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variabilidad de la frecuencia cardíaca

Variabilidad de la frecuencia cardíaca visualizada con cambios en el intervalo R-R Registro de electrocardiograma (ECG) de un corazón canino que ilustra la variabilidad latido a...

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Variabilidad de la frecuencia cardíaca visualizada con cambios en el intervalo R-R
Registro de electrocardiograma (ECG) de un corazón canino que ilustra la variabilidad latido a latido del intervalo R-R (arriba) y la frecuencia cardíaca (abajo).

La variabilidad de la frecuencia cardíaca ( VFC ) es el fenómeno fisiológico de variación en el intervalo de tiempo entre latidos. Se mide mediante la variación en el intervalo entre latidos.

Otros términos utilizados incluyen variabilidad de la duración del ciclo , variabilidad R-R (donde R es un punto que corresponde al pico del complejo QRS de la onda ECG ; y R-R es el intervalo entre R sucesivas ) y variabilidad del período cardíaco . [ 1 ] La medición del intervalo R-R (a menudo denominado intervalo normal-normal o N-N cuando se utiliza un filtrado adicional [ 2 ] ) se utiliza para derivar la variabilidad de la frecuencia cardíaca. [ 1 ]

Los métodos utilizados para detectar latidos incluyen ECG, presión arterial, balistocardiogramas [ 3 ] [ 4 ] y la señal de onda de pulso derivada de un fotopletismógrafo (PPG). El ECG se considera el método de referencia para la medición de la VFC [ 5 ] porque proporciona un reflejo directo de la actividad eléctrica cardíaca [ 6 ] .

Variabilidad

La variabilidad (o variación) en el intervalo latido a latido es un fenómeno fisiológico. El análisis espectral de potencia de las variaciones latido a latido de la frecuencia cardíaca o del período cardíaco (intervalo R-R) divide la varianza total (la "potencia") de una serie continua de latidos en sus componentes de frecuencia, identificando típicamente dos o tres picos principales: frecuencia muy baja (VLF) <0,04  Hz, frecuencia baja (LF), 0,04–0,15  Hz y frecuencia alta (HF) 0,15–0,4  Hz. [ 7 ]

Se cree ampliamente que el pico de alta frecuencia (HF) refleja la actividad del nervio parasimpático cardíaco ( PSNS ), mientras que la baja frecuencia (LF), aunque más compleja, suele considerarse que tiene un componente simpático ( SNS ) dominante. Si bien antes se pensaba que la LF reflejaba principalmente la actividad del SNS, ahora se acepta ampliamente que refleja una mezcla tanto del SNS como del PSNS. [ 7 ]

La disminución de la actividad del SNS parasimpático o el aumento de la actividad del SNS provocan una reducción de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC). La actividad de alta frecuencia (AF) (0,15 a 0,40  Hz), en particular, se ha relacionado con la actividad del SNS parasimpático. La actividad en este rango se asocia con la arritmia sinusal respiratoria (ASR), una modulación de la frecuencia cardíaca mediada por el nervio vago (que aumenta durante la inspiración y disminuye durante la espiración). Se sabe menos sobre los mecanismos fisiológicos de la actividad de baja frecuencia (BF) (0,04 a 0,15  Hz).

El nodo SA recibe varias entradas diferentes y la frecuencia cardíaca instantánea o el intervalo RR y su variación son el resultado de dichas entradas. [ 8 ] Las entradas principales son el sistema nervioso simpático y el parasimpático (SNPS) y los factores humorales . La respiración da lugar a ondas en la frecuencia cardíaca mediadas principalmente a través del SNPS, y se cree que el retraso en el bucle de retroalimentación del barorreceptor puede dar lugar a ondas de 10 segundos en la frecuencia cardíaca (asociadas con las ondas de Mayer de la presión arterial), pero esto sigue siendo controvertido.

Los factores que afectan a la entrada son el barorreflejo , la termorregulación , las hormonas , el ciclo sueño-vigilia , las comidas, la actividad física y el estrés .

Importancia clínica

Se ha demostrado que la VFC reducida es un predictor de mortalidad después de un infarto de miocardio [ 9 ] [ 10 ] aunque otros han demostrado que la información de la VFC relevante para la supervivencia al infarto agudo de miocardio está completamente contenida en la frecuencia cardíaca media . [ 11 ] Una variedad de otros resultados y afecciones también pueden estar asociados con una VFC modificada (generalmente más baja), incluyendo insuficiencia cardíaca congestiva , neuropatía diabética , depresión postrasplante cardíaco , susceptibilidad al SMSL y baja supervivencia en bebés prematuros , y gravedad de la fatiga en el síndrome de fatiga crónica . [ 12 ] Por otro lado, para pacientes con presión arterial alta ( hipertensión ), una VFC más alta es un factor de riesgo para la fibrilación auricular . [ 13 ]

Aspectos psicológicos y sociales

Una representación simplificada del modelo de integración neurovisceral [ 14 ]

