Wie unterschiedlich Musik auf Herz und Kreislauf wirkt

Wie unterschiedlich Musik auf Herz und Kreislauf wirkt Eine randomisierte kontrollierte Studie zur Wirkung von Musikstücken von W. A. Mozart, J. Strauss und ABBA Hans-Joachim Trappe, Gabriele Voit Foto: picture alliance Studieren WS 2016/17 32 Zusammenfassung Ob unterschiedliche Musikstile Cortisolspiegel, Blutdruck und Herzfrequenz beeinflussen, ist bisher nicht bekannt. Insgesamt 60 Probanden wurden deshalb randomisiert aufgeteilt und hörten 25 Minuten lang verschiedene Musikstücke von Mozart, Strauss und ABBA. Ergebnisse: Die Musik von Mozart und Johann Strauss führte zu einer deut - lichen Senkung des Blutdrucks, wohingegen die Musik von ABBA diesen Effekt nicht bewirkte. In der Kontrollgruppe veränderte sich der Blutdruck nicht. Die Serumcortisolwerte sanken unter Musikbeschallung und in Ruhe ab. Schlussfolgerung: Musik von Mozart und Strauss führte zur Senkung von Blutdruck und Herzfrequenz, die von ABBA aber nicht. Die stärksten Effekte wurden bei der Musik von Mozart festgestellt. Summery The effect of different musical styles on serum cortisol levels, blood pressure, and heart rate is currently unknown. 60 subjects were randomly assigned to three groups that listened to various compositions by W. A. Mozart, J. Strauss Jr., or ABBA for 25 minutes. Results: Music by Mozart and Strauss markedly lowered the subjects blood pressure, while music by ABBA did not. Similar findings were made with respect to heart rate. There were no such changes in the control group. Conclusion: Music by Mozart and Strauss lowered the subjects blood pressure and heart rate, while music by ABBA did not. Mozart s music had the strongest effect.

Der Effekt von Musik auf den Menschen ist seit Jahrhunderten bekannt (1, 2). Musik wurde zur Steigerung der Leistungsfähigkeit bei Olympischen Spielen der Antike eingesetzt und auch in Erzählungen finden sich Hinweise zur Wirkung von Musik (3). Studien untersuchten den Einfluss von Musik bei verschiedenen Krankheitsbildern, operativen Eingriffen oder in der Schmerztherapie und Palliativmedizin (4 6). Von Bernardi wurde 2009 eine viel beachtete Untersuchung vorgelegt, die bei 24 Freiwilligen die Wirkung von Musik auf Herz-Kreislauf-Parameter analysierte (7). Systematische prospektive randomisierte Studien an größeren Probandenkollektiven, die unterschiedliche Musikstile (Werke der Wiener Klassik, romantische oder moderne Musik ) hinsichtlich einer Beeinflussung von Herz-Kreislauf-Parametern untersuchten, liegen nicht vor. Alle Probanden wurden nach einem fest definierten Studienprotokoll untersucht. In diese prospektive, randomisierte kontrollierte Studie wurden 120 Teilnehmer eingeschlossen, von denen 60 der Studiengruppe (Musikhören) und 60 einer Kontrollgruppe ohne Musikhören ( Ruhe ) zugeführt wurden. Als Einschlusskriterien galten die folgenden Voraussetzungen: Die männlichen oder weiblichen Probanden im Alter zwischen 25 und 75 Jahren mussten kardiologisch gesund sein (unauffällige kardiologische Anamnese, klinischer Befund normal, EKG und Blutdruck im Normbereich) und durften nicht unter einer medikamentösen Therapie stehen. Als Normalwerte für den Blutdruck galten Werte unter 140/90 mm Hg (8). Probanden mit bekannter labiler oder stabiler arterieller Hypertonie wurden von der Studie ausgeschlossen. In unserer Studie wurde klassische und romantische Instrumentalmusik sowie Popmusik im Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne Musikhören untersucht. Ausgewählt wurden Stücke und Lieder mit hohem Bekanntheitsgrad: Symphonie Nr. 40, g-moll (KV 550), von Wolfgang Amadeus Mozart (1756 1791), Tänze von Johann Strauss (1825 1899) und Lieder der schwedischen Popgruppe ABBA. Die