Vegetatives Nervensystem und Herzfrequenzregulation: Eine umfassende Analyse

Das vegetative Nervensystem (VNS) spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation lebenswichtiger Körperfunktionen, einschließlich der Herzfrequenz. Eine gestörte VNS-Funktion kann weitreichende gesundheitliche Folgen haben. Dieser Artikel beleuchtet die Mechanismen der VNS-gesteuerten Herzfrequenzregulation, die Bedeutung der Herzfrequenzvariabilität (HRV) als diagnostisches Instrument und therapeutische Ansätze zur Verbesserung der VNS-Funktion.

Einführung in das vegetative Nervensystem

Das vegetative Nervensystem, auch autonomes Nervensystem genannt, steuert unwillkürliche Körperfunktionen wie Herzschlag, Atmung, Verdauung, Stoffwechsel, Blutdruck, das Immunsystem und die Hormonproduktion. Es besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Sympathikus (dem "Stressnerv") und dem Parasympathikus (dem "Entspannungsnerv", auch Vagus genannt). Beide wirken oft gegensätzlich, um ein Gleichgewicht (Homöostase) im Körper aufrechtzuerhalten.

• Sympathikus: Dieser Teil des VNS ist für die "Kampf-oder-Flucht"-Reaktion verantwortlich. Er aktiviert den Körper in Stresssituationen, erhöht die Herzfrequenz, den Blutdruck und die Atemfrequenz, während gleichzeitig die Verdauung und andere nicht lebensnotwendige Funktionen heruntergefahren werden.
• Parasympathikus: Er fördert Ruhe und Entspannung. Er senkt die Herzfrequenz und den Blutdruck, fördert die Verdauung und unterstützt regenerative Prozesse. Ein leistungsfähiger Parasympathikus führt zu einer engen Kopplung von Atmung und Herzfrequenz, was in der Medizin als respiratorische Sinusarrhythmie bezeichnet wird.

Die Rolle des VNS bei der Herzfrequenzregulation

Das Herz wird direkt von Sympathikus und Parasympathikus über das Reizleitungssystem gesteuert. Der Herzschlag selbst entsteht im Herzen durch spezialisierte Herzmuskelzellen im rechten Vorhof, die den Sinusknoten bilden. Der Sinusknoten fungiert als Schrittmacher und gibt den Takt für die Herzfrequenz vor.

Ob unser Herz bei Anstrengung schneller oder im Ruhezustand langsamer schlägt, reguliert das autonome, sogenannte vegetative Nervensystem.

• Sympathische Einflüsse: Bei Aktivierung des Sympathikus werden Neurotransmitter wie Noradrenalin freigesetzt, die die Herzfrequenz erhöhen und die Kontraktionskraft des Herzens steigern.
• Parasympathische Einflüsse: Der Parasympathikus wirkt über den Vagusnerv. Durch die Freisetzung von Acetylcholin wird die Herzfrequenz gesenkt und die Erregungsleitung im Herzen verlangsamt.

Eine Forschungsgruppe um Prof. Dr. Christian Wahl-Schott, Leiter des Instituts für Neurophysiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), hat in Kooperation mit dem Institut für Pharmakologie für Naturwissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München genauer untersucht, wie dieser Mechanismus funktioniert und dabei eine gängige Lehrmeinung widerlegt. Die gemeinsame Studie ist jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht worden.

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Bedeutung der Ionenkanäle

Schrittmacherzellen sind elektrisch aktiv. Spezielle Ionenkanäle leiten positiv geladene Teilchen durch die Zellmembranen im Sinusknoten. Diese HNC-Kanäle (hyperpolarisation-activated cyclic nucleotid-gated cation channels) werden durch ein bestimmtes Signalmolekül moduliert, das cAMP (zyklisches Adenosinmonophosphat). „Jahrzehntelang galt die Hypothese, dass eine höhere cAMP-Konzentration die Herzfrequenz erhöht, eine niedrigere den Herzschlag verlangsamt“, erklärt Wahl-Schott.

