СЪРЦЕВИЧЕСКА ПРОМЕНИМОСТ. HRV
СЪРЦЕВИЧЕСКА ПРОМЕНИМОСТ. HRV
В спорта биологичните сигнали често се използват като инструменти за контрол и оценка на тренировъчните натоварвания или острите и хронични ефекти, които те причиняват в тялото на спортиста [1]. Един от тези показатели е сърдечната честота, която обикновено се измерва в удари в минута, като се използва средна стойност, но реалността е, че разстоянието във времето между тези удари не е постоянно.
Способността на сърцето да произвежда колебания в ритъма в зависимост от ситуацията (R-R интервали) е това, което определя променливостта на сърдечния ритъм (Изображение 1) [2].
Възрастта, барорецепторният рефлекс, дишането, температурата и промените в позата, наред с други фактори, които ще видим по време на тази статия, оказват влияние върху тази променливост (съкратено като VFC или HRV за съкращението на английски език) [3]. Това е много важно, тъй като въпреки че едно от най-широко използваните спортове е откриването на претрениране и контрол на възстановяването поради колебания в HRV, има много фактори, които могат да го модифицират., така че да се направи извод, че ниската вариабилност е симптом на претрениране е почти невъзможно.
Можем да заключим, че съществуването на неподходящ модел на променливост може да отразява, че нещо се случва в тялото ни, за да създаде дисбаланс. Следователно, това може да бъде инструмент с голям потенциал, който ни позволява да вземем предвид по-задълбочения анализ на други променливи.
Изображение 1. R-R интервал
ВРЪЗКИ И ОТРАЖЕНИЕ НА ЗДРАВНОТО СЪСТОЯНИЕ
Има връзка между ВЧС и здравето. Както вече посочихме, сърцето не бие редовно, всъщност това не би било добър показател за здравето. Много редовното сърце е свързано с различни нарушения, повишена смъртност и цялостно заболяване [4].
Напротив, по-голяма вариабилност е свързана с положителни физиологични и психологически ефекти [5]. Например, Weber [6] заключава: „ниските нива на HVR могат да идентифицират здрави субекти с риск от бъдещо заболяване“.
въпреки това, От какво зависи тази променливост или защо се проявява? Нервната ни система има много общо с нея, нека я анализираме по-задълбочено.
ПОКОЛЕНИЕ НА HRV. АВТОНОМНАТА НЕРВНА СИСТЕМА
Нервната система е сложна система от нервни клетки, чиято основна функция е да наблюдава, защитава и реагира на промени във вътрешната и външната среда.
Разделя се на централна нервна система (ЦНС; мозък и гръбначен мозък), периферна нервна система (ПНС; гръбначни и черепномозъчни нерви) и автономна (АНС), която е подразделение на гръбначните двигателни нерви.
ANS се подразделя на симпатикова (подготвя организма за бдителни и екстремни ситуации) и парасимпатикова (възстановява и запазва енергията по време на ситуации на почивка) [7] (Изображение 2).
Изображение 2. Автономна нервна система
По един много прост начин ще кажем, че автономната нервна система (АНС) е отговорна да контролира тялото ви несъзнателно и ви поставя в две основни състояния, бдителност и релаксация. Неговите функции включват контрол на сърдечната честота, кръвното налягане, разпределението на кръвта и дишането.
Както вече споменах, това се подразделя на две и често с антагонистични функции, но винаги трябва да помним, че и двете работят заедно, дори ако ги анализираме отделно. Това е ключовата идея, когато говорим за HRV, тъй като нервната дейност (едновременни и противоположни промени) се отразява в сърдечната променливост.
Това каза, как HRV влияе на моите спортни постижения?
HRV показва краткосрочни и дългосрочни промени, дължащи се на индивидуални и екологични ефекти, като физическа активност или психически стрес, и трайно намалява, когато механизмите на автономния контрол се влошат [8].
Увеличенията на сърдечната вариабилност са свързани с преобладаване на SNP или вагуса, докато намаляването е свързано със симпатиковата нервна система. Например, когато правим тренировки за устойчивост с умерена интензивност, парасимпатиковата активност в сърцето се увеличава по време на почивка, което се счита за кардиопротективен ефект [9]. Това е просто, пулсът ни намалява и сърцето работи по-малко.
Що се отнася до HRV, увеличаването на парасимпатиковата или вагусната активация би се характеризирало с увеличаване на вариабилността, тъй като енергийното запазване се благоприятства в покой чрез доминиране на парасимпатиковата система [10].
В тренировките стресът, на който подлагаме тялото, временно произвежда симпатиково преобладаване, но когато се възстановим правилно, вагусната активност преобладава [11].
