Вариабельность сердечного ритма (ВСР) в спорте и медицине

Вариабельность пульса означает его изменчивость в ответ на физическую, эмоциональную нагрузку и другие внешние, внутренние факторы. Чем она ближе к норме или немного выше средних показателей, тем организм легче приспосабливается к новым условиям. Высокие значения бывают у хорошо тренированных спортсменов, при ведении здорового образа жизни, когда человек получает достаточные нагрузки и хорошо восстанавливается после них.

Низкая вариабельность сердечного ритма типична для заболеваний: стенокардия, инфаркт миокарда, диабетическая полинейропатия, изменения мышцы сердца при повышенном давлении (гипертрофическая кардиомиопатия). Снижение показателя до критических величин указывает на риск внезапной остановки сердца.

Повышение – это признак готовности организма к нагрузкам, указывает на правильность лечения при болезнях. Для исследования применяется метод ритмографии (ЭКГ за 5 минут и нагрузки или суточное мониторирование, часы Apple Watch). Оценка данных проводится при помощи методов математического анализа.

Что представляет собой вариабельность пульса (ВСР)

Вариабельность пульса, или сердечного ритма (ВСР) – это, простыми словами, разнообразие, то есть ускорение и замедление сокращений.

Например, у человека частота пульса составляет 60 ударов в минуту. Это означает, что между очередными сокращениями проходит одна секунда. Если есть вариабельность, то один интервал будет 0,8 секунд, а следующий 1,2 секунды. Это упрощенный подход, а на самом деле будет меняться и частота пульса, и интервалы между очередными ударами.

Это совершенно нормально, потому что в покое ритм должен становиться медленнее, а при физической, эмоциональной нагрузке он ускоряется, чтобы улучшить питание внутренних органов и головного мозга. Вариабельность пульса – одна из адаптивных (приспособительных) реакций. Поэтому, чем быстрее сердце изменяет ритм, тем лучше человек приспособлен к выживанию в самых разных условиях внешней среды.

Например, у хорошо тренированных и выносливых спортсменов в покое сердце работает медленно, но при активности очень быстро происходит существенное ускорение. Точно также им после тренировки требуется совсем немного времени для восстановления исходных показателей.

Что значит, если сохранена

Если вариабельность сердечного ритма сохранена, то это означает, что сердце адекватно реагирует на изменения уровня кислорода в крови, повышение потребности в питательных веществах, энергии.

На примере можно сравнить нормальную реакцию здорового, активного молодого человека и сердечника. У первого в покое пульс будет в среднем 65 ударов в минуту, при высокой нагрузке он ускорится до 110-120. Тогда сердечная мышца, головной мозг, скелетная мускулатура получит нормальное количество кислорода для образования энергии. По окончании активности нет надобности в частом ритме, он замедлится и за 5-7 минут вернется к исходному.

При медленном пульсе миокард хорошо снабжается кровью, увеличивается сила сокращений. Вариабельность пульса в этом случае будет в диапазоне 65-115 ударов.

Для сердечников типичен высокий пульс в покое. Он необходим для того, чтобы компенсировать слабые сокращения миокарда и доставлять как можно больше кислорода внутренним органам, головному мозгу. Тогда исходный пульс будет 90-95 ударов, а его повышение до 110-115 уже может сопровождаться сердечной болью и одышкой. Возврат к исходным величинам медленный. Пациенты долго после нагрузки ощущают сердцебиение. Вариабельность пульса снижена, так как интервал колебаний всего 90-115 ударов за минуту.

Применение ВСР в медицине

Сам анализ проводится путем изучения последовательности сердечных интервалов при разных состояниях:

• R-R (сократительная электрокардиограмма)
• N-N (промежутки между нормальными сердечными сокращениями).

ВСР здорового организма

Исследования у физически здоровых лиц проводится:

• Когда нужно определить, допустим, или недопустим человек для занятий тренировками.
• Определить уровень спортсмена, готовность к выполнению интенсивных упражнений.
• Для предотвращения развития патологий.

Как изменяется ВСР при патологиях сердечно-сосудистой системы:

Ишемия сердца

При этом будет наблюдаться снижение вариабельности ритма сердечной мышцы, ритм будет стабильным, активность метаболическая и гуморальная повышена. Период восстановления после проведения теста с применением физической нагрузки резко замедляется.