Doch widersprüchliche Beobachtungen aus der Praxis zogen die Theorie zunehmend in Zweifel. Um die alte Annahme nun molekularbiologisch zu überprüfen, hat das Forschungsteam bei Mäusen die Bindungsstelle für cAMP in den HNC-Kanälen im Herzen genetisch verändert und verhindert, dass der Botenstoff die Kanäle anschaltet. „Die Mäuse haben dadurch zwar einen unregelmäßigen Herzschlag entwickelt“, sagt der Mediziner. „Entgegen der bislang geltenden Vermutung ließ sich der Herzrhythmus aber weiterhin regulieren.“

Da die Bindungsstelle zwischen Botenstoff und Ionenkanal bei Maus und Mensch sehr ähnlich sind, lassen sich die Ergebnisse der Studie vom Tiermodell auf den Menschen übertragen: Sie zeigen, dass vor allem die Ionenkanäle der Untereinheit HNC4 den Herzrhythmus stabilisieren und überschießende Reaktionen des autonomen Nervensystems verhindern. Einzelne Schrittmacherzellen pausieren sogar minutenlang und feuern gar keine elektrischen Signale an die Herzmuskelzellen, wodurch sie die Herzfrequenz direkt regulieren.

Herzfrequenzvariabilität (HRV) als Indikator für die VNS-Funktion

Die Herzfrequenzvariabilität (HRV) ist die Veränderung der Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen. Sie spiegelt die Fähigkeit des VNS wider, die Herzfrequenz an unterschiedliche physiologische Anforderungen anzupassen. Eine hohe HRV deutet auf eine gute Anpassungsfähigkeit und ein gesundes VNS hin, während eine niedrige HRV oft mit Stress, Krankheit und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen assoziiert ist.

• Hohe HRV: Zeigt eine gute Balance zwischen Sympathikus und Parasympathikus und eine hohe Anpassungsfähigkeit des Körpers an Stressoren.
• Niedrige HRV: Kann auf eine Dominanz des Sympathikus oder eine verminderte Aktivität des Parasympathikus hindeuten, was zu einer geringeren Anpassungsfähigkeit und einem erhöhten Gesundheitsrisiko führen kann.

VNS-Analyse

Die VNS Analyse misst über die Herzfrequenzvariabilität (HRV) das vegetative Nervensystem. Die VNS Analyse zeigt einfach, schnell und weltweit wissenschaftlich anerkannt wie unser vegetatives Nervensystem (VNS) reguliert und funktioniert. Das VNS mit seinen beiden Hauptnerven Sympathikus (Stressnerv) und Parasympathikus (Entspannungsnerv) , auch Vagus genannt, ist eine übergeordnete Steuerzentrale im Körper, welche untergeordnete Prozesse und alle Vitalfunktionen wie Blutdruck, Atmung, Herzfrequenz, Immun-, Hormon- und Verdauungssystem, Energiebereitstellung usw. steuert und reguliert.

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Erkennbar ist der Zustand der neurovegetativen Regulation an der Veränderung der Herzfrequenz, der sogenannten Herzratenvariabilität. So wie eine gute respiratorische Sinusarrhythmie auf einen gesunden Parasympathikus schliessen lässt, ist ein Fehlen der Koppelung von Atmung und Herzschlag ein deutlicher Hinweis auf eine nicht ausreichende parasympathische Aktivität.

Unser Parasympathikus ist empfindlich gegen schädigende Einflüsse. Chronischer Stress, Bewegungsmangel, ein ungesunder Lebensstil und verschiedene Krankheiten führen zur "Parasympathischen Dysfunktion". Hält diese Fehlfunktion des Parasympathikus längere Zeit an leidet die Gesundheit. Es gibt mittlerweile begründete Hinweise, dass eine Schwäche des Parasympathikus in kausaler Verbindung steht mit dem Auftreten von vielen chronischen Erkrankungen.

