La frecuencia cardíaca es el número de latidos por minuto, y variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) cuantifica la variabilidad de la frecuencia cardiaca. Aunque la frecuencia cardiaca puede ser razonablemente estable, el tiempo transcurrido entre dos contracciones cardiacas sucesivas (intervalos R-R) puede variar considerablemente en reposo; de ahí que la VFC sea la variación latido a latido en los intervalos de tiempo entre latidos adyacentes o consecutivos, denominados intervalos entre latidos (IBI). Las oscilaciones de un corazón sano son complejas y cambian constantemente, lo que permite al sistema cardiovascular ajustarse rápidamente a los desafíos físicos y psicológicos repentinos para la homeostasis.
La VFC se considera un biomarcador no invasivo, práctico y reproducible de la función del sistema nervioso autónomo, ya que las oscilaciones entre latidos consecutivos resultan principalmente de la interacción dinámica entre los aportes del sistema nervioso parasimpático (SNP) y simpático (SNS) al corazón. En concreto, el aumento del aporte simpático disminuye HRVmientras que el aumento del parasimpático incrementa la VFC. Mientras que la actividad del SNS aumenta durante el estrés, la amenaza física o el ejercicio, el SNP relaja el cuerpo después de periodos de estrés o peligro y hace que uno se sienta seguro y relajado. El SNP y el SNS constituyen ramas del sistema nervioso autónomo que, junto con el sistema nervioso somático, forman el sistema nervioso periférico.
En un corazón humano sano, existe una relación dinámica entre el SNP y el SNS. La actividad del SNP predomina en reposo, lo que se traduce en una frecuencia cardiaca media de ~ 75 latidos por minuto.
La VFC representa la capacidad del corazón para responder a diversos estímulos fisiológicos y ambientales. Por lo tanto, la capacidad del sistema nervioso autónomo de responder dinámicamente a cambios medioambientales se traduce en un aumento de la VFC y, por lo general, indica un corazón sano. Por el contrario, una VFC baja se asocia con alteraciones reguladoras y homeostáticas funciones del sistema nervioso autónomo, que reducen la capacidad del organismo para hacer frente a los factores estresantes internos y externos.
Muchas condiciones físicas y hábitos de vida pueden afectar a la VFC, incluidos los factores fisiológicos (por ejemplo, la respiración, los ritmos circadianos y la postura), los factores no modificables (por ejemplo, la edad, el sexo y los factores genéticos), los factores modificables del estilo de vida (por ejemplo, la actividad física, el índice de masa corporal, el tabaquismo, el consumo de alcohol y el estrés) y otros factores (por ejemplo, medicamentos como los anticolinérgicos, los estimulantes y los betabloqueantes).
En total, un alto nivel de VFC se asocia con la salud general, la capacidad de autorregulación, la adaptabilidad y la resiliencia fisiológica y psicológica.
Métricas de la VFC
La VFC puede analizarse mediante a) medidas en el dominio del tiempo, b) medidas en el dominio de la frecuencia y c) medidas no lineales.
Los índices temporales de la VFC cuantifican la variabilidad de las mediciones del intervalo entre latidos (IBI), que, como ya se ha mencionado, es el tiempo transcurrido entre latidos sucesivos. El dos medidas más comunes son la desviación estándar de los intervalos R-R (SDRR), una medida de la variabilidad global, y la raíz cuadrática media de las diferencias sucesivas de los intervalos R-R (RMSSD), una medida de la variabilidad latido a latido.
Mientras que las mediciones en el dominio temporal muestran un parámetro en función del tiempo, las mediciones en el dominio frecuencial muestran un parámetro en función de la frecuencia. Una medida determinada puede convertirse entre los dominios temporal y frecuencial con un par de operadores matemáticos denominados transformaciones. Los índices en el dominio de la frecuencia estiman la distribución absoluta o relativa de la potencia en cuatro bandas de frecuencia o ritmos que operan dentro de diferentes rangos de frecuencia. Por lo tanto, las oscilaciones de la frecuencia cardiaca se dividen en bandas de frecuencia ultrabaja (ULF), frecuencia muy baja (VLF), frecuencia baja (LF) y frecuencia alta (HF).