Инфаркт миокарда

Когда случился инфаркт, начинает преобладать симпатическая нервная система, также, фигурирует непостоянное значение электрической активности и резко снижается ВСР.

Сердечная недостаточность.

Наблюдается резкое понижение ВСР. Активность симпатической нервной системы резко увеличена. Ввиду этого возникает тахикардия, повышается кровяной уровень катехоламинов. На спектрограмме вовсе отсутствует элемент LF.

Это часто происходит, когда форма болезни становится тяжелой. При этом, происходит полная потеря чувствительности синусового узла к импульсам.

Гипертония

Когда болезнь в первой стадии, характерно резкое возрастание спектрального LF компонента. При переходе заболевания на вторую стадию, этот компонент наоборот свое значение понижает. На ритмичность сердца уже влияет только гуморальный фактор.

Острая форма нарушений в кровотоке мозга

При этом резко понижается HF элемент, который контролируется парасимпатической системой. Отмечается понижение вариабельности мышцы сердца и возрастает риск полного прекращения работы ткани миокарда, а это приводит к гибели внутренних органов и систем.

ВСР снижается под действием эмоционального негатива, неполноценного сна, малой физической подготовленности, в постоянных стрессах.

Чтобы повысить показатель вариабельности мышцы сердца, нужно ограничить себя от неблагоприятных факторов, придерживаться здорового образа жизни, вовремя принимать витамины. Показатель ВСР крайне важен для диагностирования и выбора лечебных тактик.

Применение разных методов анализа делает возможным получить необходимые и точные показания.

Почему нужно знать вариабельность сердечного ритма

Вариабельность сердечного ритма нужно исследовать для таких целей:

• оценка состояния вегетативной нервной системы и баланс между ее двумя отделами – симпатическим (условно стрессовым) и парасимпатическим (отвечает за восстановление) у здоровых, при нейроциркуляторной дистонии, диабете;
• проверить адаптационный резерв организма, то есть возможность работы в экстремальных условиях (например, летчик);
• составить прогноз риска смерти при инфаркте миокарда, аритмии, сердечной недостаточности, тяжелом течении артериальной гипертензии;
• выделить группу риска пациентов, у которых есть возможность критического нарушения ритма и им нужно установить кардиостимулятор;
• подобрать препарат или провести оценку эффекта лечения болезней сердца;
• определить уровень стресса и стрессоустойчивость;
• выявить степень зрелости нервной системы у детей и подростков.

Вариабельность сердечного ритма в спорте используется для того, чтобы оценить исходное состояние спортсмена, а потом в процессе тренировок определить правильность подбора нагрузок и интервалов между тренировками для восстановления.

Cнижения ВСР при заболеваниях

Вариабельность мышцы сердца понижается при заболеваниях:

Инфаркт миокарда

При патологии появляется бледность покровов кожи, выступает пот, чаще холодный, болевой синдром в сердечной мышце давящего характера. Присоединяется одышка, может случатся обморок, дыхание становится затрудненным.

Без срочной помощи врачей инфаркт ткани миокарда провоцирует появление острой сердечной недостаточности, разрыв мышцы сердца, резкое снижение ВСР.

Рассеянный склероз

Патология относится к хроническим заболеваниям нервной системы. При этом, нарушается целостная структура нервных волокон. По статистике чаще болеют женщины. По возрастным показателям нередко наблюдается в возрасте от 30 до 40 лет.

При заболевании появляется чувство покалывания в конечностях, понижается зрение, может двоится в глазах. Нередко возникает нарушение мочеиспускания. На первых стадиях склероза присоединяется чрезмерная утомляемость, понижение артериального давления, головокружение.

Ишемическая болезнь

ИБС провоцирует резкое ухудшение кровообращения ткани миокарда. Присоединяется одышка, резкие перепады артериального давления, острые боли в грудной клетке.

Болезнь Паркинсона

Патология приводит к гибели двигательных клеток центральной нервной системы. У пациента начинается тремор, движения скованны, возникают отклонения в психике.

Сердечная недостаточность

Помимо резкого ухудшения вариабельности мышцы сердца, возрастает сердцебиение, повышается уровень катехоламинов.

