Interpreting HRV Trends in Athletes: High Isn’t Always Good and Low Isn’t Always Bad

Sykevälivaihtelun (HRV) seurannasta on tullut älypuhelinsovellusten ja muiden edullisten kenttätyökalujen kehittymisen myötä yhä suositumpaa sekä kilpa- että vapaa-ajan urheilussa ja harjoitteluympäristöissä. Vaikka HRV:n käsite on suhteellisen yksinkertainen, sen tulkinta voi olla varsin monimutkaista. Tämän seurauksena HRV-tietojen tulkintaan liittyy huomattavaa sekaannusta. Uskon, että suuri osa tästä sekaannuksesta johtuu liian yksinkertaisista ohjeista, joita on edistetty satunnaisille käyttäjille, jotka eivät ole asiantuntijoita.

Urheilijoiden väsymyksen tai harjoittelutilanteen seurannan yhteydessä yleinen uskomus on, että korkea HRV on hyvä ja matala HRV on huono. Tai kokonaissuuntauksen tarkkailun kannalta kasvava HRV-suuntaus on hyvä, mikä on osoitus positiivisesta sopeutumisesta tai kunnon lisääntymisestä. Laskevat trendit ovat huonoja, ja ne viittaavat väsymyksen kasautumiseen tai ”ylikuntoon” ja suorituskyvyn heikkenemiseen. Tässä artikkelissa käsittelen sekä akuutin että pitkittäissuuntaisen trendin tulkintaan liittyviä yleisiä käsityksiä ja keskustelen siitä, miksi ja milloin nämä tulkinnat voivat olla tai eivät voi olla tarkoituksenmukaisia. Tutkimme lyhyesti, mistä nämä yleiset tulkinnat tai ”säännöt” ovat peräisin kirjallisuudessa, ja keskustelemme sitten joistakin poikkeuksista näihin sääntöihin.

Tässä artikkelissa keskitytään enimmäkseen peräkkäisten R-R-intervallien erojen log-muunnettuun peräkkäisten R-R-intervallien erojen log-muunnettuun neliöjuurikeskiarvoon (lnRMSSD), joka on suosittuihin älypuhelinsovelluksiin käytetty vagal-HRV-indeksi. Useista tärkeistä syistä lnRMSSD näyttää olevan suositeltavin HRV-parametri urheilijoiden seurannassa.

1. Se voidaan laskea helposti ilman erikoisohjelmistoja
2. Se heijastaa sydän-parasympaattista modulaatiota
3. Se osoittaa suurempaa luotettavuutta verrattuna spektraalisiin mittauksiin (esim, HF-teho)
4. Se voidaan arvioida vain 60 sekunnissa
5. Hengitystaajuus vaikuttaa siihen vähemmän, joten se soveltuu paremmin kenttäkäyttöön

Miksi korkeaa HRV-pistemäärää pidetään hyvänä ja matalaa HRV-pistemäärää huonona

HRV-ohjatun kestävyysharjoittelun on osoitettu olevan parempaa kuin ennalta suunnitellun kestävyysharjoittelun terveillä1,2 ja kliinisillä koehenkilöillä3, kun on kyse aerobisten kuntomuuttujien parantumisesta. Pohjimmiltaan harjoittelu suuremmalla intensiteetillä/volyymilla, kun HRV on lähtötasolla tai sen yläpuolella, näyttää aiheuttavan suurempia harjoitusadaptaatioita. Tämä johtaa siihen, että korkea (tai lähtötason sisällä oleva) HRV on synonyymi ”valmiudelle”.