- En Banda ULF (≤0,003Hz) requiere un periodo de registro de al menos 24 horas. Refleja las oscilaciones circadianas, la temperatura corporal, el metabolismo y la actividad del sistema renina-angiotensina.
- En Banda VLF (0,0033-0,04Hz) requiere un periodo de registro de al menos 5 minutos, pero puede controlarse mejor durante 24 horas. Representa mecanismos de regulación a largo plazo, termorregulación y mecanismos hormonales.
- En Banda LF (0,04-0,15 Hz) suele registrarse durante un periodo mínimo de dos minutos y comprende ritmos con periodos de entre 7 y 25 segundos. Refleja una combinación de influencias simpáticas y parasimpáticas.
- En Banda HF (0,15-0,40Hz) se registra convencionalmente durante 1 minuto y refleja la actividad parasimpática. También se denomina banda respiratoria porque corresponde a las variaciones de la frecuencia cardiaca relacionadas con el ciclo respiratorio (la frecuencia cardiaca aumenta durante la inspiración y disminuye durante la espiración).
- Los distintos ritmos respiratorios afectan a diferentes bandas de frecuencia. En particular, la banda LF se ve afectada por la respiración de ~ 3-9 respiraciones por minuto, mientras que la banda HF se ve influida por la respiración de ~ 9-25 respiraciones por minuto.
Por último, la potencia de LF a HF (Relación LF/HF) refleja el equilibrio entre la actividad del SNS y del SNP en condiciones controladas. Una relación LF/HF baja refleja un predominio parasimpático. Por el contrario, una relación LF/HF alta indica una dominancia simpática, que se produce cuando adoptamos conductas de lucha o huida. Además de la VFC en el dominio del tiempo y la frecuencia, también existen otras medidas de la VFC basadas en dinámica no linealcomo el análisis de la ley de potencia, la entropía aproximada (ApEn), la dimensionalidad y el análisis de fluctuación detrendente (DFA).
Efecto del entrenamiento en la VFC
El entrenamiento ha se ha demostrado que aumenta la VFC en individuos sanos, con intensidad del ejercicio siendo el mayor determinante de la VFC.
En lo que respecta a la duración del ejercicio, el limitado conjunto de pruebas sugiere que la duración prolongada del ejercicio puede disminuir la VFC durante el mismo.
En cuanto al modo de ejercicio, durante el ejercicio moderado en estado estacionario, el ejercicio de la parte superior del cuerpo provoca mayor VFC en comparación con el ejercicio con la parte inferior del cuerpo y el peso corporal a la misma frecuencia cardiaca submáxima y el mismo %VO absoluto/relativo2ritmos de trabajo máximos.
Y lo que es más importante, la actividad física regular reduce el riesgo de morbilidad y mortalidad por diversas afecciones clínicas, entre ellas las enfermedades cardiovasculares (ECV) y la diabetes.
Se recomienda encarecidamente a los pacientes con ECV, incluidos los que han sufrido un infarto de miocardio (IM) y los pacientes con insuficiencia cardiaca crónica (ICC).
Varios estudios han documentado mejoras en la VFC a través de la participación en programas de entrenamiento con ejercicio entre pacientes con IM.
Un estudio descubrieron que, tras un programa de rehabilitación cardiaca de ocho semanas, los participantes aumentaban significativamente los parámetros de VFC en comparación con los que no participaban en el programa de entrenamiento.
En otro estudioEn el estudio de los pacientes con infarto de miocardio, los investigadores informaron de una reducción de 30% en el cociente LF/HF después de que los pacientes completaran un programa de rehabilitación de resistencia de ocho semanas. Estas mejoras se mantuvieron durante un año tras la participación en el programa.
También pueden conseguirse mejoras en la VFC mediante programas no supervisados de marcha de baja intensidad, así como mediante el entrenamiento con ejercicios de umbral anaeróbico.
También se ha observado que la actividad física ejerce efectos beneficiosos sobre la VFC en pacientes con ICC. La ICC se caracteriza por un deterioro de la función cardiaca y se asocia a una reducción de la tolerancia al ejercicio y de la VFC. Se han observado mejoras en la VFC de pacientes con ICC en programas supervisados de ejercicio aeróbico, programas supervisados de entrenamiento de resistencia y programas de entrenamiento en casa.
