Heart rate variability in animal models of psychological-cardiovascular comorbidity

Abstract

Le patologie cardiovascolari e le psicopatologie rappresentano rispettivamente la prima e la seconda causa di morbilità, disabilità e morte nei Paesi industrializzati. Inoltre, studi clinici e sperimentali hanno evidenziato un’associazione bidirezionale tra queste due classi di patologie. Gli eventi stressanti possono essere considerati un elemento comune nello sviluppo sia dei problemi psichiatrici che delle patologie cardiovascolari. Ad oggi, i substrati neurobiologici alla base di questa relazione non sono ancora stati completamente compresi. Uno dei principali meccanismi patofisiologici responsabili di questa associazione è l’alterazione del controllo neurovegetativo della frequenza cardiaca, che può portare a elevata frequenza cardiaca, ridotto tono vagale, iperattività simpatica, diminuita variabilità della frequenza cardiaca, aumento del rilascio di catecolamine e ridotta sensibilità del riflesso barocettivo. I modelli animali che riproducono le caratteristiche fisiologiche e comportamentali delle patologie psichiatriche rappresentano un utile strumento per meglio studiare le alterazioni alla base della comorbilità tra depressione/ansia e patologie cardiovascolari. L’obiettivo principale di questa tesi è quello di indagare le eventuali alterazioni del controllo neurovegetativo cardiaco nell’ambito di differenti modelli di psicopatologie (depressione e ansia) nel ratto utilizzando le metodiche di analisi della variabilità della frequenza cardiaca. I risultati ottenuti hanno consentito di ampliare le informazioni già presenti in letteratura sui meccanismi coinvolti nell’associazione bidirezionale tra psicopatologie e disfunzione cardiovascolare.

Cardiovascular disease and psychopathologies, including depression and anxiety, represent respectively the first and second leading cause of serious illnesses, reduced quality of life, and mortality among the population of the Western countries. Interestingly, epidemiological and clinical studies highlighted a bidirectional association between cardiovascular dysfunction and psychiatric illnesses. The presence of environmental stressors represents a common factor in the development of both psychopathologies and cardiovascular disease. However, the precise neurobiological mechanisms linking cardiovascular dysfunction and altered mood or anxiety are not completely clarified. The alteration of autonomic neural regulation of the heart has been proposed as one of the most important pathophysiological mechanisms underlying this link. Cardiac autonomic dysfunction includes increased heart rate, decreased vagal tone, sympathetic hyperactivity, reduced heart rate variability, augmented catecholamine release, and reduced sensitivity of the baroreceptor reflex. Reliable animal models that mimic human psychiatric illnesses may provide further insights into the alterations that characterize comorbid depression/anxiety and cardiovascular dysfunction. In this thesis the possible alterations of cardiac autonomic control were investigated via heart rate variability analysis in rat models of psychopathology (depression and anxiety). The findings obtained in these studies clarify and extend the knowledge about the mechanistic links between psychological and cardiovascular pathologies.