Kiireän kestävyysharjoittelun4 , kestävyysharjoittelun5 ja kilpailutoiminnan6 jälkeen on raportoitu esiintyvän akuutteja HRV:n alenemisia. Siksi alhaisen HRV:n ajatellaan yleisesti heijastavan akuuttia väsymystä harjoittelusta tai kilpailemisesta.
Mikäli nämä tulkinnat voivat olla harhaanjohtavia

Alentunutta HRV:tä on havaittu useilla urheilijoilla ennen kilpailua kohonneen jännityksen tai ahdistuksen seurauksena.6,7,7 Lisäksi alhaisemman vagus-HRV:n on raportoitu olevan suotuisa sprinttereillä kilpailupäivänä.8

Väsymyksestä johtuva alhainen HRV-pistemäärä ei myöskään välttämättä ennusta lähestyvää suorituskyvyn heikkenemistä. Pieni tapaustutkimus, johon osallistui 3 huipputason tennispelaajaa, osoitti, että suorituskykymarkkerit (VO2 max, yhden jalan vastaliikkumishyppy ja pudotushyppyindeksi) paranivat 30 päivän ylikuormitusjakson jälkeen. Urheilijat ilmaisivat parantuneen suorituskykynsä harjoitusohjelman lopussa huolimatta siitä, että he osoittivat RMSSD: n vähenemistä (välillä -13 ja -49%).9

Tämä kävi ilmi myös äskettäisessä tutkimuksessamme kollegiaalisen naisjalkapallojoukkueen kanssa10 , jossa arvioitiin muutoksia HRV: ssä (viikoittainen keskiarvo ja viikoittainen variaatiokerroin ) ja koettu hyvinvointi vasteena viikkojen vaihtelevan harjoittelun kuormitukselle. Korkean kuormituksen harjoitusviikolla hyvinvointipisteet ja HRV:n viikoittainen keskiarvo olivat alhaisemmat ja HRV:n variaatiokerroin oli korkeampi. Kaikki nämä muutokset viittaavat suurempaan väsymyksen esiintymiseen.

Kehitettyäni ja toteutettuani harjoitusohjelman olin vuorovaikutuksessa urheilijoiden kanssa ja havainnoin heidän käyttäytymistään, kehonkieltä jne. He kokivat ehdottomasti väsymystä. He kaikki suorittivat kuitenkin suurempaa volyymiä ja intensiteettiä vaativia harjoituksia sekä puntarissa että kuntoiluharjoitusten aikana. Tämä osoittaa, että he pystyivät edelleen osoittamaan voima- ja kunto-ominaisuutensa väsymyksestä huolimatta.

Siten HRV:n osoittaman väsymyksen läsnä ollessa suorituskyky voi kärsiä tai olla kärsimättä. HRV osoittaa tyypillisesti muutoksia ennen suorituskyvyn heikkenemistä, joten se voi toimia varhaisena varoitusmerkkinä väsymyksen kasautumisesta. Älä kuitenkaan odota, että sinun tai urheilijasi suorituskyky olisi huono alhaisen HRV-pistemäärän perusteella, sillä näin ei todellakaan aina ole.

Miksi nousevaa suuntausta pidetään aina hyvänä asiana

Aerobisen kunnon kohoaminen on usein yhdistetty sydän-parasympaattisen aktiivisuuden kohoamiseen erilaisissa yksilö- ja joukkuelajeissa. Yleinen havainto on, että ne, jotka parantavat kuntoaan, parantavat myös HRV:tä, kun taas niillä, jotka eivät paranna kuntoaan, ei tapahdu muutosta tai se jopa vähenee. Esimerkiksi Buchheitin ja kollegoiden11 tutkimuksessa osoitettiin, että koehenkilöt, jotka paransivat 10 kilometrin juoksuaikaansa harjoitusohjelman jälkeen, osoittivat myös asteittaista kasvua HRV:ssä, kun taas koehenkilöt, jotka eivät vastanneet ohjelmaan, eivät osoittaneet merkittäviä muutoksia. HRV:n muutosten ja maksimaalisen aerobisen nopeuden sekä 10 kilometrin juoksuaikakokeiden välillä havaittiin suuria korrelaatioita.