Sin embargo, se desconocen los mecanismos exactos que subyacen a la modificación beneficiosa de la VFC por el entrenamiento en estas condiciones. Una hipótesis sugiere que el ejercicio físico aumenta el tono parasimpático cardiaco y reduce las influencias simpáticas cardiacas. Sin embargo, se necesitan más investigaciones para corroborar estas afirmaciones. También se necesita más investigación para identificar el régimen de ejercicio, en términos de intensidad y duración, que produce mejoras óptimas en la VFC.
La VFC como herramienta para optimizar el entrenamiento físico
La VFC, además de ser una herramienta para evaluar la función del sistema nervioso autónomo, también se ha investigado para el seguimiento de la carga de entrenamiento, las adaptaciones individuales a los regímenes de entrenamiento y la recuperación, así como la detección precoz de los fenómenos de sobreentrenamiento.
El entrenamiento guiado por la VFC produce mayores mejoras en la carga máxima de entrenamiento (+6-8%) y también permite mejoras significativas en el rendimiento con una carga de entrenamiento menor, no sólo en atletas entrenados sino también en individuos no entrenados. La VFC debe medirse regularmente a lo largo del año en los deportes de competición para controlar la respuesta del atleta a los diferentes estímulos del entrenamiento. Sin embargo, cuando se controlan las adaptaciones al entrenamiento a través de la VFC, es necesario tener en cuenta la fase de entrenamiento del atleta. Por lo tanto, se recomiendan mediciones de la VFC más frecuentes en las fases de transición y competitiva, mientras que unas pocas semanales pueden ser suficientes durante la fase preparatoria.
Pero, ¿qué ocurre con la recuperación? Es necesario un sutil equilibrio entre el estrés del ejercicio y la recuperación para obtener adaptaciones óptimas y mejoras del rendimiento. Los deportistas de alto rendimiento están constantemente expuestos a estímulos de entrenamiento intensivos, de forma que puede producirse una fatiga inducida por el entrenamiento y una recuperación insuficiente. Si el entrenamiento se continúa sin recuperación, existe una alta posibilidad de desarrollar el síndrome de sobreentrenamiento, que requiere varias semanas o incluso meses para que un atleta lo supere y retome con éxito su entrenamiento.
Dado que la sobrecarga crónica de entrenamiento disminuye la VFC, el uso de mediciones de la VFC ofrece un gran potencial para la detección precoz y la prevención del sobreentrenamiento.
VFC y función cognitiva
Los participantes con un elevado VF-CH presentan un mejor rendimiento en tareas cognitivas que los participantes con un VF-CH bajo. Más concretamente, el VPH-FH alto se asoció con una mejor capacidad de razonamiento verbal, mientras que el VPH-FH bajo con un rendimiento más débil en funciones cognitivas globales, como la capacidad de razonamiento verbal, las respuestas de memoria y las funciones ejecutivas.
Algunos estudios también han señalado la existencia de una relación entre un VH-RF bajo y el riesgo de desarrollar trastornos cognitivos, como la enfermedad de Alzheimer. Además, una VFC-FL baja está relacionada con un peor rendimiento cognitivo, en particular con la memoria, el lenguaje y las puntuaciones cognitivas globales. En general, la VFC parece correlacionarse con facetas cognitivas verbales pero no visuales.
La dieta y su implicación con la VFC y la salud mental
Se han asociado varios aspectos de la dieta con la VFC. Por ejemplo, el consumo dietético de pescado graso y ácidos grasos omega-3 en general se asocia de forma independiente con la VFC. En concreto, un mayor consumo de atún o de otros pescados grasos hervidos o al horno, como el salmón y la caballa, se asoció a una mejora de los índices de VFC y, por tanto, a un menor riesgo de resultados arrítmicos, como muerte súbita, cardiopatía coronaria arrítmica y fibrilación auricular.
Además, un Dieta mediterráneaLa ingesta suficiente de vitaminas y minerales y el consumo de cafeína se han asociado a un aumento de la VFC.
