Respuesta autonómica cardiovascular al estrés mental inducido por la prueba de cálculo aritmético / Autonomic cardiovascular response to mental stress induced by the arithmetic computation test

Introducción: El estrés mental agudo, así como los estados de ansiedad inducidos para influenciar la reactividad psicofisiológica en jóvenes sanos, aportan cambios en los patrones nerviosos que pueden ser medidos mediante la variabilidad de la frecuencia cardiaca. Objetivo: Determinar las diferencias en los parámetros lineales del balance autonómico cardiovascular en individuos jóvenes en estado basal y durante la prueba de cálculo aritmético. Métodos: Se realizó un estudio cuasi-experimental, sin grupo control de tipo antes y después, en el Laboratorio de Ciencias Básicas Biomédicas de la Universidad de Ciencias Médicas de Santiago de Cuba. Población y muestra de 10 sujetos. Se registró el trazado electrocardiográfico (5 min) durante el reposo y luego durante la prueba de cálculo aritmético. Resultados: Existieron diferencias significativas entre ambos estados en las variables frecuencia cardiaca (p = 0,005); mínima (p = 0,007); máxima (p = 0,005); intervalo RR (p = 0,005); stress index (p = 0,028); índice simpático (p = 0,005); bajas frecuencias (p = 0,005); relación LF/HF (p = 0,005); RMSSD (p = 0,007); NN50 (p = 0,008); pNN50 (p = 0,005); índice parasimpático (p = 0,005) y altas frecuencias (p = 0,005). El estrés mental provocó una disminución parasimpática y un predominio simpático uniforme en todos los sujetos participantes en el estudio. Conclusiones: Durante el estrés mental inducido por la prueba de cálculo aritmético la dinámica lineal de la respuesta autonómica cardiovascular experimenta un aumento en la actividad simpática y una disminución del tono parasimpático, traduciendo una respuesta adaptativa en la regulación de la función cardiovascular por el sistema nervioso autónomo(AU)

Introduction: Acute mental stress and states of anxiety induced to influence psychophysiological reactivity in healthy young people, result in changes in nervous patterns which may be measured in terms of heart rate variability. Objective: Determine the differences in linear parameters for autonomic cardiovascular balance in young individuals at baseline and during the arithmetic computation test. Methods: A non-observational quasi-experimental before-after study without a control group was conducted at the Basic Biomedical Sciences Laboratory of the University of Medical Sciences of Santiago de Cuba. The study population and sample was 10 subjects. The electrocardiographic tracing (5 min) was recorded at rest and then during the arithmetic computation test. Results: Significant differences were found between the two states as to the variables heart rate (p = 0.005), minimum (p = 0.007), maximum (p = 0.005), RR interval (p = 0.005), stress index (p = 0.028), sympathetic index (p = 0.005), low frequencies (p = 0.005), LF/HF ratio (p = 0.005), RMSSD (p = 0.007), NN50 (p = 0.008), pNN50 (p = 0.005), parasympathetic index (p = 0.005) and high frequencies (p = 0.005). Mental stress caused a parasympathetic reduction and uniform sympathetic predominance in all the subjects participating in the study. Conclusions: During the mental stress induced by the arithmetic computation test, the linear dynamic of the autonomic cardiovascular response experiences an increase in sympathetic activity and a reduction in parasympathetic tone, displaying an adaptive response in cardiovascular function regulation by the autonomous nervous system(AU)

Diferencias en los parámetros lineales del balance autonómico basal entre estudiantes de medicina y atletas juveniles de béisbol / Differences in linear parameters of the basal autonomic balance between medical students and young baseball players

RESUMEN Introducción: La modulación autonómica cardiovascular puede ser considerada como una herramienta útil en la determinación del estado fisiológico de la interacción entre los sistemas nervioso autónomo y cardiovascular. Objetivo: Determinar las diferencias en los parámetros lineales del balance autonómico basal entre estudiantes de medicina y atletas juveniles de béisbol. Método: Se realizó un estudio analítico de tipo transversal en el Laboratorio de Ciencias Básicas Biomédicas de la Facultad Nº. 1 de la Universidad de Ciencias Médicas de Santiago de Cuba. Universo y muestra de 36 individuos (Grupo 1: 18 atletas juveniles de béisbol de alto rendimiento, Grupo 2: 18 estudiantes de medicina). Los datos fueron recolectados mediante de polígrafo PowerLab de 8 canales, y fueron procesados usando el software Kubios® versión 3.0.4 Premium. Resultados: Existieron diferencias significativas en los valores de pNN50 (p=0,009), índice de estrés (stress index [p=0,044]), y en los índices parasimpático (p=0,005) y simpático (p=0,001) entre estudiantes y atletas. La capacidad discriminatoria del índice parasimpático para asociarse con la mejor forma física de los atletas fue buena (área bajo la curva 0,784). El punto de corte óptimo por encima del cual el índice parasimpático se asocia al grupo de los atletas, quedó establecido en 0,57. Conclusiones: El índice parasimpático se asoció con el grupo de atletas, lo que evidencia el predominio vagal en la modulación de la actividad cardíaca en los sujetos de este grupo.