Musikdauer der abgespielten Stücke belief sich jeweils auf etwa 25 Minuten. Die Reihenfolge, in der die Probanden die drei Klangszenarien hörten, wurde nach einem Randomisierungsplan festgelegt. Für jede Intervention mit Musik und für die Kontrollgruppen wurden klar definierte Eingangs- (unauffällige kardiologische Befunde, Blutdruck [RR] normal) und Endpunkte (Durchlaufen des gesamten Studienprotokolls) definiert, die im Verlauf der Studie nicht verändert wurden (8). Alle Untersuchungen wurden in einem Studienraum durchgeführt, in dem die Probanden auf einer Trage liegend, in angenehmer Umgebung und bei einer Raumtemperatur von 23 C über einen Kopfhörer Musik hörten oder die Zeit in Stille verbrachten (Kontrollgruppe). Kernaussagen Das Hören von Musik beeinflusst Blutdruck und Pulsfrequenz. Die Musik von Mozart und Strauss führte zu Blutdruck- und Herzfrequenzsenkungen, wohigegen die Musik von ABBA diesen Effekt nicht hatte. Das Hören von Musik bewirkte eine deutliche Senkung des Serumcortisolspiegels, eine alleinige Ruhe (Kontrollgruppe) nur eine geringfügige. Der Cortisolabfall war bei Männern ausgeprägter als bei Frauen, besonders unter Mozart und Strauss. Ein Zusammenhang von Musikstilen, Blutdruck- und Herzfrequenzänderungen und Hörgewohnheiten der Probanden wurde nicht nachgewiesen. Die Studienteilnehmer wurden über Aushänge im Marienhospital Herne und im Gebäude MA der ischen Fakultät der Ruhr-Universität Bochum gesucht. Zielgruppe waren gesunde Freiwillige, keine Patienten. Alle Probanden wurden nach einem fest definierten Studienprotokoll untersucht, das sich in sechs Phasen gliederte. Die Randomisierung der Reihenfolge der Klangszenarien wurde vor Studienbeginn per Computer und Zufallsgenerator festgelegt. In die Studiengruppe wurden 60 Probanden (30 Männer, 30 Frauen) eingeschlossen, von denen die Hälfte unter 50 Jahre und die andere Hälfte über 50 Jahre alt waren. Die Alters- und Geschlechterverteilung der Kontrollgruppe war identisch. Die Zufallszuteilung wurde vor Beginn der Studie von dem Studienleiter (HJT) durchgeführt, die Studienärztin (GV) nahm die Teilnehmer in die Studie auf und teilte sie am Studientag den entsprechenden Interventionen (Musikstile) zu. Die statistischen Analysen erfolgten mit den Programmen SAS 9.2 und Stata/IC 11.2. Zum Vergleich der Verteilung einer metrischen Variable zweier abhängiger Stichproben wurde zunächst der Shapiro-Wilk-Test angewendet. Wurde die Normalverteilungsannahme nicht abgelehnt, so wurde der Vergleich mit dem t-test für verbundene Stichproben durchgeführt. Im Falle der Ablehnung der Normalverteilungsannahme wurde der Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test angewendet. Ergebnisse Es wurden 139 Probanden gescreent, von denen 19 wegen kardialer Vorerkrankungen, Medikamenteneinnahme oder zu hoher Blutdruckwerte ausgeschlossen werden mussten. Insgesamt wurden 60 Probanden der Intervention mit Musik zugeführt, 60 fungierten als Kontrollgruppe. Die Studie begann am 1. Mai 2012 und endete am 25. März 2013. Sie wurde bei allen Probanden ohne Probleme durchgeführt und musste in keinem Fall unterbrochen oder vorzeitig beendet werden. Bezüglich Alter, Größe, Gewicht und Body-Mass-Index (BMI) gab es zwischen Interventions- und Kontrollgruppe keine wesentlichen Unterschiede. Musik von Mozart und Strauss führte zu Senkungen des systolischen Blutdrucks. Unter Mozart sank der systolische Blutdruck im Mittel um 4,7 ± 8,6 mm Hg, bei Strauss um 3,7 ± 9,2 mm Hg (p beziehungsweise p = 0,003). Bei ABBA waren bezüglich des systolischen Blutdrucks keine wesentlichen Senkungen zu beobachten; der Blutdruck fiel lediglich um 1,7 ± 8,8 mm Hg ab. Unter Ruhebedingungen (Kontrollgruppe) fiel der Blutdruck ebenfalls ab, im Mittel um 2,1 ± 7,5 mm Hg (p = 0,038), aber wesentlich geringer als bei Mozart oder Strauss. Im Vergleich der verschiedenen Musikstile untereinander wird deutlich, dass sich die Effekte von Mozart und Strauss ähneln, wohingegen die Musik von ABBA eine deutlich schwächere Blutdrucksenkung verursachte. Studieren WS 2016/17 33

