La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) dépend surtout du système nerveux. Le nerf vague Nerf vague Le principal nerf du système nerveux parasympathique, qui va du tronc cérébral au cœur, aux poumons et à l’intestin. Ses signaux rapides vers le cœur sont à l’origine de l’essentiel de la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Nerf vague agit comme un frein rapide sur le cœur, et les nerfs sympathiques comme un accélérateur plus lent. Au repos, la VFC montre surtout à quel point le frein est actif.
Dans la leçon 2, vous avez vu que la VFC est l’ondulation d’un graphique des intervalles entre battements. Cette leçon explique ce qui fait onduler la ligne, et ce que cela vous apprend ou non.
Le pilote automatique de votre corps
Vous ne décidez pas de la vitesse à laquelle votre cœur bat, de la vitesse à laquelle vous digérez, ni de l’ouverture de vos pupilles. Une partie de votre système nerveux s’en charge sans que vous y pensiez. On l’appelle le système nerveux autonome Système nerveux autonome La partie du système nerveux qui régit le corps sans contrôle conscient, dont la fréquence cardiaque. La VFC reflète surtout la façon dont il ajuste le cœur d’un instant à l’autre. En savoir plus sur Système nerveux autonome (SNA), parce qu’il fonctionne de façon automatique.
Il a deux branches principales :
- La branche sympathique Système nerveux sympathique La branche « combat ou fuite » du système nerveux autonome. Elle accélère le cœur et le fait battre plus fort, mais agit trop lentement pour piloter la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Système nerveux sympathique vous prépare à l’action. On parle souvent de réaction de combat ou de fuite. Elle accélère le cœur et rend chaque battement plus fort.
- La branche parasympathique Système nerveux parasympathique La branche « repos et digestion » du système nerveux autonome. Elle ralentit le cœur, surtout par le nerf vague, et produit l’essentiel de la variation de la VFC d’un battement à l’autre. En savoir plus sur Système nerveux parasympathique veille au repos et à la récupération. On parle souvent de « repos et digestion ». Elle ralentit le cœur, ce qui économise de l’énergie au repos.
Les deux branches sont actives en permanence. Imaginez deux mains posées sur les commandes, qui appuient chacune un peu plus ou un peu moins fort d’un instant à l’autre.
Le principal nerf de la branche parasympathique est le nerf vague. Il part du tronc cérébral et descend dans le cou et le thorax jusqu’à de nombreux organes, dont le cœur. Environ les trois quarts de toutes les fibres parasympathiques y circulent.
Le frein et l’accélérateur
Votre cœur a son propre stimulateur naturel, le nœud sinusal Nœud sinusal Le stimulateur naturel du cœur, un petit groupe de cellules qui déclenche chaque battement normal. Livré à lui-même, il impose un rythme d'environ 100 battements par minute ; au repos, le nerf vague le maintient plus bas. En savoir plus sur Nœud sinusal , un petit amas de cellules situé dans l’oreillette droite, la cavité supérieure droite du cœur. Il se déclenche tout seul, sans aucun signal du cerveau. Laissé complètement à lui-même, il se déclencherait environ 100 fois par minute chez une personne typique de 40 ans (Quigley et coll., 2024). Cette fréquence « intrinsèque » diminue avec l’âge, d’environ 107 par minute à 20 ans à environ 90 à 50 ans (Shaffer, McCraty et Zerr, 2014).
Pourtant, la plupart des gens ont au repos une fréquence cardiaque bien inférieure. C’est l’œuvre du nerf vague, qui garde le pied posé sur le frein. Chez l’humain, contrairement à la souris, la fréquence cardiaque au repos Fréquence cardiaque au repos Nombre de battements du cœur par minute quand vous êtes tout à fait au repos. Chez l’adulte, il est en général de 60 à 100 battements par minute, et plus bas chez les sportifs bien entraînés. En savoir plus sur Fréquence cardiaque au repos est fixée surtout par ce frein (MacDonald et coll., 2020).
