HRV (Heart Rate Variability)

PROSSIMAMENTE NELLO STUDIO DI NUTRIZIONE E DIETETICA DEL Dott. PEPINO

Analisi Heart Rate Variability

La frequenza cardiaca (heart rate) è definita come il numero medio di battiti cardiaci al minuto. In realtà, il tempo che passa fra un battito cardiaco e l’altro non è costante, ma cambia continuamente.
Ciascuno di noi presenta una naturale variabilità della frequenza cardiaca in risposta a fattori quali il ritmo del respiro, gli stati emozionali, lo stato di ansia, stress, rabbia, rilassamento, pensieri, etc. In un cuore sano, la frequenza cardiaca risponde in maniera rapida a tutti questi fattori, modificandosi a seconda della situazione, in modo che l’organismo riesca ad adattarsi nel miglior modo possibile alle diverse esigenze che l’ambiente continuamente ci sottopone. Un individuo sano mostra un buon grado di variabilità della frequenza cardiaca, che si traduce in un buon grado di adattabilità psicofisica alle diverse situazioni che si possono presentare.
Lo studio della Heart Rate Variability (HRV) consiste nella misura ed analisi della variabilità della frequenza cardiaca, al fine di dedurre alcune importanti informazioni come valutare il rischio di aritmie cardiache e di infarto o il bilanciamento dell’attività fra il sistema nervoso Simpatico e Parasimpatico (bilancio simpato/vagale).

In particolare, il Sistema nervoso Simpatico, quando viene attivato, produce una serie di effetti quali: accelerazione del battito cardiaco, dilatazione dei bronchi, aumento della pressione arteriosa, vasocostrizione periferica, dilatazione pupillare, aumento della sudorazione. I mediatori chimici di queste risposte vegetative sono la noradrenalina, l’adrenalina, la corticotropina, e diversi corticosteroidi. Il sistema Simpatico è la normale risposta dell’organismo a una situazione di allarme, lotta, stress.

Al contrario, il Sistema Nervoso Parasimpatico (chiamato anche Attività Vagale), quando viene attivato, produce un rallentamento del ritmo cardiaco, un aumento del tono muscolare bronchiale, dilatazione dei vasi sanguinei, diminuzione della pressione, rallentamento della respirazione, aumento del rilassamento muscolare, il respiro diventa più calmo e profondo, i genitali, le mani e i piedi diventano più caldi. Esso agisce attraverso il tipico mediatore chimico acetilcolina. Il Sistema Parasimpatico rappresenta la normale risposta dell’organismo ad una situazione di calma, riposo, tranquillità ed assenza di pericoli e stress. Il nostro corpo, in ogni momento, si trova in una situazione determinata dall’equilibrio o dalla predominanza di uno di questi due sistemi nervosi.

La capacità dell’organismo di modificare il proprio bilanciamento verso l’uno o l’altro sistema, è molto importante ed è un meccanismo fondamentale che tende all’equilibrio dinamico dell’organismo sia dal punto di vista fisiologico che psicologico. Da ciò la grande importanza di avere oggi uno strumento scientifico come la HRV in grado di valutare lo stato relativo del sistema nervoso Simpatico e Parasimpatico.

HRV

Nata nel campo della cardiologia, grazie a numerosi studi scientifici la HRV negli ultimi anni ha mostrato la sua importanza come indicatore attendibile in diversi ambiti applicativi inerenti, ad esempio, la psicofisiologia, la psicologia, la psichiatria, la psicoterapia, la medicina olistica, la medicina dello sport, e le applicazioni risultano tutt’ora in aumento. Gli studi clinici pubblicati sulla HRV hanno infatti riguardato i seguenti argomenti:

  • cardiologia
  • ipnosi
  • depressione
  • ansia
  • stress
  • psichiatria
  • terapie psicologiche
  • asma
  • gravidanza
  • diabete

La HRV può essere agevolmente misurata mediante un sensore fotopletismografico applicato ad un dito. Tale sensore funziona tramite l’emissione e la captazione di luce infrarossa che viene assorbita dal sangue e vengono, dunque, rilevate le variazioni cicliche del tono pressorio nei capillari delle dita che rappresentano fedelmente il battito cardiaco.

