DISKUSSION
Diese Studie zeigt zum ersten Mal, dass Probanden mit metabolischem Syndrom eine verzögerte Erholung der Herzfrequenz als Maß für die vagale Aktivität aufweisen und dass die Erholung der Herzfrequenz bei Probanden, die eine zunehmende Anzahl von Kriterien des metabolischen Syndroms erfüllen, weiter verzögert ist. Diese Beziehung war eindeutig und beständig, nachdem wir die Ergebnisse um mehrere Variablen bereinigt hatten, die die HR-Erholung beeinflussen können, einschließlich der Ruhe-HR, was darauf hindeutet, dass es einen Zusammenhang zwischen dem metabolischen Syndrom und einer beeinträchtigten vagalen Aktivität gibt, unabhängig vom Vorhandensein einer sympathischen Überaktivität.
Das metabolische Syndrom ist ein klinisches Konzept, das die Identifizierung von Patienten erleichtert, die eine metabolische Störung aufweisen, die sie anfällig für Atherosklerose macht und somit ein Risiko für negative kardiovaskuläre Ereignisse darstellt (18). Frühere Studien haben auf einen Zusammenhang zwischen einer autonomen Dysfunktion und einer Hyperinsulinämie oder Insulinresistenz hingewiesen. Fettleibigkeit und die damit verbundene Hyperinsulinämie korrelierten mit einer Überaktivität des Sympathikus, was sich in den Parametern der Herzfrequenzvariabilität widerspiegelt (10). Darüber hinaus wurde die Erholung der Herzfrequenz nach körperlicher Anstrengung mit der Insulinsensitivität unter Verwendung des hyperinsulinämischen eugleukämischen Clamps in Verbindung gebracht (13). Diese Studien deuten darauf hin, dass die Insulinresistenz, die als zugrunde liegende Anomalie des metabolischen Syndroms gilt, mit der Erholung der Herzfrequenz in Zusammenhang steht. Kürzlich wurde bei Patienten mit etablierter koronarer Herzkrankheit ein Zusammenhang zwischen dem metabolischen Syndrom und einer schlechten körperlichen Leistungsfähigkeit sowie einer schlechten Erholung der Herzfrequenz nachgewiesen (21). Der Zusammenhang zwischen dem metabolischen Syndrom und der Erholung der Herzfrequenz nach körperlicher Anstrengung ist jedoch noch nicht nachgewiesen worden. Wir untersuchten eine frei lebende Population ohne kardiovaskuläre Erkrankungen oder offenkundigen Diabetes, die sich bereit erklärte, an einer Gesundheitsuntersuchung teilzunehmen. Ein signifikanter Anteil der Probanden (17 %) wies ein metabolisches Syndrom auf, obwohl weniger als 5 % von ihnen fettleibig (BMI über 30) und keiner schwer krankhaft fettleibig (BMI über 40) war und etwas weniger als die Hälfte nach westlichem Standard lediglich „übergewichtig“ war. Die durchschnittliche maximale Sauerstoffaufnahme lag bei 20,3 mg/kg/min, was für einen durchschnittlichen 51-Jährigen recht wenig zu sein scheint (19). Die Mehrheit der Probanden erreichte nicht ihr 100 %-iges Leistungsniveau, und es ist sehr wahrscheinlich, dass sie, gemessen an der Häufigkeit ihrer sportlichen Betätigung, überwiegend sesshaft waren, was zur Entwicklung des metabolischen Syndroms beitragen könnte.