Ensimmäisessä hiljattain julkaistavassa tutkimuksessamme12 arvioitiin, miten HRV:n varhaiset muutokset suhteutuvat ajoittaisen juoksukapasiteetin myöhempiin muutoksiin joukkuelajin urheilijoilla. Havaitsimme, että urheilijat, jotka osoittivat HRV:n viikoittaisen keskiarvon nousua ja/tai viikoittaisen HRV:n CV:n laskua viiden viikon harjoitteluohjelman puolivälissä, paransivat suorituskykyä enemmän kuin ne, jotka osoittivat päinvastaisia HRV-muutoksia. Tämänkaltaisten tutkimusten valossa tulkinta kasvavasta HRV-trendistä positiivisena vasteena harjoittelulle on tullut suosituksi.

Miksi kasvavan HRV-trendin tulkitseminen aina hyväksi asiaksi voi olla harhaanjohtavaa

Harjoittelun aikana tapahtuva kasvava HRV-trendi ei valitettavasti ole aina positiivinen asia, ja näin ollen sitä ei pitäisi aina tulkita sellaisena. Itse asiassa useissa tutkimuksissa on raportoitu kasvavia HRV-suuntauksia ylitreenatuilla urheilijoilla, jotka harrastavat pääasiassa kestävyysurheilua. Esimerkiksi Le Meurr ym.13 osoitti, että maksimaalinen inkrementaalinen liikuntasuorituskyky heikkeni ja viikoittaiset HRV-keskiarvot kasvoivat kestävyysurheilun huippu-urheilijoilla kolmen viikon ylikuormitusjakson jälkeen verrattuna kontrolliryhmään, jossa ei tapahtunut muutoksia. Taperin jälkeen havaittiin suorituskyvyn superkompensaatiota sekä HRV:n paluuta kohti lähtötasoa.

Miksi laskevan trendin ajatellaan aina olevan huono asia

Yleisin reaktio ylikuormitusharjoitteluun on HRV:n asteittainen lasku. Tämä on tyypillinen hälytysvaste stressitekijälle, jolloin autonomisen hermoston sympaattinen haara aktivoituu. Tässä tilanteessa lepotilan HR on koholla ja HRV laskee. Riittämättömän palautumisajan vuoksi HRV ei välttämättä palaudu täysin lähtötasolle ennen seuraavaa harjoitusärsykettä, mikä johtaa laskevaan suuntaukseen, kun tämä sykli jatkuu. Intensiivinen harjoittelupäivä voi johtaa HRV:n suppressoitumiseen jopa 72 tunnin ajan harjoituksen jälkeen.14 Kun ylikuormitusjaksoihin liittyy usein korkeampi harjoittelutaajuus ja harjoittelumäärät, on järkevää, että HRV:n suuntaus on laskeva. Tyypillisesti HRV reagoi ensin laskevalla trendillä, ja suorituskyvyn heikkeneminen seuraa, jos ylikuormitusjakso jatkuu.

Pichotin ym.15 tutkimus on hyvä esimerkki laskevasta HRV:n trendistä vastauksena ylikuormitusharjoitteluun. He osoittivat, että keskipitkän matkan juoksijoilla havaittiin progressiivinen laskeva HRV-suuntaus (jopa -43 %) kolmen viikon ylikuormitusjakson aikana. Viikolla 4 harjoituskuormitusta vähennettiin ja HRV palautui ja ylitti lähtötasoarvot.

Miksi ja milloin laskeva HRV-trendi ei välttämättä kuvasta väsymystä

Aerobisella harjoittelulla on taipumus vaikuttaa stimuloivasti parasympaattiseen modulaatioon, mikä on havaittavissa HRV-pisteytyksessä seuraavana aamuna. Tämä on yksi syy siihen, miksi maltillista aerobista liikuntaa käytetään usein tehokkaana palautumismuotona. Harjoittelun intensiteetti on kuitenkin tärkeä välittäjä sydän- ja parasympaattisten vasteiden välittäjä harjoittelujaksolle. Plewsin ja kollegoiden tuoreessa tutkimuksessa4 , jossa oli mukana olympiatason soutajia, havaittiin, että korkean intensiteetin harjoitusvaiheet (esim. toisen laktaattikynnyksen yläpuolella) tukahduttivat HRV:tä, kun taas alhaisemman intensiteetin vaiheet (esim. laktaattikynnyksen alapuolella) lisäsivät HRV:tä.

