Abhängigkeit kognitiver Leistungen und Kardioreaktivität von der Ausprägung des Vegetativums

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2014; 49: 293–299

Einführung

Die arbeitsphysiologische Forschung geht nicht nur arbeitsgestalterischen und -organisatorischen Fragen der mentalen Tätigkeiten nach, sondern beschäftigt sich vor allem mit dem arbeits- und psychophysiologischen Hintergrund der Beanspruchungsreaktionen des Arbeitnehmers infolge psychischer Belastungen bei diesen Tätigkeiten. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden trotzdem noch nicht ausreichend in der Praxis umgesetzt, so dass es nach wie vor bei den Tätigkeiten mit hohen psychischen Belastungen zu Fehlbeanspruchungen kommen kann. In der modernen Arbeitswelt setzen einige Unternehmen neue Informations- und Kommunikationstechnologien für verschiedene Aufgaben ein, in einigen Fällen aber ohne Kenntnisse der individuellen Beanspruchung der Arbeitnehmer. Das führt nicht nur zu negativen gesundheitlichen Folgen bei den Arbeitnehmern, sondern auch zu ökonomischen Verlusten für die Unternehmen.

Es geht bei den psychophysiologischen Messungen bei der Absolvierung der psychometrischen Leistungsaufgaben nicht um ein Selektionskriterium für eine Arbeitsplatzeignung, sondern um die zusätzliche Information über die physiologischen Leistungsvoraussetzungen und Ressourcen der Beschäftigten, die eine weitgehende Berücksichtigung bei der Einschätzung der Belastungssituation am Arbeitsplatz erfahren sollen.

Mit der Einführung neuer moderner Technologien in der Arbeitswelt erwartet man eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Unternehmens. Dieses Ziel kann jedoch nur erreicht werden, wenn die einhergehenden Beanspruchungen längerfristig keine Schädigungen oder Leistungseinbußen des Arbeitnehmers hervorrufen. Die Überprüfung der Effizienz von Mensch-Maschine-Schnittstellen muss demzufolge die eingesetzte menschliche Ressource und deren psychophysiologische Reaktion mit berücksichtigen. Nur dann kann auch die Wirtschaftlichkeit moderner Technologien längerfristig erhöht sein.

Die Bewältigung zumutbarer Belastung ist individuell sehr verschieden. Arbeitsphysiologische Labor- und Felduntersuchungen zeigen, dass gesunde Probanden signifikant unterschiedliche vegetative Reaktivitätsmuster besitzen (Laube et al. 1984; Pfister 1990; Pfister u. Hartmann 1991, 1992; Pfister et al. 1992; Böckelmann 1994; Weippert et al. 2009). Verschiedene Studien belegen enge Beziehungen zwischen Vegetativum und bestimmten Zentren im Gehirn, die für kognitive Leistungen verantwortlich sind (Suess et al. 1994; Hansen et al. 2004; Thayer et al. 2005).

Individuelle Disposition, Konstitution, Grad der körperlichen Trainiertheit und individuelle Reaktivitätsmuster („Vagotoniker“ mit niedriger Herzfrequenz (Hf) in Ruhe und großer Herzfrequenzvariabilität (HRV) und „Sympathikotoniker“ mit hoher Ruhe-Hf und kleiner HRV) beeinflussen die Verlaufsformen physiologischer Aktivierungsprozesse, die in Folge unterschiedlichster Belastungen auftreten. Gleiche Belastung kann somit zu unterschiedlichen Be-anspruchungsverläufen führen. Unabhängig von äußeren Merkmalen, kann z. B. die Ausprägung des autonomen Tonus in Ruhe Hinweise auf die physiologischen Umstellungsreaktionen in Aktivierungsphasen bzw. Anpassungssituationen geben (Weippert et al. 2009).

Die individuellen Tonuslagen (sympathische bzw. parasympathische) im Ruhezustand, durch Vielfacherfassung mit guter Reproduzierbarkeit über längere Zeiträume aufgezeichnet, weisen eine relative Stabilität auf. Provokationen und ihnen folgende Entspannungsphasen lassen auf wenige Grundmuster der individuellen Regulation schließen (Böckelmann 1994). Dieses individualspezifische Verhalten ist über längere Zeiträume stabil.

