Herzfrequenzvariabilität

Herzfrequenzvariabilität bezeichnet die Eigenschaft des Herzrhythmus' von Säugetieren, auch in Ruhe spontane Veränderungen des zeitlichen Abstandes zwischen zwei Herzschlägen aufzuweisen. Der Herzschlag ist also i. A. nicht gleichmäßig, sondern schwankt in charakteristischer Weise.  

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Definition

Der Abstand zwischen zwei Herzschlägen wird meistens definiert als die Zeit zwischen dem Beginn zweier Kontraktionen der Herzkammern. Dieser Beginn der Kammerkontraktion erscheint im Elektrokardiogramm (EKG) als ausgeprägte so genannte 'R-Zacke'. Der Abstand zwischen zwei R-Zacken wird daher als RR-Intervall bezeichnet. Das mittlere RR-Intervall lässt sich mathematisch in die Herzfrequenz umformen. Das RR-Intervall zu einem gegebenen Zeitpunkt ist jedoch nicht mit dem mittleren Intervall identisch, sondern weicht von diesem ab. Diese Abweichung, die sich häufig von Schlag zu Schlag ändert, wird als Herzfrequenz- oder Herzratenvariabilität (HRV) bezeichnet.

Physiologie der Herzratenvariabilität

Ein Herzschlag wird i. A. durch die Aktivität des Sinusknotens ausgelöst. Die Geschwindigkeit, mit der die Aktivität des Sinusknotens stattfindet, wird durch die Aktivität des autonomen Nervensystems bestimmt. Ist der Sympathikus aktiv, so wird die Herzfrequenz angehoben. Eine Aktivierung des Vagus führt zu einer Senkung der Herzfrequenz. Bei körperlicher oder psychischer Belastung steigt i. A. die Aktivität des Sympathikus, die Aktivität des Vagus nimmt ab. Bei vollständiger Anpassung an die jeweilige Belastung liegt ein Gleichgewicht zwischen Sympathikus und Vagus vor. Dieses ist jedoch nicht streng, da äußere Einflüsse (Reize), psychische Vorgänge (Gedanken) oder mechanische Abläufe (Atmung) in komplizierter Weise auf den Herzschlag einwirken. Durch die Überlagerung dieser Einflüsse kommt es zu einem komplexen Zeitverlauf der Herzrate.

Messverfahren

Das EKG ist ein zentrales Diagnoseverfahren in der Kardiologie. Aus dem EKG lässt sich eine so sonannte Zeitreihe der RR-Intervalle bestimmen. Die Schwankung dieser Zeitreihe lässt sich mit Hilfe verschiedener Verfahrennicht nur hinsichtlich ihrer Stärke, sondern auch hinsichtlich ihrer Zeitskala oder insichtlich innerer Muster quantifizieren. Eine einfache statistische Größe zur Messung der Streuung ist die Standardabweichung. Hinsichtlich ihrer Zeitskala lassen sich die Schwankungen der Herzfrequenz durch Verfahren der Spektralanalyse näher charakterisieren. In jüngerer Zeit werden auch komplexe empirische Parameter, wie z. B. die fraktale Dimension herangezogen.

Bedeutung

Da die Herzratenvariabilität ihren Ursprung in der Funktion des vegetativen Nervensystems hat, lassen sich prinzipiell Krankheiten erkennen, die sich auf die Einwirkung des autonomen Nervensystems auf den Herzschlag auswirken. Dabei sind Erkrankungen zu unterscheiden, die direkt das autonome Nervensystem schädigen, und Krankheiten, die sich indirekt z. B. durch dauerhaft erhöhte Stoffwechselanforderungen auf das autonome Nervensystem auswirken.

Ein Beispiel für Krankheiten, die das autonome Nervensystem direkt schädigen, ist die diabetische Neuropathie. Ein Beispiel für die indirekte Wirkung stellt die koronare Herzkrankheit dar. Psychische Erkrankungen wirken ebenfalls indirekt über eine Erhöhung des Katecholaminspiegels und die Sympathikusaktivierung. Im Bereich der Neuropsychiatrie wird daher die Herzfrequenzvariabilität ebenfalls als diagnostisches Instrument genutzt.

Diagnostische Verfahren

Die moderne Implantattechnologie ermöglicht durch Implantation eines sogenannten Defibrillators die Vorbeugung gegenüber dem plötzlichen Herztod. Da die Geräteimplantation mit Nebenwirkungen verbunden ist, kann eine generelle Implantation nicht empfohlen werden. Dies bleibt Risikogruppen vorbehalten, die es jedoch genauer zu identifizieren gilt.

Sonstiges

Quellen

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