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

Monitorowanie zmienności rytmu serca (HRV) stało się coraz bardziej popularne zarówno w sportach wyczynowych, jak i rekreacyjnych oraz środowiskach treningowych dzięki rozwojowi aplikacji na smartfony i innych niedrogich narzędzi terenowych. Chociaż koncepcja HRV jest stosunkowo prosta, jej interpretacja może być dość skomplikowana. W rezultacie, interpretacja danych HRV budzi wiele nieporozumień. Uważam, że wiele z tego zamieszania można przypisać zbyt uproszczonym wytycznym, które były promowane dla przypadkowych użytkowników, nie będących ekspertami.

W kontekście monitorowania zmęczenia lub stanu wytrenowania u sportowców, powszechne jest przekonanie, że wysoka HRV jest dobra, a niska HRV jest zła. Lub, jeśli chodzi o obserwację ogólnego trendu, rosnące trendy HRV są dobre, wskazując na pozytywną adaptację lub wzrost kondycji. Trendy spadkowe są złe, wskazują na kumulację zmęczenia lub „przetrenowanie” i spadek wydajności. W tym artykule zajmę się wspólnymi pojęciami interpretacji trendów zarówno ostrych, jak i podłużnych, a także omówię, dlaczego i kiedy te interpretacje mogą być lub nie być właściwe. Krótko zbadamy, skąd te wspólne interpretacje lub „reguły” wzięły się w literaturze, a następnie omówimy niektóre wyjątki od tych reguł.

W tym artykule skupię się głównie na log-transformowanym średnim kwadracie kolejnych różnic odstępów R-R (lnRMSSD), który jest wskaźnikiem wagowo-HRV używanym w popularnych aplikacjach na smartfony. Z kilku ważnych powodów lnRMSSD wydaje się być preferowanym parametrem HRV w monitorowaniu sportowców.

1. Można go łatwo obliczyć bez specjalistycznego oprogramowania
2. Jest odzwierciedleniem modulacji sercowo-parasympatycznej
3. Wykazuje większą wiarygodność w porównaniu z miarami spektralnymi (np, Moc HF)
4. Można ją ocenić w ciągu zaledwie 60 sekund
5. Ma mniejszy wpływ na częstość oddechu, co czyni go bardziej odpowiednim do stosowania w terenie

Dlaczego wysoki wynik HRV uważa się za dobry, a niski za zły

Wykazano, że trening wytrzymałościowy sterowany HRV ma przewagę nad zaplanowanym wcześniej treningiem wytrzymałościowym u osób zdrowych1,2 i klinicznych3 pod względem poprawy zmiennych sprawności aerobowej. Zasadniczo, trening o wyższej intensywności/objętości, gdy HRV jest na poziomie lub powyżej linii podstawowej, wydaje się wywoływać większe adaptacje treningowe. Wynika z tego, że wysoka (lub mieszcząca się w granicach linii podstawowej) HRV jest synonimem „gotowości”

Ostre spadki HRV odnotowano po intensywnym treningu wytrzymałościowym,4 treningu oporowym,5 i zawodach.6. Dlatego powszechnie uważa się, że niska HRV odzwierciedla ostre zmęczenie spowodowane treningiem lub zawodami.
Gdzie te interpretacje mogą być mylące

Zmniejszoną HRV obserwowano u różnych sportowców przed zawodami w wyniku podwyższonego poziomu ekscytacji lub niepokoju.6,7 Co więcej, niższe napięcie błędnika-HRV jest korzystne u sprinterów w dniu wyścigu.8

Niski wynik HRV jako rezultat zmęczenia również nie musi zapowiadać zbliżającego się obniżenia wydajności. Małe studium przypadku 3 tenisistów na wysokim poziomie wykazało, że markery wydajności (VO2 max, skok jednonóż z kontrruchu i wskaźnik skoku w dal) poprawiły się po 30-dniowym okresie przetrenowania. Sportowcy wyrazili swoją poprawę wyników na koniec programu treningowego, pomimo spadku RMSSD (między -13 a -49%).9

Było to również widoczne w naszym ostatnim badaniu z udziałem żeńskiej drużyny piłkarskiej10, w którym oceniano zmiany HRV (średnia tygodniowa i tygodniowy współczynnik zmienności) oraz postrzegane samopoczucie w odpowiedzi na tygodnie o różnym obciążeniu treningowym. Podczas tygodnia treningowego o dużym obciążeniu, wyniki samopoczucia i średnia tygodniowa HRV były niższe, a współczynnik zmienności HRV był wyższy. Wszystkie te zmiany wskazują na większą obecność zmęczenia.

