The Nature of Total Power and Very Low Frequency Waves on the Interval Electrocardiogram from the Standpoint of the Human Body’s Adaptation to Motor Activity (Review)
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z134Keywords:
athletes, adaptation to physical exertion, autonomic nervous system, heart rate variability, total power of the spectrum, power of VLF waves, non-neuronal acetylcholine, phases of the training yearAbstract
It is known that heart rate variability (HRV), evaluated using interval electrocardiography (ECG), reflects the influence of the autonomic nervous system (АNS) and biologically active substances on cardiac activity. For this reason, interval ECG method is widely used in sports, as it reveals the mechanisms of human adaptation to motor activity. This article analyses data on the median values of the total power (TP) of the HRV spectrum and absolute and relative power of very low frequency (VLF) waves on the interval electrocardiogram in athletes recorded in the supine position. We chose these three indicators out of more than 30 others due to their informativeness and due to the debatable issue of the nature of VLF waves. Literature data and unpublished results of our studies allow us to conclude that the values of these indicators in athletes depend on a number of factors, including type of sports (being especially high in sports building aerobic endurance), level of athletic skill (being maximum in elite athletes) as well as volume and intensity of training. In elite skiers, the values of these three indicators tend to change in the course of the training year, increasing in the preparatory phase, staying at a high level or even increasing during the competitive phase, and decreasing in the transition phase, which is determined by the relevant dynamics of the training volume throughout the year. The authors believe that the increase in the values of these three HRV indicators points to the growing influence of the parasympathetic division of ANS and non-neuronal acetylcholine on cardiac activity under heavy training volumes. According to the authors, the values of these three indicators reflect the level of aerobic motor activity (the higher they are, the higher this activity).
Downloads
References
Li X., Li Y. Sports Training Strategies and Interactive Control Methods Based on Neural Network Models // Comput. Intell. Neurosci. 2022. Art. № 7624578. DOI: 10.1155/2022/7624578
Гаврилова Е.А. Спорт, стресс, вариабельность: моногр. М.: Спорт, 2015. 168 c.
Калабин О.В., Михайлов М.М. Применение экспресс-метода анализа вариабельности ритма сердца для коррекции тренировочного процесса в волейболе // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение в спорте и массовой физкультуре: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. (Ижевск, 25–26 мая 2021 г.) / отв. ред. Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2021. С. 152–157.
Кротова К.А., Терехов П.А. Особенности вариабельности сердечного ритма у шорт-трековиков при ортостатической пробе с учетом гендерных различий // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение в спорте и массовой физкультуре: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. (Ижевск, 25–26 мая 2021 г.) / отв. ред. Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2021. С. 158–162.
Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца (новый взгляд на старую парадигму). Иваново: ООО «Нейрософт», 2017. 516 с.
Ходырев Г.Н., Хлыбова С.В., Циркин В.И., Дмитриева С.Л. Методические аспекты анализа временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (обзор литературы) // Вят. мед. вестн. 2011. № 3-4. С. 60–70.
Perek S., Raz-Pasteur A. Heart Rate Variability: The Age-Old Tool Still Remains Current // Harefuah. 2021. Vol. 160, № 8. P. 533–536.
Pham T., Lau Z.J., Chen S.H.A., Makowski D. Heart Rate Variability in Psychology: A Review of HRV Indices and an Analysis Tutorial // Sensors (Basel). 2021. Vol. 21, № 12. Art. № 3998. DOI: 10.3390/s21123998
Котельников С.А., Ноздрачев А.Д., Одинак М.М., Шустов Е., Коваленко И.Ю., Давыденко В.Ю. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах // Физиология человека. 2002. Т. 28, № 1. С. 130–143.
Литвин Ф.Б., Аносов И.П., Асямолов П.О., Васильева Г.В., Мартынов С.В., Жигало В.Я. Сердечный ритм и система микроциркуляции у лыжников в предсоревновательном периоде спортивной подготовки // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер.: Биология. Науки о земле. 2012. Вып. 1. С. 67–74.
Takabatake N., Nakamura H., Minamihaba O., Inage M., Inoue S., Kagaya S., Yamaki M., Tomoike H. А Novel Pathophysiological Phenomenon in Cachexic Patient with Chronic Obstructive Pulmonary Disease: The Relationship Between the Circadian Rhythm of Circulating Leptin and the Very Low-Frequency Component of Heart Rate Variability // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001. Vol. 163, № 6. P. 1314–1319. DOI: 10.1164/ajrccm.163.6.2004175
Воронина Г.А., Ефремова Р.И. Особенности вариабельности сердечного ритма юных лыжников в зависимости от периода спортивной подготовки // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всерос. симп. с междунар. участием (Ижевск, 26–28 октября 2011 г.) / отв. ред.: Р.М. Баевский, Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2011. С. 235–238.
Huang J.-C., Kuo I.-C., Tsai Y.-C., Lee J.-J., Lim L.-M., Chen S.-C., Chiu Y.-W., Chang J.-M., Chen H.-H. Heart Rate Variability Predicts Major Adverse Cardiovascular Events and Hospitalization in Maintenance Hemodialysis Patients // Kidney Blood Press. Res. 2017. Vol. 42, № 1. P. 76–88. DOI: 10.1159/000469716
Javorka K., Javorková J., Petrásková M., Tonhajzerová I., Buchanec J., Chroma O. Heart Rate Variability and Cardiovascular Tests in Young Patients with Diabetes Mellitus Type 1 // J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 1999. Vol. 12, № 3. P. 423–431. DOI: 10.1515/jpem.1999.12.3.423
Кудря О.Н. Влияние физических нагрузок разной направленности на вариабельность ритма сердца у спортсменов // Бюл. сиб. медицины. 2009. T. 8, № 1. С. 36–43.
