Cette étude s’inscrit dans les travaux de recherche visant à expliquer au moyen de l’utilisation de l’analyse spectrale, les mécanismes physiologiques qui sous-tendent la variabilité cardiaque. Dans une première étude, nous avons observé les caractéristiques de la variabilité cardiaque chez des sujets âgés de 11 à 59 ans au cours de leur sommeil. Ces enregistrements nous ont permis d’identifier les phases de sommeil lent profond et de mesurer la variabilité cardiaque dans des conditions spontanées reproductibles. Les résultats de cette étude nous ont conduits à nous interroger sur la possibilité d’obtenir une estimation de la fréquence cardiaque intrinsèque (FCI) à partir d’une analyse spectrale des périodes RR mesurées au cours d’un test d’effort incrémenté. Cette estimation serait le moyen de s’extraire des outils pharmacologiques nécessaires actuellement pour mesurer la FCI. Lors d’un exercice physique le contrôle autonome cardiaque est modifié afin de permettre l’augmentation de la FC (retrait vagal dans un premier temps puis activation sympathique). La composante spectrale en hautes fréquences est un indicateur de l’activation du nœud sinusal par le système nerveux parasympathique. La chute brutale de cette composante permet de visualiser le moment d’occurrence du retrait vagal complet. L’identification de ce moment précis nous a été rendue possible par l’utilisation de la méthode temps fréquence de «Pseudo Wigner Ville Lissée» à partir des programmes mis au point par l’INRIA. Cette méthode donne une valeur instantanée de la puissance spectrale en HF. Nous nous sommes alors attachés à mettre au point un protocole d’exercices visant à identifier la fréquence cardiaque au moment où la variabilité cardiaque en haute fréquence est la plus basse (FC@HFmin pour fréquence cardiaque à la puissance spectrale minimale en haute fréquence). Cette composante représente le moment où le cœur est soumis au minimum d’influences du système nerveux autonome. Elle peut par conséquent représenter une estimation plausible de la FCI. C’est sur ergocycle qu’il est apparu le plus facile de déterminer FC@HFmin. Dans deux études, nous avons ensuite constaté que la différence FC@HFmin – FC de repos est corrélée à la composante spectrale en HF. FC@HFmin diminue aussi avec l’âge et est proche des valeurs de la FCI publiées dans la littérature. Enfin, dans une dernière étude, nous avons observé que suite à trois mois d’entrainement de «rugby à toucher», FC@HFmin diminue chez une population identifiée comme sédentaire au début de l’expérimentation. En conclusion, nous pouvons avancer que l’exercice physique incrémenté combiné à une analyse spectrale instantanée des périodes RR permet d’accéder à une estimation FCI. / This study is part of works about understanding of cardiovascular autonomic control mechanisms using heart rate variability (HRV) analysis. In a first study, we observed HRV from a whole overnight RR periods recordings in order to compare subject from eleven to fifty-nine years old. These recordings allowed to identify Slow Wave Sleep and to compute HRV during spontaneous and reproducible conditions. To explain our results, we estimated the intrinsic heart rate (IHR) from time frequency analysis of RR periods during an incremental exercise test. This method allows avoiding classical pharmacological use to measure IHR. During an incremental exercise test, cardiac autonomic control changes with vagal withdrawal at the beginning and next, sympathetic activation. High Frequency instantaneous spectral component (HF) is linked to vagal withdrawal from the sinus node. The drop of this component at the beginning of exercise allows us to visualize the moment of maximal vagal withdrawal. The Smooth Pseudo Wigner Ville time – frequency analysis (INRIA, France) was used to compute the instantaneous HF power of HRV. Our works aimed to build an exercise test to identify the heart rate at minimal HF power (HR@HFmin). At this rate, the heart is under minimal autonomic control: complete vagal withdrawal combined with a weak sympathetic control. Therefore, it might provide an estimation of IHR. After the identification of this parameter, we observed that the difference between HR@HFmin and resting heart rate was correlated to HF component of HRV. Moreover, HR@HFmin decreased with aging and was close to IHR values found in previous publications. In a last study, we found that HR@HFmin decreased in a sedentary population after three month of “Touch-Rugby” training. To conclude, time frequency analysis of RR recordings obtained during an incremental exercise test seems to provide IHR detection.

