Decrease of heart rate variability during exercise: An index of cardiorespiratory fitness - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue PLoS ONE Année : 2022

Decrease of heart rate variability during exercise: An index of cardiorespiratory fitness

Jad Adrian Washif , Øyvind Sandbakk , Stephen Seiler , Thomas Haugen , Abdulaziz Farooq , Ken Quarrie , Dina C Janse van Rensburg , Isabel Krug , Evert Verhagen , Del P Wong , Iñigo Mujika , Cristina Cortis , Monoem Haddad , Omid Ahmadian , Mahmood Al Jufaili , Ramzi A Al-Horani , Abdulla Saeed Al-Mohannadi , Asma Aloui , Achraf Ammar , Fitim Arifi , Abdul Rashid Aziz , Mikhail Batuev , Christopher Martyn Beaven , Ralph Beneke , Arben Bici , Pallawi Bishnoi , Lone Bogwasi , Daniel Bok , Omar Boukhris , Daniel Boullosa , Nicola Bragazzi , Joao Brito , Roxana Paola Palacios Cartagena , Anis Chaouachi , Stephen S Cheung , Hamdi Chtourou , Germina Cosma , Tadej Debevec , Matthew D Delang , Alexandre Dellal , Gürhan Dönmez , Tarak Driss , Juan David Peña Duque , Cristiano Eirale , Mohamed Elloumi , Carl Foster , Emerson Franchini , Andrea Fusco , Olivier Galy , Paul B Gastin , Nicholas Gill , Olivier Girard , Cvita Gregov , Shona Halson , Omar Hammouda , Ivana Hanzlíková , Bahar Hassanmirzaei , Kim Hébert-Losier , Hussein Muñoz Helú , Tomás Herrera-Valenzuela , Florentina J Hettinga , Louis Holtzhausen , Olivier Hue (1) , Antonio Dello Iacono , Johanna K Ihalainen , Carl James , Saju Joseph , Karim Kamoun , Mehdi Khaled , Karim Khalladi , Kwang Joon Kim , Lian-Yee Kok , Lewis Macmillan , Leonardo Jose Mataruna-Dos-Santos , Ryo Matsunaga , Shpresa Memishi , Grégoire P Millet , Imen Moussa-Chamari , Danladi Ibrahim Musa , Hoang Minh Thuan Nguyen , Pantelis T Nikolaidis , Adam Owen , Johnny Padulo , Jeffrey Cabayan Pagaduan , Nirmala Panagodage Perera , Jorge Pérez-Gómez , Lervasen Pillay , Arporn Popa , Avishkar Pudasaini , Alizera Rabbani , Tandiyo Rahayu , Mohamed Romdhani , Paul Salamh , Abu-Sufian Sarkar , Andy Schillinger , Heny Setyawati , Navina Shrestha , Fatona Suraya , Montassar Tabben , Khaled Trabelsi , Axel Urhausen , Maarit Valtonen , Johanna Weber , Rodney Whiteley , Adel Zrane , Yacine Zerguini , Piotr Zmijewski , Helmi Ben Saad , David B Pyne , Lee Taylor , Karim Chamari
Jad Adrian Washif
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Øyvind Sandbakk
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Thomas Haugen
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Helmi Ben Saad
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David B Pyne
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Lee Taylor
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Karim Chamari
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Résumé

The present study proposes to measure and quantify the heart rate variability (HRV) changes during effort as a function of the heart rate and to test the capacity of the produced indices to predict cardiorespiratory fitness measures. Therefore, the beat-to-beat cardiac time interval series of 18 adolescent athletes (15.2 ± 2.0 years) measured during maximal graded effort test were detrended using a dynamical first-order differential equation model. HRV was then calculated as the standard deviation of the detrended RR intervals (SDRR) within successive windows of one minute. The variation of this measure of HRV during exercise is properly fitted by an exponential decrease of the heart rate: the SDRR is divided by 2 every increase of heart rate of 20 beats/min. The HR increase necessary to divide by 2 the HRV is linearly inversely correlated with the maximum oxygen consumption (r = -0.60, p = 0.006), the maximal aerobic power (r = -0.62, p = 0.006), and, to a lesser extent, to the power at the ventilatory thresholds (r = -0.53, p = 0.02 and r = -0.47, p = 0.05 for the first and second threshold). It indicates that the decrease of the HRV when the heart rate increases is faster among athletes with better fitness. This analysis, based only on cardiac measurements, provides a promising tool for the study of cardiac measurements generated by portable devices.
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Jad Adrian Washif, Øyvind Sandbakk, Stephen Seiler, Thomas Haugen, Abdulaziz Farooq, et al.. Decrease of heart rate variability during exercise: An index of cardiorespiratory fitness. PLoS ONE, 2022, 17 (9), pp.e0273981. ⟨10.1371/journal.pone.0273981⟩. ⟨hal-04585807⟩

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