Heart rate and heart rate variability in patients with cardiovascular risk factors: correlations with mental state and long-term stability

Hintergrund: Bei der Interaktion zwischen Herz und Psyche wird als ein psychophysiologischer Mechanismus eine Veränderung der Modulationsfähigkeit des autonomen Nervensystems angenommen, die mittels HRV (=heart rate variability) widergespiegelt werden kann. Der Zusammenhang zwischen negativer Befindlichkeit und reduzierter HRV scheint jedoch entgegen häufig publizierten Annahmen nicht konsistent. Außerdem wurde zur zeitlichen Stabilität der HRV-Messungen über eine längere Periode von mehreren Jahren sowie zum Zusammenhang zwischen diastolischer Dysfunktion und HRV bisher noch nicht sehr umfangreich geforscht. Methoden: Es wurden 111 Patienten (60 % M., 70 +/- 17 J.) mit kardiovaskulären Risikofaktoren aus einer Kohortenstudie des Kompetenznetzes Herzinsuffizienz (KNHI) untersucht. Kurzzeit-HRV-Messungen (5 min) wurden in den folgenden drei Phasen durchgeführt: Sechs-Minuten-Gehtest, 6/min Taktatmung und Ruhephase. Zum einen wurde mittels Echokardiographie eine diastolische Dysfunktion bestimmt und den Herzfrequenz- (Hr) und HRV-Werten gegenübergestellt. Zum anderen wurden Selbstbeurteilungsfragebögen zur Befindlichkeit, im Speziellen Depressivität und Angst (HADS), Vitaler Erschöpfung (Maastricht Fragebogen) und gesundheitsbezogener Lebensqualität (SF-36), verwendet und Korrelationen mit den Hr- und HRV-Werten berechnet. Anhand eines Teilkollektivs von 24 Pat. wurden Längsschnittanalysen (Zeitintervall 2-4 J.) zur Hr und HRV durchgeführt. Ergebnisse: Es konnten keine (einheitlich) signifikanten Korrelationen zwischen Befindlichkeit und Hr/HRV festgestellt werden, ebenso nicht für ein Teilpatientenkollektiv ohne Betablockereinnahme. In den Längsschnittanalysen zeigten sich auf Gruppenebene eine relative Stabilität der HRV-Werte und auf individueller Ebene hingegen nur eine geringe bis mäßige Stabilität, und zwar auch bei weitgehend unverändertem kardialem Zustand. Für diese individuellen Veränderungen der HRV-Werte konnte keine Ursache eruiert werden. Hingegen bildete sich bezüglich der Herzfrequenz (Hr) eine deutlich höhere Stabilität im zeitlichen Verlauf ab. Beim Vergleich der HRV-Parameter zwischen zwei Patientengruppen mit und ohne isolierte diastolische Dysfunktion zeigte sich eine nicht signifikant reduzierte HRV bei Patienten mit isolierter diastolischer Dysfunktion. Diskussion: Die Zusammenhänge von Befindlichkeit mit der Hr und der HRV scheinen entgegen häufig publizierten Annahmen nicht konsistent. Die vielen Einflussfaktoren auf die HRV sowie die komplexen Eigenschaften des autonomen Nervensystems stellen eine mögliche Erklärung für die uneinheitlichen Ergebnisse zur HRV dar. In früheren Studien könnte es sich zumindest partiell angesichts jeweils multipler untersuchter Assoziationen um Scheinsignifikanzen handeln. In zukünftigen Studien wäre es sinnvoll bezüglich der HRV strikt zwischen Kurz- und Langzeit-HRV-Messungen und bezüglich der Befindlichkeit zwischen psychischen und körperlichen Symptomen zu unterscheiden. Auch sollte der Einfluss von Medikamenteneinnahmen (herzwirksame Medikamente, Antidepressiva) kontrolliert werden. In den Längsschnittanalysen war bei einer Gruppengröße von nur 24 Patienten die statistische Power für weiter gehende Analysen unzureichend. Der Zusammenhang zwischen diastolischer Dysfunktion und HRV wurde bisher noch nicht sehr umfangreich erforscht, weshalb dieses Ergebnis einen interessanten weiteren Baustein in der aktuellen Forschung darstellt.Objective: In Psychocardiology, cardiovascular autonomic dysregulation may be one of the psychophysiological mechanisms reflected by the heart rate variability (HRV). The relation between negativ mental state and reduced HRV seems to be inconsistent contrary to assumptions in commonly published studies. Moreover, long-term stability of heart rate variability over a longer time period of several years and the relation between diastolic heart failure and HRV has not been comprehensively studied. Methods: We studied 111 patients (60 % male, 70 +/- 17 y.) with cardiovascular risk factors from a cohort study of the Kompetenznetzes Herzinsuffizienz (KNHI). We assessed short term (5 min) HRV measurements in the following three phases: A six-minute walk test, a controlled breathing (6/min) phase and a resting phase. First, we determined the diastolic dysfunction via echocardiography and compared the heart rate (Hr) and HRV to a control group without diastolic dysfunktion. Second, we used questionnaires for self-evaluation of mental state, particularly depression and anxiety (HADS), vital exhaustion (Maastricht Questionnaire) and quality of life (SF-36), and assessed correlations to Hr and HRV. In 24 patients we repeated the measurement of the Hr and HRV once after a period of 2-4 years to assess long-term stability. Results: We did not find (consistent) significant correlations between mental state and Hr/HRV. The subgroup of patients without beta blocker medication equally yielded no (consistent) significant correlations. In the group assessed for long term stability, most HRV values changed substantially over time (even if the cardiac state remained essentially unchanged) whereas the group median of the relative stability of HRV values did not change significantly. For the changes of HRV values in individual patients, no cause could be determined. In contrast, the individual Hr values were substantially more stable. Groups of patients with isolated diastolic dysfunction exhibits non-significantly reduced HRV values compared to those without. Conclusion: The relations between mental state and Hr/HRV seem to be inconsistent contrary to assumptions in commonly published studies. The many factors that influence HRV and the complex characteristics of the autonomic nervous system provide a possible explanation for the mixed results on HRV. Previous studies might have resulted in at least partially unsubstantiated significances given the multiple associations investigated. In future studies, it would be reasonable to strictly distinguish between short-and long-term HRV measurements and also between psychological and physical symptoms. Moreover, the influence of medication (heart medications, antidepressants) should be controlled. In the longitudinal analyzes, the statistical power was insufficient for further analysis at a group size of only 24 patients. The relationship between diastolic dysfunction and HRV has previously not been extensively studied, so this result is a further interesting element in current research.2013-09-0