Tämä on tärkeää ymmärtää, kun tulkitaan HRV:n kehityssuuntausta ajan myötä. Vaiheet, joihin sisältyy kohtuullisen intensiivistä aerobista työtä, aiheuttavat todennäköisesti kasvavan HRV-suuntauksen, kun taas korkean intensiteetin kuntoilun vaiheet, joihin liittyy vain vähän matalan intensiteetin työtä, aiheuttavat laskua. Matalan intensiteetin aerobisen työn puuttuminen johtaa siihen, että tämän harjoittelutyypin stimuloivat vaikutukset parasympaattiseen aktiivisuuteen puuttuvat.

Lisäksi korkean intensiteetin harjoittelu häiritsee enemmän homeostaasia suuremman metabolisen tarpeen vuoksi. Tässä tilanteessa HRV:n asteittainen lasku voi tapahtua, vaikka väsymystasot eivät ole merkittävästi nousseet. Siksi sinun ei pidä huolestua, jos havaitset HRV:n trendin laskevan, kun rajoitat maltillista aerobista työtä.

Johtopäätökset

HRV:n seurantaa ei voi tehdä tehokkaasti, jos trendien tulkinnassa noudatetaan mustavalkoista lähestymistapaa (eli korkea = hyvä, matala = huono). Lisäksi pelkkään HRV-pistemäärään luottaminen harjoittelutilanteen arvioinnissa osoittautuu hyvin vaikeaksi. HRV:n muutokset on aina suhteutettava asiayhteyteen seuraamalla harjoittelun kuormitusta, harjoittelun tyyppiä/sisältöä, elämäntapatekijöitä (unen laatu, ravitsemus, stressi jne.) ja suorituskykyä. Nämä muuttujat täydentävät toisiaan ja antavat täydellisemmän kuvan harjoittelutilanteesta.

Käyttäjien tulisi siis tarkkailla HRV:n kehityssuuntaa -> analysoida urheilun ja elämäntapavaatimusten (eli harjoituskuorman ja psykometrian) kontekstissa -> määrittää muutoksen merkitys -> säätää tarvittaessa harjoittelua tai elämäntapatekijöitä kulloisenkin vaiheen päämäärän mukaisesti.

Kun kerran olet jo täällä …
….meillä on pientä palvelusta kysyttävä. Enemmän ihmisiä lukee SimpliFasteria kuin koskaan, ja joka viikko tuomme sinulle kiinnostavaa sisältöä valmentajilta, urheilututkijoilta ja fysioterapeuteilta, jotka ovat omistautuneet parempien urheilijoiden rakentamiselle. Varaa hetki aikaa artikkelien jakamiseen sosiaalisessa mediassa, ota yhteyttä kirjoittajiin alla olevilla kysymyksillä ja kommenteilla ja linkitä artikkeleihin tarvittaessa, jos sinulla on blogi tai osallistut aiheeseen liittyviä aiheita käsitteleviin foorumeihin. – SF