Böckelmann und Pfister (1995) konnten anhand einer kleinen Stichprobe zeigen, dass die Anforderungsbewältigung beider Tonus- bzw. Regulationsgruppen bei einer psychophysiologischen Laboruntersuchung unterschiedlich war. Die „Sympathikotoniker“ arbeiteten während der gesamten psychophysiologischen Laboruntersuchung auf nahezu dem gleichen vegetativen Tonusniveau, während die „Vagotoniker“ ihr vegetatives Tonusniveau dem Schwierigkeitsgrad der einzelnen Testaufgaben ständig neu anpassten, was auf Basis der nervalen Ansteuerung des Herzens nur über den Vaguseinfluss erklärt werden kann. Die starken Schwankungen der HRV bei zeitlich aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Belastungen sprechen regelungstheoretisch für eine große kardiale Regulationsbreite dieser Probandengruppe.

Bei realer Tätigkeit während der Felduntersuchung zeigten beide Tonusgruppen ein aufgabenspezifisch verschiedenes Leistungsverhalten. Die „Sympathikotoniker“ beginnen die Testbatterie mit besseren Leistungswerten, aber im Verlauf der mehrstündigen Untersuchung zeigen sie dann doch etwas schlechtere Ergebnisse als die „Vagotoniker“.

Es entstand daraus die Frage, ob sich bei solch unterschiedlich, auf der Grundlage der kardiophysiologischen Parameter im Ruhezustand, eingestuften Probanden während einer vergleichbaren Tätigkeit (standardisierte psychometrische Testaufgaben) Leistungs- und Beanspruchungsunterschiede an einer größeren Stichprobe nachweisen lassen. Im Rahmen dieser Studie sollte der prädiktive Wert der Ruhe-HRV hinsichtlich der kognitiven Leistung und der kardiovaskulären Reaktivität bei standardisierten kognitiven Leistungstests in Gruppen mit verschiedener Ruheaktivität des Vegetativums untersucht werden.

Methodik

Es wurden auf freiwilliger Basis 228 Probanden im Alter zwischen 35 und 65 Jahren untersucht (Vagotoniker 50,8 ± 6,5 Jahre, Sympathikotoniker 50,0 ± 6,9 Jahre, p = 0,368). Unter standardisierten Testbedingungen im psychophysiologischen Labor wurden vormittags psychomentale Belastungstests durchgeführt (Wiener Testsystem, WTS Schuhfried, Österreich). Zeitgleich wurden die kardiovaskulären Beanspruchungsparameter Blutdruck (BD), Herzfrequenz (Hf) und Herzfrequenzvariabilität (HRV) abgeleitet. Der Testablauf wurde in sitzender Position durchgeführt und bestand aus:

• einer fünfminütigen Ruhemessung der physiologische Beanspru-chungsparameter,
• dem Corsi-Block-Tapping-Test,
• dem Wiener Determinationstest,
• dem Interferenztest nach Stroop und
• einer fünfminütiger Erholungsmessung der physiologische Beanspruchungsparameter.

Die Testbatterie erfolgte immer in gleicher festgelegter Reihenfolge.

Die verwendeten Testverfahren erfordern nur eine geringe motorische Aktivität, so dass die Beanspruchung auf die körperliche Belastung minimal ist und hier vernachlässigt werden kann.

Der Corsi-Block-Tapping-Test (Schellig 2004) dient der Erfassung des visuell-räumlichen Kurzzeitgedächtnisses. Dabei werden auf dem Bildschirm 9 Würfel dargestellt. Eine vom System vorgegebene Markierung der Würfel muss vom Probanden nachgetippt werden. Bei richtig erkannter Reihenfolge erhöht sich die Anzahl der Würfel von zunächst 3 auf die entsprechende Merkkapazität. Ein Abbruch erfolgt nachdem die Reihenfolge dreimal falsch getippt wurde. Die „unmittelbare“ Blockspanne entspricht hierbei der maximalen Sequenzlänge, die mindestens einmal wiedergegeben wurde. Die „Supra-Blockspanne“ gibt die Anzahl der dazu benötigten Versuche an. Die Testdauer ist abhängig von der erreichten Sequenzlänge.