INTRODUÇÃO: O treinamento físico provoca adaptações cardiovasculares, sendo que maiores adaptações estruturais cardíacas são observadas em atletas de elite, que realizam treinamento físico de alta intensidade com o objetivo de aumento no rendimento. Além disto, atletas apresentam diminuição da frequência cardíaca de repouso, embora os mecanismos que explicam a bradicardia em atletas ainda são controversos. O nível das adaptações pode variar e fatores como o tipo de modalidade esportiva, tempo e nível de treinamento físico podem contribuir para tal variação. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar a influência de modalidades esportivas (ciclismo, corrida de longa distância e remo) e da periodização do treinamento físico nas adaptações estruturais e funcionais, autonômicas e não autonômicas cardíacas e vasculares em atletas de elite no repouso, na inclinação ortostática e nas 24 horas. MÉTODOS: Neste estudo experimental longitudinal prospectivo foram avaliados 13 ciclistas, 13 corredores e 11 remadores de elite, saudáveis (entre 20 e 36 anos; masculino), engajados em treinamento físico competitivo, em 2 períodos de treinamento: período básico-PB e período competitivo-PC. Avaliação da capacidade funcional máxima foi feita por teste cardiorrespiratório. Adaptações estruturais cardíacas foram avaliadas por meio do ecocardiograma bidimensional com doppler. Frequência cardíaca intrínseca foi estudada por meio do duplo bloqueio farmacológico (atropina 0,04 mg/kg e esmolol 500 g/kg, i.v.). Frequência cardíaca e pressão arterial foram registradas continuamente no repouso e no teste de inclinação ortostática por meio de ECG e monitor de pressão arterial, respectivamente (500Hz). A variabilidade da frequência cardíaca e pressão arterial foram analisadas pelo método auto-regressivo. Frequência cardíaca e pressão arterial de 24 horas foram aquisitadas pelo Holter e Mapa, respectivamente. Avaliação da sensibilidade barorreflexa espontânea foi calculada pelo método da sequência. Os dados foram apresentados como mediana e variação interquartil. RESULTADOS: Remadores apresentaram maior VO2max que os corredores no PC (p<0,04). Ciclistas e remadores apresentaram maior VO2max no PC comparado ao PB (p<0,05). Corredores apresentaram maiores diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo que ciclistas (p<0,06) e remadores (p<0,01) no PB. Corredores e ciclistas apresentaram maiores diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo que remadores (p<0,004) no PC. Corredores apresentaram maiores índices de massa do ventrículo esquerdo que ciclistas (p<0,04) no PB e ciclistas maiores que remadores (p<0,03) no PC. Ciclistas foram os únicos atletas que apresentaram a reversão do remodelamento cardíaco no PB (p<0,04). No repouso, corredores mostraram menor frequência cardíaca que ciclistas no PC ciclistas = 50(45/55), corredores = 44(43/47), remadores = 44(43/53)bpm, p<0,03]. Corredores e remadores mostraram maior efeito vagal [ciclistas = 41(36/46), corredores = 55(48/59), remadores = 50(42/66)bpm, p=0,03] e maior frequência cardíaca intrínseca ciclistas = 84(82/87), corredores = 92(87/94), remadores = 96(85/101)bpm, p=0,03] que ciclistas no PC. Remadores tinham maior frequência cardíaca intrínseca que ciclistas no PB ciclistas = 88(86/92), corredores = 91(82/99), remadores = 95(90/101)bpm, p=0,03]. PC comparado ao PB diminuiu o efeito vagal 41(36/46) vs. 48(43/51)bpm, p<0,05] e frequência cardíaca intrínseca 84(82/87) vs. 88(86/92), p<0,05] dos ciclistas. No teste de inclinação, corredores mostraram menor aumento da frequência cardíaca que ciclistas no PB ciclistas = 64(49/73), corredores = 46(43/55), remadores = 53(42/77)%, p<0,05]. Nem a modalidade ou período de treinamento físico influenciaram os índices de variabilidade da frequência cardíaca no repouso ou na inclinação ortostática. A modalidade esportiva e o período de treinamento físico influenciaram a pressão arterial e sua variabilidade, no repouso e na inclinação ortostática. Remadores apresentaram menor sensibilidade barorreflexa espontânea que corredores no PC (p=0,03). Tanto a modalidade quanto o período de treinamento físico influenciaram a resposta da frequência cardíaca de 24 horas, sua variabilidade e a resposta da pressão arterial de 24 horas. CONCLUSÃO: Tanto a