Blutdruck und Herzfrequenz in Ruhe und bei Belastung bei Kindern im Einschulungsalter

Einleitung: Selbst Kinder haben häufiger erhöhte Blutdrücke. Eine Messung des Blutdrucks (BD) unter Ruhebedingungen ist jedoch nur schlecht reproduzierbar und erschwert dadurch die Einschätzbarkeit. Daher sollte bei Kindern der BD und die Herzfrequenz (HF) sowohl in Ruhe als auch bei Belastung ermittelt werden. Methodik: Bei 180 Kindern (6,4±0,5 Jahre, Body-Mass-Index (BMI) 15,8±1,8) wurde der BD und die HF in Ruhe und während Ergometrie gemessen. Ergebnisse: Der BD in Ruhe betrug 100±10,3/68,4±8,1 mmHg. Bei einem oberen Grenzwertes von 115/75 mmHg wären 34 Kinder (16,8%) als hyperton einzustufen. Während der  Ergometrie  ergab  sich  ein  BD  von  125±13,4/74±8,4  mmHg.  Die  HF  betrug dabei  155,4±22,3  Schläge/Minute  und  korrelierte  (p<0,001)  mit  dem  BD  bei Belastung.  Unter  Berücksichtigung  eines  Grenzwertes  von  140/85  mmHg  (Mittelwert  +  Standardabweichung)  wären  31  Kinder  (17,2%)  als  belastungspositiv einzustufen. Die Kinder mit erhöhtem Ruhe-BD zeigten bei vergleichbarer HF in Ruhe eine signifikant (p<0,001) höhere HF (165±22 /Minute) während der Belastung im Vergleich zu den Kindern mit normalem BD (151±21/Minute). Hieraus resultiert ein um 32% (p<0,001) erhöhtes Produkt aus systolischem BD x HF als Maß für den myokardialen Sauerstoffverbrauch. Schlussfolgerung: Schon bei Kindern im Einschulungsalter sind zunehmend häufiger erhöhte Blutdrücke in Ruhe und bei Belastung nachweisbar. Dabei zeigt sich bereits in diesem jungen Alter ein Zusammenhang zwischen der BD-Höhe und dem HF-Anstieg bei körperlicher Belastung,  woraus  ein  erhöhter  myokardialer  Sauerstoffverbrauch  während  Belastung resultiert.

Schlüsselwörter: Belastungsblutdruck, Kinder, Ergometrie, Hypertonie.

Introduction:  These  days,  high  blood  pressure  (BP)  can  be  observed  more  frequently even in children. Therefore, BP and heart rate (HR) were measured at rest and  during  exercise.  Methods:  In  180  children  (6,4±0,5  years,  Body-Mass-Index (BMI) 15,8±1,8). BP and HR were measured at rest and during exercise (2 minutes 25 watts). Results: BP at rest was 100±"10,3/68,4±8,1 mmHg. Defining 115/75 mmHg as limit of normal BP, 34 children (16,8%) were hypertensive according to BP  at  rest.  During  exercise,  BP  was  125±13,4/74±8,4  mmHg  with  a  significant correlation between BP and HR during exercise (p<0,001). Analogous to the definition of upper BP limit during exercise in adults, upper limit in children was defined as 140/85 mmHg (average + 1 standard deviation). Taking this into account, 31 children (17,2%) had abnormal BP increases during exercise. HR at rest did not differ between children with normal and elevated BP. In contrast, HR during exercise was significantly higher (p<0,001) in children with elevated BP compared to normotensives (165±22 /minute versus 151±21/minute). Consequently, the product of HR x systolic BP, a measure of myocardial oxygen consumption, was 32% higher (p<0,001) in hypertensives than in normotensives. Conclusion: Elevated BP at rest and during exercise is observed in a higher percentage of the population, even in children. Furthermore, elevated BP is associated with an increased HF during exercise, possibly due to an increase in sympatho-adrenergic activity, which increases myocardial oxygen consumption during exercise.