Der Wiener Determinationstest (Schuhfried 2004) untersucht die reaktive Belastbarkeit und Aufmerksamkeitsstörungen. Dabei muss der Proband auf wechselnde optische und akustische Reize durch Betäti-gung entsprechender Tasten antworten. Der Test dauert ca. 12 min. Die Auswertung berücksichtigt den Median der Reaktionszeit, die Anzahl der zeitgerechten und verspäteten richtigen Antworten, die Anzahl der falschen und ausgelassenen Reaktionen sowie die Reizanzahl.

Der Interferenztest nach Stroop (Puhr u. Wagner 2003) ist ein Farb-Wort-Interferenztest, der die Lesegeschwindigkeit oder die Farberkennung durch interferierende Informationen erfasst. Die intakte Farbwahrnehmung wurde im Vortest geprüft. Keiner der Probanden wurde aus diesen Gründen ausgeschlossen. Zunächst erfolgt eine Baseline-Erfassung mit Ermittlung der Lesegeschwindigkeit eines Farbwortes und der Geschwindigkeit der Farbbestimmung. Die nachfolgenden Reize (Interferenz) zeigen Stimuli, bei denen einerseits das gelesene Wort in einer anderen Farbe geschrieben oder andererseits das Benennen der Schriftfarbe durch ein inkongruentes Farbwort erschwert ist. Die Testdauer beträgt ca. 15 min. Die Auswertung berücksichtigt die Differenzen der Lesen- und Benennen-Reaktionszeiten (Medianwerte) unter Interferenz- und Baseline-Bedingungen. Ebenso werden die Anzahl der gemachten Fehler und der jeweiligen Reaktionszeiten erfasst.

Für die Durchführung dieser Untersuchungen lag ein positives Votum der Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg vor.

Als Ausschlusskriterien wurden für die Fragestellung relevante Erkrankungen (z. B. Stoffwechselerkrankungen, Herzinfarkt, Herzrhythmusstörungen, arterielle Hypertonie) sowie die Einnahme von Betablockern und andere Antiarrhythmika. Die sportliche Aktivität war in beiden Gruppen gleich.

Die Blutdruckwerte wurden mittels des Geräts PPG der Firma Hellige am Oberarm durch Riva-Rocci-Methode ermittelt. Die kardiophysiologische Daten wurden mittels „PowerLab“ (AD Instruments, Deutschland) und anschließender HRV-Spektralanalyse gewonnen. Dabei wurden Änderungen der Herzschlagfolge im hochfrequenten Bereich zwischen 0,15 und 0,4 Hz (HF-Band) und im niederfrequenten Bereich zwischen 0,04 und 0,15 Hz (LF-Band) bzw. als HF oder LF in normalized unit (nu) Total Power erfasst. Das HF-Band wird ausschließlich parasympathisch und das LF-Band wird sowohl sympathisch als auch parasympathisch moduliert, wobei Sympathikuseinfluss überwiegend ist. Das Verhältnis von HF- und LF-Band (LF/HF-Quotient) gilt als Ausdruck der sympathovagalen Balance.

Es erfolgte eine Differenzierung der Untersuchungspopulation bezüglich des autonomen Tonus in Ruhe. Dafür wurde eine Clusteranalyse (Methode: K-Means Clustering, Cluster-Initialisierung: Daten-Zentrum basierte Suche, Gleichheitsmaß: Euklidische Distanz) mittels Spotfire^® Decision Site 9.0 (Spotfire Inc., USA), basierend auf den Werten der anteiligen LF- (LF nu) und HF-Power (HF nu) durchgeführt. Neben der Frequenzbereichsanalyse konzentrierten wir uns auf zwei Parameter der Zeitbereichsanalyse: SDNN (Standard-abweichung aller NN-Abstände) und RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences, Quadratwurzel des Mittelwertes der Summe aller Differenzen zwischen benachbarten NN-Abständen; Pfister et al. 2007).