Existe interés en la VFC en el campo de la psicofisiología . Por ejemplo, la VFC está relacionada con la activación emocional. Se ha observado que la actividad de alta frecuencia (AF) disminuye en condiciones de presión de tiempo aguda y tensión emocional [ 15 ] y en un estado de ansiedad elevado [ 16 ] , presumiblemente relacionado con la atención focalizada y la inhibición motora [ 16 ] . Se ha demostrado que la VFC se reduce en individuos que informan preocuparse más [ 17 ] . En individuos con trastorno de estrés postraumático (TEPT), la VFC y su componente AF se reducen, mientras que el componente de baja frecuencia (BF) se eleva. Además, los pacientes con TEPT no mostraron reactividad de BF ni de AF al recordar un evento traumático [ 18 ] . También se han encontrado diferencias cuantitativas estadísticas entre personas sanas, deprimidas y psicóticas [ 19 ] .

La integración neurovisceral es un modelo de VFC que considera la red autonómica central como la responsable de la regulación cognitiva, conductual y fisiológica en relación con un continuo de emociones. [ 20 ] El modelo de integración neurovisceral describe cómo la corteza prefrontal regula la actividad en las estructuras límbicas , las cuales actúan para suprimir la actividad del sistema nervioso parasimpático (SNPS) y activar los circuitos del sistema nervioso simpático (SNS). [ 21 ] La variación en la salida de estas dos ramas del sistema autonómico produce VFC [ 22 ] y, por lo tanto, la actividad en la corteza prefrontal puede modular la VFC. [ 23 ]

Se ha informado que la VFC es un índice de la influencia tanto del sistema nervioso parasimpático como del simpático. [ 24 ] Por ejemplo, se ha demostrado que una VFC alta refleja una regulación emocional, una toma de decisiones y una atención adecuadas, y una VFC baja refleja lo contrario. [ 24 ] El sistema nervioso parasimpático trabaja para disminuir la frecuencia cardíaca, mientras que el SNS trabaja para aumentarla. [ 20 ] Por ejemplo, una persona con una VFC alta puede reflejar una mayor actividad parasimpática, y una persona con una VFC baja puede reflejar una mayor actividad simpática. [ 25 ]

Las emociones provienen del tiempo y el impacto de una situación en una persona. [ 26 ] La capacidad de regular las emociones es esencial para los entornos sociales y el bienestar. [ 20 ] La VFC ha proporcionado una ventana a los componentes fisiológicos asociados con la regulación emocional. [ 24 ] Se ha demostrado que la VFC refleja la regulación emocional en dos niveles diferentes, en reposo y al completar una tarea. La investigación sugiere que una persona con mayor VFC en reposo puede proporcionar respuestas emocionales más apropiadas en comparación con aquellas que tienen baja VFC en reposo. [ 24 ] La investigación empírica encontró que la VFC puede reflejar una mejor regulación emocional en aquellos con mayor VFC en reposo, particularmente con emociones negativas . [ 27 ] Sin embargo, la VFC se eleva por noticias negativas en personas que reaccionan más fuertemente a las noticias negativas que a las positivas. [ 28 ] Al completar una tarea, la VFC está sujeta a cambios, especialmente cuando las personas necesitan regular sus emociones. Lo más importante es que las diferencias individuales están relacionadas con la capacidad de regular las emociones. [ 29 ]

Investigaciones previas han sugerido que gran parte de la regulación de la atención se debe a las propiedades inhibitorias por defecto de la corteza prefrontal. [ 24 ] Los procesos descendentes de la corteza prefrontal proporcionan influencias parasimpáticas, y si por alguna razón, esas influencias están activas, la atención puede verse afectada. [ 24 ] Los investigadores han sugerido que la VFC puede ser un indicador de la atención. Se encontró que los grupos con alta ansiedad y baja VFC tienen poca atención. [ 30 ] En línea con esta investigación, también se ha sugerido que una mayor atención se ha relacionado con una alta VFC y una mayor actividad del nervio vago . [ 24 ] La actividad del nervio vago refleja la modulación fisiológica del sistema nervioso parasimpático y simpático. [ 20 ] La actividad detrás de la corteza prefrontal y el sistema nervioso parasimpático y simpático puede influir en la actividad cardíaca. Sin embargo, no todas las personas se ven afectadas de la misma manera. Una revisión sistemática de la VFC y la función cognitiva sugirió que la VFC en reposo puede predecir las diferencias individuales en el rendimiento atencional. Además, la VFC ha podido indexar el papel de la atención y el rendimiento, lo que respalda una VFC alta como biomarcador de mayor atención y rendimiento. [ 31 ]

