Variabilidad de la Frecuencia Cardíaca después del entrenamiento interválico de sprint en ciclistas e implicaciones para la evaluación de la fatiga física

La frecuencia cardíaca (FC) está modulada por el equilibrio de las divisiones parasimpática y simpática del sistema nervioso autónomo (SNA). El aumento de la FC que se produce desde el reposo hasta el ejercicio de menor intensidad se atribuye en primer lugar a una disminución de la actividad parasimpática conocida como abstinencia vagal. A medida que aumenta la intensidad del ejercicio, varios mecanismos neurales aumentan el tono simpático para inducir un mayor aumento de la FC (Robinson 1966). Otros estímulos como la excitación emocional pueden modular la FC, en los que la ira o el estrés mental pueden aumentar la actividad simpática y por tanto la FC (McCraty 1995). Una medida popular y no invasiva de la función del SNA y su respuesta a varios factores estresantes es la variación en el intervalo de tiempo entre los latidos del corazón (RR), también conocida como variabilidad de la FC (HRV). Se considera que esta medida y varios índices relacionados reflejan cambios en la regulación autónoma (principalmente la actividad del sistema nervioso parasimpático) y pueden analizarse mediante métodos de dominio de tiempo y frecuencia (Aubert 2003).

Aunque la HRV se evalúa típicamente durante el descanso, investigaciones recientes sugieren que medir la cinética de la HRV en respuesta a los factores estresantes del ejercicio puede tener un potencial considerable como predictor del fitness aeróbico y del rendimiento del ejercicio y para monitorear la fatiga inducida por el entrenamiento de atletas de élite (Robinson 1966, Schmitt 2015). La variabilidad de la frecuencia cardíaca evaluada después del cese del ejercicio también se ha utilizado recientemente como marcador de reactivación parasimpática para indicar el estado de recuperación posterior al ejercicio (Michael 2017) y como indicador de la carga de entrenamiento (intensidad y tiempo de ejercicio) (Raikkonen 2010 y 2012). Después del ejercicio agudo, las medidas en el dominio del tiempo, como los intervalos RR medios normales a normales (RRNN) y la SD de los intervalos RR normales a normales (SDNN), son más bajas que los valores previos al ejercicio.

Estos cambios van acompañados de medidas de dominio de la HRV significativamente moduladas, desde una potencia espectral de muy baja frecuencia (VLF) hasta una potencia espectral de alta frecuencia (HF), y se han observado tanto en personas no entrenadas (Parekh 2005) como entrenadas (Brown 2007). Michael y cols. (2017) indicaron que la potencia espectral de baja frecuencia (LF) depende de la actividad del SNA simpático y parasimpático y que la proporción de potencia espectral de baja frecuencia a alta frecuencia (LF/HF) es indicativa del equilibrio simpático vagal donde domina un sistema sobre el otro. Los cambios en los parámetros del dominio de frecuencia de la HRV anteriores son mayores después de esfuerzos más prolongados e intensos e indican una reducción en la actividad del sistema nervioso parasimpático (Raikkonen 2008, Stanley 2013). Se cree que la recuperación de la actividad del sistema parasimpático depende principalmente de una combinación que surge de la intensidad del ejercicio por medio de la acumulación de metabolitos en la sangre y el músculo esquelético, así como cambios en el plasma sanguíneo y la estimulación arterial-barorrefleja resultante (Stanley 2013). La reactivación posterior al ejercicio de la actividad del sistema parasimpático en relación con la intensidad del ejercicio se ha observado en estudios en los que participaron atletas (Buchheit 2007) y grupos de personas inactivas (Stuckey 2012). En el primero, Bucheit y cols. (2007) observaron un mayor retraso en la recuperación parasimpática después de una serie de sprints máximos en comparación con la carrera continua de intensidad moderada. En este último, Stuckey y cols. (2012) informaron una reactivación parasimpática reducida después de 4 intervalos de sprint repetidos en comparación con un sólo intervalo de sprint, aunque el tiempo total de recuperación en ambos protocolos fue superior a 60 minutos. Varios autores han acreditado la recuperación prolongada de la actividad parasimpática (principalmente reactivación vagal) tras ejercicios de mayor intensidad debido al mayor aporte energético anaeróbico en este tipo de esfuerzos (Buchheit 2007, Martinmaki 2008).