Es erfolgte eine Prüfung auf Signifikanz mittels t-Test für Mittelwertvergleich bei Normalverteilung mithilfe von SPSS 15.0, anschließend eine multivariate Varianzanalyse für abhängige Variablen (Leistungen in den kognitiven Tests) und für unabhängige Variablen (Clusterzugehörigkeit und Geschlecht sowie der Kovariate Alter).

Ergebnisse

Die Differenzierung der Untersuchungspopulation erfolgte anhand des autonomen Tonus in Ruhe. Dabei fand die Einteilung mithilfe der anteiligen LF- bzw. HF-Power statt. Dabei ergaben sich die folgenden Cluster (Methode: K-Means-Clustering):

Cluster 1: Vagotoniker: parasympathisch dominierender autonomer Tonus (HF nu mittel bis hoch, LF nu niedrig bis mittel), n = 101 (Alter 50,8 ± 6,5 Jahre, 25 % < 46,3 Jahre, 50 % < 51,1 Jahre, 75 % < 54,7 Jahre, 95 % < 62,1 Jahre; Geschlecht: 47,5 % Männer und 52,5 % Frauen).

Cluster 2: Sympathikotoniker: sympathisch dominierender autonomer Tonus (LF nu mittel bis hoch, HF nu niedrig bis mittel), n = 127 (Alter 50,0 ± 6,9 Jahre, 25 % < 44,5 Jahre, 50 % < 50,2 Jahre, 75 % < 54,4 Jahre, 95 % < 62,8 Jahre; Geschlecht: 77,2 % Männer und 22,8 % Frauen).

Der Kolmogorov-Smirov-Test ergab eine Normalverteilung hinsichtlich des Alters in beiden Clustern (Cluster 1: 0,989, Cluster 2: 0,660). Zudem gab es keinen signifikanten Altersunterschied zwischen den beiden Clustern. Dagegen ergab die Geschlechterbetrachtung einen signifikant höheren Männeranteil im Cluster  2 (Chi-Quadrat nach Pearson: p < 0,001).

 Abbildung 1 verdeutlicht die Einteilung der Probanden in die jeweiligen Cluster.

Auswertung der Beanspruchungsparameter (s. auch  Tabelle 1): Für die Gesamtstichprobe ergaben sich erwartungsgemäß signifikante bis sehr signifikante Anstiege des systolischen und diastolischen Blutdrucks, der Herzfrequenz sowie höchst signifikante Anstiege des LF/HF-Quotienten. Ebenso fanden sich signifikante bis höchst signifikante Absenkungen des RMSSD und der absoluten LF- sowie HF-Power unter Testbedingungen. In der Erholungsphase zeigt sich ein signifikantes bis sehr signifikantes Rückstellverhalten von systolischem und diastolischem Blutdruck sowie der Herzfrequenz, wobei die Ausgangswerte nahezu erreicht werden. Ähnliches gilt für die HF-Power. Dagegen steigt die absolute LF-Power in der Erholungsphase weit über das Ausgangsniveau an. Daraus resultieren die weiterhin erhöhten LF/HF-Quotienten für beide Cluster in der Erholungsphase. Betrachtet man beide Cluster zeigen sich für beide die größte Auslenkung von Blutdruck und Herzfrequenz im Wiener Determinationstest, was auch für die absolute LF-Power gilt. Beide HRV-Cluster zeigen den größten LF/HF-Quotienten im dritten Test. Personen des Cluster 1 reagieren auf den ersten Belastungstest mit einer stärkeren Absenkung der HF-Power und einem stärkeren Anstieg des LF/HF-Quotienten als Personen des Cluster 2. Gleiches ist beim Übergang des dritten Tests in die Erholungsphase zu beobachten. Probanden des Cluster 2 reagieren in der Erholungsphase mit einem weiteren Anstieg des LF/HF-Quotienten.