Po opracowaniu i wdrożeniu programu treningowego, wchodziłem w interakcje z zawodnikami i obserwowałem ich pod względem zachowania, mowy ciała, itp. Zdecydowanie odczuwali oni zmęczenie. Jednakże, wszyscy ukończyli treningi o większej objętości i intensywności zarówno w siłowni, jak i podczas sesji kondycyjnych. To wskazuje, że nadal byli w stanie zademonstrować swoją siłę i sprawność fizyczną pomimo zmęczenia.

W związku z tym, w obecności zmęczenia odzwierciedlonego przez HRV, wydajność może lub nie może ucierpieć. HRV zazwyczaj wykazuje zmiany przed spadkiem wydajności, a zatem może służyć jako wczesny sygnał ostrzegawczy przed kumulacją zmęczenia. Nie oczekuj jednak, że wyniki Twoje lub Twoich sportowców będą słabe w oparciu o niski wynik HRV, ponieważ z pewnością nie zawsze tak jest.

Dlaczego uważa się, że tendencja wzrostowa jest zawsze dobra

Wzrost wydolności aerobowej był często związany ze wzrostem aktywności sercowo-przywspółczulnej u różnych sportowców indywidualnych i drużynowych. Powszechną obserwacją jest to, że ci, którzy poprawiają sprawność fizyczną, poprawiają również HRV, podczas gdy ci, którzy nie poprawiają sprawności fizycznej, nie wykazują żadnych zmian lub nawet spadają. Na przykład w badaniu przeprowadzonym przez Buchheita i współpracowników11 wykazano, że osoby, które poprawiły swój czas biegu na 10 km w następstwie programu treningowego, wykazały również stopniowy wzrost HRV, podczas gdy osoby, które nie zareagowały, nie wykazały znaczących zmian. Stwierdzono duże korelacje między zmianami w HRV a maksymalną prędkością tlenową i czasem biegu na 10K.

Nasze ostatnie badanie, które jest obecnie w druku12, oceniało, jak wczesne zmiany w HRV odnoszą się do ostatecznych zmian w wydolności podczas biegu przerywanego u sportowców dyscyplin zespołowych. Stwierdziliśmy, że sportowcy, którzy wykazali wzrost tygodniowej średniej HRV i/lub spadek tygodniowego CV HRV w połowie 5-tygodniowego programu treningowego, poprawili swoją wydolność w większym stopniu niż ci, którzy wykazali przeciwne zmiany HRV. W świetle badań takich jak te, interpretacja rosnącego trendu HRV jako pozytywnej odpowiedzi na trening stała się popularna.

Dlaczego interpretowanie rosnącego trendu HRV jako zawsze dobrej rzeczy może być mylące

Niestety, rosnący trend HRV podczas treningu nie zawsze jest dobrą rzeczą i dlatego nie zawsze powinien być tak interpretowany. W rzeczywistości, w kilku badaniach odnotowano tendencje wzrostowe HRV u przetrenowanych sportowców uprawiających głównie sporty wytrzymałościowe. Na przykład Le Meurr i wsp.13 wykazali obniżenie maksymalnych przyrostowych wyników wysiłkowych i wzrost średnich tygodniowych wartości HRV u elitarnych sportowców wytrzymałościowych po 3-tygodniowym okresie przeciążenia, w porównaniu z grupą kontrolną, u której nie zaobserwowano żadnych zmian. Po zmniejszeniu obciążenia zaobserwowano superkompensację wyników oraz powrót HRV do poziomu wyjściowego.

