Variabilidad de la frecuencia cardiaca, una herramienta útil

 

*Estudiante de último año de Ciencias del Deporte**Especialista en Entrenamiento Deportivo, Docente de la Facultad de

Ciencias del DeporteGrupo de Investigación en Actividad Física y Ambiente

Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales, UDCA, Bogotá(Colombia)

Johan Enrique Ortiz Guzmán*johortiz@gmail.com

Darío Mendoza Romero**damendoza@udca.edu.co

   

 

Resumen          La monitorización de parámetros de frecuencia cardiaca en condiciones de reposo y en

condiciones de ejercicio es un indicador que en diversas ocasiones se emplea para determinar el estado de entrenabilidad de un sujeto. El presente trabajo tiene por objeto ofrecer un panorama

más preciso sobre la monitorización de la frecuencia cardiaca a través del estudio de su variabilidad. Siendo este un método no invasivo, ofrece ventajas para que el entrenador o

médico diagnostique el estado funcional sin llegar a utilizar electrocardiógrafos y los reemplaza por un monitor de frecuencia cardiaca. Además se plantea un ejemplo práctico donde se analizan

las variables de dominio de tiempo y dominio de frecuencia, que son las más empleadas en el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV).

          Palabras clave: Variabilidad de la Frecuencia Cardiaca. Tiempo dominante. Análisis espectral.

 

http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 13 - N° 121 - Junio de 2008

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Introducción

    Las ondas del electrocardiograma (ECG), para ser medidas requieren de la

instalación de una serie de electrodos que se ubican en el pecho de los sujetos. Este

procedimiento se realiza con el fin de medir la actividad eléctrica del corazón y

permite a su vez determinar el normal funcionamiento del mismo. El equipo

necesario para medir estas ondas, comúnmente se llama un electrocardiógrafo, el

cuál registra los impulsos eléctricos producidos por el corazón (Wilmore y Costill,

2001)

    Sin embargo, estas fluctuaciones cardiacas, están condicionadas por los procesos

respiratorios de inspiración y expiración y mediada por la actividad de los sistemas

nerviosos simpático y parasimpático (Maud y Foster, 1991). Las fluctuaciones de la

frecuencia cardiaca son comúnmente valoradas por las mediciones del intervalo R-R

como se muestran en la figura 1.

Figura 1. Representación esquemática de un intervalo R-R

Tomado de: Maud PJ. , Foster C. Physiological assessment of human fitness.Second Edition. 2006; (41)

    La variación de tiempo de este intervalo es comúnmente llamada Variabilidad de

la Frecuencia Cardiaca (HRV). Estudios recientes han encontrado que una alta HRV

es asociada con altos consumos de oxígeno, mientras que bajos valores en HRV

denota incrementos en la mortalidad (Tsuji & cols., 1994) y un alto riesgo en el

desarrollo de patologías cardiacas en pacientes asintomáticos (Molgaard & cols.,

1991). Diferentes estudios han propuesto que su comportamiento depende del

funcionamiento del Sistema Nervioso Autónomo (SNA) (Gallo & cols., 1999) y otros

sistemas de regulación fisiológicos (Maud y Foster, 1991).

¿Cómo se mide la HRV?

    El estudio de la HRV se puede realizar utilizando diferentes métodos de medidas.

Entre ellos encontramos medidas estáticas (análisis del tiempo dominante),

métodos geométricos y análisis espectral (análisis de la frecuencia dominante).

Análisis de Tiempo dominante

    El análisis del tiempo dominante se basa en diferentes variables que pueden ser

obtenidas de dos formas diferentes, esto es desde las medidas de los intervalos R-R

o desde la diferencia entre dichos intervalos. Si se toma las medidas de los

intervalos, se obtendrán las siguientes variables:

Promedio R-R (ms): es la media de los intervalos R-R. Este dato se

obtiene dividiendo la sumatoria de todos los intervalos entre el total

de intervalos.

SDNN (ms): desviación estándar todos los intervalos R-R. Esta

variable muestra la variación en cortos y largos periodos en cuanto a

la variación en los intervalos R-R (HRV).

Por otra parte, las variables derivadas de la diferencia de los intervalos R-R son:

NN50: es el número de intervalos adyacentes que varían por más de

50ms.

pNN50 (%): es el número de intervalos adyacentes que varían por

más de 50ms expresado en porcentaje.

rMSSD (ms): es el cuadrado de la raíz media de la unión de los

intervalos R-R adyacentes. Provee un indicador del control cardiaco

vagal (tono parasimpático).

    Para realizar los cálculos de HRV, es recomendado utilizar no menos de 6

intervalos, ya que se ha visto que estudios utilizando menos intervalos de

frecuencia no arroja diferencias significativas (Task Force of the European Society of

Cardiology & the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996)

Método geométrico

    Otro método utilizado para el análisis de HRV es el llamado Método Geométrico.

