所有脊椎动物在遇到异常动荡时都会出现晕动病,且如果运动的诱发性足够,能够呕吐的都会呕吐。唯一需要说明的是,晕动病的发展取决于前庭器官或至少某些功能部位的完整性。
通过某些运动条件诱发恶心和呕吐的神经生理和神经化学机制普遍未知。涉及的主要结构有前庭系统以及与小脑和脑干的广泛联系和更高的自主神经功能机制。[25]Zajonc TP, Roland PS. Vertigo and motion sickness. Part II: Pharmacologic treatment.
Ear Nose Throat J. 2006;85:25-35.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16509240?tool=bestpractice.com[26]Zajonc TP, Roland PS. Vertigo and motion sickness. Part I: vestibular anatomy and physiology. Ear Nose Throat J. 2005;84:581-584.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16261758?tool=bestpractice.com 对于尤其是旋转加倾斜诱发的晕动病,已有多项研究发现,对运动的适应或巴氯芬对晕动病的抑制可减少前庭管功能的“速度存储”成分。[27]Ventre-Dominey J, Luyat M, Denise P, et al. Motion sickness induced by otolith stimulation is correlated with otolith-induced eye movements. Neuroscience. 2008;155:771-779.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18620028?tool=bestpractice.com[28]Dai M, Kunin M, Raphan T, et al. The relation of motion sickness to the spatial-temporal properties of velocity storage. Exp Brain Res. 2003;151:173-189.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12783152?tool=bestpractice.com[29]Cohen B, Dai M, Yakushin SB, et al. Baclofen, motion sickness susceptibility and the neural basis for velocity storage. Prog Brain Res. 2008;171:543-553.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18718351?tool=bestpractice.com “速度存储”是一种神经过程,在长时间运动期间以延展旋转的前庭信号,有助于在连续的多轴头部旋转期间重新定向眼球运动。支持速度存储的脑部结构涉及前庭核以及前庭小脑的悬雍垂和小结。[27]Ventre-Dominey J, Luyat M, Denise P, et al. Motion sickness induced by otolith stimulation is correlated with otolith-induced eye movements. Neuroscience. 2008;155:771-779.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18620028?tool=bestpractice.com[28]Dai M, Kunin M, Raphan T, et al. The relation of motion sickness to the spatial-temporal properties of velocity storage. Exp Brain Res. 2003;151:173-189.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12783152?tool=bestpractice.com 尽管一些关于眼球运动幅度与运动敏感性之间的适应性研究中存在高度同体一致性,但个体间因眼球运动对运动作出的反应的同体易变性太大,以至于它们不能作为晕动病基准敏感性的标志。在视动力鼓室引起的恶心期间,健康受试者的胃节律紊乱发作(例如胃动过速)早于第一次报告恶心。[30]Stern RM, Leibowitz HW, Unblad I, et al. Tachygastria and motion sickness. Aviat Space Environ Med. 1985;56:1074-1077.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4074260?tool=bestpractice.com
最近,低血清素水平开始作为易使正常个体发展晕动病的候选神经化学因素出现,突出了其与偏头痛的相似之处。组胺不耐受也已被作为诱发因素提出。[31]Drummond PD. Effect of tryptophan depletion on symptoms of motion sickness in migraineurs. Neurology. 2005;65:620-622.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16116130?tool=bestpractice.com[32]von Reinhart J. Histamin-intoleranz: histamin und seekrankheit. Stuttgart: Thieme; 2004.