Така че прибягвайки до логиката, когато тренираме, се нуждаем от оптималната доза и виждаме, че излишъкът или дефектът не са подходящи ... той е представим от ин и ян, за да представлява двойствеността; доколко трябва да се допълват двете системи и тяхното влияние върху телесния баланс (Изображение 3).
Изображение 3. Пример за баланса между системите
Следователно, анализът на вариабилността на сърдечната честота (HRV) количествено определя и разделя сърдечния отговор на автономната нервна система на две; парасимпатикова (вагусна) и симпатикова (адренергична) реакция. Това отразява коактивацията, коинхибицията или реципрочното активиране на симпатиковата и парасимпатиковата системи [12] (Изображение 4).
Изображение 4. Коактивиране на двете части на ANS.
В допълнение към доказателствата за отразяване на здравето или интензивността по време на тренировка, това, което предизвиква най-голямо любопитство по отношение на HRV и за което се позиционира като инструмент за контрол на обучението, е всичко, свързано с наблюдение на възстановяването. Промените в моделите на ANS се отразяват в HRV и могат да бъдат полезни при управлението на умората.
ОПРЕДЕЛЯНЕ НА HRV
На практика най-удобният и точен метод е да се измери QRS разстоянието в милисекунди биене от биене. Резултатът е поредица от 3 или 4 цифри в зависимост от периода на измерване. Просто като това? Да, но за тези от нас, които не сме математици, количеството изчисления, които трябва да се направят, за да се обработят тези данни, е повече от изненадващо ...
След това ще трябва да се направи измерване за определено време, което може да бъде минути, часове или дни [14]. С напредването си вече можем да интуитираме нещата. Първото и най-очевидното е, че няма да се налага да правим всички тези предположения и сложни математически изчисления; ние сме в ерата на смартфоните ... нека работят! Второто е, че логично няма да измерваме и часове, легнали в болнично легло, тъй като с по-кратки записи може да се получи.
Така че има два начина за анализ на променливостта във времето. Seeley и Macklem [15] правят разлика между времевия или честотния домейн. И при единия, и при другия се измерва времето между всеки ритъм и всички ненормални ритми се елиминират. И двата метода имат предимства и недостатъци:
• Първият е по-опростен и включва статистически мерки, но не ни дава информация коя част от нервната система работи горе-долу [14], въпреки че е вярно, че могат да се извлекат определени взаимоотношения.
• Втората ни дава активирането на всяка система и се основава на следното:
Сигналът представлява средство, чрез което енергията се разпространява през система и може да покаже всяка променлива в системата [16]. Тъй като повечето биологични системи трептят на определени честоти, вариациите на сърцето бие до биене могат да се визуализират чрез честотен анализ.
Обикновено се изучават две честотни ленти и в зависимост от вариациите, които виждаме в едната или в другата, можем да направим изводи.
По принцип и както вече казахме, произходът на тези трептения се медиира от симпатиковата и парасимпатиковата системи. Известно е, че високочестотни трептения (HF) се генерират само поради вагусна възбуда, докато нискочестотни трептения (НЧ) са причинени от двата клона на вегетативната нервна система.
КАКВО ТРЯБВА ДА ИЗМЕРЯ HRV?
По принцип всяко устройство, способно да измерва пулса, тъй като в действителност това, което правят повечето търговски устройства, е електрокардиограма, кодираща QRS разстоянията в милисекунди. След това, чрез обработка на сигнала, нашите монитори за пулс и приложения правят съответните изчисления и ви показват индексите за оценка.
Произходът на тази статия, предназначена да отиде до практическите и да ги научи Приложения и пулсомер, но виждайки сложността и необятността на темата, предпочитам да я оставя за други по-късни записи. Освен това основите на това трябва да стоят много добре.
КАК ТЪЛКУВАМ ДАННИТЕ?
Както вече споменах, ако не сме математици (и не съм), не е лесно да разберем всички алгоритми, които трябва да се направят, за да се изчисли. И честно казано, не е необходимо.
Отново си спомням, че това ще бъде направено от нашия мобилен или пулсомер. Въпреки това е важно да знаем поне какво означават всички тези букви, които ни дават приложенията или за които се говори в проучванията.
Ако преминем към първия от методите за измерване (времева област), ще получим статистически мерки (Изображение 5), като средната стойност на R-R интервалите и отклонението.
Стандартното отклонение на NN интервалите (SDNN, понякога наричано още SDRR) е общ индекс на HRV и формално е стандартното отклонение на всички нормални QRS разстояния [14]. Това е основният параметър, който разглеждате. Ако е ниско, това също отговаря на ниска вариабилност.