Este método presenta gráficamente los datos obtenidos por la HRV y los muestra

por medio de un plano cartesiano, en el cual, el eje X muestra la longitud de los

intervalos R-R y el eje Y está compuesto por el número de todos los intervalos

(Maud y Foster, 2006) . El dato final que se obtiene después de realizar este

análisis, es el resultado de la división del número de intervalos entre la amplitud de

todos los intervalos R-R. Para realizar su correspondiente gráfica, se utiliza una

discreta escala.

Método análisis espectral

    Gracias a los avances tecnológicos, se ha podido venir desarrollando medidas en

las frecuencias utilizando los mismos datos arrojados por el ECG. Este método de

análisis se conoce como análisis espectral y su estudio ha permitido entender aún

más los efectos de los sistemas nervioso simpático y parasimpático sobre la HRV

(Akselrod, 1985). Los principales parámetros de medida en el análisis espectral son:

Muy baja frecuencia (VLF): está alimentado por frecuencias menores

a 0.04 Hz. Algunos autores consideran que la VLF está influenciada

por el ritmo circadiano, el perímetro vasomotor y la termorregulación

(Appel y cols., 1989).

Baja frecuencia (LF): son componentes que están alrededor de 0.1

Hz. El poder de producción en la LF depende del tono simpático a

causa de la actividad de los varo- receptores (Malliani y Cols, 1991).

Alta frecuencia (HF): componente sincronizado con la frecuencia de

respiración. Está sobre un rango de 0.2 a 0.5 Hz dependiendo de la

frecuencia respiratoria y es considerado un indicador de la actividad

vagal (Akselrod y cols., 1981).

    En diferentes estudios (clínicos y experimentales) se ha podido demostrar que la

actividad del sistema parasimpático es el mayor responsable de los componentes

de la HF, mientras que, aún no es clara la interpretación que se le da a los

componentes de la LF (Askelrod y cols., 1981; Hayano y cols., 1991). Se cree que LF

es un indicador solo de la modulación simpática, aunque recientes investigaciones

plantean que hace referencia tanto a la actividad simpática como a la

parasimpática (Pichote y cols., 2000).

    Una relación existente entre los dos métodos de medida (tiempo dominante y

análisis espectral) es que los valores de pNN50 y rMSSD proveen los mismos datos

que resultan al analizar los componentes de HF tanto para el cálculo de cortos o

largos periodos de grabación (Kleiger y cols., 1997).

Utilidad de la HRV

    Las mediciones de la HRV han sido ampliamente utilizadas en diferentes

aspectos como por ejemplo: el estado de salud del sujeto, su condición física y

diferentes variables relacionadas con procesos de entrenamiento. A continuación,

se expondrán algunas de las principales aplicaciones que se le ha venido dando a la

HRV.

    En primer lugar, se debe hablar de la relación que se ha encontrado entre la HRV

y la edad del individuo. Pomeranz y Cols (1985) plantearon que el aumento en la

edad venía acompañado con una disminución en la HRV. Este comportamiento está

mediado principalmente por una disminución en el tono cardiaco vagal eferente y

una baja en la calidad de la actividad ß-adrenérgico (Molgaardm y Cols, 1991)

    Otra relación que resulta interesante de estudiar, es la existente entre el estado

de reposo y de ejercicio, lo cual ha sido analizado en diferentes estudios que han

mostrado el comportamiento de la HRV en reposo y en ejercicio. Se ha encontrado

una disminución en los valores de SDNN, TP, HF y LF, expresados en valores

absolutos. Con lo cual se concluye que la actividad del sistema parasimpático está

disminuida en la transición del reposo al ejercicio (Dixon y Cols, 1992). Algunos

estudios han investigado cómo se comporta la HRV a diferentes intensidades de

ejercicio, obteniéndose las variables mientras los sujetos estaban realizando

ejercicios hasta el agotamiento. Se concluyo que con intensidades de ejercicio del

50% de VO2max., la HRV tiende a disminuir progresivamente.

    Ahora bien, si existen diferencias entre la actividad de la HRV en reposo o en

ejercicio, resulta lógico pensar también que debe existir un comportamiento

diferente en personas entrenadas con relación a las personas sedentarias. Al

comparar la HRV en sujetos entrenado y no entrenados, se debe definir claramente

el procedimiento a utilizar, debido a que las conclusiones a las que se pudiesen

llegar al final del estudio pueden variar significativamente dependiendo del método

a utilizar para el estudio de los datos. Por ejemplo, al analizar los datos utilizando la

frecuencia dominante son menos consistentes; a esta conclusión llegaron Grund y

Cols (2001) cuando fallaron al intentar encontrar diferencias significativas en SDNN

y r-MSSD luego de analizar los datos arrojados por los dos grupos que estaban

investigando (entrenados y no entrenados). Situación diferente mostró una

investigación realizada utilizando análisis espectral; allí se concluyó que los datos

en TP, HFP y LFP arrojados por el grupo de individuos entrenados fueron

significativamente más altos que los datos arrojados por el grupo de individuos no

entrenados (Goldsmith y Cols, 1997).