Mit der VNS Analyse werden Regulationsstörungen sofort erkannt, es können Therapieformen eingesetzt werden, um gezielt eine vegetative/autonome Balance wiederherzustellen. Die VNS Analyse ist ein wissenschaftlich anerkanntes Diagnoseverfahren, das bei allen Patienten angewandt werden kann, um den Verlauf von Erkrankungen zu überwachen.

Messung der HRV: Die VNS-Analyse

Die VNS-Analyse ist eine nicht-invasive Methode zur Beurteilung der VNS-Funktion. Sie basiert auf der Messung der Herzfrequenzvariabilität (HRV) über einen bestimmten Zeitraum. Die Messung erfolgt in Ruhe (im Sitzen), in bekleidetem Zustand, ist schmerz-, risiko- und nebenwirkungsfrei und dauert ca. 7 Minuten.

• Ablauf der Messung: Mit einem Brustgurt wird der Herzschlag kabellos aufgezeichnet und an ein Analysegerät übertragen. Die Messung dauert in der Regel etwa 7 Minuten. Sollte sich bei dieser Messung ein Ungleichgewicht zwischen Spannungs- und Entspannungsnerv zeigen, wird eine zweite Messung durchgeführt bei der Sie in einem festgelegten Rhythmus tief ein- und ausatmen. Ähnlich wie beim Blutdruckmessen sollte die zu messende Person vor der Durchführung mindestens 10 Minuten ruhen. Die Messung erfolgt im Sitzen unter völliger Ruhe (nicht sprechen, bewegen) und ist abgeschlossen, sobald etwa 520 Herzschläge aufgezeichnet wurden.

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• Parameter der HRV-Analyse: Nach der Messung der Herzratenvariabilität werden unterschiedliche Werte ausgegeben. Zu diesen gehören unter anderem:

  • SDNN (Standard Deviation of the NN Intervall): Der Wert gibt an, wie sehr die NN-Intervalle im Mittel vom Durchschnitt abweichen. Das bedeutet, dass ein Herzschlag im Durchschnitt X Millisekunden schneller oder langsamer als der vorherige ist. Es gilt: je höher der Wert, desto besser Ihre Herzvariabilität, also die Anpassung Ihres Herzschlags an Veränderungen.
  • RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences): Durch die Angabe erhalten Sie Auskunft über einen Teil des vegetativen Nervensystems, den Parasympathikus. Er macht deutlich, wie sich ein Herzschlag im Vergleich zum nächsten verändert und wie fähig der Körper ist, sich zu erholen. Es gilt: Höhere Werte sind besser als niedrigere.
  • Alpha 1 oder DFA 1 (detrendet fluctuation analysis): Durch Überprüfung der HRV-Rohdaten nach zufälligen und sich wiederholenden Bereichen kann so analysiert werden, wie die einzelnen Regelsysteme zusammenarbeiten. Optimal wäre der Wert Alpha 1 bei 1,0. Dies sagt aus, dass in der Herzfrequenzvariabilität 50 % zufällige Signale auftreten, die auf schnelle Reaktionsfähigkeit hindeuten und 50 % der Signale aus wiederholenden Signalen bestehen. Alles über 1,0 bedeutet mehr Stabilität und bedeutet eher Kompensationsprozesse in den einzelnen Regelsystemen. Alles unter 1,0 bedeutet viel Zufälligkeit und weist ab einem Wert von unter 0,8 auf keine gute Zusammenarbeit der Regelsysteme hin. Unter Taktatmung steigt der Wert Alpha 1 also zwangsläufig an.