• NN50 е броят на последователните NN двойки, които имат разлика по-голяма от 50 ms [14].
• pNN50 е делът на NN50 за 24 часа и се смята, че показва парасимпатикова активност [2].
• rMSSD е квадратният корен от всеки NN интервал [17].
Изображение 5. Индекси за измерване в HRV.
Когато говорим за референтни стойности на тези понятия, честно казано, това е нещо, което е напълно извън моите познания. Така че, аз просто ще оставя приложението да си свърши работата сами (в края на краищата целта на тяхното използване е да улеснят нашата работа, стига да знаем как да ги тълкуваме). Вярно е, че бих могъл да направя задълбочен преглед на библиографията, но мисля, че това не е нещо лесно, нито е типично за тази статия; и освен това тълкуването трябва да бъде много предпазливо. Трябва да помним нашите ограничения в тази област (поне аз не съм кардиолог) и че литературата не е толкова силна, колкото би трябвало. Както винаги, това ни води до същия извод:
Работейки ръка за ръка със специалисти, говорим не само за лекари, но и за инженери и технологични експерти, а задълбочаването в знанията и изследванията работи за подобряване на групата.
КАКВА ВАЛИДНОСТ И НАДЕЖДНОСТ ИМА ПУЛСОМЕТЪР?
Много от вас вече са поставили под въпрос валидността на пулсомерите или гривните за активност като fitbit ... Действително ли работят по същия начин като медицинските инструменти?
Schäfer and Vagedes [18] са написали рецензия за точността на тези устройства, които са използвали фотоплетизмография (светлината се изпраща в кръвта, за да се види колко тя абсорбира). Те стигнаха до заключението, че са достатъчно точни за здрави (млади) и почиващи субекти.
По отношение на мониторите за сърдечен ритъм бихме могли да кажем повече от същото като цяло, тъй като те са валидни, но е очевидно, че ако се впуснем в подробности, те не са толкова точни, колкото други средства [19] и резултатите и данните трябва да бъдат анализирани заедно с други методи за количествено определяне.
ФАКТОРИ, КОИТО МОГАТ ДА МОДИФИЦИРАТ HRV [17]
• Време за регистрация (кратко или дълго).
• Метод на измерване (автоматичен или ръчен).
ЗАКЛЮЧЕНИЯ
1. HRV е научен инструмент с много установени приложения, толкова във въздуха и в очакване на по-нататъшно разследване, и толкова предупреждения и съображения.
две. Намалената HRV означава нарушаване на хомеостазата или телесния баланс. Въпреки че звучи парадоксално, състоянието на непрекъсната променливост в сърцето е това, което ни позволява да се адаптираме към околната среда. Ако беше фиксиран и последователен, нямаше да има способността да се отклонява и би се поддал на най-малката заплаха.
3. Когато анализираме приложенията, които използват този метод за контрол (практически инструменти, които ще разгледаме във втората част на тази вноска), те трябва да могат да използват различните алгоритми правилно, за да интегрират всички онези променливи, които са били изброени в техните протоколи за измерване преди.
4. От друга страна, и това е съвсем ясно, има много променливи, които трябва да бъдат контролирани, затова в началото на тази статия казах, че въпреки че HRV може да бъде много полезен инструмент, заключете, че спортистът е претрениран, тъй като варира HRV е толкова дръзка и безразсъдна.
Библиографски справки
1. Кротък JMG. Приложение на вариабилността на сърдечната честота за контрол на спортните тренировки: анализ в честотен режим. Архиви на спортната медицина: списание на Испанската федерация по спортна медицина и Иберо-Американската конфедерация по спортна медицина. 2013 (153): 43-51.
2. Променливост на сърдечната честота: стандарти за измерване, физиологична интерпретация и клинична употреба. Работна група на Европейското кардиологично дружество и Северноамериканското дружество по кардиостимулация и електрофизиология. Тираж. 1996 г. 01 март; 93 (5): 1043-65. PubMed PMID: 8598068. Epub 1996/03/01. инж.
3. Riojas-Rodríguez H, Holguin F, González-Hermosillo A, Romieu I. Използване на вариабилността на сърдечната честота като маркер за сърдечно-съдови ефекти, свързани със замърсяването на въздуха. Обществено здраве на Мексико. 2006; 48 (4): 348-57.
4. Seccareccia F, Pannozzo F, Dima F, Minoprio A, Menditto A, Lo Noce C, et al. Сърдечната честота като предиктор за смъртността: проектът MATISS. Американско списание за обществено здраве. 2001 август; 91 (8): 1258-63. PubMed PMID: 11499115. Публикуван Central PMCID: PMC1446757. Epub 2001/08/14. инж.