Einschneidende  gesellschaftliche  Veränderungen  haben  dazu  geführt, dass zunehmend mehr Kinder und Jugendliche unter Bewegungsmangel leiden, was sich wiederum negativ auf ihre Leistungsfähigkeit  sowie  ihren  Gesundheitszustand  auswirkt  (12).  Schüler und  Jugendliche  zeigen  zunehmend  häufiger  Risikofaktoren  der koronaren Herzerkrankung wie Übergewicht und Fettstoffwechselstörungen (15), wobei diese bereits in der Kindheit als Prädiktoren von Endorganveränderungen, wie z.B. der Intima-Media-Dicke der Arteria Carotis im späteren Erwachsenenalter und somit als früher kardiovaskulärer Risikoprädiktor identifiziert wurden (18, 16). Diese Problematik nimmt mit wachsendem Alter der Kinder zu (21). 
Auch  bei  Kindern  findet  man  zunehmend  häufiger  erhöhte Blutdrücke (21). Eine alleinige Messung des Blutdrucks unter Ruhebedingungen ist insbesondere bei Kindern wegen der psychischen Komponente  jedoch  nur  schlecht  reproduzierbar  und  erschwert dadurch  häufig  die  Einschätzbarkeit  des  Blutdrucks.  Messungen unter standardisierten Bedingungen hingegen liefern besser reproduzierbare Werte. Wie auch bei Erwachsenen und von Fachgesellschaften empfohlen, sollte man zur Verifizierung einer möglichen arteriellen Hypertonie zumindest noch eine weitere Messmethode einsetzen. Hierzu eignet sich insbesondere eine standardisierte ergometrische Untersuchung, die sich bereits im Erwachsenenalter bestens  bewährt  hat  und  nicht  nur  besser  reproduzierbare  Blutdruckwerte liefert sondern als submaximale Belastung zusätzlich eine  Einschätzung  des  Blutdruckverhaltens  während  alltäglicher körperlicher Belastung ermöglicht (6). Bereits bei Untersuchungen an Schülern konnten anatomische und funktionelle Veränderungen am  Myokard  in  Abhängigkeit  vom  Blutdruck  gezeigt  werden  (22, 23).  Eine  frühzeitige  Identifizierung  Hochdruck-gefährdeter  Kinder  anhand  standardisierter  Untersuchungen  ermöglicht  daher frühzeitigen Organveränderungen durch präventive oder therapeutische Maßnahmen vorzubeugen zu können.
Daher sollte in der vorliegenden Untersuchung bei Kindern im Einschulungsalter der Blutdruck (BD) und die Herzfrequenz (HF) sowohl in Ruhe als auch während ergometrischer Belastung ermittelt werden.

Es  wurden  180  Kinder  im  Alter  von  6,4±0,5  Jahren  untersucht. Der Body-Mass-Index (BMI) wurde aus der Körpergröße und dem Körpergewicht berechnet. (Tab.1). Der BD wurde in Ruhe auskultatorisch  mit  einem  Quecksilber-Manometer  unter  Verwendung einer altersentsprechenden Blutdruckmanschettengröße nach der Methode von Riva-Rocci-Korotkoff sitzend zweimal gemessen und gemittelt, die HF wurde über eine Minute ausgezählt.

Danach erfolgte eine standardisierte ergometrische Belastung auf  einem  Fahrradergometer  der  Firma  Tunturi.  Die  Kinder  wurden dabei mit jeweils 25 Watt (entsprechend >1 Watt/kg Körpergewicht) über 2 Minuten bei einer Umdrehungszahl von 80 U/min belastet. Der BD und die HF wurden nochmals in Ruhe vor Beginn der Ergometrie, in den letzten 20 Sekunden der zweiten Belastungsminute sowie in der ersten, dritten und fünften Minute in der Erholungsphase gemessen. Die Registrierung der Herzfrequenz erfolgte mit einem Monitor der Fa. Hellige über auf den Rücken der Kinder aufgeklebte Elektroden.
Bei  der  statischen  Auswertung  erfolgte  die  Darstellung  der kontinuierlichen Variablen als Mittelwerte ±1 Standardabweichung. Zwei verbundene, normalverteilte Stichproben wurden mittels des t-Tests für gepaarte Stichproben verglichen, dagegen wurden 2 verbundene, nicht normalverteilte Stichproben durch den WilcoxonTest überprüft. Bei allen durchgeführten Tests erfolgte eine zweiseitige Signifikanzüberprüfung, wobei für alle statistischen Tests ein p-Wert ≤0,05 als statistisch signifikant angenommen wurde.