Auswertung der psychometrischen Leistungstests (s. auch  Tabelle 2): Die Testergebnisse für den Corsi-Block-Tapping-Test ergaben keine signifikanten Unterschiede zwischen Cluster 1 und 2 hinsichtlich der maximalen Sequenzlänge gemerkten Reihenfolge der Würfeln (Cluster 1 6,7 ± 0,9 vs. Cluster 1 6,9 ± 1,0) oder der benötigten Versuche (4,5 ± 1,3 vs. 4,4 ± 1,3) bzw. falschen Antworten. Die Ergebnisse des Wiener Determinationstests ergaben günstigere Werte für die Personen des Cluster 2 (Sympathikotoniker) mit teilweise signifikanten Unterschieden bei der Reaktionszeit (Cluster 1 0,8 ± 0,1 s vs. Cluster 2 0,77 ± 1,0; p = 0,021), den verspäteten Reaktionen (58,1 ± 49,7 vs. 42,3 ± 43,3; p = 0,011), den falschen Reaktionen (8,3 ± 10,6 vs. 5,8 ± 5,5; p = 0,023). Keine Signifikanzen wurden bei den ausgelassenen Reaktionen, den richtigen Reaktionen und den Gesamtreaktionen gefunden. Die Ergebnisse des Stroop-Tests zeigten ebenfalls teilweise signifikante Unterschiede zugunsten der Sympathikotoniker (Cluster 2). Diese waren in den Parametern Bearbeitungszeit (Cluster 1 7,4 ± 0,8 s vs. 7,1 ± 1,0 s; p = 0,042), Baseline Median der Reaktionszeit Benennen (0,77 ± 0,08 s vs. 0,74 ± 0,1 s; p = 0,008), Falsche Reaktionen Baseline Benennen (0,9 ± 1,6 vs. 0,6 ± 1,1; p = 0,05). Auffällig sind teilweise große Standardabweichungen als Hinweis auf große individuelle Unterschiede.

Die multivariate Varianzanalyse für den Corsi-Block-Tapping-Test ergab signifikante Ergebnisse für den Effekt des Alters in der „max. Sequenzlänge“ (p = 0,001) und für den Effekt des Geschlechts in den „falschen benötigten Versuchen“ (p = 0,048). Für den Determinationstest fanden sich vorwiegend signifikante Effekte für das Alter in „Reaktionszeit“, „verspätete Reaktionen“, „ausgelassene Reaktionen“, „richtige Reaktionen“ und „Reaktionen gesamt“ (jeweils p < 0,001). Im Interferenztest nach Stroop konnte ein signifikanter Einfluss des Geschlechts für „Leseinterferenz“ (p = 0,016) und für „Interferenz Median Reaktionszeit Lesen“ (p = 0,028) gefunden werden. Die Clusterzugehörigkeit zeigte einen signifikanten Effekt für „Bearbeitungszeit“ (p = 0,04), „Baseline Median Reaktionszeit Benennen“ (p = 0,033) und „Interferenz Median Reaktionszeit Lesen“ (p = 0,07). Ein erwartungsgemäßer Einfluss des Alters war in „Benenninterferenz“ (p = 0,046), „Bearbeitungszeit“ (p < 0,001), „Baseline Median Reaktionszeit Lesen“ und „Baseline Median Reaktionszeit Benennen“ (beide p = 0,000), „Interferenz Median Reaktionszeit Lesen“ (p = 0,001) und „Interferenz Median Reaktionszeit Benennen“ (p = 0,000).

Diskussion

Die Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems an kognitive Belastungstests stellt sich als Interaktion zwischen sympathischen und parasympathischen Anteilen der Nervensystemen dar (Schapkin 2012). Die Herzfrequenzvariabilität liefert Aussagen über die Qualität der Herz-Kreislaufregulation (Hottenrott 2007). Die Variabilität der Herzschlagfolge ist Ausdruck einer gut funktionierenden physiologischen Anpassung an aktuelle Erfordernisse.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen verdeutlichen, dass standardisierte psychometrische Leistungstests Auswirkungen auf ausgewählte Beanspruchungsparameter (Blutdruck, Herzfrequenz und -variabilität) haben. Der Determinationstest, einem Reaktionstest auf akustische und optische Stimuli unter Einfluss des Belastungsfaktor Zeitdruck, zeigte dabei die größten Auslenkungen von Blutdruck, Herzfrequenz sowie LF-Power.