La investigación sobre la reactivación del sistema nervioso parasimpático después del ejercicio se ha centrado principalmente en el período posterior al ejercicio después de una dosis única de ejercicio de entrenamiento interválico de alta intensidad. Se sabe menos acerca de la modulación del SNA cuando se evalúa mediante los índices de dominio de tiempo y de frecuencia de la HRV, particularmente después del entrenamiento de intervalos de sprints, en el que los sprints máximos se repiten en series separadas por ejercicio de intensidad baja o moderada de una duración prolongada. Investigar los efectos de tales esfuerzos máximos puede mejorar el conocimiento sobre el curso temporal de la reactivación del sistema nervioso parasimpático y correlacionar dichos datos con la duración del entrenamiento (como el número de repeticiones de sprint completadas). Además de utilizar la HRV como indicador de la carga de entrenamiento (Raikkonen 2010 y 2012), varios autores han sugerido que los índices de HRV pueden utilizarse para evaluar el estado de fatiga (Earnest 2004, Leti 2012, Pichot 2002). Sin embargo, estos estudios trataron la fatiga como fatiga física acumulada inducida por sobreesfuerzos o sobreentrenamiento durante períodos de varios meses, y en un caso, la aparición de un estado de fatiga no estuvo acompañada por una disminución en la potencia total en una prueba de ciclismo máxima de 5 minutos (Pichot 2002). Además, los estudios restantes no analizaron las diferencias pre-entrenamiento y post-entrenamiento en la potencia y en el trabajo o cuantificaron la fatiga sólo por calificaciones subjetivas de esfuerzo percibido que tienen ciertas limitaciones (Flatt 2017, Leti 2012, Schmitt 2013). Por estas razones, la investigación sobre los efectos de los sprints máximos repetidos (4 series de la prueba de ejercicio de intervalos de sprint [SIXT]) sobre la dinámica de la recuperación de la HRV y las correlaciones con varias medidas fisiológicas de fatiga, incluidos los cambios en la producción de potencia, puede proporcionar una fuente importante de datos. Es posible que la HRV pueda usarse para predecir la potencia antes de la ejecución del sprint máximo y, por lo tanto, sirva como un indicador importante del rendimiento futuro del ejercicio (Chalencon 2015). Estudios más recientes han sugerido que la función autónoma cardíaca basal, determinada sobre la base del análisis espectral de LF y HF y su respuesta aguda al ejercicio interválico máximo, puede dilucidar las respuestas fisiológicas individuales (carga de trabajo y consumo máximo de oxígeno) al ejercicio de entrenamiento interválico de alta intensidad (Kiviniemi 2015).

Por lo tanto, recientemente la Dra. Paulina Hebisz de la University School of Physical Education (Polonia) llevó a cabo un estudio cuyo objetivo fue evaluar los índices de dominio de tiempo y de frecuencia de la HRV durante un SIXT e identificar la aparición de fatiga por HRV concurrente con cambios en la potencia promedio y máxima, el consumo total de oxígeno y las concentraciones de hidrógeno y lactato en sangre. La investigación que involucre sprints máximos repetidos está particularmente justificada, ya que es un protocolo de entrenamiento común en los deportes que implican sesiones recurrentes de ejercicio de alta y baja intensidad, como en el ciclismo de montaña (MTB). Dependiendo de la subdisciplina competitiva de MTB, las secciones cuesta arriba pueden durar varias docenas de segundos o incluso de 20 a 30 minutos y la duración real de la carrera puede ser de varios minutos (carreras eliminatorias a campo traviesa—XCE), aproximadamente 1 hora y 30 minutos (carreras olímpicas a campo traviesa—XCO), o incluso 4 horas y 30 minutos (carreras de maratón a campo traviesa—XCM) a nivel de la Copa del Mundo. Un SIXT que podría emular la estructura de la competición del MTB del mundo real y podría proporcionar resultados prácticos sobre el rendimiento de sprints repetidos y la dinámica de recuperación posterior al ejercicio en este ámbito deportivo.

Se planteó la hipótesis de que la HRV disminuiría al realizar series repetidas de sprints máximos y que los índices asociados a la HRV se correlacionarían fuertemente con el inicio de la fatiga física.

Este estudio evaluó los índices de dominio de tiempo y frecuencia de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) durante una prueba de ejercicio en intervalos de sprint (SIXT) e identificó el inicio de la fatiga a través de la HRV concurrente con cambios en la potencia promedio (P_avg) y pico (P_peak), consumo total de oxígeno (V̇O2tou) y concentraciones de hidrógeno (H⁺) y lactato (La²) en sangre.

Veintisiete ciclistas realizaron 4 series de SIXT en las que cada serie consistió en cuatro sprints máximos de 30 segundos intercalados con 90 segundos de ciclismo de baja intensidad. Cada serie estuvo separada por 25 a 40 minutos de recuperación. Antes de comenzar cada serie, se analizó la VFC por tiempo (intervalos RR normales a normales [RRNN] medios, SD de intervalos RR normales a normales [SDNN] y raíz cuadrada de la diferencia cuadrada media entre intervalos normales a normales sucesivos), intervalos RR normales [RMSSD]) y frecuencia (potencia espectral total [T] y potencia espectral de muy baja [VLF], baja [LF] y alta frecuencia [HF]).

La P_avg, la P_peak y el V̇O_2tou se registraron en cada serie, y se midieron H⁺ y La² después de cada serie. Los intervalos RRNN, SDNN y VLF disminuyeron en la segunda serie, mientras que todos los índices de tiempo y frecuencia de la HRV disminuyeron en la tercera y cuarta serie. La P_avg y el H⁺ disminuyeron, mientras que el V̇O_2tou aumentó en la cuarta serie. La P_peak disminuyó en la segunda, tercera y cuarta serie.

Se encontraron correlaciones entre los cambios en los índices de tiempo y frecuencia de la VFC con H⁺, La² y V̇O_2tou. Los resultados indican que la HRV no refleja la aparición de fatiga física en un SIXT como se observó en la P_avg y no se encontró correlación entre los cambios en la HRV con la P_avg y la P_peak.