Les nerfs sympathiques agissent dans l’autre sens. Ils appuient sur l’accélérateur et font monter la fréquence cardiaque pendant l’effort, l’excitation ou le stress.
Les deux diffèrent aussi par leur vitesse :
| Nerf vague (parasympathique) | Nerfs sympathiques | |
|---|---|---|
| Effet sur la fréquence cardiaque | La ralentit | L’accélère |
| Rapidité d’action | En moins d’une seconde | Jusqu’à environ 5 secondes pour démarrer, 20 à 30 secondes pour atteindre le plein effet |
| Moment où chacun domine | Au repos, pendant le sommeil, dans le calme | Pendant l’effort, le stress, l’excitation |
Le nerf vague peut modifier le moment du tout prochain battement. Les nerfs sympathiques sont trop lents pour cela. Les sauts rapides d’un intervalle au suivant viennent donc surtout du nerf vague.
Voyez la différence ci-dessous. Donnez un coup de frein, puis appuyez sur l’accélérateur, et comparez la rapidité avec laquelle la fréquence cardiaque répond.
À quelle vitesse agit chaque nerf
Un modèle pédagogique, pas une mesure
- Délai avant le début du changement
- 0,3 s
- Temps pour atteindre 90 % du changement
- 1,5 s
- Plage de fréquence
- 54 à 70 bpm
Donnez un coup de frein vagal : les tout prochains battements arrivent déjà plus tard. Le ralentissement commence en une fraction de seconde et est complet en deux secondes environ. Relâchez, et la fréquence revient aussi vite.
Les boutons fonctionnent lorsque JavaScript est activé.
Un graphique en courbe de la fréquence cardiaque sur 50 secondes, au repos à 70 battements par minute, avec la sollicitation ombrée de 5 à 30 secondes et un repère sous le graphique pour chaque battement. Un coup de frein fait chuter la fréquence en 1,5 secondes environ, et elle remonte aussi vite une fois le frein relâché. Appuyer sur l’accélérateur ne fait rien pendant 3,0 secondes, puis la fréquence monte et se stabilise après environ 21,4 secondes, et revient lentement après le relâchement. Les deux ensemble ralentissent d’abord le cœur et l’accélèrent ensuite. Trois boutons choisissent ce qu’on actionne, et des indicateurs donnent le délai avant le premier changement et le temps de stabilisation.
La VFC au repos reflète surtout l’ activité vagale Tonus vagal L’influence continue du nerf vague sur le cœur, qu’il ralentit. On l’estime en général à partir de mesures de VFC comme le RMSSD et la puissance HF. En savoir plus sur Tonus vagal (parasympathique), parce que le nerf vague peut modifier le moment du tout prochain battement. C’est pourquoi les chercheurs utilisent le RMSSD RMSSD Racine carrée de la moyenne des carrés des différences successives : mesure de VFC calculée à partir de l’écart entre chaque intervalle entre battements et le suivant, en millisecondes. Elle reflète surtout l’activité vagale. En savoir plus sur RMSSD , la mesure que vous avez rencontrée dans la leçon 2, comme indicateur de l’activité vagale.
Essayez ci-dessous. Appuyez sur le frein : le cœur ralentit et les intervalles entre battements varient davantage. Appuyez sur l’accélérateur : le cœur accélère et les intervalles s’uniformisent.
Le frein et l’accélérateur
Un modèle pédagogique, pas une mesure
- Fréquence cardiaque
- 61 bpm
- RMSSD
- 55 ms
Réglé par les curseurs ci-dessous
Matin reposé. Après une bonne nuit, le frein est fort et l’accélérateur léger. La fréquence cardiaque est basse et les intervalles entre battements varient beaucoup : la VFC est donc élevée.
Les curseurs et les préréglages fonctionnent lorsque JavaScript est activé.