Gründe für eine VNS-Analyse

• Um zu sehen wie mein Körper aktuell mit Stress umgeht
• Um zu erkennen, ob mein Körper sich noch entspannen kann
• Zur Vorsorge wenn ich wissen will, ob alles in Ordnung ist
• Zur frühzeitigen Erkennung von Regulationsstörungen meines vegetativen Nervensystems, auch wenn noch keinerlei Symptome erkennbar sind

Anwendungsbereiche der VNS-Analyse

Die VNS-Analyse kann bei einer Vielzahl von Erkrankungen und Beschwerden sinnvoll sein, darunter:

• Stress
• Erschöpfung
• Schlafstörungen
• Diabetes
• Chronische Schmerzen
• Bluthochdruck
• Herzerkrankungen
• Burn-out
• Depression

Die VNS-Analyse wird für eine Vielzahl an Erkrankungen, Störungsbildern, Symptomen sowie zur Prävention empfohlen. Inwieweit die Analyse bei allen genannten Indikationen wirklich gerechtfertigt ist, wird sich erst noch zeigen.

HRV und Herzerkrankungen

Das Messen der Herzratenvariabilität kann ebenfalls Hinweise auf die Herzgesundheit geben. So gibt es beispielsweise Erkrankungen, welche die HRV senken:

• Herzinsuffizienz
• KHK (koronare Herzkrankheit)
• Hypertonie
• Diabetes mellitus
• Schilddrüsenüber- und -unterfunktionen

Nach einem Herzinfarkt ziehen Ärzte und Ärztinnen mit der HRV-Messung in manchen Fällen auch Rückschlüsse auf das Risiko für einen plötzlichen Herztod. Menschen mit einer Linksherzinsuffizienz weisen meist eine verminderte HRV auf.

Vegetative Dysregulation (Dysautonomie)

Kommt es zu einem Ungleichgewicht zwischen den beiden Anteilen des vegetativen Nervensystems, sprechen wir von einer vegetativen bzw. autonomen Dysregulation (Dysautonomie). Sympaticoton - parasympathicoton führen zu einem Wechsel zwischen Anspannung und Entspannung und sind idealerweise im Gleichgewicht.

Schon seit Beginn der Evolution ist diese Funktion des VNS im Körper verankert. In der heutigen Zeit besteht das Problem, dass unser Körper durch unsere Lebensumstände mit vielen verschiedenen und zum Teil lang anhaltenden Stressfaktoren (unausgewogene Ernährung, schnelllebige Gesellschaft, Umweltbelastungen, zu wenig Schlaf, ständige Erreichbarkeit, Digitalisierung, zu wenig körperliche Bewegung…) umgehen muss.

Bei einer Dys- bzw. Fehlregulation des wichtigen Zentrums treten vielfältige Störungen auf, die in einem Herzinfarkt oder Schlaganfall gipfeln können. Bei akutem Stress (z.B. Flucht, Angriff) reagiert der Körper daher mit erhöhtem Puls, Herzschlag und Blutdruck, um die Situation unter Kontrolle und den Körper in Alarmbereitschaft zu halten. Beim Entspannen ist es genau andersherum. Tritt Stress nun langfristig auf, verändert sich die Regulation hin zu einem überaktiven Sympathikus und einem hypoaktiven Parasympathikus selbst in Ruhelage unseres Körpers. Das Herz steht als Mittelpunkt von Sympathikus und Parasympathikus auch im Fokus der VNS-Messung. Sympathikus und Parasympathikus ihrerseits verarbeiten innere und äußere Reize. Das Herz wiederum hält unseren Körper durch Anpassung der sympathischen (anspannenden) und parasympathischen (entspannenden) Impulse unsere Körperfunktionen im Gleichgewicht.

Von Stress zur Dysregulation

Eine Stressreaktion des Körpers geht mit einer Sympathikusaktivierung einher und ist normal und an sich nicht gesundheitsschädigend und sogar manchmal eher ein angenehmes und leistungssteigerndes Erleben (Prüfung, Besprechung etc.). Der dauerhafte Stressreiz führt zur Reaktion des Körpers auf muskulärer Ebene (Anspannung), hormoneller Ebene (Immunsystem) und vegetativer Ebene (Sympathikusaktivierung). Dies wiederum hat im Zentralen Nervensystem Einfluss auf die Reizverarbeitung, die mit einer Senkung der Schmerzschwelle einhergeht, was zur Schmerzverstärkung führt. So entsteht ein Teufelskreis zwischen Stress und Schmerz.