1. Kiviniemi, A.M., Hautala, A.J., Kinnunen, H., ja Tulppo, M.P. (2007). ”Päivittäisten sykevaihtelumittausten avulla yksilöllisesti ohjattu kestävyysharjoittelu”. European Journal of Applied Physiology, 101(6), 743-751.
2. Botek, M., McKune, A.J., Krejci, J., Stejskal, P., and Gába, A. (2013). ”Suorituskyvyn muutos vastauksena harjoituskuorman säätämiseen autonomisen toiminnan perusteella”. International Journal of Sports Medicine, 35(6), 482-488.
3. Behrens, K., Hottenrott, K., Weippert, M., Montanus, H., Kreuzfeld, S., Rieger, A. ja Stoll, R. (2014). ”Harjoituskuormituksen ohjauksen yksilöllistäminen sairaalahoidossa tapahtuvassa sydänkuntoutuksessa: HRV-pohjaisen interventio-ohjelman kehittäminen ja arviointi potilaille, joilla on iskeeminen sydämen vajaatoiminta.”. Herz.
4. Plews, D.J., Laursen, P.B., Kilding, A.E., and Buchheit, M. (2014). ”Heart Rate Variability and Training Intensity Distribution in Elite Rowers”. International Journal of Sports Physiology and Performance.
5. Chen, J.L., Yeh, D.P., Lee, J.P., Chen, C.Y., Huang, C.Y., Lee, S.D. ja Kuo, C.H. (2011). ”Parasympaattinen hermostollinen aktiivisuus peilaa palautumistilaa painonnoston suorituskyvyssä harjoittelun jälkeen.” The Journal of Strength & Conditioning Research, 25(6), 1546-1552.
6. Edmonds, R.C., Sinclair, W.H., and Leicht, A.S. (2012). ”Viikoittaisen harjoittelun ja pelin vaikutus sykevaihteluun nuorten rugbyliigan eliittipelaajilla.”
7. Morales, J., Garcia, V., García-Massó, X., Salvá, P., Escobar, R., ja Busca, B. (2013). ”Sykevaihtelun käyttö kilpailua edeltävän stressin arvioinnissa korkeatasoisilla judo-urheilijoilla.” Int J Sports Med, 34, 144-151.
8. Merati, G., Maggioni, M.A., Invernizzi, P.L., Ciapparelli, C., Agnello, L., Veicsteinas, A., and Castiglioni, P. (2015). ”Sykevaihtelun ja suorituskyvyn autonomiset modulaatiot lyhyen matkan eliittiuimareilla. European Journal of Applied Physiology, 115(4), 825-835.
9. Thiel, C., Vogt, L., Bürklein, M., Rosenhagen, A., Hübscher, M. ja Banzer, W. (2011). ”Toiminnallinen ylilyönti tenniksen eliittiammattilaisten valmistautumisharjoittelun aikana”. Journal of Human Knetics, 28, 79-89.
10. Flatt, A.A. ja Esco, M.R. ”Smartphone-derived heart rate variability and training load in a female soccer team”. International Journal of Sports Physiology and Performance. In press.
11. Buchheit, M., Chivot, A., Parouty, J., Mercier, D., Al-Haddad, H., Laursen, P.B. ja Ahmaidi, S. (2010). ”Kestävyysjuoksusuorituksen seuranta sydämen parasympaattisen toiminnan avulla”. European Journal of Applied Physiology, 108(6), 1153-1167.
12. Flatt, A.A., ja Esco, M.R. ”Evaluating individual training adaptation with smartphone derived heart rate variability in a collegiate female soccer team”. J Str Cond Res. In Press.
13. Le Meur, Y., Pichon, A., Schaal, K., Schmitt, L., Louis, J., Gueneron, J. ja Hausswirth, C. (2013). ”Todisteet parasympaattisesta hyperaktiivisuudesta toiminnallisesti ylikorostuneilla urheilijoilla”. Med Sci Sports Exerc, 45(11), 2061-71.
14. Stanley, J., Peake, J.M. ja Buchheit, M. (2013). ”Sydämen parasympaattinen reaktivaatio harjoittelun jälkeen: vaikutukset harjoittelumääräyksiin”. Sports Medicine, 43(12), 1259-1277.
15. Pichot, V., Roche, F., Gaspoz, J. M., Enjolras, F., Antoniadis, A., Minini, P. ja Barthelemy, J.C. (2000). ”Sykevaihtelun ja harjoituskuormituksen välinen suhde keskimatkan juoksijoilla. Medicine and Science in Sports and Exercise. 32(10), 1729-1736.
16. Flatt, A.A. ja Esco, M.R. (2014). ”Kestävyyssuorituskyky liittyy leposykkeeseen ja sen vaihteluun: Tapaustutkimus korkeakouluikäisestä miesmaastojuoksu-urheilijasta”. J Austral Strength Cond. 22:48-52, 2014.