Relationship between Fatigue Severity and Heart Rate Variability in Middle-Aged Male Workers

Objectives: This study investigated the relationship between the severity of fatigue and the cardiac autonomic function by analyzing the heart rate variability on middle-aged male workers. Methods: The severity of fatigue and heart rate variability were assessed with the control measures of age, body mass index, blood pressure, alcohol consumption, smoking history, regular exercise on 82 healthy middle-aged male workers in an annual health checkup. The severity of fatigue was evaluated by the Fatigue Severity Scale (FSS), which was developed by Krupp. The 5-minute electrocardiographic recordings were analyzed as a function of the time and the frequency domain methods of the heart rate variability (HRV). Standard Deviation of the NN intervals (SDNN), Root-Mean-Square of Successive Differences (rMSSD), Total Power (TP), Low Frequency (LF: 0.04~0.15 Hz) power, High Frequency (HF: 0.15-0.4 Hz) power, LF/HF ratio were used as the indices of the HRV. For a comparison of autonomic nervous functions and other variables, the subjects were divided into three fatigue groups based on the FSS score as follows: low (N=31), moderate (N=33), high (N=18) fatigue groups R e s u l t s: There were no significant differences in age, blood pressure, heart rate, body mass index, alcohol consumption, or regular exercise except for the smoking history among the groups. In addition, there were no significant differences in the time domain analysis (SDNN, rMSSD) of HRV among the groups. Spectral analysis of the HRV showed that the mean amplitudes of the HF and LF component were lower in the high fatigue group, whereas there was no significant difference in the LF/HF ratio among the fatigue groups. There were no significant differences in the HRV indices between the smoking and non-smoking groups. No significant interacting effects between the severity of fatigue and smoking on the HRV were observed. Conclusions: The association between severe fatigue and the reduced high and low frequency components of the HRV in middle-aged male workers reflects a dysregulation of the cardiac autonomous control. Although the pathophysiological mechanism of this association remains unclear, these results might explain their increased risk for cardiovascular disease. However, these effects need to be confirmed through a well-designed prospective study.

중년 직장 남성의 피로도와 심박동변이

목적: 이 연구는 중년 직장 남성의 피로도와 심장 자율신경 기능과의 관련성을 심박동변이의 분석을 통해서 알아보고자 하였다. 방법: 대학 부속 병원에서 종합건강검진을 받은 자동차생산 공장의 중년 남성 근로자 중 특이 병력이 없는 82명을 연구 대상으로 하여 연령, 키, 체중, 혈압, 음주 및 흡연력, 규칙적인 운동 여부 등과 함께 피로도 및 심박동변이를 평가하였다. 피로도 평가는 Krupp 등에 의해서 개발된 자가-보고 형식의 Fatigue Severity Scale(FSS)을 이용하였으며, 피로도 점수에 따라 연구 대상을 저피로군(N=31), 중등도 피로군(N=33), 고피로군(N=18)으로 분류하였다. 심박동변이의 평가는 안정 상태에서의 5분 동안 심전도 기록을 시간 범주인 Standard Deviation of NN intervals(SDNN), Root-Mean-Square of Successive Differences(rMSSD)와 주파수 범주인 Total Power(TP), Low Frequency(LF: 0.04~0.15 Hz) power, High Frequency(HF: 0.15~0.4 Hz) power, LF/HF 비로 나누어 분석하였다. 결과: 피로 정도에 따라 분류한 세 군의 평균 피로도 점수는 저피로군이 2.1$\pm$0.7, 중등도 피로군이 3.7$\pm$0.4, 고피로군이 5.2$\pm$0.4 이었다(p<0.001). 세 군간의 인구사회학적 특성 비교에서 흡연 유무에 있어서는 차이를 보였지만 이외에 나이, 수축기 및 이완기 혈압, 심박수, 체질량지수, 음주 유무, 규칙적인 운동 여부에 있어서는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 세 군간의 심박동변이 값의 차이는 시간 범주 분석 항목에서는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았지만 주파수 범주 분석 항목 중에서는 ln(natural logarithm) LF 및 HF 값이 고피로군에서 저피로군에 비해 유의하게 감소하는 것으로 나타났다(p=0.009, p=0.015). 그 외 ln TP 및 LF/HF ratio 값은 세 군간에 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 흡연 유무에 따른 심박동변이 값은 시간 및 주파수 범주 분석 항목 모두에서 유의한 차이가 없었으며, 심박동변이 값에 대한 피로도와 흡연 유무와의 유의한 교호 작용 또한 관찰되지 않았다. 결론: 중년 직장 남성의 극심한 피로 상태가 심박동변이 분석에서 교감 및 부교감 신경 기능의 감소와 관련이 있음을 알 수 있었다. 이는 심장에 대한 자율신경 조절의 이상을 반영하며, 아직까지 정확한 기전을 알 수는 없지만 이들에게서 심혈관 질환의 발생 위험이 증가할 수 있음을 시사한다. 아울러 향후에는 잘 계획된 전향적 연구를 통하여 이에 대한 추적 관찰이 필요할 것이다.