Influence of Prematurity and Extrauterine Development on the Sleep State Dependent Heart Rate Patterns. Einfluss von Fruhgeburtlichkeit und extrauteriner Entwicklung auf schlafstadienabhangige Herzfrequenzveranderungen

Abstract

Question of the Study Premature birth and subsequent extrauterine development may lead to changes in brainstem functions. Central nervous cardiorespiratory regulation, especially the interaction between respiratory and cardiovascular systems, appears to be an essential component of brainstem maturation. The question arises whether premature birth and subsequent extrauterine development may influence sleep state dependent cardiorespiratory regulation. Methods We analysed sleep state dependent heart rate variability at high temporal resolution using Short Time Fourier Transform and heart rate changes accompanying sighs. The study was performed in premature infants reaching normal term and in full-term newborns. Results The mean R±R interval was shorter and heart rate variability was lower in all frequency bands (0.02±1 Hz) in premature infants reaching term in comparison with full-term newborns. This finding also applied to heart rate variability in the high frequency band (0.25±1 Hz) when different mean heart rates were taken into account. After sighs, heart rate acceleration could be observed in full-term newborns in active and quiet sleep, but did not appear in prematures reaching term. However, subsequent heart rate deceleration could be observed in both groups. Conclusions We suggest that premature birth and extrauterine development elicit different patterns of heart rate regulation, relative to full-term newborns. Keywordspremature birth ± autonomic regulation ± respiration ± sigh ± heart rate variability. ZusammenfassungFragestellung Fru Èhgeburtlichkeit und nachfolgende extrauterine Entwicklung ko Ènnen zu Vera Ènderungen von Hirnstammfunktionen fu Èhren. Die zentralnervo Èse kardiorespiratorische Regulation und besonders die Interaktion zwischen Atmung und Herz-Kreislauf-System scheint ein wesentliches Moment der Hirnstammreifung zu sein. Es stellt sich die Frage, welchen Einfluss Fru Èhgeburtlichkeit und nachfolgende extrauterine Entwicklung auf die verhaltensstadienabha Èngige kardiorespiratorische Regulation inklusive ihrer Hirnstammsteuerung hat. Methodik Wir untersuchten die Herzfrequenzvariabilita Èt mittels der Spektralanalyse der RR-Intervall-Folge unter Nutzung der Short Time Fourier Transformation, die eine ausreichend hohe zeitliche Auflo Èsung ermo Èglicht, und Herzfrequenzvera Ènderungen bei Auftreten von Seufzern in Abha Èngigkeit vom aktuellen Verhaltenszustand. Die Untersuchungen wurden an Fru Èhgeborenen zum Zeitpunkt des erwarteten Geburtstermins und an reifen Neugeborenen gleichen Konzeptionsalters vorgenommen. 116 Michael Eiselt et al.