University of Oulu

Effects of emotional excitement on cardiovascular regulation

Saved in:
Author: Piira, Olli-Pekka
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Department of Internal Medicine
Medical Research Center Oulu
Oulu University Hospital
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526209708
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2015
Publish Date: 2015-11-03
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 10 of Oulu University Hospital, on 13 November 2015, at 12 noon
Tutor: Professor Heikki Huikuri
Docent Mikko Tulppo
Reviewer: Professor Pasi Karjalainen
Docent Markku Eskola
Description:

Abstract

The incidence of adverse cardiovascular events is higher among spectators of exciting sports events, particularly in patients with coronary artery disease (CAD), but the mechanistic link between the events is not known. We assessed the hemodynamic, autonomic function, plasma catecholamines, endothelin-1, interleukin-6, and markers of platelet activation and blood coagulation of enthusiastic male ice hockey spectators with CAD (n=55, 60±9 years) and healthy subjects (n=16, 48±6 years) during Finnish national league ice hockey final play-off matches and on a control day. Blood markers were also measured before and after a maximal exercise test with a bicycle ergometer.

Systolic and diastolic blood pressure (BP) were significantly higher one hour before, during, and one hour after the match than on the control day. During the match the highest systolic BP was 180±14 vs. 145±15 and diastolic BP was 103±13 vs. 82±11 mmHg (respectively, p<0.001 for both). Heart rate (HR) was higher throughout the match (p<0.05) and remained elevated two hours after the match (p<0001), and measures of HR variability were decreased during the match (p<0.01).

Plasma endothelin-1 (ET-1), interleukin-6 (IL-6) and noradrenaline (NOR) increased during the match (p<0.01 for all), but markers of platelet activation and coagulation remained unchanged. ET-1 did not change during exercise but NOR, adrenaline, IL-6, and markers of platelet activation and blood coagulation increased statistically significantly (p<0.0001 for all). A statistically significantly more marked increase in both endothelin-1 and interleukin-6 was observed in CAD patients compared with healthy subjects during the match (time x group interaction p<0.05 for both). The high-frequency power of R-peak-to-R-peak intervals decreased in CAD patients (p<0.001) but did not change in healthy subjects during the match.

Maximal metabolic equivalens (METs) were most strongly correlated with ET-1 response during the match (β =-0.45, partial correlation r=-0.43, p=0.002) when age, body mass index, METs, left ventricular ejection fraction, basal ET-1 and subjective experience of excitement were entered into the model as independent variables in a linear stepwise regression analysis.

In conclusion, autonomic reactions and vasoconstriction may partly explain the vulnerability to cardiovascular events caused by this type of leisure-time emotional excitement. Emotional excitement causes concomitant increases in markers reflecting vulnerability to atherosclerotic plaque complications, while physical exercise causes more prominent changes in markers of coagulation. Emotional excitement causes more significant increases of markers of vasoconstriction and acute inflammation and withdrawal of cardiac vagal regulation in patients with CAD than in healthy subjects. Exercise capacity may protect against further cardiovascular events in CAD patients because it is associated with reduced ET-1 release during emotional excitement.


Tiivistelmä

Jännittävän urheilutapahtuman on havaittu lisäävän sydäntapahtumia erityisesti sepelvaltimotautipotilailla. Syyt eivät ole selvillä. Tutkimuksen kohteena oli jääkiekon mestaruussarjan pudotuspelien seuraamisen vaikutus sekä sepelvaltimotautisten (n=55, 60±9 vuotta) että terveiden (n=16, 48±6 vuotta) jääkiekkofanien verenkiertoon, autonomiseen hermostoon, veren katekolamiinien, endoteliini-1:n (ET-1) ja interleukiini-6:n (IL-6) pitoisuuksiin sekä veren hyytymiseen paikan päällä jäähallissa seurattuna. Muuttujat mitattiin jäähallissa ottelun aikana. Ne mitattiin myös ennen ottelua ja eri päivänä sairaalassa ennen kuntopyörällä tehtyä maksimaalista sydämen kuormitustestiä ja heti sen jälkeen.

Sepelvaltimotautipotilaiden ylä- ja alaverenpaineet kohosivat tilastollisesti merkitsevästi tuntia ennen jääkiekkopeliä ja sen aikana, ja ne olivat koholla vielä tunnin ajan pelin jälkeen kontrollipäivään verrattuina. Ottelun aikana yläpaineet olivat 180±14 vs. 145±15 ja alapaineet 103±13 vs. 82±11 mmHg (p<0.001 molemmille painetasoille). Sydämen syke oli korkeampi pelin ajan (p<0.05), ja se pysyi koholla kahden tunnin ajan pelin jälkeen (p<0.001). Lisäksi sykevaihtelu heikentyi pelin aikana (p<0.01) kontrollipäivään verrattuna.

Veren ET-1-, IL-6- ja noradrenaliinipitoisuudet (p<0.01) nousivat pelin aikana, mutta veren hyytymistä kuvastavat lukemat säilyivät muuttumattomina. ET-1 ei noussut fyysisessä kuormitustestissä, mutta noradrenaliini- ja adrenaliinipitoisuudet sekä IL-6:n ja veren hyytymistä kuvaavat lukemat kasvoivat tilastollisesti merkitsevästi (p<0.0001). Pelin aikana sepelvaltimotautipotilaiden ET-1 ja IL-6 pitoisuudet kohosivat enemmän kuin terveiden vastaavat arvot (p<0.05). Lisäksi ottelun aikana sydämen sykevaihtelu laski sepelvaltimopotilailla (p<0.001), muttei muuttunut terveillä. Polkupyörätestin maksimaalinen suorituskyky (METs) oli voimakkaasti yhteydessä ET-1 vasteeseen pelin aikana (β =-0.45, r=-0.43, p=0.002), kun ikä, painoindeksi, METs, sydämen supistusvireys, ET-1:n lähtötaso ja koehenkilöiden kokema jännitystaso huomioitiin itsenäisinä muuttujina regressiotyyppisessä tilastolaskennassa.

Yhteenvetona todetaan itsenäisesti toimivan hermoston muutosten ja verisuonten supistumisen voivan osittain selittää aiemmin havaitun sydäntapahtumien lisääntymisen tutkimuskohteen tyyppisessä vapaa-ajan tunne-elämyksessä. Jääkiekkopelin jännitys aiheuttaa muutoksia sepelvaltimotautialueiden repeämisherkkyyttä kuvaaviin tekijöihin, kun taas fyysinen rasitus vaikuttaa voimakkaammin veren hyytymistä ilmaiseviin lukemiin. Potilailla jännitys lisäsi enemmän suonten supistuvuutta, akuuttia tulehdusreaktiota ja nosti parasympaattisen hermoston vetäytymistä kuvaavia lukemia terveisiin koehenkilöihin verrattuna. Hyvä suorituskyky voi suojata korkean riskin sepelvaltimotautipotilaita sydäntapahtumilta vähentämällä ET-1:n vapautumista jännityksen aikana.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-0970-8
ISBN Print: 978-952-62-0969-2
Issue: 1320
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.