Der Mechanismus, durch den die HR-Erholung mit dem metabolischen Syndrom zusammenhängt, ist weitgehend eine Sache der Spekulation. Eine Erklärung ist die schlechtere aerobe Fitness der Gruppe mit metabolischem Syndrom. In unseren Daten ist die Korrelation zwischen der aeroben Fitness und der Erholung der Herzfrequenz jedoch gering. Dieses Ergebnis ist wahrscheinlich auf den engen Bereich der maximalen Sauerstoffaufnahme zurückzuführen, und die Beziehung zwischen der Erholung der Herzfrequenz und dem metabolischen Syndrom blieb auch dann bestehen, als die maximale Sauerstoffaufnahme in ein multiples Regressionsmodell aufgenommen wurde (Daten nicht gezeigt). Adipositas, eine wichtige Komponente des metabolischen Syndroms, ist durch eine autonome Dysfunktion des Parasympathikus gekennzeichnet (12, 22), die durch Gewichtsabnahme verringert werden kann (23). Es gibt auch gute Belege dafür, dass der Parasympathikus an der Freisetzung freier Fettsäuren beteiligt ist und dadurch die Insulinempfindlichkeit und die Fettsynthese beeinflusst (24).
Wir haben keine ausgefeilte Schätzung der autonomen Funktion, wie z. B. der Herzfrequenzvariabilität, vorgenommen, aber die Herzfrequenz in Ruhe kann als grobe Schätzung des Sympathikustonus verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass eine höhere Ruheherzfrequenz mit einer Überaktivität des Sympathikus, verschiedenen kardiovaskulären Risikofaktoren, einschließlich Bluthochdruck und erhöhtem Nüchternblutzucker (25,26), und mit der Sterblichkeit selbst nach Anpassung für andere Risikofaktoren (27,28) verbunden ist. Unsere Daten zeigten erwartungsgemäß, dass eine höhere Ruhe-HR mit dem metabolischen Syndrom assoziiert ist, aber nicht mit der HR-Erholung. Eine verzögerte Erholung der Herzfrequenz war nach Anpassung für die Ruhe-HR unabhängig mit dem metabolischen Syndrom verbunden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das metabolische Syndrom zusätzlich zu dem bereits bekannten Zusammenhang mit der sympathischen Überaktivität mit einer gestörten vagalen Reaktivierung verbunden ist. In Anbetracht der zahlreichen belastbaren Daten über den prognostischen Wert einer verzögerten Erholung der Herzfrequenz in verschiedenen Populationen (1-6) und unserer aktuellen Erkenntnisse über den Zusammenhang mit dem metabolischen Syndrom ist es wahrscheinlich, dass ein gestörter vagaler Tonus ebenso wie eine sympathische Überaktivität zum kardiovaskulären Risiko des metabolischen Syndroms beitragen. Die aerobe Fitness korreliert mit der Erholung der Herzfrequenz (29) und kann durch körperliches Training verbessert werden, selbst bei Patienten mit bestehenden Herz-Kreislauf-Erkrankungen (30). Bewegungstraining ist bei der Überwindung verschiedener Aspekte des metabolischen Syndroms von Vorteil, und die Verbesserung des Vagustonus könnte ebenfalls ein wichtiger Mechanismus sein, um von Bewegungstraining zu profitieren. Die Übungsprotokolle zur Messung der Herzfrequenzerholung wurden in früheren Studien unterschiedlich angewandt. So sahen Cole et al. (1) eine mindestens 2-minütige Abkühlungsphase unmittelbar nach dem Training vor, die als Erholungsphase angesehen wurde, während Morshedi-Meibodi et al. (3) die Patienten unmittelbar nach der Spitzenbelastung vom Laufband absteigen ließen. Ob dieser Unterschied die Endergebnisse beeinflusst hat, ist nicht bekannt. Wir verwendeten ein Protokoll, das eine 30-sekündige Abkühlungsphase auf dem Laufband nach der Spitzenbelastung vorsah, um das mögliche Risiko eines Blutdruckabfalls nach einem plötzlichen Abbruch der Belastung zu minimieren (31).
