?a?a pea???? cep??a ???a o??e???o o?apa??ep??o?a?a ?o o??o?e??? ? ??e??e?y ??e??p??ec?o?y c???y??po?a??? o??o?pe?e??o ?p??o?e??o?y ? o?o?? pa??e?e???? a??o?o??o? ?ep??o? c?c?e?? 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