Вариабельность пульса: норма

Вариабельность пульса оценивается по нескольким параметрам, их нормальные значения для людей разного возраста (мужчин и женщин) приведены в таблице.

RR – это длительность интервала между сокращениями, а SDNN – стандартное отклонение интервалов между ударами сердца, то есть суммарная вариабельность ритма. Измерения проводят в миллисекундах (мс).

Используют и другие показатели, их общепринятые обозначения:

• LF: низкие частоты в диапазоне 0,04-0,15 Гц;
• HF: высокие частоты в диапазоне 0,15-0,4 Гц;
• RMSSD: отклонение разницы последовательных интервалов, показывает ВРС при учащенном пульсе.

Это не единственные измерения, также есть несколько методов для обработки показателей: временной области (статистический и геометрический), частотный, нелинейный и математическое моделирование.

Показатели и значение по Apple Watch

Для здоровых людей достаточно измерения только двух основных показателей – RR и SDNN. По изменению их значений можно контролировать состояние сердца и нервной системы при помощи Apple Watch (умных часов). Замеры проходят 2 раза в день, поэтому для точности необходимо носить браслет, не снимая. Получить достаточный для обработки результат можно не менее чем за 10 дней.

Вечером показатели обычно ниже, а утром перед пробуждением выше. На ВСР оказывает влияние очень много внешних и внутренних факторов. Поэтому важно также определить свой оптимальный показатель. Для этого каждое утро рекомендуется фиксировать значение SDNN, а потом в конце дня оценить свое самочувствие. Таким образом можно найти значение, при котором есть хорошее состояние. Затем следует отталкиваться уже от собственной нормы.

Причины изменения в сторону повышения или понижения

К снижению вариабельности пульса приводят у здоровых людей:

• усталость;
• стрессовое перенапряжение;
• недостаток сна и отдыха;
• курение;
• злоупотребление алкоголем;
• чрезмерные по интенсивности и частые тренировки;
• простудные болезни;
• обезвоживание.

При заболеваниях снижение ВСР указывает на их прогрессирование. В норме растет вариабельность после отдыха, нормализации режима дня, выздоровления, сеансов массажа, расслабления. У спортсменов ВСР повышается при адекватных тренировках. Для пациентов добиться повышения можно при помощи точного соблюдения рекомендаций врача по лечению, коррекции привычек и образа жизни.

В чем опасность

Опасность представляет снижение ВСР у больных с сердечными заболеваниями – стенокардия, инфаркт, изменениями миокарда при повышенном артериальном давлении. Этот признак расценивается, как:

• ухудшение состояния сердечной мышцы;
• прогрессирование заболевания;
• предел компенсаторных возможностей (например, сердце не может выдерживать высокую нагрузку при гипертонии);
• риск смертельного исхода.

У спортсмена уменьшение вариабельности пульса отражает перетренированность, ухудшение физической формы.

Вариабельность ритма сердца снижена: что это значит, признаки и симптомы

Если вариабельность ритма резко снижена, то это значит, что у сердечной мышцы исчерпаны возможности для компенсации высокой нагрузки или недостаточного кровоснабжения. Также у пациента есть и нарушения регуляции ритма сокращений со стороны нервной и эндокринной системы. Наиболее изученными признаками падения ВСР являются симптомы при стенокардии, инфаркте миокарда, сердечной недостаточности, диабетической полинейропатии.

Нестабильная стенокардия

При снижении показателей ВСР у больных нарастает частота и сила приступов загрудинной боли. На ЭКГ опускается сегмент ST, отражающий ухудшение коронарного кровоснабжения. При SDNN <40 риск внезапной смерти на протяжении месяца возрастает в 8 раз.

Инфаркт миокарда

Уменьшение ВСР отражает глубину и распространенность инфаркта, выраженность острой сердечной недостаточности. Чем больше проявляется повышение тонуса симпатической нервной системы (учащение пульса), тем выше риск опасной для жизни формы аритмии – фибрилляции желудочков с внезапной остановкой сердца.

Сердечная недостаточность

Чем выше частота сердечного ритма и ниже его вариабельность, тем тяжелее протекает недостаточность кровообращения. У больных возникает одышка и сердцебиение при более низкой физической активности или даже в покое. Падение показателей отражает уменьшение силы сокращений миокарда.

