Auswirkungen einer moderaten Intervallbelastung auf die Herzfrequenzvariabilität, motorische Leistungsfähigkeit und Hämodynamik bei Grundschulkindern

Abstract

Objective: Assessment of heart rate variability (HRV) is used to evaluate dynamic features of cardiovascular control mechanisms and allows analyzing autonomic cardiovascular modulation. Regular exercise is known to positively influence hemodynamics, motor performance and various cardiovascular risk factors among adults. The present study aimed to evaluate the efficacy of a moderate interval-training program on HRV, motor performance and hemodynamics in children. Method: 68 students (8.6±0.5 years, 51% boys, 17.9±2.5 kg/m2) were randomized into an intervention group (IG; n=34) and a control group (CG; n=34). Both IG and CG had regular physical education classes (3×45 min/week). During a nine-month intervention period, the IG received an additional exercise intervention program (2×45 min/week). This evaluated exercise program was carried out by trained instructors and comprised an “intense joyful-movement” program equivalent to a moderate interval training. Measures of HRV, motor function, systolic blood pressure (sBP) and pulse wave velocity (PWV) were obtained pre- and post-intervention. Results: In comparison to the CG, the IG showed positive modifications of HRV. After the intervention, the high frequency (HF) power had increased by 7,5% (p<0.001), and the low frequency (LF) power had diminished by 3.6% (p<0.05) in the IG. Thus, over the course of the intervention period the IG and CG had evolved significantly different in terms of HF power (p<0.001), LF power (p<0.01) and the LF/HF ratio (p<0.05). The calculated composite score of motor performance revealed a significant difference between the IG and the CG (p<0.05). Significant intervention effects favoring the IG were also evident for the peripheral sBP (p<0.001) and the PWV (p<0.001). Conclusions: Among elementary school children, a regular moderate-intensity interval training program had favorable effects on measures of cardiac autonomic control, motor skills, and hemodynamic parameters. Exercise time should be increased as early as possible to positively influence cardiac autonomic function and potentially reduce cardiovascular morbidity in later life.

Problemstellung: Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) wird zur Beurteilung dynamischer Eigenschaften kardiovaskulärer Kontrollmechanismen herangezogen und erlaubt eine Analyse der kardiovaskulären autonomen Modulation. Regelmäßige körperliche Bewegung hat bekanntermaßen eine positive Wirkung auf die Hämodynamik, die Motorik und auf kardiovaskuläre Risikofaktoren bei Erwachsenen. In der vorliegenden Arbeit sollte die Auswirkung einer moderaten Intervallbelastung auf die HRV, die motorische Leistungsfähigkeit und die Hämodynamik bei Kindern untersucht werden. Methode: 68 Schüler/-innen (8,6 ± 0,5 Jahre, 51 % Jungen, 17,9 ± 2,5 kg/m2) wurden randomisiert in eine Interventionsgruppe (IG; n = 34) und eine Kontrollgruppe (KG; n = 34) eingeteilt. Beide Gruppen nahmen am regulären Sportunterricht teil (3 × 45 Min./Woche). Über eine Interventionsdauer von neun Monaten nahm die IG an einer zusätzlichen Bewegungsintervention teil (2 × 45 Min./Woche), die von qualifizierten Übungsleitern durchgeführt wurde. Das evaluierte Programm bestand aus freudbetonten, bewegungsintensiven Übungen, die einer moderaten Intervallbelastung entsprachen. Bestimmt wurden Parameter der HRV, die motorische Leistungsfähigkeit, der systolische Blutdruck (sBD) und die Pulswellengeschwindigkeit (PWV) vor und nach dem Interventionszeitraum. Ergebnisse: Im Vergleich zur KG zeigten sich für die IG positive Veränderungen der HRV. Mit Abschluss der Intervention hatte die High-Frequency-Power (HF-Power) in der IG um 7,5 % (p < 0,001) zugenommen, die Low-Frequency-Power (LF-Power) war um 3,6 % (p < 0,05) gefallen. Zwischen der IG und der KG hatten sich die HF-Power (p < 0,001), die LF-Power (p < 0,01) und der LF/HF-Quotient (p < 0,05) signifikant unterschiedlich entwickelt. Zudem ergab die Postinterventionsmessung für den Gesamtwert der motorischen Tests einen Gruppenunterschied (p < 0,05). Signifikante Interventionseffekte zugunsten der IG waren ebenso beim peripheren sBD (p < 0,001) und der PWV (p < 0,001) nachweisbar. Diskussion: Bei Grundschulkindern kann durch eine regelmäßige moderate Intervallbelastung eine positive Entwicklung der autonomen Regulation des Herzens, der motorischen Leistungsfähigkeit und der Hämodynamik erreicht werden. Um positive kardiale autonome Effekte herbeizuführen und somit einer möglichen kardiovaskulären Morbidität vorzubeugen, empfiehlt es sich, den Bewegungsumfang bei Kindern frühestmöglich zu erhöhen.