Die Bedeutung der Herzfrequenzvariabilität im Sport

Die Herzfrequenzvariabilität (Heart Rate Variability; HRV) bezeichnet individuelle Variationen und Schwankungen der Herzfrequenz während definierter Messzeiträume. Es können zwei wesentliche Betrachtungsweisen der Datenerhebung unterschieden werden. Dies sind die „time domain analysis”, wo eine einfache statistische Betrachtung der Daten und Zeiten vorgenommen wird sowie die „frequency domain analysis”, wo eine Spektralanalyse der sich überlagernden Frequenzschwingungen basierend auf den Rohdaten Rückschlüsse ermöglicht.

Die Datenauswertung ermöglicht einen detaillierten Blick auf den momentanen Zustand des vegetativen Nervensystems, dessen antagonistische Strukturen des Sympathikus und Parasympathikus, sowie auf störende, gegebenenfalls pathologische extrinsische wie intrinsische Einflussgrößen. Sowohl der derzeitige psychische Zustand sowie alle hierauf einfließenden Parameter, als auch physisch-strukturelle Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Arteriosklerose oder Myokardinfarkt haben ebenso wie körperliches oder mentales Training einen direkten Einfluss auf die HRV.

Die Sportmedizin setzt die HRV-Diagnostik zur individuellen Verlaufsbeobachtung von Sportlern und Patienten ein. Sowohl die generelle Verbesserung kardialer Funktionen beim Herzpatienten als auch die Einflüsse von Training und Wettkampf auf die regulativen und regenerativen Parameter bei (Spitzen-) Sportlern können valide mittels einer HRV-Messung ermittelt werden. Aus den vielen im Handel erhältlichen Messsystemen sind unserer Arbeitsgruppe das VarCor Pf5 und das Polar S810-System am geläufigsten. Die Herzfrequenzvariabilität ist ein seit langem bekannter Parameter mit Zukunft. Neue Untersuchungen zeigen eine mögliche Anwendbarkeit als einfache Methode zur Leistungsdiagnostik und -steuerung.

Heart Rate Variability (HRV) refers to the individual variations of heart rate over a defined period of time. Two major complexes of data evaluation can be distinguished: time domain analysis, based on pure statistical analysis of the discrepancy in measured heart rhythm and frequency domain analysis based on spectral analysis of heart rhythm oscillation. These methods allow a precise examination of the vegetative nervous system and its sympathetic and parasympathetic antagonists. Psycho-vegetative status, extrinsic and intrinsic somatic Parameters, pathological processes or diseases such as diabetes, arteriosclerosis or myocardial infarction influence HRV as well as physical exercise or mental training.

In sports medicine HRV-diagnosis is mainly used for the (medical) observation of individual progressions or changes in patients and athletes. A general improvement of neuro-cardiac function in heart patients can as well be monitored by HRV as influence of workout and competition on regulative and regenerative patterns in (top-) athletes. From the large variety of available systems our study group prefers VarCor Pf5 (from the PANTALUS Company) and S 810 from the POLAR Company.

Heart Rate Variability is an old and simultaneously modern diagnostic tool which in the future, according to new scientific releases, might be used for simplified exercise capacity testing and control.