Se ha descubierto que las habilidades para la toma de decisiones están indexadas por la VFC en varios estudios. Investigaciones previas han sugerido que tanto la emoción como la atención están vinculadas a la toma de decisiones; por ejemplo, una mala toma de decisiones está vinculada a la incapacidad de regular o controlar las emociones y la atención, y viceversa. [ 30 ] La toma de decisiones se ve afectada negativamente por niveles bajos de VFC y positivamente por niveles altos de VFC. Lo más importante es que se encontró que la VFC en estado de reposo es un predictor significativo de funciones cognitivas como la toma de decisiones. [ 32 ] Se ha descubierto que la VFC, acompañada de un estado psicológico como la ansiedad, conduce a malas decisiones. Por ejemplo, un grupo de investigadores encontró que una VFC baja era un índice de mayor incertidumbre que conducía a malas habilidades para la toma de decisiones, especialmente en aquellos con mayores niveles de ansiedad. [ 30 ] La VFC también se utilizó para evaluar las habilidades para la toma de decisiones en un juego de alto riesgo y se encontró que era un índice de mayor activación simpática (menor VFC) al tomar decisiones que implican riesgo. [ 33 ] La VFC puede indexar conceptos psicológicos, como los descritos anteriormente, para evaluar la demanda de las situaciones que experimentan las personas.

La teoría polivagal [ 34 ] [ 35 ] es otra forma de describir las vías en el sistema nervioso autónomo que median la VFC. La teoría polivagal destaca tres procesos ordinales principales: la respuesta inactiva a una amenaza ambiental, la respuesta activa a una amenaza ambiental y la fluctuación entre la conexión y la desconexión a una amenaza ambiental. [ 20 ] Esta teoría, como otras, [ 36 ] descompone la variabilidad de la frecuencia cardíaca en función de las características del dominio de la frecuencia . Sin embargo, pone mayor énfasis en la arritmia sinusal respiratoria y su transmisión por una vía neural hipotética distinta de otros componentes de la VFC. [ 37 ] Existe evidencia anatómica [ 38 ] y fisiológica [ 39 ] de un control polivagal del corazón.

fenómenos

Existen dos fluctuaciones principales:

Formación de patrones en la frecuencia cardíaca

La regulación de la frecuencia cardíaca, que abarca tanto la aceleración como la desaceleración del latido, es altamente específica. Se pueden observar patrones distintivos en la frecuencia cardíaca durante movimientos cotidianos, como arrodillarse o levantarse. Estos patrones reflejan mecanismos reguladores fisiológicos altamente sensibles que permiten que un corazón sano se adapte a diversas influencias de la vida. [ 43 ]

Artefacto

Los errores en la localización del latido cardíaco instantáneo darán lugar a errores en el cálculo de la VFC. La VFC es muy sensible a los artefactos, y errores de tan solo el 2 % de los datos producirán sesgos no deseados en sus cálculos. Por lo tanto, para garantizar resultados precisos, es fundamental gestionar adecuadamente los artefactos y los errores de RR antes de realizar cualquier análisis de VFC. [ 44 ] [ 45 ]

La gestión rigurosa de artefactos, incluyendo la identificación, interpolación y exclusión de RWave, requiere un alto grado de cuidado y precisión. Esto puede resultar muy laborioso en estudios extensos con datos registrados durante largos periodos. Existen paquetes de software que ofrecen a los usuarios diversas herramientas robustas y probadas para la gestión de artefactos. Estos programas también incluyen funciones automatizadas, pero es fundamental que un humano revise y edite cualquier gestión automatizada de artefactos según sea necesario.

Análisis

Los métodos más utilizados se pueden agrupar en dominio del tiempo y dominio de la frecuencia. Un grupo de trabajo conjunto europeo y estadounidense describió estándares en mediciones de VFC en 1996. [ 22 ] Se han propuesto otros métodos, como los métodos no lineales.

Métodos en el dominio del tiempo

Los métodos en el dominio del tiempo [ 46 ] se basan en los intervalos latido a latido o NN (típicamente determinados a partir de los intervalos RR [ 2 ] ), que se analizan para dar variables como: [ 46 ]

  • SDNN ( desviación estándar de los intervalos NN). Se suele calcular en un periodo de 24 horas. La SDNN refleja todos los componentes cíclicos responsables de la variabilidad durante el periodo de registro, por lo que representa la variabilidad total.
  • La desviación estándar de los intervalos NN promedio (SDANN) se calcula en periodos cortos, generalmente de 5 minutos. Por lo tanto, la SDANN es una medida de los cambios en la frecuencia cardíaca debidos a ciclos de más de 5 minutos.
  • RMSSD (raíz cuadrática media de las diferencias sucesivas), la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de las diferencias sucesivas entre NN adyacentes. [ 46 ]
  • SDSD (desviación estándar de las diferencias sucesivas), la desviación estándar de las diferencias sucesivas entre NN adyacentes. [ 46 ]
  • NN50, el número de pares de NN sucesivos que difieren en más de 50 ms.
  • pNN50, la proporción de NN50 dividida por el número total de NN.
  • NN20, el número de pares de NN sucesivos que difieren en más de 20 ms. [ 47 ]
  • pNN20, la proporción de NN20 dividida por el número total de NN.
  • EBC (ciclo respiratorio estimado), el rango (máximo-mínimo) dentro de una ventana móvil de una duración determinada dentro del período de estudio. Las ventanas pueden moverse de forma superpuesta o ser estrictamente distintas (secuenciales). El EBC se suele proporcionar en escenarios de adquisición de datos donde la retroalimentación de la VFC en tiempo real es un objetivo principal. Se ha demostrado que el EBC derivado de PPG en ventanas secuenciales y superpuestas de 10 y 16 segundos se correlaciona altamente con SDNN. [ 48 ]

