概日リズム

別名:概日, 体内時計, 24時間のリズム, 昼夜のリズム

体の24時間の時計。心拍数は夜のほうが低く、迷走神経が関わるHRVは夜のほうが高いため、測定値を比べられるのは、同じ時刻に測ったときだけです。

体は、体内時計(概日リズム)という約24時間の時計で動いており、この時計が睡眠、体温、ホルモン、心拍数のタイミングを決めています。睡眠の時間帯を動かしても、この時計は動き続けます。Boudreauら(2013)は、13人の若い成人を時間情報のない環境に72時間置き、睡眠と覚醒の短い周期で過ごしてもらうことで、これを示しました。心拍数とHFパワーは、覚醒時にも、すべてのノンレム睡眠のステージでも、概日リズムに従っていて、深い睡眠中の迷走神経活動は02:00ごろに最大になりました。

ShafferとGinsberg(2017)は、1日のパターンを次のようにまとめています。HFパワーは夜に上がり、日中に下がる傾向があります。24時間で見ると、この遅い揺れは極低周波帯( ULF ULFパワー 0.003 Hz未満の心拍間隔の分散で、単位はms²です。5分に一周期より遅いリズムで、昼夜のサイクルも含みます。測定できるのは24時間の記録だけです。 ULFパワーについてさらに詳しく )の一部で、測定できるのは1日以上の記録だけです(Shaffer、McCraty、Zerr, 2014)。

心拍変動(HRV)にとっての意味。

  • いつも同じ時刻に。 7:00の測定値と18:00の測定値は、時計の異なる位置にあります。起床直後の朝の測定も、夜間の平均値も、どちらか一方に決めて続けるかぎり使えます。
  • 長い記録には、時計の影響が混ざる。 24時間のSDNNには昼夜の揺れが含まれるため、5分間のSDNNよりはるかに大きくなります。下のモデルは、心拍数に概日リズムの揺れがある1日をシミュレーションしたものです。ウィンドウを5分から24時間までドラッグして、SDNNが大きくなるようすを見てください。
  • 睡眠の時刻を変えても、時計はすぐには動かない。 前述の研究では、睡眠があらゆる時間帯に来てもリズムは保たれました。そのため、夜更かしの後や時差のある飛行の後の測定は、時計の異なる位置で行うことになります。

どのくらいの時間、記録すればよいか

シミュレーションした1日で、実在の人ではありません

RMSSD
37.2 ms
SDNN
29.7 ms
ウィンドウに含まれる拍の数
327

5分では、RMSSDは37.2 ms、SDNNは29.7 msです。これが短時間記録の標準です。

JavaScriptをオンにするとスライダーを動かせます。

シミュレーションした1日について、10秒から24時間までのウィンドウで求めたRMSSDとSDNNです。どのウィンドウも7:00に始まります。RMSSDは1〜2分で落ち着きます。SDNNは、ウィンドウが長いほどゆっくりしたリズムが含まれるため、大きくなり続けます。ここからTask Forceの規則が導かれます。長さの異なる記録から求めた指標は、比べられません。

記録時間に対するRMSSDとSDNNのグラフで、横軸は10秒から24時間までの対数軸です。RMSSDの線は、どの長さでもほぼ37 msです。SDNNの線は、数分まではほぼ30 msで、24時間では約84 msまで上がります。破線の印は最低限必要な長さを示し、HF帯は1分、LFは2分、短時間記録の標準とVLF帯は5分、DFA α2は20分、ULFと長時間のSDNNは24時間です。スライダーでウィンドウの長さを選べます。表示欄には、RMSSD、SDNN、ウィンドウに含まれる拍の数が表示されます。

HRVが夏と冬で違うのはなぜ?のページは、1日のリズムと、それよりゆっくりした季節のリズムを取り上げています。

出典

  1. Circadian variation of heart rate variability across sleep stages Sleep, 2013
  2. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms Frontiers in Public Health, 2017
  3. A healthy heart is not a metronome: an integrative review of the heart's anatomy and heart rate variability Frontiers in Psychology, 2014

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