运动解释
那些诱发晕动病的交通工具运动几乎总是挑战人们对垂直度的感觉、感知或响应方式。对于长时间的低频加速,身体会优先感知倾斜;例如飞机起飞时,人们在飞机前轮真正离开停机坪之前会感到向后倾斜。对于高频内容的快速往复运动(例如在火车上摇晃),人们的优先感知为震荡平移。与知觉一样,低频运动引起的前庭反射眼球运动是眼睛的反向转动,适合倾斜头部,而对高频头部运动的反应是横向眼球运动,该运动补偿头部运动以协助注视固定物体。
一般建议,将运动解释为倾斜或平移的决策部分是通过筛选前庭信号的频率完成的,并将低频解释为倾斜。引起恶心的运动的频率约为 0.2 Hz,跨越了将运动优先解释为倾斜或平移的过渡。[33]Lichtenberg BK, Young LR, Arrott AP. Human ocular counterrolling induced by varying linear accelerations. Exp Brain Res. 1982;48:127-136.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7140883?tool=bestpractice.com[34]Merfeld DM, Park S, Gianna-Poulin C, et al. Vestibular perception and action employ qualitatively different mechanisms. II. VOR and perceptual responses during combined Tilt&Translation. J Neurophysiol. 2005;94:199-205.http://jn.physiology.org/content/94/1/199.fullhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15730979?tool=bestpractice.com[35]Merfeld DM, Park S, Gianna-Poulin C, et al. Vestibular perception and action employ qualitatively different mechanisms. I. Frequency response of VOR and perceptual responses during Translation and Tilt. J Neurophysiol. 2005;94:186-198.http://jn.physiology.org/content/94/1/186.fullhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15728767?tool=bestpractice.com[36]Wood SJ. Human otolith-ocular reflexes during off-vertical axis rotation: effect of frequency on tilt-translation ambiguity and motion sickness. Neurosci Lett. 2002;323:41-44.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11911986?tool=bestpractice.com 在此模糊区域,大脑不确定如何解释输入的感觉信号,而且,前庭处理与行为环境之间可能存在知觉冲突。因此,引起恶心的过程中的关键因素是空间定向处理的内部冲突的形成。[2]Benson AJ, Stott JR. Motion sickness. In: Rainford DJ, Gradwell DP. Ernsting's aviation medicine. 4th ed. London, UK: Hodder Arnold, Hodder Education; 2006:459-475.
“视觉-前庭”冲突是一个重要冲突示例,以试图在汽车内阅读为代表,在汽车内阅读会导致许多人出现晕动病。前庭眼反射(使目光在固定的外部环境上保持稳定)与对文字的视觉注视相冲突,因为文字随交通工具运动。
倾斜-平移频率分隔的一个可能的解释是,身体力学的约束决定身体必须在高速低频移动中倾斜,而躯干和腿在高频移动中会被从一侧推到另一侧。这些不同策略在用于跑步、骑自行车或滑雪等活动中时效果显著。但低频移动向高频移动的过渡是一种较难的策略。
难以对呕吐反应作出单一的解释,呕吐反应可能归因于所提出的机制的结合,包括以下机制:
“毒素理论”:某些类型的运动导致的内部感觉或知觉冲突状态与摄取神经毒素的结果相似,身体通过呕吐排出神经毒素。可以推论,前庭已发生进化,既为了转换头部方向,也为了提高对所摄取毒素的敏感性。[37]Money KE, Cheung BS. Another function of the inner ear: facilitation of the emetic response to poisons. Aviat Space Environ Med. 1983;54:208-211.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6847555?tool=bestpractice.com[38]Treisman M. Motion sickness: an evolutionary hypothesis. Science. 1977;197:493-495.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/301659?tool=bestpractice.com
血液动力重新分配:呕吐会降低胃的消化功能,因此血液可直接供给到肌肉活动以帮助患者解决运动负荷。
焦虑:恶心的初始症状会使人意识到痛苦的情形,并且与其他严重焦虑状态一样,会导致呕吐。
混乱的自主反应:异常运动或神经功能(正常维持一个稳定的内环境)紊乱会导致的视觉-前庭异常活化并引发晕动病。[3]Hu S, Grant WF, Stern RM, et al. Motion sickness severity and physiological correlates during repeated exposures to a rotating optokinetic drum. Aviat Space Environ Med. 1991;62:308-314.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2031631?tool=bestpractice.com[39]Yates BJ, Miller AD, Lucot JB. Physiological basis and pharmacology of motion sickness: an update. Brain Res Bull. 1998;47:395-406.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10052567?tool=bestpractice.com