Métodos geométricos

La serie de intervalos NN también se puede convertir en un patrón geométrico como: Medidas geométricas Índice triangular de VFC: integral de la distribución de densidad / máximo de la distribución de densidad Índice triangular máximo de VFC = Número de todos los intervalos NN / número máximo. Depende de la longitud del intervalo -> citar el tamaño del intervalo + relativo insensible a la calidad analítica de la serie de intervalos NN – necesidad de un número razonable de intervalos NN para generar el patrón geométrico (en la práctica de 20 min a 24 h) – no es apropiado para evaluar cambios a corto plazo en la VFC

  • la distribución de densidad de la muestra de duraciones de intervalos NN;
  • distribución de densidad de la muestra de diferencias entre intervalos NN adyacentes;
  • un diagrama de dispersión de cada intervalo NN (o RR) con el intervalo NN (o RR) inmediatamente anterior [ 49 ] – también llamado "diagrama de Poincaré" o (aparentemente por error [ 50 ] ) un "diagrama de Lorenz"; y así sucesivamente. Luego se utiliza una fórmula simple que evalúa la variabilidad en función de las propiedades geométricas y/o gráficas del patrón resultante .

Métodos en el dominio de la frecuencia

Los métodos del dominio de la frecuencia [ 46 ] asignan bandas de frecuencia y luego cuentan el número de intervalos NN que coinciden con cada banda. Las bandas suelen ser de alta frecuencia (HF) de 0,15 a 0,4  Hz, de baja frecuencia (LF) de 0,04 a 0,15  Hz y de muy baja frecuencia (VLF) de 0,0033 a 0,04  Hz. [ 51 ] La potencia HF refleja la estimulación del sistema nervioso parasimpático (SNP), mientras que la potencia LF refleja la estimulación tanto del sistema nervioso simpático (SNS) como del SNP. [ 51 ] La potencia VLF está asociada con la termorregulación , el sistema renina-angiotensina y la actividad vasomotora periférica . [ 51 ]

Existen varios métodos de análisis. La densidad espectral de potencia (PSD), mediante métodos paramétricos o no paramétricos, proporciona información básica sobre la distribución de potencia en función de las frecuencias. Uno de los métodos de PSD más utilizados es la transformada discreta de Fourier . Los métodos para el cálculo de la PSD se pueden clasificar generalmente en no paramétricos y paramétricos. En la mayoría de los casos, ambos métodos proporcionan resultados comparables. Las ventajas de los métodos no paramétricos son: (1) la simplicidad del algoritmo utilizado ( transformada rápida de Fourier [FFT] en la mayoría de los casos) y (2) la alta velocidad de procesamiento. Las ventajas de los métodos paramétricos son: (1) componentes espectrales más suaves que se pueden distinguir independientemente de las bandas de frecuencia preseleccionadas, (2) fácil postprocesamiento del espectro con un cálculo automático de los componentes de potencia de baja y alta frecuencia con una fácil identificación de la frecuencia central de cada componente, y (3) una estimación precisa de la PSD incluso en un número pequeño de muestras en las que se supone que la señal mantiene la estacionariedad. La principal desventaja de los métodos paramétricos es la necesidad de verificar la idoneidad del modelo elegido y su complejidad (es decir, el orden del modelo).

Además de los métodos clásicos basados ​​en FFT utilizados para el cálculo de parámetros de frecuencia, un método de estimación de PSD más apropiado es el periodograma de Lomb-Scargle . [ 52 ] El análisis ha demostrado que el periodograma LS puede producir una estimación más precisa de la PSD que los métodos FFT para datos RR típicos. Dado que los datos RR son datos muestreados de forma desigual, otra ventaja del método LS es que, a diferencia de los métodos basados ​​en FFT, se puede utilizar sin necesidad de remuestrear y eliminar la tendencia de los datos RR.