5. Ръсел ME, Скот AB, Boggero IA, Carlson CR. Включването на период на почивка в диафрагмалното дишане увеличава вариабилността на сърдечната честота с висока честота: Последици за поведенческата терапия. Психофизиология. 2016 Dec 07. PubMed PMID: 27925652. Epub 2016/12/08. инж.
6. Weber CS, Thayer JF, Rudat M, Wirtz PH, Zimmermann-Viehoff F, Thomas A, et al. Ниският вагусен тонус е свързан с нарушено възстановяване на сърдечно-съдови, ендокринни и имунни маркери след стрес. Европейско списание за приложна физиология. 2010 май; 109 (2): 201-11. PubMed PMID: 20052593. Epub 2010/01/07. инж.
7. Нервна система. В: Rovenský J, Payer J, редактори. Речник на ревматологията. Виена: Springer Vienna; 2009. стр. 142-.
8. Kiss O, Sydo N, Vargha P, Vago H, Czimbalmos C, Edes E, et al. Подробен анализ на вариабилността на сърдечната честота при спортисти. Клинични автономни изследвания: официален вестник на Clinical Autonomic Research Society. 2016 август; 26 (4): 245-52. PubMed PMID: 27271053. Epub 2016/06/09. инж.
9. Картър JB, Banister EW, Blaber AP. Ефект на упражнение за издръжливост върху автономния контрол на сърдечната честота Спортна медицина (Окланд, Нова Зеландия). 2003; 33 (1): 33-46. PubMed PMID: 12477376. Epub 2002/12/13. инж.
10. Thayer JF, Ahs F, Fredrikson M, Sollers JJ, 3rd, Wager TD. Мета-анализ на вариабилността на сърдечната честота и невроизображения: последици за вариабилността на сърдечната честота като маркер на стреса и здравето. Невронауки и биоповеденчески прегледи. 2012 февруари; 36 (2): 747-56. PubMed PMID: 22178086. Epub 2011/12/20. инж.
11. Garet M, Tournaire N, Roche F, Laurent R, Lacour JR, Barthelemy JC, et al. Индивидуална взаимозависимост между нощната активност на ANS и представянето при плувците. Медицина и наука в спорта и упражненията. 2004 декември; 36 (12): 2112-8. PubMed PMID: 15570148. Epub 2004/12/01. инж.
12. Berntson GG, Bigger JT, Jr., Eckberg DL, Grossman P, Kaufmann PG, Malik M, et al. Променливост на сърдечната честота: произход, методи и тълкувателни предупреждения. Психофизиология. 1997 ноември; 34 (6): 623-48. PubMed PMID: 9401419. Epub 1997/12/24. инж.
13. Earnest CP, Jurca R, Church TS, Chicharro JL, Hoyos J, Lucia A. Връзка между физическото натоварване и характеристиките на вариабилността на сърдечния ритъм при професионалните колоездачи по време на обиколката на Испания. Британско списание за спортна медицина. 2004 октомври; 38 (5): 568-75. PubMed PMID: 15388541. Публикуван Central PMCID: PMC1724921. Epub 2004/09/25. инж.
14. Ernst G. Променливост на сърдечната честота: Springer; 2014 г.
15. Seely AJ, Macklem PT. Сложни системи и технология на анализ на променливостта. Критични грижи (Лондон, Англия). 2004 декември; 8 (6): R367-84. PubMed PMID: 15566580. Публикуван Central PMCID: PMC1065053. Epub 2004/11/30. инж.
16. McGillem CD, Cooper GR. Непрекъснат и дискретен анализ на сигнали и системи: Oxford University Press, САЩ; 1991 г.
17. Frenneaux MP. Автономни промени при пациенти със сърдечна недостатъчност и при пациенти след миокарден инфаркт. Сърце (Британско сърдечно общество). 2004 ноември; 90 (11): 1248-55. PubMed PMID: 15486114. Публикуван Central PMCID: PMC1768543. Epub 2004/10/16. инж.
18. Schafer A, Vagedes J. Колко точна е вариабилността на пулса като оценка на вариабилността на сърдечната честота? Преглед на проучвания, сравняващи фотоплетизмографската технология с електрокардиограма. Международно списание по кардиология. 2013 юни 05; 166 (1): 15-29. PubMed PMID: 22809539. Epub 2012/07/20. инж.
19. Nunan D, Donovan G, Jakovljevic DG, Hodges LD, Sandercock GR, Brodie DA. Валидност и надеждност на краткосрочната променливост на сърдечния ритъм от Polar S810. Медицина и наука в спорта и упражненията. 2009 януари; 41 (1): 243-50. PubMed PMID: 19092682. Epub 2008/12/19. инж.