Système nerveux autonome et sport

F. CarréF. CarréExplorations Fonctionnelles Explorations Fonctionnelles

Hôpital Pontchaillou - Université Rennes IHôpital Pontchaillou - Université Rennes I

Tipton C et al. ACSM Advanced Exercise Physiology Book 2006

Système nerveux autonome et système cardiovasculaire

ACCELERATEURSympathique + catécholaminesCœur et vaisseaux

FREINParasympathique Cœur

ACTIONSFC et repolarisationFonctionsDiastoliqueSystolique vasomotricité

Etude du SNA et de ses influences

Variabilité de la fréquence cardiaque

Enregistrement activité nerf péronier sympathique

Dosage catécholamines

Blocage pharmacologique spécifique des récepteurs du SNA

Hautala AJ Eur J Appl Physiol (2008)

Activité sympathique nerf péronier

elite athlete

trained subject

Variabilité de la Fréquence Cardiaque (VFC)

R R R

Effets antagonistes des 2 composants du SNA : balance autonomique VFC = variabilité spontanée de la durée des intervalles RR

reflet de la réponse du nœud sinusal à la balance autonomique

Age, pathologie et variabilité sinusale de la FC

Sujet jeune sain

Diabétique

Sujet âgé sain

ms

Séquence des intervalles RR et ses décompositions

Séquence RR

Oscillations rapidesHF - respiration

Oscillations lentesLF - baroréflexe

Oscillations très lentesVLF – thermorégulation,système hormonal

S. Reland

Analysis from 18:03:37 to 18:07:53 (duration= 0:04:16)

(512 data points, order = 13 res.=0.0002 Hz)Frequency (Hz)

0.50.450.40.350.30.250.20.150.10.050

Powe

r Spec

tral D

ensity

(sec*s

ec/Hz

)

0.05

0.045

0.04

0.035

0.03

0.025

0.02

0.015

0.01

0.005

0

COUCHEVLF : 1654 ms2/Hz LF : 1285 ms2/HzHF : 933 ms2/HzLF/HF : 1.37FC : 42 bpm

Analysis from 18:10:37 to 18:14:53 (duration= 0:04:16)

(512 data points, order = 13 res.=0.0002 Hz)Frequency (Hz)

0.50.450.40.350.30.250.20.150.10.050

Power S

pectral

Densi

ty (sec

*sec/H

z)

0.1

0.09

0.08

0.07

0.06

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

DEBOUTVLF : 1695 ms2/Hz LF : 4063 ms2/HzHF : 927 ms2/HzLF/HF : 4.38FC : 55 bpm

Courtoisie L Schmitt CN Ski nordique

Exemples de spectres de variabilité sinusale de FC

Entraînement physique et SNAEntraînement physique et SNA

Modifications ECG Modifications ECG

Fonctions diastolique et systoliqueFonctions diastolique et systolique

Compliance vCompliance vasasculaireculaire

Modifications des influences du SNA et des réponses

Limites des adaptations

Troubles de

conduction

Arythmies

hypokinétiques

Tonus

Parasympathique

Tonus Sympathique

Catécholamines

Troubles de

repolarisation

Modification de l’ECG par l’entraînement physiqueModification de l’ECG par l’entraînement physique

Bradycardie du sportifBradycardie du sportif

Modification de la balance autonomique

VFC augmentée

Cyclistes

Carré F et al. 2000

Entraînement et Entraînement et ffréquence réquence ccardiaque ardiaque iintrinsèquentrinsèque

D’après Dickhuth H.H. et al, J Cardiovasc Pharmacol. 1987

Basal Blocage autonomique

Sédentaires Sportifs

0

50

100

150

bpm

SNA et FC de récupérationSNA et FC de récupération

Wlilmore et Costill 2OO0

Marathonien niveau international

SNA et repolarisation ?SNA et repolarisation ?

Dérivation V2Classification morphologiqueAspect évolutif et réversibleAltérations bénignesLiaison avec performance ?Liaison avec surentraînement ?

Classification de Plas (1956)

Sportif de haut niveau: repolarisation évolutive lors de lasaison sportive sans liaison nette avec la performance

Syndrome de repolarisation précoceSyndrome de repolarisation précoce

≥ 2mm

SNA et fonctions myocardiques et vasculaires du sportif

Système nerveux autonome et fonction diastolique d’effort du sportif

Niess A. et al. Int. J. Sports Med. 1996

SNA bloqué

0 0,005 0,010 0,020 0,0400,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

Ach. mg/kg/min

Con

duct

ance

ml/100ml/min/mmHg

*

* p<0,05

D'après Buckey et al. Circulation 1987

SédentairesSportifs

Entraînement physique et conductance vasculaire

Les limites d’adaptation

Diagnostic du surentraînement

Deux syndromes classiques

Diagnostic = faisceau de symptômes

VFC et période d’entraînement

Cheaib N. et al. 2000

Nageurs (n= 9)

1 Kiviniemi Am et al Eur J appl Physiol 20071 Kiviniemi Am et al Eur J appl Physiol 20072 Pichot V et al 2 Pichot V et al Med. Sci. Sports Exerc. Med. Sci. Sports Exerc. 2002, 3 Manzi V eta l Am J Physiol 20092002, 3 Manzi V eta l Am J Physiol 2009

HFHF BPV

LFLF/HFLF BPV

TIME

HRV dans la prévention du surentraînement? HRV dans la prévention du surentraînement?

UntrainedLow-trained

Regeneration

Well- trained

Pre-competition

OvereachedOvertrained ?

Competition

Arythmies vagales (1)Arythmies vagales (1)

1995, 40 years old, 70 km/week No symptom, 54 bpm

  

Marathon man1998, 43 years old, 120 km/weekDizziness during interval training

38 bpm

Arythmies vagales (2)Arythmies vagales (2)Recovery 1 minute, post exercise test

IOT=>10-14 % Endurants HNvs5-7 % sédentaires

« The endurance-trained athlete can run, he but cannot stand up  » (Greenleaf 1981)

Intolérance orthostatique de l’athlète endurant

T. Sunada, 1999

Levine BD et al 1991, Shi X te al 1992 ,Morikawa T et al 2001

IOT de l’athlète endurantIOT de l’athlète endurant

11010090807040

50

60

70

80

Hea

rt r

ate

(bpm

)

Mean blood pressure (mm Hg)

ControlesEndurants

BP BP

Retour veineux « Athlete’s heart »HVG excentrique 1Remodelage péricardique 2Remodelage vasculaire 3

Contrôle du Baroreflexe

Attenuation 3,4From 4

1 Levine B et al Circulation 19912 Esch BTA et al Appl Physiol Nutr Metab 2007 3 Ogoh J Physiol 2003 4 Raven PB, Pawelczyk JA MSSE 1993

SNA et sport : conclusions

L’exercice physique régulier induit des adaptations bénéfiques du SNA.

Ces adaptations dépendent du type d’entraînement.

Rôle important du facteur quantitatif .

Limites de ces adaptations : intolérance à l’ortostatisme ?