Der BMI des untersuchten Kollektivs betrug 15.8±1.8. Der mittlere BD in Ruhe betrug 100±10.3/68.4±8.1 mmHg. Unter Berücksichtigung eines oberen Grenzwertes von 115/75 mmHg für diese Altersgruppe (19) wären bereits 34 Kinder (16,8%) als hyperton einzustufen. Während der Ergometrie ergab sich ein Mittelwert am Ende der Belastung von 125±13,4/74±8,4 mmHg (Abb.1). Die Herzfrequenz betrug dabei 155,4±22,3 Schläge/Minute und korrelierte signifikant (p<0,0001, r =0,353/0,283) mit dem BD bei Belastung. In Analogie zur Ermittlung von BD-Grenzwerten während standardisierter submaximaler  Ergometrie  bei  Erwachsenen  (8, 9)  wurde  bei  den  hier untersuchten Kindern gleichfalls ein Grenzwert durch Mittelwert + Standardabweichung berechnet, der dann entsprechend zur Praktikabilität nach oben gerundet wurde. Unter Berücksichtigung eines somit ermittelten oberen Grenzwertes von 140/85 mmHg wären 31 Kinder  (17,2%)  als  belastungspositiv  einzustufen.  Bei  21  Kindern war sowohl der BD in Ruhe als auch während der Belastung erhöht. In der fünften Erholungsminute war wieder der Ausgangswert vor Beginn der Belastung erreicht.
Betrachtet  man  die  HF  während  der  Belastung,  so  zeigt  sich bei den Kindern mit erhöhtem Ruhe-BD bei vergleichbarer HF in Ruhe eine signifikant (p<0,001) höhere HF (165±22/Minute) während der Belastung im Vergleich zu den Kindern mit normalem BD (151±21/Minute). Zugleich wurde ein verlangsamter Abfall der HF in der Erholungsphase beobachtet (Abb.2). Aus dem höheren systolischen BD sowie der höheren HF bei Belastung resultiert zugleich ein um 32% (p<0,001) höheres Produkt aus systolischem BP und HF,  was  als  Maß  für  den  myokardialen  Sauerstoffverbrauch  gilt (Abb.3).

In  der  3.  Erholungsminute  betrug  der  BD  101,7±12/67,2±7,1 mmHg,  womit  der  Ausgangswert  in  Ruhe  vor  Belastung  erreicht wurde (Abb.1). Bei 21 Kindern (12%) war sowohl der BD in Ruhe als auch während der Belastung erhöht. Zugleich zeigt sich eine Korrelation zwischen dem BMI und dem systolischen (p<0,001, r =0,251) und diastolischen (p<0,05, r =0,183) Belastungs-BD. 14% der Kinder waren übergewichtig bzw. adipös.