ABSTRACT Introduction: Cardiovascular autonomic modulation can be considered a useful tool in determining the physiological state of the interaction between the autonomic nervous system and the cardiovascular system. Objective: To determine the differences in linear parameters of the basal autonomic balance between medical students and young baseball players. Method: A cross-sectional analytical study was carried out in the Biomedical Basic Sciences Laboratory, Faculty No.1, of the Universidad de Ciencias Médicas in Santiago de Cuba. The population and sample consisted of 36 individuals (Group 1: 18 high-performance young baseball athletes, Group 2: 18 medical students). Data was collected using an 8-channel PowerLab polygraph and it was processed using the Kubios® Software version 3.0.4 Premium. Results: There were significant differences in the values between students and athletes: pNN50 (p=0.009), stress index (p=0.044) and in parasympathetic (p=0.005) and sympathetic (p=0.001) indexes. The discriminatory ability of the parasympathetic index to be associated with the best physical fitness of the athletes was good (area under the curve 0.784). The optimum cut-off point above which the parasympathetic index is associated with the group of athletes was set at 0.57. Conclusions: The parasympathetic index was associated with the group of athletes, showing the vagal predominance in the modulation of cardiac activity in the individuals belonging to this group.

Respuesta autonómica cardiovascular durante la prueba isométrica cubana del peso sostenido / Cardiovascular autonomic response during the Cuban dynamic weight-bearing test

RESUMEN Introducción: La prueba del peso sostenido (PPS) es un ejercicio isométrico cubano, similar a la de handgrip, de mucha utilidad para inducir modificaciones hemodinámicas que permiten identificar la hiperreactividad cardiovascular en poblaciones de riesgo. Sin embargo, los cambios en la respuesta autonómica cardiovascular durante la PPS no se encuentran totalmente dilucidados. Objetivo: Determinar la respuesta autonómica cardiovascular durante la prueba isométrica cubana del peso sostenido. Método: Estudio cuasi-experimental (crossover) con 16 sujetos sanos, donde se evaluaron la presión arterial y la variabilidad de la frecuencia cardíaca, 5 minutos antes (reposo) y durante la PPS (2 minutos de maniobra y 3 minutos de recuperación), a través del análisis frecuencial (Fourier) y en tiempo-frecuencia (wavelet) de las bandas de altas (HF: 0,15-0,4 Hz) y bajas frecuencias (LF: 0,04-0,15 Hz), así como el análisis temporal y no-lineal (entropía de Shannon) de la serie de intervalos RR. Resultados: Aunque no existieron diferencias significativas (p>0,05) en los indicadores temporales (SDNN, RMSSD, pNN50), ni en los frecuenciales (LF, HF, LF/HF), se encontraron incrementos (p<0,05) de la presión arterial y una disminución significativa (p<0,05) de la complejidad (entropía) en la PPS con respecto al reposo, asociados con un pico en la LF y la relación LF/HF alrededor de los 2 minutos reflejados con los métodos en tiempo-frecuencia. Conclusiones: Existió un incremento dinámico en la respuesta simpática cardiovascular durante la PPS que se asocian a una disminución de la complejidad de este proceso fisiológico, lo que no es evidente con los métodos lineales tradicionales de la variabilidad de la frecuencia cardíaca.

ABSTRACT Introduction: The dynamic weight-bearing test (WBT) is a Cuban isometric exercise, similar to the hand grip test, which is very useful to induce hemodynamic modifications to identify cardiovascular hyperreactivity in at-risk populations. However, changes in the cardiovascular autonomic response during weight-bearing test are poorly understood. Objective: To determine the cardiovascular autonomic response during the Cuban dynamic WBT. Method: Quasi-experimental crossover trial with 16 healthy subjects; blood pressure and heart rate variability were assessed, 5 minutes before (rest) and during the WBT (2 minutes for maneuver and 3 minutes for recovery), through the frequency (Fourier) and time-frequency (Wavelet) analysis of high-frequency (HF: 0.15-0.4 Hz) and low-frequency (LF: 0.04-0.15 Hz) bands, as well as temporal and non-linear analysis (Shannon entropy) of the RR interval series. Results: Although temporal indicators (SDNN, RMSSD, pNN50) showed no significant differences (p>0.05) nor the frequencies (LF, HF, LF/HF); we found an increase (p<0.05) in blood pressure and a significant decrease (p<0.05) in complexity (entropy) in the WBT with respect to rest, associated with an HF peak and LF/HF ratio at nearly 2 minutes reflected with the time-frequency methods. Conclusions: There was a dynamic increase in the cardiovascular sympathetic response during the WBT associated with a decrease in the complexity of this physiological process, which is not evident with the traditional linear methods of heart rate variability.

Modifications of the non-linear parameters of the heart rate variability related to the systematic practice of physical exercise

Introduction: In recent years, the relationship between the systematic practice of physical exercise, cardiovascular dynamics and the functioning of the autonomic nervous system has been recognized. Objective: To determine the modifications that non-linear parameters undergo in the autonomic cardiovascular regulation of the heart rate variability with the systematic practice of physical exercise. Methods: A retrospective cohort analytical study was conducted from February 2016 to August 2018. Population and sample: 36 individuals (Group 1: 18 high- performance baseball athletes; Group 2: 18 medical students). The data were collected in the Biomedical Basic Sciences Laboratory at Medical school 1, University of Santiago de Cuba, through the 8-channel PowerLab polygraph, and stored using the Kubios Software version 3.0.4 Premium. Results: Statistically significant differences between means were found in heart rate values (p = 0.000); SD1 (p = 0.025); SD2/SD1 ratio (p = 0.007); sample entropy (p = 0.011); short-term fluctuations α 1 (p = 0.019); mean line length (p = 0.016); max line length (p = 0.001); recurrence rate (p = 0.034); determinism (p = 0.010) and Shannon entropy (p = 0.015). The parameters of SD1 (C = 0.906) and sample entropy (C = 0.712) were significantly associated with a heart rate ≤ 70 beats per minute. Conclusions: With the systematic practice of physical exercise, the non-linear parameters of the autonomic cardiovascular regulation of the heart rate variability undergoes modifications that respond to a better adaptability of the autonomic nervous system, and to a greater capacity to regulate cardiovascular function(AU)