Als kardiovaskulärer Beanspruchungsindikator bei kognitiven Belastungen scheint die HRV von großer Bedeutung zu sein, da eine differenziertere Abbildung der an der Aufgabenbewältigung beteiligten Prozesse möglich ist (Schapkin et al. 2007, 2012). Die kardiovaskuläre Antwort und HRV sind sensitive Methoden zur Erfassung der Stressreaktion, die durch anspruchsvolle mentale Aufgaben verursacht werden (Kristiansen et al. 2009).

Für die Parameter der Herzfrequenzvariabilität im hochfrequenten Bereich HF-Power und Parameter der Kurzzeitvariabilität RMSSD ergaben sich die größten Auslenkungen im Stroop-Test, für den man selektive Aufmerksamkeit benötigt. Weiterhin ließen sich für die zwei verschiedenen Tonuscluster (Vagotoniker und Sympathikotoniker) unterschiedliche autonome Reaktivitäten in der vagal modulierten HF-Power und der sympathovagalen Balance nachweisen, was eine qualitativ verschiedene Herzfrequenzmodulation bzw. die Anpassungsreaktion des Herz-Kreislaufssystems vermuten lässt. In der Literatur ist beschrieben, dass die Reduzierung der absoluten LF- und HF-Power der HRV unter Belastungstests in einer Verminderung der vagalen Aktivität begründet ist (Van Roon 1998). Je stärker die Absenkung der LF-Power ist, desto größer ist die geleistete Anstrengung (Aasman et al. 1987). Unsere Ergebnisse zeigen, dass der LF-Bereich weniger gut geeignet ist als die HF-Komponente hinsichtlich Unterscheidung verschiedener psychometrischer Belastungstests. Der Sympathikus reagiert langsamer als der Vagus, deshalb sind die Veränderungen der parasympathischen Komponente der Herzfrequenzvariabilität HF hier deutlicher zu sehen. Eine Zunahme des LF/HF-Quotienten als Maß der sympathovagalen Balance spricht für eine sympathische Aktivierung und eine parasympathische Hemmung. Studien belegen, dass der LF/HF-Quotient geeignet ist, um psychische Belastungen widerzuspiegeln (Hjortskov et al. 2004). Diese Erhöhung des LF/HF-Quotienten spricht für die Zunahme der Beanspruchung während der Testbatterie. Bei der Betrachtung der einzelnen Tests ist im Zeitverlauf eine weitere Zunahme des LF/HF-Quotienten zu erkennen, was auf eine mentale Müdigkeit zurück zu führen könnte (Mizuno et al. 2011). Unsere Ergebnisse bestätigten somit frühere Studien.