Como alternativa, para evitar los artefactos que se crean al calcular la potencia de una señal que incluye un único pico de alta intensidad (por ejemplo, causado por un latido cardíaco arrítmico), se ha introducido el concepto de "amplitud instantánea", que se basa en la transformada de Hilbert de los datos RR. [ 53 ]

Un nuevo índice de VFC, que depende de las medidas de entropía wavelet, es una opción alternativa. Estas medidas se calculan mediante un procedimiento de tres pasos descrito en la literatura. Primero, se implementa el algoritmo de paquete wavelet utilizando la función Daubechies 4 (DB4) como wavelet madre con una escala de 7. Una vez obtenidos los coeficientes wavelet, se calcula la energía de cada coeficiente, tal como se describe en la literatura. Tras calcular los valores normalizados de las energías wavelet, que representan la energía wavelet relativa (o la distribución de probabilidad), se obtienen las entropías wavelet utilizando la definición de entropía de Shannon.

Métodos no lineales

Dada la complejidad de los mecanismos que regulan la frecuencia cardíaca, es razonable suponer que la aplicación del análisis de VFC basado en métodos de dinámica no lineal proporcionará información valiosa. Aunque se ha asumido un comportamiento caótico , pruebas más rigurosas han demostrado que la variabilidad de la frecuencia cardíaca no puede describirse como un proceso caótico de baja dimensión. [ 54 ] Sin embargo, se ha demostrado que la aplicación de globales caóticos a la VFC predice el estado de diabetes. [ 55 ] El método no lineal más utilizado para analizar la variabilidad de la frecuencia cardíaca es el diagrama de Poincaré . Cada punto de datos representa un par de latidos sucesivos, el eje x es el intervalo RR actual, mientras que el eje y es el intervalo RR anterior. La VFC se cuantifica ajustando formas geométricas definidas matemáticamente a los datos. [ 56 ] Otros métodos utilizados son la dimensión de correlación , la dinámica simbólica , [ 57 ] la predictibilidad no lineal, [ 54 ] la dimensión de correlación puntual, [ 58 ] la entropía aproximada, la entropía de muestra , [ 59 ] el análisis de entropía multiescala, [ 60 ] la asimetría de muestra [ 61 ] y la longitud de memoria (basada en el análisis estadístico inverso). [ 62 ] [ 63 ] También es posible representar geométricamente las correlaciones de largo alcance. [ 64 ]

Correlaciones a largo plazo

Se ha observado que las secuencias de intervalos RR presentan correlaciones a largo plazo. [ 64 ] Sin embargo, una limitación de estos análisis es la falta de estadísticas de bondad de ajuste, es decir, se derivan valores que pueden o no tener el rigor estadístico adecuado. Se han encontrado diferentes tipos de correlaciones durante las distintas etapas del sueño. [ 64 ]

Dependencia de la frecuencia cardíaca de los parámetros de VFC

Un problema básico es que todos los parámetros utilizados para caracterizar la VFC dependen fuertemente de la frecuencia cardíaca, [ 65 ] pero muchos artículos no se han ajustado adecuadamente o no se han ajustado en absoluto a las diferencias de FC al comparar la VFC en múltiples circunstancias. [ 66 ]

Sin embargo, la relación exacta entre la VFC y la FC sigue siendo objeto de debate. Para los parámetros del dominio del tiempo (RMSSD, SDNN, etc.), los resultados implican que, si existe una función universal, debería ser de naturaleza exponencial o hiperbólica. [ 67 ] [ 65 ] [ 66 ] Hasta el momento, los procedimientos de evaluación utilizados para determinar la función VFC no han permitido decidir entre estas opciones.

Un nuevo método de evaluación ha permitido recientemente determinar una función HRV(HR) con una precisión sin precedentes: [ 68 ] se puede describir mediante dos componentes exponenciales descendentes para individuos sanos, en general.

Duración y circunstancias del registro del ECG

Los métodos en el dominio del tiempo se prefieren a los métodos en el dominio de la frecuencia cuando se analizan registros de corta duración. Esto se debe a que el registro debe tener una duración de al menos 10 veces la longitud de onda del límite inferior de frecuencia de interés. Por lo tanto, se necesita un registro de aproximadamente 1 minuto para evaluar los componentes de alta frecuencia (HF) de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) (es decir, un límite inferior de 0,15  Hz corresponde a un ciclo de 6,6 segundos, por lo que 10 ciclos requieren aproximadamente 60 segundos), mientras que se necesitan más de 4 minutos para analizar el componente de baja frecuencia (LF) (con un límite inferior de 0,04  Hz).

Si bien los métodos en el dominio del tiempo, especialmente los métodos SDNN y RMSSD, pueden utilizarse para analizar registros de larga duración, una parte sustancial de la variabilidad a largo plazo se debe a las diferencias entre el día y la noche. Por lo tanto, los registros a largo plazo analizados mediante métodos en el dominio del tiempo deben contener al menos 18 horas de datos de ECG analizables que abarquen toda la noche.

