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01.12.2014 | Research Article | Ausgabe 6/2014

Clinical Autonomic Research 6/2014

The circadian pattern of cardiac autonomic modulation and obesity in adolescents

Zeitschrift:
Clinical Autonomic Research > Ausgabe 6/2014
Autoren:
Sol Rodríguez-Colón, Fan He, Edward O. Bixler, Julio Fernandez-Mendoza, Alexandros N. Vgontzas, Arthur Berg, Yuka Imamura Kawasawa, Duanping Liao

Abstract

Purpose

To assess the impact of obesity and population attributes on the circadian pattern of cardiac autonomic modulation (CAM) in a population-based sample of adolescents.

Methods

We used data from 421 adolescents who completed the follow-up exam in the Penn State Children Cohort study. CAM was assessed by heart rate variability (HRV) analysis of beat-to-beat, normal R–R intervals from a 24-hour ECG, on a 30-minute basis. The HRV indices included frequency-domain (HF, LF, and LF/HF ratio) and time-domain (SDNN, RMSSD, and HR) variables. Nonlinear mixed-effect models were used to calculate a cosine periodic curve, each having three parameters quantifying its circadian period: M (mean levels of the HRV variables), Â (amplitude of the oscillation), and θ (the time of the highest oscillation).

Results

The mean (SD) age was 16.9 (2.2) years, with 54 % male and 77 % white. The mean BMI percentile was 66, with 16 % obese (BMI percentile ≥ 95). Overall, HF (a marker of parasympathetic modulation) gradually increased from the late afternoon, reached peak amplitude around 3 a.m., and then decreased throughout the daytime until late afternoon. In contrast, obesity had adverse effects on all circadian parameters. The age, sex and race showed varying differences on the CAM circadian parameters. The adjusted means (95 %Cls) of M, Â, and θ for HF were 5.99 (5.79–6.19), 0.77 (0.66–0.89), 3:15 (2:15–4:15) a.m., and 6.21 (6.13–6.29), 0.66 (0.61–0.70), 2:45 (2:30–3:15) a.m. for obese and non-obese subjects, respectively.

Conclusion

The circadian pattern of CAM can be quantified by the three cosine parameters. Obesity is associated with lower HRV even in young individuals like children/adolescents.

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