Auswirkungen der vegetativen Dysregulation

Eine vegetative Dysregulation kann sich auf verschiedene Organsysteme auswirken und zu einer Vielzahl von Symptomen führen, darunter:

• Herz-Kreislauf-System: Erhöhte Herzfrequenz, Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen
• Verdauungssystem: Verdauungsstörungen, Reizdarmsyndrom
• Immunsystem: Geschwächtes Immunsystem, erhöhte Anfälligkeit für Infektionen
• Hormonsystem: Hormonelle Ungleichgewichte
• Zentralnervensystem: Müdigkeit, Schlafstörungen, Angstzustände, Depressionen

Therapieansätze zur Verbesserung der VNS-Funktion

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Funktion des vegetativen Nervensystems positiv zu beeinflussen und eine vegetative Balance wiederherzustellen.

• Lebensstiländerungen:
  • Stressmanagement: Techniken wie Meditation, Yoga, autogenes Training und Atemübungen können helfen, Stress abzubauen und die Aktivität des Parasympathikus zu fördern.
  • Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung mit viel Obst, Gemüse und Vollkornprodukten unterstützt die VNS-Funktion.
  • Bewegung: Regelmäßige körperliche Aktivität, insbesondere Ausdauertraining, kann die HRV verbessern und die Balance zwischen Sympathikus und Parasympathikus fördern. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass Sport und Bewegung eine Verbesserung der Herzratenvariabilität ermöglichen. Ob Radfahren, Nordic Walking oder Schwimmen: Herzsport sollte bei Herzschwäche Priorität haben. Körperliche Bewegung selbst in kleinen Ausmaßen beeinflusst die Messung negativ.
  • Schlafhygiene: Ein regelmäßiger Schlaf-Wach-Rhythmus und eine angenehme Schlafumgebung sind wichtig für eine gute VNS-Funktion. Schlafhygiene: regelmäßiger Wach-/Schlafrhythmus, angenehme und schlaffördernde Schlafumgebung (Temperatur, Licht, Geräusche) schaffen, Mittagsruhe (Nickerchen, „Siesta“) ideal 20 Minuten, max.
• Biofeedback: Mithilfe von Biofeedback ist es möglich, Veränderungen im Nervensystem, die sich mit den Sinnen nicht direkt wahrnehmen lassen, sichtbar zu machen. Durch Atem- oder Entspannungsübungen können Sie Ihr Nervensystem dann positiv beeinflussen. Besonders bewährt hat sich die sogenannte Herzatmung: Stellen Sie sich vor, statt durch Mund und Nase durch das Herz tief und langsam ein- und auszuatmen. Durch das Sichtbarmachen der erzielten Veränderung der Herzratenvariabilität lässt sich nach und nach eine dauerhafte Verbesserung der körpereigenen Regulation erzielen. Die direkte Rückmeldung des Biofeedbacksystems ermöglicht gestressten Menschen zu lernen, sich durch die Herzatmung oder Visualisierungsübungen zu entspannen und eine höhere Herzratenvariabilität zu erreichen. Bevor Sie mit dieser Entspannungstechnik beginnen, sollten Sie sich darüber ausgiebig informieren und die Herzratenvariabilität gut verstehen. Sprechen Sie am besten mit Ihrem Arzt, Ihrer Ärztin oder Ihrem betreuenden Fachpersonal darüber, sie erhalten sicher ein paar wertvolle Tipps oder Anlaufstellen.
• Weitere Therapieansätze:
  • Hydrotherapie (Wechsel von Wärmereiz und Kältereiz regen Regulation an, z.B. Wechselduschen)
  • Störfeldbehandlung mittels eIRT: zentral abgespeicherte alte Verletzungsmuster können neben der Fehlansteuerung von Muskeln mit entsprechenden Beschwerden in den dazugehörigen Gelenken ebenso zu biochemischen, emotionalen Störungen aber zu einer vegetativen Dysregulation führen, die mittels eIRT behandelt werden können.

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