modalidade esportiva quanto o período de treinamento físico influenciaram nas adaptações estruturais cardíacas, intrínsecas e autonômicas cardíacas e vasculares. Entretanto a modalidade esportiva parece influenciar mais expressivamente essas adaptações / INTRODUCTION: Physical exercise training provokes cardiovascular adaptations and the highest structural cardiac adaptations are observed in elite athletes who perform high intensity training with the objective of increasing their physical performance. Besides, athlete shows decrease on resting heart rate. However, the mechanisms that explain the bradycardia in athletes are still controversial. The level of these adaptations may vary and some factors as the type of sport modality, time and level of physical training can contribute to such different responses. Thus, the aim of this study was to investigate the influence of sport modalities (cycling, long distane runner and rower) and physical training periodization on cardiac structural and functional, cardiac autonomic and non-autonomic and vascular adaptations in elite athletes at rest, tilt table test and within 24 hours. METHODS: In this prospective longitudinal experimental study, 13 cyclists, 13 runners and 11 rowers, healthy (20 to 36 years old; male), engaged in competitive training were evaluated in 2 periods of training: basic period BP and competitive period -CP. Maximal functional capacity was evaluated by cardiopulmonary test. Cardiac structural adaptations were evaluated by two-dimensional echocardiography with doppler. Intrinsic heart rate was studied by means of double pharmacological blockade (atropine 0.04 mg/kg and esmolol 500 g/kg, iv.). Heart rate and blood pressure were recorded continuously at rest and tilt table test by means of ECG and arterial blood pressure monitor, respectively (500Hz). The heart rate and blood pressure variabilities were analyzed by autoregressive method. Heart rate and blood pressure within 24 hours were recorded using Holter and blood pressure ambulatory monitor, respectivamente. Spontaneous baroreflex sensitivity was calculated using the sequence method. The data were presented as median and interquartile range. RESULTS: Rowers showed higher VO2max than runners at CP (p<0.04). Cyclists and rowers showed higher VO2max at CP compared to BP (p<0.05). Runners presented higher left ventricular diastolic diameters than cyclists (p<0.06) and rowers (p<0.01) at BP. Runners and cyclists presented higher left ventricular diastolic diameters than rowers (p<0.004) at CP. Runners showed higher left ventricular mass index than cyclistas (p<0.04) at BP and cyclists higher than rowers (p<0.03) at CP. Cyclists were the only athletes who had a reversal of cardiac remodeling at BP (p<0.04). At rest, runners showed lower heart rate than cyclists at CP cyclists = 50(45/55), runners = 44(43/47), rowers = 44(43/53)bpm, p<0.03]. Runners and rowers showed higher vagal effect [cyclists = 41(36/46), runners = 55(48/59), rowers = 50(42/66)bpm, p=0.03] and higher intrinsic heart rate cyclists = 84(82/87), runners = 92(87/94), rowers = 96(85/101)bpm, p=0,03] than cyclists at CP. Rowers had higher intrinsic herat rate than cyclists at BP cyclists = 88(86/92), runners = 91(82/99), rowers = 95(90/101)bpm, p=0.03]. CP compared with BP decreased the vagal effect 41(36/46) vs. 48(43/51)bpm, p<0.05] and intrinsic heart rate 84(82/87) vs. 88(86/92), p<0.05] of cyclists. At tilt table test, runners showed smaller increase in heart rate than cyclists at BP cyclists = 64(49/73), runners = 46(43/55), rowers = 53(42/77)%, p<0.05]. Neither the sport modality or the training period influenced the indices of heart rate variability at rest and tilt test. The sport modality and the training period influenced the blood pressure and its variability at rest and tilt test. Rowers showed lower spontaneous baroreflex sensitivity than runners at CP (p=0.03). Both the sport modality and the training period influenced the heart rate response in 24 hours, its variability and blood pressure response in 24 hours. CONCLUSION: Both Sport modality and physical training period influenced the cardiac structural, intrinsic and autonomic adaptations as well the vascular adaptations. However, the sport modality seems to influence more significantly these adaptations