Диабетическая полинейропатия

При этом осложнении сахарного диабета снижение ВСР дает возможность выявить ухудшение иннервации сердца и других внутренних органов еще на стадии, когда нет явных симптомов. Типично слабое изменение показателей при проведении ортостатической пробы (переход в положение стоя из лежачего). Это означает, что нервная система не может обеспечить адекватное изменение сердечного ритма при нагрузках.

Как взаимодействуют между собой сердце и система вегетации

Центральная нервная система (ЦНС) состоит из вегетативного и соматического отделов. Вегетативная система автономна, и включает в себя периферические, центральные структуры клеток, которые обеспечивают свойства регуляции для организма, важные для полноценной реакции всех систем.

Деятельность вегетативной системы происходит вне человеческой воли. К примеру, нельзя заставить сердце работать быстрее или медленнее.

По анатомической характеристике вегетативная система разветвляется на симпатический и парасимпатический нервы. Симпатическая система способствует повышению ритма. Также, регулирует функциональную деятельность желудочков сердечной мышцы.

При дыхании различия в ритме мышцы сердца также ощутимы, а связано это с угнетением (что происходит на вдохе) и активацией парасимпатической системы (на выдохе). Это означает, что скорость сокращений ритма сердца вначале увеличивается, а затем снижается.

Установлено, что чем больше показатель ВРС, тем это лучше для организма. Высокими считаются параметры у здоровых людей и у натренированных. Если резко снижена ВСР, то это может довести до летальности.

Когда парасимпатическая система в тонусе это приводит к подъему ВСР, а если в тонусе симпатическая нервная система, это наоборот снижает вариабельность.

Показания к проведению исследований сердечного ритма

Исследования сердечного ритма на вариабельность нужно при:

• приступах загрудинной боли;
• частых колебаниях пульса и артериального давления;
• признаках электрической нестабильности миокарда – желудочковые экстрасистолы, сложные аритмии с учащением пульса;
• необходимости отличия функционального сбоя ритма (например, при неврозе) от органического при болезнях сердца;
• определении стадии гипертонической болезней (со второй ВСР снижается);
• оценке риска осложнений и неблагоприятного прогноза у пациентов с сердечной патологией.

Для здоровых людей проведение исследования нужно при подборе режима тренировок и профессиональном отборе к работе с высокими нагрузками на организм.

Мобильные приложения для замера HRV

На практике, у всех желающих делать замеры в домашних условиях есть множество опций для этого. Рассмотрим популярные приложения.

Elite HRV

Приложение для измерения вариабельности ритма мышцы сердца, помогает оценить подготовленность к соревнованиям.

Приложение отображает дисплей с показанием ВСР, как меняется дыхательная скорость, гиды по дыханию, а также, как реагирует организм на стресс.

Для активации и дальнейшего использования приложения необходим нагрудный датчик. Какие замеры показывает приложение:

• Утренняя готовность. Замер занимает 2,5 минуты, замерять нужно ежедневно утром. Показатель, полученный утром является самым правильным и показывает истинное состояние.
• Свободный замер. Можно замерять в любое время суток, чтобы оценить активность организма.

Так выглядит итоговый показатель:

1. Показатель зеленого цвета отображает, что сегодня организм может выдержать куда больший стресс, чем в другое время.
2. Желтый цвет отображает зону симпатической системы и предупреждает, что вы находитесь под влиянием стресса больше, чем обычно. Восстановительная система напряжена и ей сложно справиться со стрессовой нагрузкой.
3. Красный показывает, что вы испытываете стресс и чтобы не перетренироваться, лучше отдохнуть.

На это нужно обратить внимание и сильно не перенапрягаться в период спортивных тренировок. Если же планируете заниматься с такой же интенсивностью, то после физической нагрузки должен быть отдых несколько дней.

Чтобы приложение отображало правильные замеры, в него необходимо ввести данные и нужно это сделать на несколько дней до начала измерения. Проводить замеры нужно ежедневно.

Команда приложения также выпустила обучающий HRV Course (на английском только) для углубленного изучения темы.