Literatur

• 1 Aubert AE, Seps B, Beckers F. Heart rate variability in athletes.  Sports Med. 2003;  33 889-919
• 2 Balanescu S, Corlan AD, Dorobantu M, Gherasim L. Prognostic value of heart rate variability after acute myocardial infarction.  Med Sci Monit. 2004;  10 CR307-15
• 3 Bürklein M, Vogt L, Banzer W. Messverfahren zur Erfassung der Herzfrequenzvariabilität - Eine vergleichende Studie.  Dtsch Z Sportmed. 2005;  12 415-419
• 4 Corrado D, Basso C, Schiavon M, Thiene G. Screening for hypertrophic cardiomyopathy in young athletes.  N Engl J Med. 1998;  8 364-369
• 5 De Mareés H. Sportphysiologie. Köln: Sport und Buch Strauss 1996
• 6 Esperer HD. Physiologische Grundlagen und pathophysiologische Aspekte der Herzfrequenzvariabilität beim Menschen.  Herzschr Elektrophys. 1995;  5 1-10
• 7 Hon EH, Lee ST. Electronic Evaluation of the fetal heart rate patterns preceeding fetal death.  Am J Obstet Gynecol. 1963;  87 814-826
• 8 Hottenrott K. Herzfrequenzvariabilität im Sport. Prävention-Rehabilitation-Training. Schriften der Deutschen Vereinigung für Sportwissenschaft 2001
• 9 Howorka K, Pumprla J, Schabmann A. Optimal parameters of short term heart rate spectrogram for routine evaluation of diabetic autonomic neuropathy.  J Auton Nerv Syst. 1998;  69 164-172
• 10 Iellamo F, Legramante JM, Pigozzi F. et al. . Conversion from vagal to sympathetic predominance with strenuous training in high-perforformance world class athletes.  Circulation. 2002;  105 2719-2724
• 11 Israel R. Sport und Herzschlagfrequenz. Leipzig: J. A. Barth-Verlag 1982
• 12 Ito H, Ohshima A, Tsuzuki M. et al. . Effects of increased physical activity and mild calorie restriction on heart rate variability in obese women.  Jpn Heart J. 2001;  42 459-469
• 13 Kindermann W, Urhausen A. Plötzlicher Herztod beim Sport. Monographie BiSp 1999
• 14 Kleiger RE, Stein PK, Bigger Jr. JT. Heart rate variability: measurement and clinical utility.  Ann Noninvasive Electrocardiol. 2005;  10 88-101
• 15 Kouidi E, Haritonidis K, Koutlianos N, Deligiannis A. Effects of athletic training on heart rate variability triangular index.  Clin Physiol Funct Imaging. 2002;  22 279-284
• 16 Löllgen H. Neue Methoden in der kardialen Funktionsdiagnostik - Herzfrequenzvaribilität”.  Dt Ärztebl. 1999;  96 2029-2032
• 17 Maron BJ, Poliac LC, Roberts BO. Risk for sudden cardiac death associated with marathon running.  J Am Coll Cardiol. 1996;  28 428-431
• 18 Maron BJ, Shirani J, Poliac LC. et al. . Sudden death in young competitive athletes. Clinical, demographic, and pathological profiles.  JAMA. 1996;  22 199-204
• 19 McCarty R, Atkinson M, Tiller WA. et al. . The effects of emotions on short term heart rate variability using power spectrum analysis.  Am J Cardiol. 1995;  22 1089-1093
• 20 Melanson EL, Freedson PS. The effect of endurance training on resting heart rate variability in sedentary adult males.  Eur J Appl Physiol. 2001;  85 442-449
• 21 Morris Jr JA. et al. . Reduced heart rate variability: an indicator of cardiac uncoupling and diminished physiologic reserve in 1425 trauma patients.  J Trauma. 2006;  60 1165-11674
• 22 Röttger H. Verhalten der Herzfrequenzvaribilität während stufenförmiger Belastungen bei trainierten männlichen Jugendlichen. Diplomarbeit der DSHS Köln 2005
• 23 Schubert E. Welche Erkenntnisse können aus den Untersuchungen des Herzrhythmus gewonnen werden?.  Dt Gesundh Wesen. 1984;  39 845-856
• 24 Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use.  Circulation. 1996;  93 1043-1065 Eur Heart J. 1996;  17 354-381
• 25 Tulppo MP, Makikallio TH, Seppanen T. et al. . Vagal modulation of heart rate during exercise: effects of age and physical fitness.  Am J Physiol. 1998;  274 424-429
• 26 Van Rawenswaaij-Aarts TH, Hopman L, Stoelinga G. et al. . Heart Rate Variability.  Ann Int Med. 1993;  118 436-447

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