Una volta digitalizzati, i dati sono analizzati da un software che provvede a calcolare la distanza esatta fra un battito cardiaco e l’altro (espressa in millisecondi) e a creare un diagramma che esprime la distanza R-R fra un battito e l’altro, in funzione del numero di battiti cardiaci, il cosiddetto tacogramma.
A questo punto, il software esegue ulteriori analisi più complesse, ossia  il Resampling del tacogramma, la Trasformata di Fourier ed il calcolo dello Spettro di Potenza del tacogramma (espressa in ms2), che rappresenta le componenti di frequenza del tacogramma e contiene le informazioni essenziali per arrivare alla sopracitata stima del bilanciamento fra Simpatico e Parasimpatico.

  • Le variazioni nell’HR sono mediate dall’attivazione del simpatico e parasimpatico
  • Variazioni molto veloci spesso evidenziano una parasimpatico dominanza
  • Fluttuazioni rallentate denotano spesso una dominanza simpatico-vagale

Applicazioni dell’HRV

Esistono correlazioni tra tipiche variazioni dell’HRV con svariate patologie o alterazioni della fisiologia, che permettono di verificare/diagnosticare alcune condizioni come:

  • invecchiamento, sano o problematico
  • sindrome metabolica
  • sensibilità insulinica
  • adiposità viscerale
  • condizioni pre-gara, cioè come l’atleta si sta approcciando alla gara
  • incapacità di digerire alte dosi di CHO
  • difficoltà di recupero nello sport
  • Fatica cronica
  • Insonnia
  • Depressione
  • Infiammazione
  • Circolazione
  • Stress e affaticamento mentale
  • tanto altro

Tutte condizioni rilevate dall’HRV.

Esempio: un diagramma HRV di una persona in dieta ipocalorica è molto simile a quella del “malato” (onde basse, scarsa frequenza…).

Molto utile per gli atleti, perché nella preparazione vi permette di monitorare le diverse fasi, aiutando a verificare se il piano dietetico sta andando bene oppure “lo sta affaticando”.

Tra l’altro, l’HRV interagisce con:

  • Farmaci assunti (amitriplina, anticolinergici e antiaritmici ovviamente diminuiscono HRV)
  • Scelte di vita + allenamento in maniera estremamente marcata.
  • E cambia anche col tempo, mano a mano che si diventa allenati. (Come l’angolo di fase nella Bioimpedenziometria).
  • Fumo e sedentarietà diminuiscono HRV, meditazione e alimentazione corretta lo aumentano.
  • Per l’allenamento: maratoneti hanno bassi HRV, gli scattisti lo hanno molto alto come valore.

Comodità HRV

  • Semplice da misurare
  • Blocca sintomi di overtraining
  • Ti mostra l’altra faccia della medaglia, quello che gli atleti non dicono (un atleta molto forte mentalmente non sempre racconta/ammette di avere un problema, discernendo tra chi afferma o non afferma di essere stressato e chi lo è e chi non lo è davvero; l’HRV svela la reale condizione)
  • Personalizzi l’allenamento e la dieta sulla base di specifiche reazioni nervose e non solo di supposizioni
  • Sei in overreaching? Allora: +15 % CHO + 10% PRO + omega-3
  • Sei in overtraining? Allora: + 25% CHO (10% semplici) + 15 % EAA + omega-3 (purificati Ifos, biodisponibili cioè protetti da Vitamina D: marche Enervit, multipower) + Glutammina 15 gr (funziona ma non si sa perché: cioè non ci sono studi che lo dimostrano chiaramente; l’importante è che sia sovra dosata, 3 grammi non servono a nulla)
  • Sei in OTS (Sindrome da Overtraining cronico)? Allora non ti rimane che rincorrere il personal trainer con un badile!

In sintesi

La simpatico/parasimpatico dominanza determina la predominanza o preferenza di substrato, cioè cosa venga preferito dal punto di vista metabolico: soggetti preferiranno i grassi, altri preferiranno i CHO (carbo).

L’HRV misura quanto siamo stati (ad esempio nell’ultima settimana) relativamente simpatico dominanti o parasimpatico dominanti.

La dominanza è soggettiva e variabile; ognuno di noi è predisposto ad essere più o meno simpatico o parasimpatico dominante. Siamo tutti degli ibridi, in qualcuno predomina mediamente il sistema simpatico in altri il parasimpatico, salvo variazioni intraindividuali che capovolgano la dominanza relativa.