Por otro lado, los aspectos de un patrón dietético poco saludable, como una dieta rica en grasas saturadas o trans, reducen la VFC.
Por último, aunque fumar cigarrillos y beber alcohol se han asociado negativamente con la VFC, consumo de vinose asocia positiva e independientemente con la VFC.
Por lo tanto, la relación constante entre la VFC y la dieta respalda la opinión de que la VFC puede actuar como biomarcador de la influencia de la alimentación y la dieta en la salud.
Aunque está claro que la dieta influye en la VFC, las vías subyacentes a tales efectos son multifactoriales y bastante complejas. Es plausible que el impacto de la dieta sobre la VFC opere indirectamente a través de cambios en la salud mental.
Tradicionalmente, la frecuencia cardiaca se ha considerado un producto de la respuesta emocional o el estrés.
Además, muchos estudios han descubierto una asociación entre la salud mental y la VFC. Así pues, las situaciones exigentes pueden dar lugar a un aumento o a una disminución de la VFC. El primero puede producirse cuando un individuo consigue autorregular las exigencias de la situación, y el segundo puede ocurrir cuando la situación se percibe como amenazadora. Por otra parte, la dieta influye en el funcionamiento del cerebro, la cognición y el estado de ánimo, lo que se refleja en cambios en la VFC.
En particular, la relación entre la VFC y los trastornos alimentarios apunta a la posibilidad de una causalidad mutua. La mayoría de los estudios que investigan la VFC en personas con anorexia nerviosa han hallado un predominio parasimpático.
Del mismo modo, las personas que padecen bulimia nerviosa se caracterizan por una mayor actividad parasimpática, en particular HF-HRV. Otro estudio halló VFC reducida en aquellos con propensión a la desinhibición alimentaria, que es una tendencia a comer en exceso en presencia de alimentos apetitosos u otros estímulos desinhibidores, como el estrés emocional. Por último, una VFC en reposo baja se ha asociado a la adopción de estrategias desadaptativas de regulación de las emociones y a problemas de escaso control de los impulsos para identificar las emociones.
En conjunto, parece que los individuos que tienen dificultades para regular sus emociones y están generalmente deprimidos son predispuestos a adoptar estrategias de regulación de las emociones como el consumo de alimentos ''reconfortantes'', con la consiguiente disminución de la calidad de su dieta. A su vez, una dieta de mala calidad podría exacerbar aún más la reducción de la VFC. Estos datos sugieren que el comportamiento dietético y la calidad de la dieta median, al menos parcialmente, en la asociación entre el estado de ánimo depresivo y la VFC. No obstante, futuras investigaciones garantizarán pruebas más sólidas sobre las vías metabólicas que vinculan el estado de ánimo, la dieta y la VFC. Un amplio abanico de enfermedades se asocia a una disminución de la VFC, como la ECV, la diabetes, la obesidad y los trastornos psiquiátricos.
La conexión entre la VFC y las patologías relacionadas con el corazón
El principal interés de la VFC está relacionado con su potencial valor pronóstico en la ECV y la muerte súbita cardiaca. De hecho, la VFC predice de forma independiente muerte súbita en pacientes coronarios, y una VFC más baja se asocia con un aumento posterior 40% del riesgo de sufrir un primer acontecimiento cardiovascular. En general, la reducción de la VFC, que refleja un aumento de la actividad del SNS o una reducción de la actividad del SNP, se ha asociado con el desarrollo de muchos enfermedades cardiovascularesLa disminución de la VFC ha demostrado ser un factor predictivo independiente de la morbilidad y la mortalidad tras un infarto de miocardio. En concreto, se ha observado que la disminución de la VFC es un factor predictivo independiente de la morbilidad y la mortalidad tras un IM. También se ha observado que la relación LF/HF está inversamente asociada con un riesgo de ECV a lo largo de la vida. En particular, los varones sanos con una VFC disminuida tienen aproximadamente 4% más de riesgo de ECV a lo largo de su vida, mientras que las mujeres sanas tienen 8% más de riesgo a lo largo de su vida. Además, la frecuencia a la que se producen la ICC y las arritmias se ha relacionado con una VFC reducida. Además, la VFC puede ser un determinante pronóstico independiente para las personas con angina inestable. Por lo tanto, una VFC reducida se asocia a un peor pronóstico en varias afecciones médicas relacionadas con el corazón. Dado que las mediciones de la VFC son sencillas y no invasivas, pueden contribuir en gran medida a la prevención de la ECV.