TABELLE Veränderung der Serumcortisolspiegel unter einer Musikbeschallung mit Mozart, Strauss und ABBA im Vergleich zum Kontrollkollektiv Berechnungen zum Cortisolspiegel Mozart Strauss ABBA Ruhe Ausgangswert (Mittelwert) 15,29 μg/dl (± 5,81 μg/dl) Differenz nach/vor Beschallung (mm Hg) 4,56 (± 4,51) 4,76 (± 4,52) 3,99 (± 5,02) 2,39 (± 3,36) 95-%-Konfidenzintervall für Mittelwert [ 5,72; 3,39] [ 5,94; 3,58] [ 5,28; 2,69] [ 3,26; 1,52] p-wert für Vergleich nach vs. vor Beschallung* 1 p-wert für Vergleich Musik vs. Ruhe* 2 0,005 0,003 0,037 * 1 t-tests für verbundene Stichproben; * 2 Mann-Whitney-U-Test Studieren WS 2016/17 34 Wesentliche Unterschiede zwischen Männern und Frauen beziehungsweise zwischen jüngeren und älteren Probanden wurden nicht beobachtet, weder für systolische noch für diastolische Blutdruckwerte, Herzfrequenz oder Cortisolspiegel. Die Werte für den systolischen Blutdruck fielen in der Ruhegruppe um 2,1 ± 7,5 mm Hg ab (p = 0,038). Der diastolische Ausgangsblutdruckwert, bezogen auf alle Probanden, betrug im Mittel 77,5 ± 8,9 mm Hg. Die Musik von Strauss und die Sinfonie von Mozart senkten den diastolischen Blutdruck um 2,1 ± 6,5 mm Hg beziehungsweise 2,9 ± 7,8 mm Hg (p = 0,004). Unter einer Musikbeschallung mit der Musik von ABBA wurden keine wesentlichen Effekte gesehen. Es kam lediglich zu einem Abfall des diastolischen Blutdrucks um 0,1 ± 7,3 mm Hg (p = 0,888). Die Werte für den diastolischen Blutdruck fielen unter Ruhe um 2,6 ± 7,7 mm Hg ab (p = 0,013). Musik senkt die Herzfrequenz In der vorliegenden Studie war ein positiver Einfluss der Musik auf die Herzfrequenz nachzuweisen. Die Probanden wiesen vor der Musikbeschallung (Ausgangswert) im Mittel eine Herzfrequenz von 70,9 ± 12,3 Schlägen pro Minute auf. Unter allen drei Musikszenarien sank die Herzfrequenz im Vergleich zum Ausgangswert deutlich ab (Ausgangswert versus Mozart p, Ausgangswert versus Strauss, Ausgangswert versus ABBA p = 0,003). Am stärksten war der Effekt einer Herzfrequenzsenkung bei der Musik von Mozart zu sehen: Hier fiel die Herzfrequenz im Mittel um 5,6 ± 9,8 Schläge/Minute. Die Beschallung mit Strauss Tänzen bewirkte eine Senkung der Frequenz um durchschnittlich 4,7 ± 9,3 Schläge pro Minute, während auch die Lieder von ABBA, aber deutlich weniger ausgeprägt, zu einer Herzfrequenzsenkung um 3,0 ± 7,4 Schläge/Minute führten (Tabelle). Die Herzfrequenzwerte fielen unter Ruhe um 5,4 ± 8,1 Schläge pro Minute (p ). Im Vergleich von Mozart zu ABBA sank die Herzfrequenz bei Mozart stärker ( 2,62 ± 10,87 Schläge/min [ 5,42; 0,19], p = 0,18), bei Strauss ebenfalls mehr als bei ABBA ( 1,67 ± 11,18 Schläge/ min [ 4,55; 1,22], p = 0,61). Bei Musik von Mozart verglichen mit Strauss waren die Herzfrequenzen fast gleich. Als Ausgangswert für die Berechnungen unter Musikeinfluss galt der am ersten Tag vor der Beschallung bestimmte Serumwert, der beim Studienkollektiv in Mittel und Median bei 15,3 ± 5,8 μg/dl beziehungsweise 15,0 ± 6,0 μg/dl lag. Der Ausgangswert für die Kontrollgruppe wurde zur exakt gleichen Uhrzeit abgenommen. Hier lag der Mittelwert bei 14,68 ± 5,35 μg/dl, der Median bei 14,1 μg/dl. Die Cortisolausgangswerte der Probanden beider Gruppen unterschieden sich nicht voneinander (p = 0,243). Es zeigte sich, dass bei allen Musikstilen ein deutlicher Abfall des Cortisolwertes erreicht wurde (p ), Tabelle. Die größte Differenz wurde durch