Ad esempio le persone attive, super attive, sono le classiche simpatico-dominante che vanno in tachicardia con un semplice caffè, dormono poco e stanno bene, in genere preferiscono i CHO.

Al contrario, il parasimpatico-dominante ha una preferenza molto forte per i Grassi. Quest’ultimo può essere “viziato” ai CHO ma non sarà mai adattato perfettamente ai CHO come un simpatico-dominante.

Parasimpatico “Riposa e Digerisci” Simpatico “Combatti o Fuggi”
Diminuzione HR Aumento HR
Diminuzione della forza di contrazione Aumento forza di contrazione
Diminuzione pressione arteriosa Aumento della pressione
Costrizione delle pupille Midriasi
Broncocostrizione Broncodilatazione
Aumento dell’attività intestinale Diminuzione attività intestinale
Aumento secrezioni Diminuzione delle secrezioni
Vasocostrizioni Vasodilatazioni
Non ha influenza sulla sudorazione Aumenta la sudorazione
Preferisce i GRASSI Preferisce i CHO
Preferirebbe un recupero non attivo (starsene sul divano, per lui andrebbe bene, ma è sconsigliabile) Preferisce un recupero attivo (camminate etc.)
Recupera meglio con massaggi profondi Recupera meglio con massaggi e foam rolling
Recupera meglio con Terapia del freddo Recupera meglio con Terapia del caldo
Frigidarium/caldarium (fa recuperare perché attiva il simpatico) Galleggiamento in acqua salata (fa recuperare perché attiva il parasimpatico)
Recupera meglio con Sauna Recupera meglio con Meditazione
Recupera meglio con Alte dosi di EFA Recupera meglio con Alte dosi di CHO

HRV

 

Dalla Letteratura scientifica recente

  • Recentemente è stata pubblicata una metanalisi di 34 studi su atleti agonisti nei quali erano valutati la FC e i parametri di HRV prima e dopo un periodo in cui erano aumentati i carichi di lavoro. L’analisi mostra che in seguito a un periodo breve (≤ 2 settimane) di allenamento più intenso, causa di uno stato di overreaching, si verifica un aumento del rapporto LF\HF e una tendenza a diminuire della somma LF+HF. In seguito a periodi più lunghi di carico intensificato (≥ 2 settimane) potenziale causa di uno stato di overtraining, non si riscontrano invece sostanziali variazioni dei parametri di HRV. Da questi dati sembra possibile considerare un’alterazione del bilancio simpatico vagale (rapporto LF\HF) come marker di affaticamento a breve termine.
  • Un aumento o un mantenimento della componente HF su livelli stazionari è considerato un segno di effettivo recupero dai carichi allenanti precedenti. Un abbassamento della componente HF sotto i valori di base possono essere considerati come uno stato di affaticamento e non consigliare sedute di allenamento intense. (A. M. Kiviniemi, A. J. Hautala, H. Kinnunen, e M. P. Tulppo, «Endurance training guided individually by daily heart rate variability measurements», Eur. J. Appl. Physiol., vol. 101, n°. 6, pagg. 743-751, Dic 2007.) (L. Bosquet, S. Merkari, D. Arvisais, e A. E. Aubert, «Is heart rate a convenient tool to monitor over-reaching? A systematic review of the literature», Br J Sports Med, vol. 42, n°. 9, pagg. 709-714, Set 2008).
  • Sei mesi di allenamento ad intensità moderata determinano un aumento dell’azione del parasimpatico e di una diminuzione del simpatico (Iellamo et al. 2002)
  • Tre settimane di allenamento intenso nella fase quasi finale della preparazione determinano un crollo della regolazione parasimpatica e un aumento brutale di quella simpatica (Iellamo et al. 2002)
  • Un allenamento che si pone lo scopo di aumentare il VO2max, anche del fiorettista, determina riduzione del ritmo cardiaco e aumento della componente parasimpatica.

Conclusioni (per gli sportivi)

  • L’overtraining è preceduto spesso da un periodo d’eccesso di carico o da un non adeguato recupero o da tutti e due i fattori e comunque da una non adeguata programmazione.
  • La sua prevenzione può essere facilitata dalla misura dell’HRV e quindi dalla valutazione dall’equilibrio tra attività simpatiche e parasimpatche del SNA.