Un posible mecanismo a través del cual la VFC influye en la salud cardiovascular es el Proteína C reactiva (PCR). La PCR es una proteína producida por el hígado como respuesta a la inflamación. Los niveles más altos de PCR se asocian a un mayor riesgo de ECV. Tanto si influye en la inflamación como en otros mecanismos, la VFC puede utilizarse como biomarcador de la morbilidad y mortalidad cardiacas, así como de la progresión de la ECV y de futuras complicaciones de riesgo.
VFC y diabetes
Los estudios sugieren que durante las primeras fases de la diabetes se produce un deterioro del funcionamiento del sistema nervioso autónomo, reflejado en la VFC, que empeora progresivamente. En un estudio, la VFC-FH, que indica la actividad del SNP, era menor en los diabéticos que en los controles. Se concluyó que las medidas de la VFC en el dominio de la frecuencia son útiles para evaluar las neuropatías autonómicas y periféricas diabéticas. En otro estudio, la VFC-FH en no diabéticos era mayor en los que tenían niveles más bajos de insulina en ayunas. Así pues, existía una relación implícita entre la resistencia a la insulina, indicada por unos niveles más elevados de insulina en ayunas, y una VFC más baja. Además, tras un seguimiento de 9 años, hubo una disminución general de la VFC. En general, la VFC parece estar inversamente asociada a los niveles plasmáticos de glucosa.
Cómo se relaciona la VFC con los problemas relacionados con el peso,
Parece que la obesidad puede alterar la VFC. Efectivamente, varios estudios han demostrado una asociación inversa entre el aumento de peso y la VFC. En particular, la adiposidad visceral puede tener una mayor relación con la VFC que la grasa corporal total. En un estudio, una pérdida media de peso de 3,9 kg en mujeres posmenopáusicas con sobrepeso se asoció a un aumento de la VFC. Además, en sujetos que se habían sometido a restricción calórica durante una media de siete años, varias medidas de la métrica de la VFC fueron significativamente más altas. En conjunto, una baja forma física cardiorrespiratoria y una mayor grasa corporal se asocian con VFC más bajasiendo el primero el factor más determinante. Aunque la adiposidad influye negativamente en la VFC, este efecto puede ser reversible con pérdida de peso y/o restricción calórica.
VFC y enfermedades psiquiátricas
Se ha observado un sistema nervioso autónomo disfuncional, con una reducción asociada de la VFC, en una amplia gama de trastornos psiquiátricos, como el trastorno bipolar, los trastornos de ansiedad, el trastorno de estrés postraumático y la esquizofrenia. También hay pruebas de que los índices de VFC se reducen en condiciones caracterizadas por la desregulación emocional, como la depresión. Cuando se compararon pacientes deprimidos y controles sanos, los primeros tenían una VFC más baja; era especialmente baja en los que presentaban síntomas más graves. Es importante destacar que la VFC puede predecir la aparición de enfermedades psicológicas diez años después. Dada la relación existente entre la VFC, la regulación de las emociones y el funcionamiento ejecutivo, se ha propuesto que la VFC es un factor de riesgo para la depresión. biomarcador de enfermedad mental.
Principales conclusiones
Las investigaciones sugieren que la VFC es un biomarcador en individuos con diversas afecciones clínicas, especialmente de etiología cardiaca, un indicador de salud en la comunidad en general, así como una herramienta no invasiva de control autonómico de la frecuencia cardiaca durante desafíos físicos y mentales. Muchos factores modificables del estilo de vida pueden modular beneficiosamente la VFC, entre ellos el ejercicio físico y la dieta. Las aplicaciones y los dispositivos que miden la VFC son cada vez más populares, sobre todo entre los atletas, para controlar diferentes aspectos de su entrenamiento, como el rendimiento del ejercicio, las adaptaciones al entrenamiento y la recuperación.
Salud mental
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