INTRODUÇÃO: O treinamento físico provoca adaptações cardiovasculares, sendo que maiores adaptações estruturais cardíacas são observadas em atletas de elite, que realizam treinamento físico de alta intensidade com o objetivo de aumento no rendimento. Além disto, atletas apresentam diminuição da frequência cardíaca de repouso, embora os mecanismos que explicam a bradicardia em atletas ainda são controversos. O nível das adaptações pode variar e fatores como o tipo de modalidade esportiva, tempo e nível de treinamento físico podem contribuir para tal variação. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar a influência de modalidades esportivas (ciclismo, corrida de longa distância e remo) e da periodização do treinamento físico nas adaptações estruturais e funcionais, autonômicas e não autonômicas cardíacas e vasculares em atletas de elite no repouso, na inclinação ortostática e nas 24 horas. MÉTODOS: Neste estudo experimental longitudinal prospectivo foram avaliados 13 ciclistas, 13 corredores e 11 remadores de elite, saudáveis (entre 20 e 36 anos; masculino), engajados em treinamento físico competitivo, em 2 períodos de treinamento: período básico-PB e período competitivo-PC. Avaliação da capacidade funcional máxima foi feita por teste cardiorrespiratório. Adaptações estruturais cardíacas foram avaliadas por meio do ecocardiograma bidimensional com doppler. Frequência cardíaca intrínseca foi estudada por meio do duplo bloqueio farmacológico (atropina 0,04 mg/kg e esmolol 500 g/kg, i.v.). Frequência cardíaca e pressão arterial foram registradas continuamente no repouso e no teste de inclinação ortostática por meio de ECG e monitor de pressão arterial, respectivamente (500Hz). A variabilidade da frequência cardíaca e pressão arterial foram analisadas pelo método auto-regressivo. Frequência cardíaca e pressão arterial de 24 horas foram aquisitadas pelo Holter e Mapa, respectivamente. Avaliação da sensibilidade barorreflexa espontânea foi calculada pelo método da sequência. Os dados foram apresentados como mediana e variação interquartil. RESULTADOS: Remadores apresentaram maior VO2max que os corredores no PC (p<0,04). Ciclistas e remadores apresentaram maior VO2max no PC comparado ao PB (p<0,05). Corredores apresentaram maiores diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo que ciclistas (p<0,06) e remadores (p<0,01) no PB. Corredores e ciclistas apresentaram maiores diâmetros diastólicos do ventrículo esquerdo que remadores (p<0,004) no PC. Corredores apresentaram maiores índices de massa do ventrículo esquerdo que ciclistas (p<0,04) no PB e ciclistas maiores que remadores (p<0,03) no PC. Ciclistas foram os únicos atletas que apresentaram a reversão do remodelamento cardíaco no PB (p<0,04). No repouso, corredores mostraram menor frequência cardíaca que ciclistas no PC ciclistas = 50(45/55), corredores = 44(43/47), remadores = 44(43/53)bpm, p<0,03]. Corredores e remadores mostraram maior efeito vagal [ciclistas = 41(36/46), corredores = 55(48/59), remadores = 50(42/66)bpm, p=0,03] e maior frequência cardíaca intrínseca ciclistas = 84(82/87), corredores = 92(87/94), remadores = 96(85/101)bpm, p=0,03] que ciclistas no PC. Remadores tinham maior frequência cardíaca intrínseca que ciclistas no PB ciclistas = 88(86/92), corredores = 91(82/99), remadores = 95(90/101)bpm, p=0,03]. PC comparado ao PB diminuiu o efeito vagal 41(36/46) vs. 48(43/51)bpm, p<0,05] e frequência cardíaca intrínseca 84(82/87) vs. 88(86/92), p<0,05] dos ciclistas. No teste de inclinação, corredores mostraram menor aumento da frequência cardíaca que ciclistas no PB ciclistas = 64(49/73), corredores = 46(43/55), remadores = 53(42/77)%, p<0,05]. Nem a modalidade ou período de treinamento físico influenciaram os índices de variabilidade da frequência cardíaca no repouso ou na inclinação ortostática. A modalidade esportiva e o período de treinamento físico influenciaram a pressão arterial e sua variabilidade, no repouso e na inclinação ortostática. Remadores apresentaram menor sensibilidade barorreflexa espontânea que corredores no PC (p=0,03). Tanto a modalidade quanto o período de treinamento físico influenciaram a resposta da frequência cardíaca de 24 horas, sua variabilidade e a resposta da pressão arterial de 24 horas. CONCLUSÃO: Tanto a modalidade