    Pero en resumen, las variables de tiempo dominante y las del análisis espectral

son significativamente más altas en individuos entrenados que en no entrenados,

con lo cual se indica que la HRV es más alta en personas con algún tipo de

entrenamiento; aunque todavía es necesario seguir desarrollando investigaciones

en las cuales se lleguen a conclusiones importantes en cuanto a lograr entender los

efectos directos del entrenamiento en la HRV. Una característica importante al

desarrollar programas de entrenamiento para las investigaciones, es lograr

desarrollar periodos de tiempo suficientemente apropiados para encontrar cambios

significativos en los valores de HRV. A esta conclusión llegaron Amano y Cols (2001)

luego de no encontrar cambios significativos después de desarrollar un programa

de entrenamiento de 5 semanas, pero si encontraron incrementos significativos en

TP, HF y LF luego de 12 semanas de entrenamiento. Con lo cual se concluye que

programas de entrenamiento menores a 12 semanas no proveen cambios

significativos en la actividad de la HRV para posteriormente poder llegar a

resultados significativamente diferentes para el análisis de las variables de HRV.

Ejemplo práctico

    A continuación, se mostrará un ejemplo práctico en el cual se tomaron datos de

HRV durante un periodo de reposo. Como se indico al principio del artículo, existen

diferentes herramientas por medio de las cuales se puede realizar la recolección de

los datos; para este ejemplo se utilizó el Polar S810 y para su análisis se recurrió al

software del mismo (Polar ProTrainer 5 – Versión 5.00.100).

    Para la correcta utilización de Polar S810, la banda de transmisión se debe

humedecer con agua y luego colocarla sobre el pecho de la persona.

Posteriormente se configura el Polar con los datos propios de la persona que va a

realizar la prueba, el tipo de grabación que se requiere (intervalos R-R) y se inicia la

grabación de los datos asegurándose que el Polar sí está recibiendo la información

enviada por la banda.

    La persona a la cual se le realizó esta medición fue un sujeto de 22 años de edad,

sin ninguna cardiopatía u otra enfermedad conocida y con una actividad física

moderada. El protocolo utilizado para esta muestra consistió en 30 minutos de

descanso en posición supino y posteriormente 10 minutos de grabación. Estos datos

se cargaron posteriormente al software del Polar y todos los datos arrojados por él

se muestran en la tabla 1 y la gráfica que muestra el comportamiento de la HRV

(obtenido del programa del Polar) es la siguiente:

Gráfica. 1. Comportamiento de la HRV durante el tiempo de grabación.

Tabla 1. Datos de dominio de tiempo y frecuencia.

    Para el análisis de los datos arrojados en este ejemplo, debemos contrastar los

valores encontrados con algunos de referencia que muestran parámetros normales

de ellos. Para esto, De la Cruz y Cols. (2008), plantean los siguientes:

Tabla 2. Referencias de los parámetros estadísticos en reposo para el tiempo dominante, incluyendo la

estratificación del nivel de riesgo. Tomado de: De la Cruz Blanca, López Covadonga, Naranjo José. Analysis Of

Heart Rate Variability At Rest And During Aerobic Exercise. A Study In Healthy People And Cardiac Patients. Br.

Journal Sports Medicine 2008.

    De acuerdo con los valores planteados en la Tabla 2, podemos llegar a concluir

que los valores encontrados para promedio de HRV, SD (largos y cortos periodos de

intervalos R-R), y los marcadores de actividad parasimpática PNN50 y RMSSD

(SDRRindex) se encuentran dentro de valores normales, aunque todos ellos

muestran un nivel de riesgo moderado en cuanto a un suceso cardiaco. Es de

resaltar, que los datos del estudio de De La Cruz Blanca y cols. (2008) muestran un

grupo de personas saludables con una estratificación de riesgo moderado, acorde a

los parámetros de dominio de tiempo, sin que esto involucre una clasificación de

estratificación de riesgo cardiaco de la American Association of Cardiovascular and

Pulmonary Rehabilitation (2004).

    En conclusión, se puede decir que la actividad mediadora del sistema

parasimpático en la actividad cardiaca está en funcionamiento normal, pero lo ideal

sería lograr tener una estratificación de riesgo de dominio de tiempo en nivel bajo.

    Con el estudio del ejemplo práctico, se puede corroborar lo que se ha expuesto a

lo largo de este artículo y que es lo mismo que ha sido propuesto por diferentes

investigadores. Esto es que la HRV es controlada por el sistema Nervioso Simpático

y Parasimpático, y que la marcada actividad de cada uno de ellos está dada por la

actividad que se esté realizando.

Conclusiones

    Es claro que la HRV es un indicador que provee datos importantes a la hora de

determinar la condición aeróbica de las personas; pero que de igual forma requiere

de muchos más estudios investigativos para llegar a procedimientos claros y

precisos que permitan la correcta utilización de los resultados obtenidos.

    De igual forma, provee datos importantes sobre el estado de salud a nivel

cardiaco de las personas, puesto que su estudio permite analizar la influencia del

Sistema Nervioso Autónomo a nivel cardiaco.

    Finalmente, es importante que el estudio de la HRV se consolide a nivel mundial,

para así llegar a tener claridad en el manejo que se le debe dar a las diferentes

variables que se permiten estudiar.

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