Die  Ergebnisse  zeigen  schon  bei  Kindern  im  Einschulungsalter häufiger erhöhte Blutdrücke in Ruhe und auch bei submaximaler Belastung. Der Grenzwert für den BD bei submaximaler Belastung von 140/85 mmHg wurde dabei in Analogie zur Ermittlung von BDGrenzwerten  während  standardisierter  submaximaler  Ergometrie bei  Erwachsenen  (8, 9)  bestimmt.  Dieses  Verfahren  hat  sich  nicht nur  bei  Erwachsenen  bewährt,  sondern  auch  bei  Jugendlichen konnte  oberhalb  eines  so  ermittelten  Grenzwertes  eine  deutliche Zunahme von Endorganveränderungen gezeigt werden (13).
Betrachtet man den in Ruhe gemessenen BD mit Ergebnissen aus früheren Studien, so wurden hier bereits im Mittel um 3,8/6,6 mmHg  höhere  Blutdrücke  im  Vergleich  zur  Brompton-Studie  vor 17 Jahren (5) gemessen. Zudem untermauern die Verlaufsbeobachtungen der Bromton-Study, dass schon im frühen Kindesalter die "Blutdruckgruppenzuteilung"  erfolgt.  D.h.,  wer  im  frühen  Kindesalter  bereits  einen  erhöhten  BD  aufweist,  wird  auch  im  späteren Erwachsenenalter  mit  größerer  Wahrscheinlichkeit  zum  Hypertoniker werden, was auch durch eine neuere Metanalyse bestätigt wurde  (3).  Zugleich  konnte  mit  zunehmendem  Alter  der  untersuchten Kinder auch eine stärkere Korrelation zum elterlichen BD nachgewiesen  werden.  Eine  prospektive  Studie  bei  Sechsjährigen zeigte im Verlauf eines 9-jährigen Zeitraums, dass bei 70% der Kinder, deren BD sich im vorausgegangenen Untersuchungszeitraum in der obersten Quartile befand, dieser auch im neunten Jahr der Kontrolle in der obersten Quartile verblieb (24).
In der vorliegenden Studie war nicht nur ein großer Anteil der untersuchten  Kinder  übergewichtig,  sondern  es  fand  sich  auch  ein Zusammenhang zwischen dem BMI und dem BD in Ruhe als auch insbesondere dem Belastungs-BD. Hier kommt also ein weiterer Risikofaktor hinzu, der zudem meist ebenfalls progredient und im späteren Leben schwerer reversibel ist.
Der größte Teil der Kinder mit einem erhöhten BD in Ruhe hatte zugleich einen überhöhten BD-Anstieg bei körperlicher Belastung, was als Hinweis auf eine eingeschränkte Vasodilatationsfähigkeit gewertet werden muss. Ein Einfluss psychischer Komponenten auf den BD  und  die  HF  während  der  Belastung,  wie  es  ja  in  Ruhe  bekannt ist, scheint ausgeschlossen. Die submaximale Belastung betrug ca. 1 Watt/kg Körpergewicht, entsprach damit durchaus alltäglichen Belastungen, wobei auch bei Kindern gezeigt werden konnte, dass bei dieser Belastungsstufe die gemessenen Parameter durch psychische Einflüsse nicht verändert werden (17).
Leider  wurden  in  der  vorliegenden  Studie  keine  echokardiographischen Untersuchungen durchgeführt. Jedoch ist bei Erwachsenen  bekannt,  dass  erhöhte  BD-Anstiege  bei  submaximaler  Belastung  im  Gegensatz  zum  Ruheblutdruck  eine  gute  Korrelation zur  linksventrikulären  Muskelmasse  (LVM)  zeigen  (21).  Selbst  bei normalem  Blutdrucktagesprofil  (ABDM),  jedoch  erhöhtem  Belastungsblutdruck,  fand  sich  im  Vergleich  zu  denen,  die  bei  beiden Methoden  eine  normale  Blutdruckreaktion  zeigten,  ein  erhöhter LVM-Index (7). Auch bei Kindern mit Hypertonie fand sich bei denen mit  einer  echokardiographisch  nachgewiesenen  linksventrikulären Hypertrophie  (LVH)  kein  Zusammenhang  mit  dem  Ruhe-BD  bzw. 24-Stunden-BD (2). Bei eigenen Untersuchungen an älteren Kindern konnte  hingegen  mit  Zunahme  des  während  submaximaler  Belastung gemessenen Drucks zugleich auch eine Zunahme der LVM bestätigt werden (13). In den Leitlinien der Europäischen Gesellschaft für Hypertonie (ESH) und der Gesellschaft für Kardiologie wird die standardisierte Überprüfung des Blutdrucks während Ergometrie als ergänzende diagnostische Methode empfohlen (11).
Die höhere HF bei Belastung bei den Kindern mit erhöhtem BD sowie  ein  verlangsamter  Abfall  in  der  Erholungsphase  lassen  den Schluss auf eine erhöhte sympatho-adrenerge Stimulation zu. Hieraus  resultiert  ein  erhöhtes  Produkt  aus  HF  x  systolischer  BD  während Belastung, was eine indirekte Einschätzung des myokardialen O₂-Verbrauchs  ermöglicht  (1, 14).  Daraus  resultiert  zugleich  ein  erhöhter O₂-Verbrauch auch während alltäglicher Aktivitäten bei den hypertensiven  Kindern.  Das  entspricht  den  Befunden  bei  Erwachsenen, die zeigen, dass bereits Grenzwerthypertoniker ein zwischen 20% und 30% höheres Produkt bei submaximaler Belastung im Vergleich zu Normotonikern aufwiesen (9, 8).
Regensteiner registrierte bei neu diagnostizierten Typ-2-Diabetikern bei identischen Ruhefrequenzen ebenfalls einen disproportionalen Anstieg der HF während ansteigender Belastung im Vergleich zu  Nicht-Diabetikern  (20).  Die  gleichfalls  erhöhten  Pulmonalkapillarverschlussdrücke  (PCPW)  gaben  dabei  einen  Hinweis  auf  eine schon  frühzeitig  veränderte  Hämodynamik  bzw.  kardiale  Dysfunktion während körperlicher Belastung. Da bei ansteigender Belastung sowohl die HF als auch die O₂-Aufnahme linear ansteigen, kann bei den  Kindern  mit  erhöhter  HF  bei  entsprechender  Belastung  auch von einer eingeschränkten aeroben Leistungsfähigkeit ausgegangen werden.  Eigene  Untersuchungen  bei  älteren  Kindern  belegen  mit zunehmendem BD eine Verschlechterung der linksventrikulären diastolischen  Funktion,  wobei  diese  gleichfalls  mit  einer  reduzierten aeroben Leistungsfähigkeit verbunden ist (10).
Die bereits bei submaximaler Belastung eingeschränkte Vasodilatationsfähigkeit lässt eine bereits frühzeitige endotheliale Dysfunktion vermuten, wobei bei diesen Befunden durchaus auch schon mit möglichen strukturellen und funktionellen Endorganveränderungen gerechnet  werden  muss,  wie  Untersuchungen  von  de  Simone  (4) und auch eigene Daten (13) bei nur wenige Jahre älteren Kindern bereits zeigten. Das ist in Einklang zu bringen mit Daten der “Young Finns Studie“ (18) sowie der “Bogalusa Heart Studie“ (25), die beide zeigen, dass seit der Kindheit bestehende Risikofaktoren bereits die Entwicklung von Endorganveränderungen und -schäden begünstigen. Eine Metaanalyse belegt zudem, dass ein höher BD bereits im Kindesalter auch einen im Erwachsenenalter höheren BD begünstigt (3). Betrachtet man nochmals die Ergebnisse der “Young Finns Studie“, so sieht man, dass der BD im frühesten Kindesalter für eine spätere manifeste Hypertonie einen größeren prädiktiven Wert hatte im Vergleich zum BD in einem späteren Kindesalter. Hier zeigt sich daher zugleich die Bedeutung rechtzeitiger Diagnostik und präventiver Strategien.

Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Schon bei Kindern im Einschulungsalter sind zunehmend häufiger erhöhte  Blutdrücke  in  Ruhe  und  auch  bei  körperlicher  Belastung nachweisbar.  Wie  bei  Erwachsenen  eignet  sich  auch  bei  Kindern eine  standardisierte  Belastungsuntersuchung  unter  Berücksichtigung  altersentsprechender  Normwerte  zur  Risikostratifizierung gesundheitlich gefährdeter Kinder.
Die  Prävention  späterer  kardiovaskulärer  Morbidität  durch frühzeitige  Diagnostik  und  Kontrolle  kardiovaskulärer  Risikofaktoren muss daher bereits im Kindesalter beginnen. Hierzu ist eine Verbesserung  des  Sport-  und  Freizeitverhaltens  sowie  der  Ernährung im Kindesalter dringend erforderlich.

Interessenkonflikt:
Der korrespondierende Autor erhält Vortragshonorare von den Firmen Berlin Chemie, Daiichi-Sankyo, Sanofi Aventis, Servier und Takeda.Die Daten dieser Arbeit wurden beim Annual Meeting of the American College of Sports Medicine (ACSM) 2010 präsentiert und mit dem International Student´s Award ausgezeichnet.

Angaben zu finanziellen Interessen und Beziehungen, wie Patente, Honorare oder Unterstützung durch Firmen: Keine.