Dlaczego tendencja spadkowa jest zawsze uważana za coś złego

Najczęstszą reakcją na trening przeciążeniowy jest postępujący spadek HRV. Jest to typowa reakcja alarmowa na stresor, w której aktywowane jest współczulne ramię autonomicznego układu nerwowego. W takiej sytuacji spoczynkowe HR jest podwyższone, a HRV obniża się. Przy niewystarczającym czasie regeneracji, HRV może nie powrócić do poziomu wyjściowego przed kolejnym bodźcem treningowym, co może skutkować tendencją spadkową, gdy cykl ten będzie się utrwalał. Intensywny dzień treningu może powodować tłumienie HRV nawet do 72 godzin po wysiłku.14 Przy wyższej częstotliwości i objętości treningu, często związanej z okresami przeciążenia, zrozumiałe jest, że HRV będzie wykazywać tendencję spadkową. Zazwyczaj HRV najpierw reaguje tendencją spadkową, a następnie następuje spadek wydajności, jeśli okres przeciążenia jest trwały.

Badanie przeprowadzone przez Pichot i wsp.15 stanowi dobry przykład tendencji spadkowej HRV w odpowiedzi na trening przeciążeniowy. Wykazali oni, że u biegaczy średniodystansowych zaobserwowano postępujący trend spadkowy HRV (do -43%) podczas 3-tygodniowego okresu przeciążenia. W 4 tygodniu, obciążenia treningowe zostały zredukowane, a HRV powróciło do normy i przekroczyło wartości wyjściowe.

Dlaczego i kiedy malejący trend HRV niekoniecznie odzwierciedla zmęczenie

Ćwiczenia aerobowe mają tendencję do wywierania stymulującego wpływu na modulację przywspółczulną, co można zaobserwować w wyniku HRV następnego ranka. Jest to jeden z powodów, dla których umiarkowane ćwiczenia aerobowe są często stosowane jako skuteczna metoda regeneracji. Jednakże intensywność ćwiczeń jest ważnym mediatorem sercowo-przywspółczulnej odpowiedzi na sesję treningową. Ostatnie badanie przeprowadzone przez Plews i współpracowników4 z udziałem wioślarzy na poziomie olimpijskim wykazało, że fazy treningu o wysokiej intensywności (np. powyżej drugiego progu mleczanowego) tłumiły HRV, podczas gdy fazy o niższej intensywności (np. poniżej progu mleczanowego) zwiększały HRV.

Jest to ważne do zrozumienia przy interpretacji trendu HRV w czasie. Fazy obejmujące pracę aerobową o umiarkowanej intensywności prawdopodobnie spowodują tendencję wzrostową HRV, podczas gdy fazy kondycjonowania o wysokiej intensywności z minimalną pracą o niskiej intensywności spowodują spadek. Brak pracy aerobowej o niskiej intensywności powoduje brak efektów stymulacyjnych, jakie ten rodzaj treningu wywiera na aktywność przywspółczulną.

Ponadto, trening o wysokiej intensywności będzie bardziej zakłócający dla homeostazy w wyniku większego zapotrzebowania metabolicznego. W tej sytuacji może dojść do stopniowego obniżenia HRV, mimo braku znaczącego wzrostu poziomu zmęczenia. Dlatego nie powinieneś być zaniepokojony, jeśli zaobserwujesz spadek trendu HRV podczas ograniczania umiarkowanej pracy aerobowej.

Wnioski

Monitorowanie HRV nie może być wykonane efektywnie, gdy stosuje się czarno-białe podejście do interpretacji trendu (tj. wysokie = dobre, niskie = złe). Co więcej, poleganie wyłącznie na wyniku HRV w celu oceny stanu wytrenowania okaże się bardzo trudne. Zmiany HRV muszą być zawsze rozpatrywane w kontekście obciążenia treningowego, rodzaju i treści treningu, czynników związanych ze stylem życia (jakość snu, odżywianie, stres, itp.) oraz wydolności organizmu. Te zmienne uzupełniają się i dają pełniejszy obraz stanu wytrenowania.