Correlatos fisiológicos de los componentes de la VFC

Influencias autonómicas de la frecuencia cardíaca

Aunque el automatismo cardíaco es intrínseco a diversos tejidos marcapasos, la frecuencia y el ritmo cardíacos están en gran medida bajo el control del sistema nervioso autónomo. La influencia parasimpática sobre la frecuencia cardíaca está mediada por la liberación de acetilcolina por el nervio vago. Los receptores muscarínicos de acetilcolina responden a esta liberación principalmente mediante un aumento en la conductancia de K+ de la membrana celular. La acetilcolina también inhibe la corriente "marcapasos" activada por hiperpolarización. La hipótesis de "decaimiento de Ik" propone que la despolarización del marcapasos resulta de la desactivación lenta de la corriente rectificadora retardada, Ik, que, debido a una corriente de entrada de fondo independiente del tiempo, causa la despolarización diastólica. Por el contrario, la hipótesis de "activación de If" sugiere que, tras la terminación del potencial de acción, If proporciona una corriente de entrada de activación lenta que predomina sobre la Ik decayendo, iniciando así una despolarización diastólica lenta.

La influencia simpática sobre la frecuencia cardíaca está mediada por la liberación de epinefrina y norepinefrina. La activación de los receptores β-adrenérgicos produce una fosforilación de proteínas de membrana mediada por AMPc y un aumento de ICaL y de If, ​​lo que resulta en una aceleración de la despolarización diastólica lenta.

En condiciones de reposo, predomina el tono vagal y las variaciones en el ciclo cardíaco dependen en gran medida de la modulación vagal. La actividad vagal y simpática interactúan constantemente. Debido a que el nódulo sinusal es rico en acetilcolinesterasa, el efecto de cualquier impulso vagal es breve porque la acetilcolina se hidroliza rápidamente. Las influencias parasimpáticas superan a los efectos simpáticos probablemente a través de dos mecanismos independientes: una reducción de la norepinefrina liberada en respuesta a la actividad simpática, inducida por el sistema colinérgico, y una atenuación colinérgica de la respuesta a un estímulo adrenérgico.

Componentes

Las variaciones del intervalo RR presentes en condiciones de reposo representan variaciones latido a latido en las señales autonómicas cardíacas. Sin embargo, la actividad vagal eferente (parasimpática) contribuye significativamente al componente de alta frecuencia (HF), como se observa en estudios clínicos y experimentales de maniobras autonómicas como la estimulación eléctrica vagal, el bloqueo de los receptores muscarínicos y la vagotomía. Más problemática resulta la interpretación del componente de baja frecuencia (LF), que algunos consideraban un marcador de modulación simpática (especialmente cuando se expresaba en unidades normalizadas), pero que ahora se sabe que incluye influencias tanto simpáticas como vagales. Por ejemplo, durante la activación simpática, la taquicardia resultante suele ir acompañada de una marcada reducción de la potencia total, mientras que ocurre lo contrario durante la activación vagal. Por lo tanto, los componentes espectrales cambian en la misma dirección y no indican que la LF refleje fielmente los efectos simpáticos.

La VFC mide las fluctuaciones en las señales autonómicas que llegan al corazón, en lugar del nivel medio de dichas señales. Por lo tanto, tanto la privación como los niveles excesivamente altos de señales autonómicas al corazón pueden provocar una disminución de la VFC.

Se ha observado una reducción de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) en diversas enfermedades cardiovasculares y no cardiovasculares.

Infarto de miocardio

La disminución de la VFC tras un infarto de miocardio puede reflejar una reducción de la actividad vagal dirigida al corazón. La VFC en pacientes que sobreviven a un infarto agudo de miocardio revela una disminución de la potencia total e individual de los componentes espectrales. La presencia de una alteración en el control neural también se refleja en una atenuación de las variaciones diurnas y nocturnas del intervalo RR. En pacientes post-infarto con una VFC muy disminuida, la mayor parte de la energía residual se distribuye en el rango de frecuencia VLF por debajo de 0,03  Hz, con solo pequeñas variaciones relacionadas con la respiración.

Neuropatía diabética

En la neuropatía asociada a la diabetes mellitus, caracterizada por una alteración en las fibras nerviosas pequeñas, una reducción en los parámetros del dominio del tiempo de la VFC parece no solo tener un valor pronóstico negativo, sino también preceder a la expresión clínica de la neuropatía autonómica. En pacientes diabéticos sin evidencia de neuropatía autonómica, también se ha informado una reducción de la potencia absoluta de LF y HF en condiciones controladas. De manera similar, los pacientes diabéticos pueden diferenciarse de los controles normales en función de la reducción de la VFC. [ 55 ]

Trasplantes de corazón

Se ha descrito una variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) muy reducida, sin componentes espectrales definidos, en pacientes con trasplante cardíaco reciente. La aparición de componentes espectrales discretos en algunos pacientes se considera un reflejo de la reinervación cardíaca. Esta reinervación puede producirse entre uno y dos años después del trasplante y se presume que es de origen simpático. Además, la correlación entre la frecuencia respiratoria y el componente de alta frecuencia (HF) de la VFC observada en algunos pacientes trasplantados también indica que un mecanismo no neural podría generar una oscilación rítmica relacionada con la respiración.