Welltory

Приложение оценивает не только вариабельность ритма мышцы сердца, но и определить, как уровень жизни влияет на физическое состояние.

Приложение отображает интервалы между сердечными ударами и показывает в каком состоянии вегетативная система организма — запас энергии и стрессовый уровень. Welltory применяется в спортивной медицине и доступен для смартфона.

Чтобы узнать пульс, стрессовое состояние и энергию можно, приложив палец на камеру телефона. Вспышка запишет видео, где будет отражена ЧСС и временной интервал между сокращениями. Интервалы отображают работу вегетативной системы.

Замеры рекомендуется проводить ежедневно. При помощи регулярных измерений вы всегда будете знать о состоянии организма.

Приложение считает пульс и другие данные, когда приложите указательный палец к камере смартфона. Затем, приложение отобразит стрессовый уровень. Также, приложение поможет исправить технику дыхания. Это позволит лучше выполнять спортивные тренировки.

Команда проекта также подготовила много обучающих видео и материалов по теме вариабильности и управления стрессом.

HRV4training (PRO)

Приложение измеряет ритм сердца, при этом используется не только камера смартфона, но и нагрудные Bluetooth датчики. Отображается не только ВСР, но и насыщаемость организма кислородом. Это важно для тех, кто занимается беговым видом спорта, стрессовый уровень, анализ спортивной нагрузки на организм.

Приложение подходит для профессиональных команд, содержит интеграцию со спортивными приложениями и календарями, доступ для тренера и другие расширенные функции.

Правила проведения ритмографии

Ритмография требует строго соблюдения правил регистрации ЭКГ:

• время суток – с 9 утра до 12 часов дня;
• температура в кабинете – 20-22 градуса;
• полная тишина;
• предварительное проветривание на протяжении 30 минут;
• полузатемненное помещение;
• отсутствие медработника в кабинете в период записи;
• положение лежа или сидя с опорой на спинку стула;
• до начала записи нужно дать время на адаптацию (7-10 минут);
• не должно быть дискомфортных ощущений.

Для женщин выбирают дни с учетом менструального цикла – обычно через 2-3 дня по окончанию кровотечения и не позже, чем за 5 дней до очередных месячных.

Подготовка к процедуре

За сутки до ритмографии не рекомендуется прием алкоголя, застолье, ночные смены. За 12 часов нельзя принимать таблетки, пить кофе, заниматься спортом, нервничать. На обследование приходят через 2 часа после еды. В кабинете необходимо отключить телефон, исключить все посторонние разговоры.

Особенности исследования

После короткой записи исходной ЭКГ (несколько циклов по 5 минут) врач проводит пробы с нагрузкой:

• дыхательные – задержка, ускорение, замедление, длинный и короткий выдох;
• смена положения тела – больного просят встать;
• сжимание эспандера;
• вагусные пробы – массаж вблизи сонной артерии, глазных яблок, охлаждение лица, стоп, кистей;
• арифметические упражнения;
• прием медикаментов, замедляющих или ускоряющих пульс.

Обычно выбирают 2-4 вида из перечисленных. При суточной регистрации ЭКГ пациент ведет обычный для него образ жизни, но в обязательном порядке фиксирует время сна, приема пищи, двигательную активность и ее вид, стрессовые нагрузки, болевые ощущения.

Расшифровка результатов

После обработки полученных результатов получают данные о функциональном состоянии организма, в расшифровке не указывают показатель активности регуляторных систем (сокращенно ПАРС). Его считают по баллам специальной программой. Учитывается:

• частота и вариабельность пульса;
• соотношение симпатических влияний (стресс, активность) и парасимпатических (отдых, восстановление);
• ответ сердца на нагрузки.

Полученные баллы расшифровывают так:

• от 1 до 2 – норма, организм реагирует адекватно на нагрузки, состояние рабочего (оптимального) напряжения;
• от 3 до 4 – умеренное напряжение приспособительных механизмов, встречается при стрессе, переходе на новые условия труда, переезде;
• 5 баллов – выраженное напряжение нервной и эндокринной системы, но здоровый организм может справиться самостоятельно, а при заболеваниях достаточно уменьшить действие внешних факторов;
• 6-7 баллов – перенапряжение, необходима медикаментозная поддержка организма, полное исключение стрессовых нагрузок;
• 8-10 баллов – критический срыв адаптации, потребуется курс лечения.