Викулов А.Д., Немиров А.Д., Ларионова Е.Л., Шевченко А.Ю. Вариабельность сердечного ритма у лиц с повышенным режимом двигательной активности и спортсменов // Физиология человека. 2005. Т. 31, № 6. С. 54–59.
Гуштурова И.В., Макаров А.Л. Особенности вариабельности сердечного ритма и центральной гемодинамики у спортсменок легкоатлеток в предсоревновательном периоде // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всерос. симп. с междунар. участием (Ижевск, 26–28 октября 2011 г.) / отв. ред.: Р.М. Баевский, Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2011. С. 244–248.
Берснев Е.Ю. Спортивная специализация и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы IV Всерос. симп. с междунар. участием (Ижевск, 19–21 ноября 2008 г.) / отв. ред.: Р.М. Баевский, Н.И. Шлык. Ижевск: Удмурт. гос. ун-т, 2008. С. 42–45.
Дратцев Е.Ю., Викулов А.Д., Турчанинов С.Ю., Алехин В.В. Регуляция сердечной деятельности и региональный кровоток у спортсменов // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы IV Всерос. симп. с междунар. участием (Ижевск, 19–21 ноября 2008 г.) / отв. ред.: Р.М. Баевский, Н.И. Шлык. Ижевск: Удмурт. гос. ун-т, 2008. С. 93–97.
Шлык Н.И. Анализ вариабельности сердечного ритма при ортостатической пробе у спортсменов с разными преобладающими типами вегетативной регуляции в тренировочном процессе // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всерос. симп. с междунар. участием (Ижевск, 26–28 октября 2011 г.) / отв. ред.: Р.М. Баевский, Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2011. С. 348–369.
Марков А.Л. Вариабельность сердечного ритма у лыжников-гонщиков Республики Коми 15–18 лет: возрастные и половые различия // Журн. мед.-биол. исследований. 2019. Т. 7, № 2. С. 151–160. DOI: 10.17238/issn2542-1298.2019.7.2.151
Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кириллова Т.Г., Жужгов А.П. Об особенностях ортостатической реакции у спортсменов с разными типами вегетативной регуляции // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер.: Биология. Науки о земле. 2012. Вып. 1. С. 114–125.
Жигало В.Я. Исследование функционального состояния футболистов-спортсменов различного возраста // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение в спорте и массовой физкультуре: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. (Ижевск, 25–26 мая 2021 г.) / отв. ред. Н.И. Шлык. Ижевск: Изд. центр «Удмурт. ун-т», 2021. С. 144–148.
Fazackerley L.A., Fell J.W., Kitic C.M. The Effect of an Ultra-Endurance Running Race on Heart Rate Variability // Eur. J. Appl. Physiol. 2019. Vol. 119, № 9. P. 2001–2009. DOI: 10.1007/s00421-019-04187-6
Saw E.L., Kakinuma Y., Fronius M., Katare R. The Non-Neuronal Cholinergic System in the Heart: A Comprehensive Review // J. Mol. Cell. Cardiol. 2018. Vol. 125. P. 129–139. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2018.10.013
Kakinuma Y. Characteristic Effects of the Cardiac Non-Neuronal Acetylcholine System Augmentation on Brain Functions // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, № 2. Art. № 545. DOI: 10.3390/ijms22020545
Bader S., Klein J., Diener M. Choline Acetyltransferase and Organic Cation Transporters Are Responsible for Synthesis and Propionate-Induced Release of Acetylcholine in Colon Epithelium // Eur. J. Pharmacol. 2014. Vol. 733. P. 23–33. DOI: 10.1016/j.ejphar.2014.03.036
Kučera M., Hrabovská A. Cholinergic System of the Heart // Ceska Slov. Farm. 2015. Vol. 64, № 6. P. 254–263.
D’Souza A., Sharma S., Boyett M.R. CrossTalk Opposing View: Bradycardia in the Trained Athlete Is Attributable to a Downregulation of a Pacemaker Channel in the Sinus Node // J. Physiol. 2015. Vol. 593, № 8. P. 1749–1751. DOI: 10.1113/jphysiol.2014.284356
Roy A., Guatimosim S., Prado V.F., Gros R., Prado M.A.M. Cholinergic Activity as a New Target in Diseases of the Heart // Mol. Med. 2015. Vol. 20, № 1. P. 527–537. DOI: 10.2119/molmed.2014.00125
Циркин В.И., Трухин А.Н., Трухина С.И. Холин- и моноаминергические трансмиттерные системы в норме и патологии: [моногр.]. Киров: Вят. гос. ун-т, 2020. 296 с.
Cheng A.J., Jude B., Lanner J.T. Intramuscular Mechanisms of Overtraining // Redox Biol. 2020. Vol. 35. Art. № 101480. DOI: 10.1016/j.redox.2020.101480
Mesquita P.H.C., Vann C.G., Phillips S.M., McKendry J., Young K.C., Kavazis A.N., Roberts M.D. Skeletal Muscle Ribosome and Mitochondrial Biogenesis in Response to Different Exercise Training Modalities // Front. Physiol. 2021. Vol. 12. Art. № 725866. DOI: 10.3389/fphys.2021.725866