Disfunción miocárdica

Se ha observado una reducción constante de la VFC en pacientes con insuficiencia cardíaca. En esta afección, caracterizada por signos de activación simpática como taquicardia y altos niveles de catecolaminas circulantes, se ha descrito una relación entre los cambios en la VFC y el grado de disfunción ventricular izquierda. De hecho, mientras que la reducción en las medidas de dominio temporal de la VFC parecía correlacionarse con la gravedad de la enfermedad, la relación entre los componentes espectrales y los índices de disfunción ventricular resulta más compleja. En particular, en la mayoría de los pacientes con una fase muy avanzada de la enfermedad y una drástica reducción de la VFC, no se detectó un componente LF a pesar de los signos clínicos de activación simpática. Esto refleja que, como se indicó anteriormente, el componente LF podría no reflejar con precisión el tono simpático cardíaco.

Cirrosis hepática

La cirrosis hepática se asocia con una disminución de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC). La disminución de la VFC en pacientes con cirrosis tiene valor pronóstico y predice la mortalidad. La pérdida de la VFC también se asocia con niveles plasmáticos más elevados de citocinas proinflamatorias y deterioro de la función neurocognitiva en esta población de pacientes. [ 69 ]

Septicemia

La VFC disminuye en pacientes con sepsis. La pérdida de VFC tiene valor tanto diagnóstico como pronóstico en neonatos con sepsis. [ 70 ] La fisiopatología de la disminución de la VFC en la sepsis no se comprende bien, pero hay evidencia experimental que muestra que el desacoplamiento parcial de las células marcapasos cardíacas del control neural autonómico puede desempeñar un papel en la disminución de la VFC durante la inflamación sistémica aguda. [ 71 ] (La disminución de la VFC es generalmente menor en condiciones inflamatorias [ 1 ] ).

Tetraplejía

Los pacientes con lesiones medulares cervicales altas crónicas completas presentan vías nerviosas vagales eferentes intactas dirigidas al nódulo sinusal. Sin embargo, en algunos pacientes tetrapléjicos se puede detectar un componente de baja frecuencia (LF) en la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y la presión arterial. Por lo tanto, el componente LF de la VFC en aquellos sin inervación simpática intacta al corazón representa una modulación vagal.

Muerte súbita cardíaca

Se ha descubierto que las víctimas de muerte súbita cardíaca tienen una VFC menor que los individuos sanos. [ 72 ] [ 64 ] Se puede observar que la VFC está deprimida antes del desarrollo de la MSC, lo que plantea interrogantes sobre si la función autonómica alterada juega un papel en el desarrollo de la inestabilidad eléctrica. La VFC también está deprimida en los supervivientes de la MSC, quienes tienen un alto riesgo de episodios posteriores. [ 73 ] La VFC está marcadamente disminuida antes de las arritmias fatales y no fatales . [ 1 ]

Cáncer

Según una revisión sistemática de estudios publicados, la VFC se correlaciona con la progresión de la enfermedad y el pronóstico de los pacientes con cáncer. [ 74 ] Los pacientes en las primeras etapas del cáncer presentan una VFC significativamente mayor en comparación con los pacientes en etapas más avanzadas, lo que sugiere que la gravedad de la enfermedad influye en la VFC. Se pueden observar diferentes rangos de VFC entre los distintos tipos de cáncer. [ 75 ]

Embarazo

Las alteraciones de la VFC ocurren en embarazos sanos, así como cambios similares en embarazos con diabetes gestacional que incluyen valores medios de VFC más bajos. [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]

Trastornos del estado de ánimo y de ansiedad

Se ha asociado un RMSSD bajo, considerado como un indicador del tono vagal, con la depresión mayor. [ 83 ] Se encontraron SDNN más bajos y LF/HF elevados en personas con trastorno bipolar, y en particular en aquellas caracterizadas por una mayor gravedad de la enfermedad debido a un mayor número de episodios, duración de la enfermedad y la presencia o ausencia de psicosis. [ 84 ] [ 85 ] Los pacientes con TEPT también presentaron HF más bajo, una medida del tono vagal. [ 85 ]

Modificaciones mediante intervenciones específicas

Las intervenciones que aumentan la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) podrían proteger contra la mortalidad cardíaca y la muerte súbita cardíaca. Si bien la justificación para modificar la VFC es sólida, también conlleva el riesgo inherente de llevar a la suposición errónea de que su modificación se traduce directamente en protección cardíaca, lo cual podría no ser cierto. A pesar del creciente consenso sobre los beneficios del aumento de la actividad vagal, aún se desconoce cuánto debe aumentar dicha actividad (o la VFC como marcador) para brindar una protección adecuada.

