Conversion From Vagal to Sympathetic Predominance With Strenuous Training in High-Performance World Class Athletes

Abstract

Background-Benefits of moderate endurance training include increases in parasympathetic activity and baroreflex sensitivity (BRS) and a relative decrease in sympathetic tone. However, the effect of very intensive training load on neural cardiovascular regulation is not known. We tested the hypothesis that strenuous endurance training, like in high-performance athletes, would enhance sympathetic activation and reduce vagal inhibition. Methods and Results-We studied the entire Italian junior national team of rowing (nϭ7) at increasing training loads up to 75% and 100% of maximum, the latter Ϸ20 days before the Rowing World Championship. Autoregressive power spectral analysis was used to investigate RR interval and blood pressure (BP) variabilities. BRS was assessed by the sequences method. Increasing training load up to 75% of maximum was associated with a progressive resting bradycardia and increased indexes of cardiac vagal modulation and BRS. However, at 100% training load these effects were reversed, with increases in resting heart rate, diastolic BP, low-frequency RR interval, and BP variabilities and decreases in high-frequency RR variability and BRS. Three athletes later won medals in the World Championship. Conclusions-This study indicates that very intensive endurance training shifted the cardiovascular autonomic modulation from a parasympathetic toward a sympathetic predominance. This finding should be interpreted within the context of the substantial role played by the sympathetic nervous system in increasing cardiovascular performance at peak training. Whether the altered BP and autonomic function shown in this study might be in time hazardous to human cardiovascular system remains to be established.

Baroreflex Buffering of Sympathetic Activation During Sleep

“…[17][18][19] Spectral analysis of respiratory activity was performed only to assess the main respiratory frequency. [17][18][19] Two main components were considered in the RRI and SBP variability signals: that in the frequency band from 0.04 to 0.15 Hz (low-frequency [LF]) and that in the range from 0.15 to 0.4 Hz (high-frequency [HF]). The power density of each spectral component was calculated in absolute values and normalized units (nu).…”

Endurance training induces structural and morphoquantitative changes in rat vagus nerve

“…1,2,3 However, quantitative studies on the beneficial effects of endurance training on visceral nerves are scarce and these studies are referred especially to functional aspects of the nerves rather than the morphological or quantitative aspects. [4][5][6][7][8] Goldsmith et al 4 and Iellano et al 5 demonstrated that moderate endurance exercise increases the vagal tonus and diminishes the action of the sympathetic nerve, protecting the heart.…”

Cargas elevadas de treinamento alteram funções cognitivas em jogadores de futebol

“…Quanto à hipótese da VFC não ter se alterado devido à pequena magnitude no aumento das cargas de treinamento em T1, em estudos nos quais houve aumentos consideráveis das cargas de treinamento, da ordem de até 100% do total treinado 13,14 , foram observadas mudanças significativas na VFC. Contudo, estudos recentes em que as alterações das cargas de treinamento não foram tão grandes, não encontraram alterações na VFC após períodos com cargas de treinamento diferentes, moderadas e altas ao longo da temporada esportiva 16,17 .…”

“…Sendo assim, mudanças na modulação autonômica cardíaca aparentemente são percebidas apenas em situações em que atletas são submetidos a cargas de treinamento extremamente elevadas, de forma a levar os voluntários à exaustão 9,15 , o que nem sempre ocorre numa situação real de treinamento com finalidade competitiva, como nesta investigação, na qual o programa de treinamento foi concebido visando a participação em competição de nível nacional, e, não, no intuito de levar os voluntários a situações extremas de fadiga crônica. Outros estudos mostram, ainda, que ocorrem modificações na atuação simpática apenas em períodos curtos de tempo como adaptação ao treinamento, imediatamente seguintes às alterações na carga de exercícios 13,14,17 . No presente estudo as coletas foram realizadas em intervalos de quatro Tabela 1.…”

“…O overtraining é considerado um desequilíbrio entre as cargas de treinamento e a devida recuperação, capaz de regenerar o organismo 6 , assim como é o resultado de um desequilíbrio entre estresse e recuperação, no qual o estresse é resultado de fatores inter e extra-treinamento, como carga de treinamento, número excessivo de competições, frequentes viagens, lesões, dificuldades financeiras, conflitos pessoais e dificuldades de relacionamento (pais, amigos, familiares, técnicos) 6,9 . Pesquisas tentam identificar marcadores, possíveis indicadores fisiológicos e bioquímicos do estado de treinamento, tais como relação testosterona/cortisol, concentrações máximas de lactato, concentrações plasmáticas de catecolaminas, hemoglobina, creatina quinase 4,10-12 e o balanço simpáto-vagal, o qual tem sido constantemente investigado com a utilização da variabilidade da frequência cardíaca em atletas com overtraining e em treinamento, sob diferentes cargas de treinamento, devido à grande influência do treinamento sobre o controle autonômico cardíaco 9,[13][14][15][16][17] . No entanto, os resultados encontrados ainda se mostram inconsistentes na literatura, pois alterações nessas variáveis acontecem não apenas quando os indivíduos estão excedendo o treinamento, mas também durante períodos de treinos intensos 6,18 , os quais originam um estado de alarme no organismo caracterizado como "overreaching" ou "overtraining funcional", o qual necessita de até duas semanas de recuperação para o restabelecimento da forma física 7 , sendo necessário para a melhora da capacidade aeróbica, cardiovascular e do desempenho.…”