die Beschallung mit Strauss (Senkung im Mittel um 4,76 ± 4,52 μg/dl) und Mozart (Senkung im Mittel um 4,56 ± 4,51 μg/dl) erzielt, die geringste bei Musik der Gruppe ABBA (3,99 ± 5,02 μg/dl) (Tabelle). Die beobachteten Werte unterschieden sich nicht wesentlich. Deutliche Unterschiede ergab hingegen ein Vergleich der Cortisolwerte zwischen Interventions- (Musik) und Kontrollgruppe (Ruhe). Dieser Vergleich ist wichtig, um auszuschließen, dass der Abfall des Cortisolspiegels über den Versuchszeitraum rein physiologischer Natur ist. Die Ruhephase führte lediglich zu einem Rückgang der Cortisolwerte um 2,39 ± 3,36 μg/dl. Vergleicht man die Effekte der Beschallung mit verschiedenen Musikstilen mit denen der Ruhephase, so zeigt sich, dass der Einfluss von Musik wesentlich größer war als der von Stille (Mann-Whitney-U-Test: Ruhe versus ABBA p = 0,037; Ruhe versus Mozart p = 0,005; Ruhe versus Strauss p = 0,003). Das Geschlecht spielte bei der Beeinflussung des Cortisolspiegels eine Rolle: Männer reagierten auf alle drei Musikszenarien mit einem stärkeren Cor - ti solabfall als Frauen, wobei der Geschlechterunterschied bei der Beschallung mit Strauss und Mozart am deutlichsten war. Alle Probanden wurden nach ihren Hörgewohnheiten und nach ihrem Musikempfinden gefragt. Ein Zusammenhang von Musikstilen (Mozart, Strauss, ABBA), Hörgewohnheiten (nie, selten, gelegentlich, häufig, regelmäßig, täglich) und gemessenen Werten zeigte statistisch keine relevanten Effekte. Die Frage, ob und wie Musik auf den Menschen wirkt, beschäftigt die Wissenschaft (1, 9). Es wurden einzelne Arbeiten

Foto: istockphoto vorgelegt, die beim Menschen messbare Effekte nachweisen konnten. Bei diesen Arbeiten handelte es sich jedoch um Einzelbeobachtungen, die einen Vergleich der gefundenen Wirkungen zwischen den Studien unmöglich machen. Das Augenmerk wurde nicht auf die Stilrichtung der Musik und die damit verbundenen unmittelbaren Auswirkungen gelegt. In der Literatur ist zu diesen Effekten, sei es die Wirkung bestimmter Kompositionsschemata, der Verwendung von Sprache oder dem Einfluss bestimmter Hörgewohnheiten, nur wenig zu finden. Die Ergebnisse unserer prospektiven Studie erlauben die Beantwortung mancher Fragen und zeigen, dass Musik von Mozart und Strauss zu Senkungen von systolischem und diastolischem Blutdruck führte, Musik von ABBA jedoch nicht. Bernardi berichtete 2009 in einer kleinen randomisierten kontrollierten Studie über messbare Effekte auf das Gefäßsystem und den Blutdruck durch klassische Musik (7). Allerdings war die Musikperzeption nur kurz und es wurden nur wenige Probanden untersucht. Die Autoren konnten zeigen, dass eine Gefäßdilatation und eine Blutdrucksenkung unter klassischer Musik zu erreichen war. Dabei wurden die günstigen Effekte bei Musik von Bach beobachtet, wohingegen bei Beethoven solche positiven Effekte nicht zu sehen waren. Als Erklärung für diese Phänomene wurden unterschiedliche Wechsel der Tempi, der Lautstärken und der Dynamik bei Beethoven herangezogen (7). Klassische Musik führte in unserer Studie zu Senkungen von Blutdruck und Herzfrequenz. Diese Blutdrucksenkungen waren bei Mozart und Strauss deutlich ausgeprägt, bei ABBA wurde kein wesentlicher Effekt gesehen. Auch in der Kontrollgruppe bewirkte das Ruhen in liegender Position eine Senkung des Blutdrucks. In der Studie von Bernardi wurde auf die Kompositionsform Was ist bei ABBA anders? Die Musik von ABBA zeigte keine beziehungsweise nur geringe Wirkungen auf Blutdruck und Herzfrequenz. Das mag einerseits an emotional bedingten Faktoren liegen, andererseits kann auch der Gebrauch von Text in der Musik eine negative Rolle spielen (28). Studien zeigen, dass die Ergänzung von Textgesang zur instrumentalen