Bloqueo β-adrenérgico

Los datos sobre el efecto de los betabloqueantes en la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) en pacientes post-infarto de miocardio son sorprendentemente escasos. A pesar de observarse aumentos estadísticamente significativos, los cambios reales son muy modestos. En perros conscientes post-infarto, los betabloqueantes no modifican la VFC. La observación inesperada de que, antes del infarto, el bloqueo beta aumenta la VFC solo en los animales con bajo riesgo de arritmias letales tras el infarto podría sugerir nuevos enfoques para la estratificación del riesgo post-infarto.

Fármacos antiarrítmicos

Existen datos sobre varios fármacos antiarrítmicos. Se ha informado que la flecainida y la propafenona, pero no la amiodarona, disminuyen las medidas de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) en el dominio del tiempo en pacientes con arritmia ventricular crónica. En otro estudio, la propafenona redujo la VFC y disminuyó la LF mucho más que la HF. Un estudio más amplio confirmó que la flecainida, así como la encainida y la moricizina, disminuyeron la VFC en pacientes post-infarto de miocardio, pero no se encontró correlación entre el cambio en la VFC y la mortalidad durante el seguimiento. Por lo tanto, algunos fármacos antiarrítmicos asociados con una mayor mortalidad pueden reducir la VFC. Sin embargo, se desconoce si estos cambios en la VFC tienen alguna importancia pronóstica directa.

escopolamina

Los bloqueadores de los receptores muscarínicos en dosis bajas, como la atropina y la escopolamina , pueden producir un aumento paradójico de los efectos vagales sobre el corazón, como lo sugiere una disminución de la frecuencia cardíaca. Además, la escopolamina y la atropina en dosis bajas pueden aumentar notablemente la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC). Sin embargo, aunque la disminución de la frecuencia cardíaca es proporcional a la dosis (baja) de atropina, el aumento de la VFC varía ampliamente entre individuos y dentro de un mismo individuo. Esto sugiere que, incluso para la actividad vagal sobre el corazón, la VFC puede ser un marcador limitado.

Trombólisis

Se informó sobre el efecto de la trombolisis en la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) (evaluada mediante pNN50) en 95 pacientes con infarto agudo de miocardio. La VFC fue mayor 90 minutos después de la trombolisis en los pacientes con permeabilidad de la arteria relacionada con el infarto. Sin embargo, esta diferencia ya no fue evidente al analizar las 24 horas completas.

Entrenamiento físico

El entrenamiento físico puede disminuir la mortalidad cardiovascular y la muerte súbita cardíaca. También se cree que el entrenamiento físico regular modifica el control autonómico cardíaco. Las personas que se ejercitan regularmente presentan una «bradicardia de entrenamiento» (es decir, una frecuencia cardíaca en reposo baja) y, por lo general, tienen una VFC más alta que las personas sedentarias. [ 86 ] Además, las personas con una mayor entropía de muestra muestran una mayor retirada vagal posterior al ejercicio. [ 87 ]

Biofeedback

La técnica denominada biorretroalimentación de respiración resonante enseña a reconocer y controlar la variabilidad involuntaria de la frecuencia cardíaca. Un estudio aleatorizado realizado por Sutarto et al. evaluó el efecto de la biorretroalimentación de respiración resonante en operarios de fabricación; la depresión, la ansiedad y el estrés disminuyeron significativamente. [ 88 ] Un primer metaanálisis general realizado por Goessl VC et al. (24 estudios, 484 individuos, 2017) indica que « el entrenamiento en biorretroalimentación de VFC se asocia con una gran reducción del estrés y la ansiedad autoinformados » , aunque menciona que se necesitan más estudios bien controlados. [ 89 ]

instrumentos de viento

Un estudio que analizó los efectos fisiológicos de tocar flautas nativas americanas encontró un aumento significativo de la VFC al tocar flautas tanto de tono bajo como de tono alto. [ 90 ]

Valores normales de VFC

Aunque no existen valores estándar ampliamente aceptados para la VFC que puedan utilizarse con fines clínicos, múltiples estudios han medido y reportado valores normales para diversas poblaciones: [ 1 ] [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]

Abreviaturas del análisis en el dominio del tiempo

IBI es el intervalo entre latidos, el período de tiempo entre latidos cardíacos sucesivos (intervalo entre latidos normales, también conocido como intervalo R-R), medido en milisegundos (ms). SDNN es la desviación estándar de los intervalos entre latidos normales, medida en milisegundos. RMSSD es la raíz cuadrática media de las diferencias sucesivas entre latidos cardíacos normales, medida en milisegundos. [ 91 ] [ 1 ] El tiempo de registro convencional es de cinco minutos. [ 91 ] [ 1 ]

Abreviaturas de análisis espectral

LF es la potencia del rango de baja frecuencia [ms cuadrados (ms² ) o unidades normales (nu)] HF es la potencia del rango de alta frecuencia [ms cuadrados (ms² ) o unidades normales (nu)] LF/HF es la relación de potencia LF a HF [ 91 ]

Véase también

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