Sympathetic skin responses in adult humans during sequential swallowing

SummaryStudy aimsAutonomic changes, especially those of sympathetic skin responses (SSR), during sequential water swallowing (SWS) have not been systematically investigated. This study aims to electrophysiologically examine these autonomic changes (SSR and heart rate) that occur during 50 ml sequential water swallowing from a cup.Materials and methodsFifty-eight normal healthy adults were included in the study. Their submental muscle activity, respiratory activity, heart rate changes, and sympathetic skin responses were recorded during 50 ml water swallowing. In addition, we requested subjects to imagine drinking water as they did just before. The same recordings were performed during this imagination period.ResultsSSR appeared at the beginning and at the end of SWS in 52% of subjects. A first sympathetic skin response was evoked at the onset of SWS, and a second one appeared 8.6 ± 1.7 seconds after the first one and at the end of swallowing. Similar double SSRs were also obtained during imagination in most investigated subjects (33 out of 35 of selected subjects in a total group of 58 subjects). Swallowing tachycardia was observed during the SWS-associated apnea period, but not during the imagination period. Heart rate significantly increased during the SWS-associated apnea period.ConclusionThe first SSR that appeared at the onset of swallowing is likely related to arousal. The appearance of a second response is a novel finding, which is probably related to the activity of subtil corticosubcortical networks. While discrete/single swallows can be used to evoke SSRs, SWS is unlikely to be clinically useful in its current form. In contrast, swallowing tachycardia could be a useful tool to examine dysphagic patients.

RésuméBut de l’étudeOn ne dispose jusqu’à présent d’aucune étude systématique de l’influence, sur l’activité du système nerveux autonome et, plus particulièrement sur les réponses cutanées sympathiques (RCS), des mouvements séquentiels de déglutition (MSD) d’une certaine quantité d’eau. L’objectif de notre étude était ainsi d’examiner électrophysiologiquement les modifications d’activité du système nerveux végétatif induites par les MSD d’un verre de 50 mL d’eau.Patients et méthodesNotre étude porte sur 58 sujets en bonne santé chez lesquels on a enregistré, au cours de la déglutition de 50 mL d’eau, l’activité du muscle sous-mentonnier, la respiration, les modifications de la fréquence cardiaque et les réponses cutanées sympathiques. Nous avons également demandé aux sujets d’imaginer qu’ils buvaient la même quantité d’eau et avons réalisé les mêmes enregistrements durant cette période d’imagination.RésultatsDes RCS sont apparues au début et à la fin de la période de MSD dans 52 % des cas. La première RCS est apparue en début de la déglutition. Une seconde RCS est apparue à 8.6 ± 1,7 secondes après la première, ainsi qu’à la fin de la déglutition. De la même manière, des doubles RCS ont été obtenues durant la période d’imagination chez la majorité des sujets examinés (33 sur 35 sujets choisis parmi le groupe total de 58 sujets). Une tachycardie de déglutition a été mise en évidence durant la période d’apnée associée aux MSD de 50 mL d’eau mais pas durant la période d’imagination. La fréquence cardiaque était considérablement augmentée pendant la période d’apnée associée aux MSD.ConclusionsLa première RCS apparaissant au début de la déglutition semble être liée à une réaction d’alerte. La mise en évidence d’une seconde RCS constitue une donnée originale. Elle reflète vraisemblablement l’action de subtils circuits nerveux cortico-sous-corticaux. Alors que des déglutitions isolées peuvent être utilisées pour évoquer les RCS, nous n’avons actuellement aucun argument établissant l’utilité clinique d’une étude des MSD. En revanche, la tachycardie de la déglutition pourrait constituer une méthode utile d’évaluation des patients dysphagiques.