esportiva quanto o período de treinamento físico influenciaram nas adaptações estruturais cardíacas, intrínsecas e autonômicas cardíacas e vasculares. Entretanto a modalidade esportiva parece influenciar mais expressivamente essas adaptações / INTRODUCTION: Physical exercise training provokes cardiovascular adaptations and the highest structural cardiac adaptations are observed in elite athletes who perform high intensity training with the objective of increasing their physical performance. Besides, athlete shows decrease on resting heart rate. However, the mechanisms that explain the bradycardia in athletes are still controversial. The level of these adaptations may vary and some factors as the type of sport modality, time and level of physical training can contribute to such different responses. Thus, the aim of this study was to investigate the influence of sport modalities (cycling, long distane runner and rower) and physical training periodization on cardiac structural and functional, cardiac autonomic and non-autonomic and vascular adaptations in elite athletes at rest, tilt table test and within 24 hours. METHODS: In this prospective longitudinal experimental study, 13 cyclists, 13 runners and 11 rowers, healthy (20 to 36 years old; male), engaged in competitive training were evaluated in 2 periods of training: basic period BP and competitive period -CP. Maximal functional capacity was evaluated by cardiopulmonary test. Cardiac structural adaptations were evaluated by two-dimensional echocardiography with doppler. Intrinsic heart rate was studied by means of double pharmacological blockade (atropine 0.04 mg/kg and esmolol 500 g/kg, iv.). Heart rate and blood pressure were recorded continuously at rest and tilt table test by means of ECG and arterial blood pressure monitor, respectively (500Hz). The heart rate and blood pressure variabilities were analyzed by autoregressive method. Heart rate and blood pressure within 24 hours were recorded using Holter and blood pressure ambulatory monitor, respectivamente. Spontaneous baroreflex sensitivity was calculated using the sequence method. The data were presented as median and interquartile range. RESULTS: Rowers showed higher VO2max than runners at CP (p<0.04). Cyclists and rowers showed higher VO2max at CP compared to BP (p<0.05). Runners presented higher left ventricular diastolic diameters than cyclists (p<0.06) and rowers (p<0.01) at BP. Runners and cyclists presented higher left ventricular diastolic diameters than rowers (p<0.004) at CP. Runners showed higher left ventricular mass index than cyclistas (p<0.04) at BP and cyclists higher than rowers (p<0.03) at CP. Cyclists were the only athletes who had a reversal of cardiac remodeling at BP (p<0.04). At rest, runners showed lower heart rate than cyclists at CP cyclists = 50(45/55), runners = 44(43/47), rowers = 44(43/53)bpm, p<0.03]. Runners and rowers showed higher vagal effect [cyclists = 41(36/46), runners = 55(48/59), rowers = 50(42/66)bpm, p=0.03] and higher intrinsic heart rate cyclists = 84(82/87), runners = 92(87/94), rowers = 96(85/101)bpm, p=0,03] than cyclists at CP. Rowers had higher intrinsic herat rate than cyclists at BP cyclists = 88(86/92), runners = 91(82/99), rowers = 95(90/101)bpm, p=0.03]. CP compared with BP decreased the vagal effect 41(36/46) vs. 48(43/51)bpm, p<0.05] and intrinsic heart rate 84(82/87) vs. 88(86/92), p<0.05] of cyclists. At tilt table test, runners showed smaller increase in heart rate than cyclists at BP cyclists = 64(49/73), runners = 46(43/55), rowers = 53(42/77)%, p<0.05]. Neither the sport modality or the training period influenced the indices of heart rate variability at rest and tilt test. The sport modality and the training period influenced the blood pressure and its variability at rest and tilt test. Rowers showed lower spontaneous baroreflex sensitivity than runners at CP (p=0.03). Both the sport modality and the training period influenced the heart rate response in 24 hours, its variability and blood pressure response in 24 hours. CONCLUSION: Both Sport modality and physical training period influenced the cardiac structural, intrinsic and autonomic adaptations as well the vascular adaptations. However, the sport modality seems to influence more significantly these adaptations