Вариабельность ритма резко снижена: как лечить

При резком снижении вариабельности сердечного ритма необходимо:

• снижение нагрузки (уменьшение двигательной активности, исключение волнения, конфликтов);
• отказ от стрессовых изменений (например, смена климата, работы, рациона питания, командировка, участие в соревнованиях);
• сон ночью не менее 8 часов, при необходимости дневной отдых;
• переход на здоровое питание – овощи, фрукты, растущие в местности проживания, нежирное мясо, рыба, молочные продукты, минимум переработанной и консервированной пищи, нельзя острые, жирные блюда, алкоголь, крепкий чай, кофе;
• обеспечить возможность расслабления для нервной системы – дыхательная гимнастика, прогулки на природе, сеансы легкого массажа, ароматерапия, прослушивание спокойной музыки.

При наличии сердечных заболеваний врач пересматривает схемы лечения, они могут быть дополнены препаратами, улучшающими обмен в миокарде (например, Предуктал, Милдронат).

Повышенная вариабельность: что делать

При повышенной вариабельности пульса организм готов к нагрузкам, поэтому такой период считается оптимальным для любых активных занятий. Спортсмены с высокими показателями демонстрируют успехи на соревнованиях, можно планировать смену климатических условий (например, поездку в жаркие страны на отдых или экспедицию на север). Любые сложные проекты в такое время считаются особенно успешными.

Вариабельность пульса означает его изменчивость при смене условий внешней и внутренней среды. Если она в норме, то организм хорошо приспособлен к нагрузкам, а при сниженной нужен отдых и восстановление сил. Низкие показатели у сердечников опасны критическими нарушениями сердечной деятельности.

Применение ВСР в спорте

Полезным будет применение ВСР при занятиях спортом.

Вариабельность показывает:

• Как проходит восстановительный процесс, нет ли признаков перетренированности.
• Насколько подготовлены к спортивной нагрузке.
• Вероятность развития травмы или заболевания.

Зачастую по показателям вариабельности мышцы сердца можно планировать тренировки, поскольку слежение за уровнем стресса и восстановления позволит определить степень физической нагрузки, в зависимости от вашего состояния.

С нормальным либо высоким значением ВСР (уровень стресса снижен) позволит заниматься интенсивными тренировками. Если ВСР снижена, рекомендованы легкие тренировки.

В ходе исследований обнаружено, что у спортсменов с высоким значением вариабельности значительно лучше потребление организмом кислорода, а у спортсменов с низкими показателями ВСР — хуже.

Выводы:

1. Низкие показатели свидетельствуют о неполном восстановлении или накопившемся стрессе.
2. Показатели в покое не корректно отображают перетренированность организма, поэтому необходимо регулярно его измерять.
3. В беговом спорте вариабельность бесполезна.
4. Спортсмены с высоким показателем ВСР лучше реагируют на повышенные физической нагрузки, и у них лучше повышается производительность.
5. Тренировочный план, составленный на основании данных ВСР более корректен.
6. Слежение за динамикой ВСР может выявить у спортсмена предрасположенность к заболеваниям.

Данная тема считается актуальной и особенно важной в связи с растущей популярностью использования технологий оценки вариабельности в процессе подготовки спортсменов. Она подходит как для циклических видов спорта, так и для функционального тренинга, кроссфита, тренировок с гирями на высоком пульсе.

Для иллюстрации применения технологии в спортивной среде, в рамках дискуссионного клуба ведущий специалист GeraklionMed рассказывает о ряде особенностей в анализе ВСР в следующем идео.

На конференции были продемонстрированы методики длительной регистрации показателей (ночных и суточных) ВСР для более эффективного мониторинга как адаптационных возможностей спортсменов, так и отражающие процессы восстановления после высокоинтенсивных нагрузок.

Особенностью проведенной встречи стала уникальная практическая информация о тренировочном процессе высококвалифицированных спортсменов от Валерия Егорова (врача Федеральной системы спортивной подготовки ЦиклON).

В ходе открытого обсуждения были озвучены замечания о восстановлении организма после физических нагрузок и о вариабельности, как таковой.