Un cœur bat à la fréquence réglée par deux curseurs, l’un pour le frein vagal (parasympathique) et l’autre pour l’accélérateur (sympathique). Une bande de battements et une courbe de l’intervalle avant chaque battement montrent la régularité du rythme. Augmenter le frein ralentit le cœur et fait varier davantage les intervalles, donc le RMSSD monte. Augmenter l’accélérateur accélère le cœur et rend les intervalles plus réguliers, donc le RMSSD baisse. Des boutons règlent les curseurs pour un matin reposé, le sommeil, le stress, les heures qui suivent une séance intense et le début d’une maladie, chacun avec une courte explication.
Pour aller plus loin Comment les nerfs communiquent avec le cœur
Le nerf vague libère un messager chimique, l’acétylcholine, au niveau du stimulateur. Elle ralentit la cadence à laquelle le stimulateur se déclenche. Les nerfs sympathiques libèrent de la noradrénaline (aussi appelée norépinéphrine), qui accélère le stimulateur et fait se contracter le cœur plus fort.
Pour aller plus loin Le frein et l’accélérateur ne sont pas une bascule
On est tenté de penser que, quand une branche monte, l’autre doit descendre. Berntson, Cacioppo et Quigley (1991) ont montré que c’est trop simple. Chaque branche peut monter ou descendre indépendamment, si bien que les deux peuvent monter ensemble (coactivation), descendre ensemble, ou bien une seule peut changer. Ils ont appelé cela l’« espace autonome » (autonomic space).
Cela compte pour toute application qui affiche votre « équilibre » sur une seule échelle. Si le frein et l’accélérateur appuient tous deux plus fort, la fréquence cardiaque peut rester presque inchangée alors que les deux travaillent. Un seul chiffre de VFC ne peut pas vous dire quelle branche a bougé. Essayez « Les deux à la fois » dans le modèle ci-dessus : le frein se voit dans la première seconde, l’accélérateur une demi-minute plus tard.
Le réflexe de pression
Votre fréquence cardiaque suit aussi votre pression artérielle. Des capteurs de pression situés dans la paroi des grosses artères perçoivent chaque hausse et chaque baisse. Quand la pression monte, le cerveau appuie sur le frein vagal et le cœur ralentit ; quand elle baisse, le frein se relâche et le cœur accélère. Cette boucle s’appelle le baroréflexe Baroréflexe Réflexe qui stabilise la pression artérielle d’un battement à l’autre en modifiant la fréquence cardiaque. Son délai de réaction fait monter et descendre la fréquence cardiaque environ toutes les 10 secondes : c’est le rythme à 0,1 Hz de la puissance LF. En savoir plus sur Baroréflexe .
La boucle met quelques secondes à faire son tour. Chaque correction va donc un peu trop loin, et la suivante la compense en sens inverse. Il en résulte une onde lente de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle, à raison d’environ une toutes les 10 secondes, soit 0,1 Hz (Shaffer, McCraty et Zerr, 2014). Ces ondes lentes s’appellent les ondes de Mayer Ondes de Mayer Ondes lentes de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque, environ une toutes les 10 secondes (0,1 Hz), dues au retard du baroréflexe. C’est le principal rythme de la bande LF au repos. En savoir plus sur Ondes de Mayer .
Le baroréflexe explique trois choses que vous rencontrerez plus loin dans ce cours :
- Se lever. Quand vous vous levez, le sang s’accumule dans les jambes et la pression baisse. Le baroréflexe relâche le frein et appuie sur l’accélérateur en quelques secondes : la fréquence cardiaque monte et la VFC baisse. C’est pourquoi la posture compte lors d’une mesure.
- La puissance LF Puissance LF Variance des intervalles entre battements dans la bande de 0,04 à 0,15 Hz, en ms² : des rythmes qui se répètent toutes les 7 à 25 secondes. Autrefois interprétée comme un reflet de l’activité sympathique, une lecture aujourd’hui contestée. En savoir plus sur Puissance LF . Sur un spectre, l’onde de 10 secondes se situe dans la bande des basses fréquences (LF). Au repos, la LF reflète surtout le baroréflexe, pas les nerfs sympathiques (Shaffer, McCraty et Zerr, 2014).
