Resumen de La variabilidad de la frecuencia cardíaca como indicador del sistema nervioso autónomo: efecto del ejercicio físico en adultos
- español
Antecedentes: La Variabilidad de la Frecuencia Cardíaca (HRV, del inglés Heart Rate Variability) analiza las diferencias entre sucesivos intervalos R-R en la función cardíaca, siendo un fiel reflejo de la adaptabilidad cardíaca y, especialmente, del estado del Sistema Nervioso Autónomo. Existe evidencia científica de que una mayor HRV se asocia con un menor tono simpático y niveles de estrés, mientras que una menor HRV se relaciona directamente con una mayor morbi-mortalidad en humanos. Estudios previos han reportado que el ejercicio físico incrementa HRV. Sin embargo, se desconoce si diferentes metodologías de entrenamiento afectan de forma similar o no a HRV. Por tanto, es de interés científico y clínico comprender el potencial de HRV como un marcador de salud, y el efecto que distintos tipos de ejercicio físico tienen sobre la misma. Objetivo e hipótesis: El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es analizar el efecto de distintos programas de ejercicio físico sobre la HRV en adultos sedentarios. Se hipotetiza que (i) HRV mejorará tras la realización de diferentes programas de ejercicio físico en adultos sedentarios de mediana edad, especialmente en aquellos entrenamientos basados en la realización de intervalos de alta intensidad; y que (ii) HRV se verá incrementada tras la realización de un programa HIIT en adultos sedentarios jóvenes, independientemente de la ingesta diaria moderada de alcohol. Material y métodos: Un total de 156 adultos (74 mujeres) participaron en la presente tesis doctoral incluyendo adultos de mediana edad (45-65 años; participantes del proyecto FIT-AGEING) y adultos jóvenes (18-40 años; participantes del proyecto BEER-HIIT). Los participantes del proyecto FITAGEING fueron aleatorizados en 4 grupos: (i) grupo control, (ii) grupo de entrenamiento PAR, (iii) grupo de entrenamiento HIIT, y (iv) grupo de entrenamiento HIIT+EMS. Los participantes del proyecto BEER-HIIT conformaron diferentes grupos que llevaron a cabo un programa de entrenamiento HIIT combinado con la ingesta diaria moderada alcohol. HRV fue analizada antes y después de cada intervención en condiciones de reposo, empleando el pulsómetro Polar RS800CX y el software HRV Kubios ®. Además, se calcularon y validaron las variables Stress Score (SS) y Ratio Simpático/ Parasimpático (Ratio S/PS) como indicadores de la actividad simpática y del balance autónomo ambas cohortes. Igualmente, se obtuvieron valores de referencia segmentados por grupos de edad empleando intervalos de aceptación de dichas variables. Resultados: En adultos de mediana edad, parámetros de HRV relacionados con incrementos de actividad del sistema nervioso parasimpático y reducción de actividad del sistema nervioso simpático son modificados por igual en todos los grupos de ejercicio físico (todas p<0.001). Además, los cambios observados en los adultos de mediana edad tras la intervención en HRV se relacionan con los cambios inducidos por el ejercicio físico en composición corporal (incluyendo el índice de masa muscular, índice de masa grasa y tejido adiposo visceral) y riesgo cardiometabólico (todas p<0.034). En adultos jóvenes, el entrenamiento tipo HIIT no generó cambios significativos en los parámetros de HRV analizados (todas p>0.380). Conclusión: La presente tesis doctoral pone de manifiesto la importancia del ejercicio físico en la mejora de HRV en adultos de mediana edad, una mejora que a su vez se relaciona directamente con otros biomarcadores de salud tales como la composición corporal y el riesgo cardiometabólico. Sin embargo, la realización de un programa de entrenamiento HIIT basado en ejercicios con autocargas no generó cambios en HRV en adultos jóvenes.
- English
Background: Heart Rate Variability (HRV) describes differences between successive heartbeats. HRV reflects cardiac adaptability and the autonomic nervous system status. Higher HRV has been related to reduced stress levels and increased life expectancy, while a decreased HRV is usually associated with superior rates of morbidity and mortality. Previous studies have reported that physical exercise affects HRV. Nevertheless, it is currently unknown whether different physical exercise methodologies similarly influence HRV or not. Hence, understanding HRV´s role as a health indicator and the effects of different training methodologies on their related parameters has scientific and clinical relevance. Aims and hypothesis: The principal aim of this Doctoral Thesis is to analyze the effect of different training programs on HRV in sedentary adults. We hypothesize that (i) physical exercise significantly will increase HRV in sedentary middleaged adults, especially in those training programs based on high intensity intervals; and that (ii) HRV will be improved in young adults after the HIIT intervention independently of the daily ingestion of a moderate dose of alcohol. Material and methods: 156 adults (74 women) participated in this study. Participants were: (i) middle-aged adults (45–65 years old) from the FIT-AGEING research project; or (ii) young adults (18–40 years old) from the BEER-HIIT study. Participants from the FIT-AGEING study were randomly assigned to 4 groups: (a) a control group (no exercise), (b) a PAR group, (c) a HIIT group, and (d) a HIIT + EMS group. Participants from the BEER-HIIT study were allocated to different intervention groups that completed a HIIT training program combined with a daily but moderate dose of alcohol. HRV was measured before and after each intervention in resting conditions. HRV was recorded with Polar RS800CX and analyzed with the software HRV Kubios ®. SS (i.e., a sympathetic related HRV outcome) and S/PS Ratio (i.e., an autonomic balance index) were calculated and validated, obtaining reference values for both variables in adults through acceptance intervals. Results: Increases in vagal-related HRV parameters and decrements in HRV parameters related to sympathetic activity were observed in all training groups in middle-aged adults (all p<0.001). Moreover, exercise-induced changes were related to changes in body composition (i.e., lean mass index, fat mass index, and visceral adipose tissue) and cardiometabolic risk (all p<0.034). No changes were observed in HRV parameters in young adults after the intervention program (all p>0.380). Conclusion: The results from this doctoral thesis suggest the relevance of physical exercise aiming to improve HRV in middle-aged adults. These enhancements are directly related to exercise-induced changes in other healthrelated markers (i.e., body composition and cardiometabolic risk). Nevertheless, a 10-week HIIT intervention based on weight-bearing exercises in a circuit form did not have a significant impact on HRV parameters in healthy young adults.