Auf der Grundlage, dass Assoziationen zwischen einer sympathovagalen Dysbalance und kardiovaskulärer Mortalität bestehen (Singh et al. 1998; Thayer u. Lane 2007), haben wir unsere Stichprobe anhand des autonomen Ruhetonus in Vagotoniker und Sympathikotoniker eingruppiert. Diesbezüglich untersuchten wir kardiale Antwortmuster auf psychomentale Belastungen und deren Testergebnisse einzelner Clustergruppen. Die Altersverteilung in den beiden Clustergruppen war vergleichbar, somit können wir davon ausgehen, dass unsere Clustergruppen ähnlich besetzt waren. Die Betrachtung der Geschlechterverteilung der beiden Clustergruppen ergab, dass in unserer Stichprobe die Frauen mehr vagoton und die Männer mehr sympathikoton reguliert sind. Hierbei zeigte sich bei dem Cluster 1 (Vagotoniker mit einem parasympathisch dominierenden autonomen Tonus) sowohl eine stärkere Auslenkung der HF-Power (vagal moduliert) als auch eine stärkere Aktivierung des LF/HF-Quotienten. Des Weiteren war zu beobachten, dass trotz Anstieg der vagal modulierten HF-Power (Stroop-Test) beim Cluster 2 (Sympathikotoniker mit einem sympathisch dominierenden autonomen Tonus) ein weiterer Anstieg des LF/HF-Quotienten nachgewiesen wurde. Die Koaktivierung von Parasympathikus und Sympathikus kann ein gesundheitliches Risiko darstellen (Skinner 1985; Van Roon 1998). Insgesamt zeigt sich eine unterschiedliche autonome Regulation beider Cluster als Antwort auf psychomentale Leistungstests. Die Reaktionen des Blutdrucks und der Herzfrequenz belegen zudem eine quantitativ unterschiedliche Anpassungsreaktion des Herz-Kreislauf-Systems bei Personen mit unterschiedlicher Ruheausprägung des autonomen Tonus. Obwohl dem autonomen Nervensystem gesundheitlich eine hohe Bedeutung beigemessen werden muss, da eine dauerhafte Aktivierung des Sympathikus immunsuppressive Effekte verursachen kann oder auch bei Entstehung von Bluthochdruck ursächlich beteiligt zu sein scheint (Wyss 1993; Amerena u. Julius 1995), muss durch weitere Längsschnittstudien geklärt werden, ob die in unserer Studie vorliegenden Clusterzugehörigkeit prognostische Wertigkeit besitzt.

Verschiedene Studien belegen eine Einschränkung der kognitiven Funktion bei länger bestehendem Stressempfinden (Leng et al. 2013). Enge Beziehungen zwischen dem autonomen Regelzentrum und Gehirnstrukturen sind beschrieben. Beispielsweise führte eine stärke Anforderung an das Arbeitsgedächtnis zu einer Abnahme der parasympathischen Modulation (Gianaros et al. 2004). In der Lernforschung wird dem Sympathikotoniker eine Gedächtnisschwäche zugesagt, da eine Überaktivität des Gehirns besteht (Eggetsberger 1992). Insgesamt zeigten sich bei unseren Ergebnissen günstigere und teilweise signifikante Unterschiede bei Personen des Cluster 2, dem sympathisch modulierten autonomen Tonus. Diese Testergebnisse sollten ebenfalls durch weitere Untersuchungen längerer Dauer (z. B. Test zur Daueraufmerksamkeit) noch bestätigt werden, da die kurzfristige Leistung nicht immer mit der längerfristigen Leistung korreliert.

Viele Arbeitnehmer sind psychischem Stress ausgesetzt. Jeder einzelne Arbeitnehmer sollte bezüglich der Beurteilung von Arbeitsbelastungen individuell betrachtet werden. Die physiologischen Daten weisen auf unterschiedliche Aktivierungsmuster trotz Belastungssituationen bei Probanden unterschiedlicher Tonusgruppen hin.

Schlussfolgerungen

Die moderne Arbeitsmedizin muss sich immer stärker mit psychischen Arbeitsbelastungen auseinandersetzen (Böckelmann 2012) und benötigt daher praktikable Instrumente zur Messung der Kardioreaktivität auf psychische Belastungen. Mit dem hier vorgestellten Untersuchungsansatz ergeben sich umfassende Informationen über die Anpassung des kardiovaskulären Systems an die kognitive Belastung auf Gruppenebene. Die Beanspruchungsanalyse mittels HRV bei standardisierter Anforderungen und Bedingungen ist da-bei ein wichtiges Methodeninventar. Für die individuelle Diagnostik sind Längsschnittstudien notwendig. Zudem sollte mit Hilfe von Felduntersuchungen an realen Arbeitsplätzen die ökologische Validi-tät des Untersuchungsansatzes geprüft werden.

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Für die Verfasser

Dr. med. Beatrice Thielmann

Bereich Arbeitsmedizin

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Leipziger Straße 44

39120 Magdeburg

beatrice.thielmann@med.ovgu.de