Unsere Studie hat einige Einschränkungen. Etwa 12 % unserer Probanden wurden mit blutdrucksenkenden Mitteln behandelt, und einige von ihnen nehmen möglicherweise ein Medikament ein, das die Interpretation der Herzfrequenzreaktion bei Belastungstests beeinträchtigen kann, wie z. B. Betablocker. Da wir vermuten können, dass nur ein kleiner Teil unserer Probanden Betablocker einnahm, war ihr Einfluss auf die Endergebnisse der Analyse wahrscheinlich minimal. Und die Einnahme von Betablockern hat möglicherweise keinen signifikanten Einfluss auf den Vorhersagewert der Herzfrequenzerholung (32). Eine Analyse unter Ausschluss derjenigen, die blutdrucksenkende Medikamente einnahmen, ergab in unserer Studie die gleichen Ergebnisse. Zweitens lagen uns keine Daten zum Bauchumfang vor, der ein besserer Indikator für viszerales Fett ist als der BMI allein (33). Die Ersetzung des BMI durch den Bauchumfang bei der Definition des metabolischen Syndroms könnte unsere Ergebnisse etwas beeinflusst haben, aber wir halten den BMI für eine vernünftige Alternative, die einen gewissen Vorhersagewert für viszerale Adipositas hat (33). Schließlich kann die Messung der Herzfrequenzerholung auf verschiedene Weise erfolgen, aber die willkürliche Definition des Herzfrequenzabfalls während der ersten Minute nach der Belastung wurde häufig verwendet, da dieser Parameter den Vorhersagewert für die Ergebnisse zeigte (1-3). Da uns die HR-Daten 1 Minute nach der Belastung nicht vorlagen, wurde die Steigung des HR-Abfalls während 3 Minuten verwendet. In anderen Studien hatte die Erholung der Herzfrequenz nach 2 Minuten den höchsten prädiktiven Wert für die Mortalität, aber auch die Erholung der Herzfrequenz nach 3 Minuten hatte einen signifikanten prädiktiven Wert (31,33,34). Daher ist es nicht notwendig, nur die durchschnittliche 1-minütige Erholung der Herzfrequenz zu betrachten, da dies voraussetzt, dass der Abfall der Herzfrequenz nach der Belastung eine einfache lineare Funktion ist, was nicht der Fall ist. Einige Probanden hatten eine negative Herzfrequenzerholung, d. h. einen paradoxen Anstieg der Herzfrequenz während der Erholungsphase. Während einfache Fehler bei der Dateneingabe unwahrscheinlich sind, da alle Daten elektronisch vom Trainingsarbeitsplatz in die Forschungsdatenbank übertragen wurden, ist es sehr wahrscheinlich, dass Extremwerte wie -30/min auf eine Fehlberechnung der Herzfrequenz aus dem RR-Intervall durch Artefakte oder ektopische Schläge zurückzuführen sind. Wir waren nicht in der Lage, diesen Fehler zu bestätigen, aber solche Fälle traten in unseren Daten sehr selten auf, und in Anbetracht der Stichprobengröße scheint dies die Gesamtergebnisse nicht zu beeinflussen. Andererseits kann ein „milder“ negativer Wert selbst gesehen werden, wie in einer früheren Studie, die ebenfalls negative Werte bei einer Minderheit von Patienten meldete. So berichteten beispielsweise Morshedi-Meibodi et al. (3), dass die Bereiche für die Erholung der Herzfrequenz im untersten Quintil -10 bis 8 bzw. -2 bis 20 pro Minute für Männer und Frauen betragen. In anderen Studien wurde in der Regel ein binäres Ergebnis für normale und abnormale Herzfrequenzerholung angegeben, nicht aber der tatsächliche Bereich der Herzfrequenzerholungswerte. Dieser ungewöhnliche Befund wurde bisher noch nicht im Detail diskutiert. Es wird spekuliert, dass bei Personen mit einer sehr schlechten vagalen Reaktivierung die Herzfrequenz nach dem Training tatsächlich ansteigt, weil das Plasmakatecholamin während der frühen Erholung (etwa 90 Sekunden) höher ist als bei der Spitzenbelastung (35).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das metabolische Syndrom signifikant mit einer beeinträchtigten vagalen Reaktivierung verbunden ist. Daher können die mit dem metabolischen Syndrom verbundenen kardiovaskulären Risiken zusätzlich zur sympathischen Überaktivität auch durch die Störung der vagalen Reaktivierung vermittelt werden.