Użytkownicy powinni zatem obserwować trend HRV -> analizować w kontekście wymagań sportu i stylu życia (tj. obciążenia treningowego i psychometrii) -> określić znaczenie zmiany -> dostosować czynniki treningu lub stylu życia, jeśli to konieczne, zgodnie z celem bieżącej fazy.

Skoro już tu jesteś…
…mamy do Ciebie małą prośbę. Więcej ludzi czyta SimpliFaster niż kiedykolwiek, i każdego tygodnia przynosimy ci fascynujące treści od trenerów, naukowców sportowych i fizjoterapeutów, którzy są oddani budowaniu lepszych sportowców. Proszę poświęcić chwilę, aby podzielić się artykułami w mediach społecznościowych, zaangażować autorów z pytaniami i komentarzami poniżej, i link do artykułów w stosownych przypadkach, jeśli masz bloga lub uczestniczyć na forach o pokrewnych tematach. – SF

1. Kiviniemi, A.M., Hautala, A.J., Kinnunen, H., and Tulppo, M.P. (2007). „Trening wytrzymałościowy prowadzony indywidualnie na podstawie codziennych pomiarów zmienności rytmu serca”. European Journal of Applied Physiology, 101(6), 743-751.
2. Botek, M., McKune, A.J., Krejci, J., Stejskal, P., and Gába, A. (2013). „Change in Performance in Response to Training Load Adjustment Based on Autonomic Activity.” International Journal of Sports Medicine, 35(6), 482-488.
3. Behrens, K., Hottenrott, K., Weippert, M., Montanus, H., Kreuzfeld, S., Rieger, A., and Stoll, R. (2014). „Indywidualizacja kontroli obciążenia wysiłkiem fizycznym dla stacjonarnej rehabilitacji kardiologicznej: Rozwój i ocena programu interwencyjnego opartego na HRV dla pacjentów z niedokrwienną niewydolnością serca.” 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” (Zmienność tętna i rozkład intensywności treningu u elitarnych wioślarzy). 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., and Kuo, C.H. (2011). „Parasympatyczna aktywność nerwowa odzwierciedla stan regeneracji w wydajności podnoszenia ciężarów po treningu”. The Journal of Strength & Conditioning Research, 25(6), 1546-1552.
6. Edmonds, R.C., Sinclair, W.H., and Leicht, A.S. (2012). „The effect of weekly training and a game on heart rate variability in elite youth Rugby League players.”
7. Morales, J., Garcia, V., García-Massó, X., Salvá, P., Escobar, R., and Busca, B. (2013). „The use of heart rate variability in assessing precompetitive stress in high-standard judo athletes.” 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). „Autonomiczne modulacje zmienności rytmu serca i osiągów u elitarnych pływaków na krótkich dystansach. European Journal of Applied Physiology, 115(4), 825-835.
9. Thiel, C., Vogt, L., Bürklein, M., Rosenhagen, A., Hübscher, M., and Banzer, W. (2011). „Functional overreaching during preparation training of elite tennis professionals.” Journal of Human Knetics, 28, 79-89.
10. Flatt, A.A. and 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., and Ahmaidi, S. (2010). „Monitoring endurance running performance using cardiac parasympathetic function.” European Journal of Applied Physiology, 108(6), 1153-1167.
12. Flatt, A.A., and 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. and Hausswirth, C. (2013). „Evidence of parasympathetic hyperactivity in functionally overreached athletes.” Med Sci Sports Exerc, 45(11), 2061-71.
14. Stanley, J., Peake, J.M., and Buchheit, M. (2013). „Sercowa reaktywacja przywspółczulna po ćwiczeniach: implikacje dla zaleceń treningowych”. Sports Medicine, 43(12), 1259-1277.
15. Pichot, V., Roche, F., Gaspoz, J. M., Enjolras, F., Antoniadis, A., Minini, P., and Barthelemy, J.C. (2000). „Relation between heart rate variability and training load in middle-distance runners. Medicine and Science in Sports and Exercise. 32(10), 1729-1736.
16. Flatt, A.A. and Esco, M.R. (2014). „Endurance performance relates to resting heart rate and its variability: Studium przypadku kolegialnego męskiego zawodnika biegów przełajowych.” J Austral Strength Cond. 22:48-52, 2014.