Musik andere Hirnregionen aktiviert und zu unterschiedlichen Empfindungen führen kann. Bei trauriger Musik wirkt der Einsatz von Text verstärkend auf die Emotion, bei fröhlicher Musik ist das Empfinden ohne Text größer (9, 10). Unabhängig von der qualitativen Beeinflussung muss an die verstärkte zentralnervöse Aktivierung gedacht werden, die durch die Verarbeitung des Textes hervorgerufen wird. Die Kompositionsidee, Linearität und Melodik der Tonfolge sind durch die Textverteilung beeinflusst und gegebenenfalls gestört (27). Dass auch die künstliche Klangerzeugung des ABBA-Sounds eine Rolle spielt, ist denkbar und möglicherweise entscheidend für die beobachteten Phänomene (28). als wesentlicher Einflussfaktor hingewiesen und besonders die Musik von Bach wurde als günstig beurteilt (7). Dennoch gibt es keine spezifischen Merkmale, wie die Musik Bachs wirkt (10). Hinweise, dass Rhythmen mit sechs Zyklen pro Minute günstig seien, wurden ebenso beschrieben wie positive Effekte bei gleichförmiger Musik (11, 12). Ruhige Musik mit langsamen Tempo, langen Legatophasen und wenig ausgeprägter Dynamik gelten als günstig für das Herz-Kreislauf-System (13). Mozarts Musik und ihre Wirkung Viele Studien haben sich in den letzten Jahren mit Mozarts Kompositionen beschäftigt (14 16). Es wurde beschrieben, dass Neugeborene, deren Mütter während der Schwangerschaft Musik von Mozart hörten, nach der Geburt ruhiger und weniger aggressiv waren (17, 18). Auch als Entspannungsmusik wird Mozart empfohlen (19 21). Hughes und Mitarbeiter haben Kompositionscharakteristika per Computer analysiert und herausgefunden, dass Musik von Mozart ein überdurchschnittliches Maß an Periodizität aufweist (22). Analysen der Musikszenarien dieser Studie weisen ebenfalls auf eine auffallende Periodik, Wiederholungen und Wiedererkennungseffekte hin. Die g-moll-symphonie wirkt nach diesen Erkenntnissen durch die spezielle Zusammensetzung an Kompositionsbausteinen besonderes günstig auf das Herz-Kreislauf-System. Die Musik von Strauss führte in der vorliegenden Studie zu deutlichen Senkungen von Blutdruck, Herzfrequenz und im Vergleich zum stärksten Abfall des Cortisolspiegels. Auch bei Strauss lässt sich dieser Effekt mit der Kompositionsform erklären: Strauss Tänze basieren ebenfalls auf einfachen Strukturen, eingängigen Melodien und periodisch wiederkehrenden Formen. Die Tänze sind zu Unterhaltungszwecken geschrieben worden, mit eingängigen Harmonieabfolgen und ohne markante Dissonanzen (23). Strauss fügt seinen Werken graziöse Eleganz in Bezug auf Rhythmus und Instrumentierung hinzu (24, 25). Er spricht durch seine Kompositionen auch Emotionen an, die bei der Verarbeitung von Musik eine entscheidende Rolle spielen (26, 27). Insofern ist es gut nachzuvollziehen, dass das tänzerische Element von Strauss Musik kardiozirkulatorische Parameter beeinflussen kann. Musik wirkt auf den Menschen und beeinflusst ihn auf unterschiedlichste Art und Weise. Obgleich es verschiedene Studien gibt, die einen Effekt von Musik auf kardiovaskuläre Parameter zeigen, ist keine musikalische Einflussgröße mit direkter Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System bekannt. Interessante Forschungsziele wären Untersuchungen zu der Frage, welche Musikrichtung oder gar welches konkrete Musikstück optimale Charakteristika für einen entspannenden Effekt, auch hinsichtlich dauerhafter Wirkungen, aufweist. Auch Studien zur Beeinflussung und Veränderungen des Cortisolspiegels sind bedeutsam. Prof. Dr. med. Hans-Joachim Trappe, Ruhr-Universität Bochum hans-joachim.trappe@marienhospital-herne.de Langfassung im Internet: www.aerzteblatt.de/16m0347 Studieren WS 2016/17 35

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