- La respiration lente. Respirer à environ 6 respirations par minute, soit une toutes les 10 secondes, aligne votre souffle sur cette onde. Les deux s’additionnent et les oscillations de la fréquence cardiaque deviennent amples.
Inspirer, expirer
Dans la leçon 1, vous avez senti votre pouls accélérer quand vous inspiriez et ralentir quand vous expiriez. Vous voyez maintenant pourquoi. Quand vous inspirez, le frein vagal se relâche un peu et le cœur accélère. Quand vous expirez, le frein appuie de nouveau et le cœur ralentit. Ce phénomène s’appelle l’ arythmie sinusale respiratoire Arythmie sinusale respiratoire Accélération normale de la fréquence cardiaque à l’inspiration et ralentissement à l’expiration. Commandée par le nerf vague, elle représente une grande part de la VFC au repos. En savoir plus sur Arythmie sinusale respiratoire (ASR).
La façon de respirer modifie donc la VFC. Une respiration lente et régulière agrandit l’onde du tachogramme Tachogramme Graphique en courbe des intervalles entre battements dans l’ordre où ils se sont produits, un point par battement, en millisecondes. Il montre la VFC sous la forme d’une ligne ondulée plutôt que d’un seul chiffre. En savoir plus sur Tachogramme . Chez la plupart des adultes, les plus grandes oscillations apparaissent à un rythme compris entre environ 4,5 et 6,5 respirations par minute. Six respirations par minute correspondent à compter lentement jusqu’à 5 en inspirant et jusqu’à 5 en expirant. À ce rythme, la respiration s’aligne sur l’onde de 10 secondes du réflexe de pression vu plus haut, et la hausse et la baisse de la fréquence cardiaque s’amplifient. La leçon 13 propose un modèle pour respirer en rythme.
Une oscillation plus ample pendant la respiration lente est une réponse normale. Cela ne signifie pas que la respiration lente agisse sur un problème de santé. Pour savoir ce que dit la recherche sur la pratique de la respiration pendant des semaines, lisez Un exercice de respiration fait-il monter la VFC ?
Ce que signifie « VFC élevée » pour votre système nerveux
Au repos, une VFC plus élevée que d’habitude pour vous signifie souvent que le frein vagal est plus actif. Cela correspond au repos, à la récupération et au calme.
Méfiez-vous cependant du mot « stress ». La VFC suit votre système nerveux, et bien des choses autres que l’inquiétude la modifient : votre posture, votre respiration, le fait de parler, de bouger, un repas ou l’heure de la journée. Un entraînement intense la veille, un dîner tardif ou une nuit courte peuvent aussi la déplacer. Pour en savoir plus sur le lien entre l’inquiétude, l’humeur et la VFC, consultez VFC et stress : ce qu’elle montre et ne montre pas et L’anxiété fait-elle baisser la VFC ?
Pourquoi cela compte pour vos mesures
Comme le nerf vague réagit en un battement, presque tout ce que vous faites peut modifier votre VFC sur le moment. Pour s’en affranchir, les chercheurs mesurent toujours dans les mêmes conditions : même posture, après quelques minutes pour se poser, sans parler ni bouger, en respirant normalement.
Vous pouvez adopter cette habitude. Une mesure prise en position assise pendant une conversation ne correspondra pas à une mesure prise en position allongée, sans bouger, au réveil. La leçon 9 explique comment faire une bonne mesure.
Pour le contexte, consultez Qu’est-ce que la VFC ? Définition et explications. Ensuite, la leçon Une VFC plus haute n’est pas toujours meilleure montre quand un chiffre élevé n’est pas une bonne nouvelle.