La variabilità della frequenza cardiaca (HRV) è controllata soprattutto dal sistema nervoso. Il nervo vago Nervo vago Il nervo principale del sistema nervoso parasimpatico, che va dal tronco encefalico al cuore, ai polmoni e all'intestino. I suoi segnali rapidi al cuore determinano la maggior parte della HRV da battito a battito. Approfondisci: Nervo vago agisce come un freno rapido sul cuore, e i nervi simpatici come un acceleratore più lento. A riposo, la HRV mostra soprattutto quanto è attivo il freno.
Nella lezione 2 hai visto che la HRV corrisponde all’oscillazione della linea in un grafico degli intervalli tra i battiti. Questa lezione spiega che cosa fa oscillare la linea, e che cosa questo dice e non dice.
Il pilota automatico dell’organismo
Non decidi tu a che velocità batte il cuore, a che velocità digerisci o quanto si Indice di stress di Baevsky Un valore senza unità di misura, ricavato dall'istogramma degli intervalli tra i battiti. Sale quando il ritmo diventa più regolare e meno variabile, cosa che Baevsky leggeva come tensione nella regolazione dell'organismo. Approfondisci: Indice di stress di Baevsky dilatano le pupille. Se ne occupa una parte del sistema nervoso, senza che tu ci pensi. Si chiama sistema nervoso autonomo Sistema nervoso autonomo La parte del sistema nervoso che governa l'organismo senza il controllo della volontà, frequenza cardiaca compresa. La HRV riflette soprattutto come regola il cuore di momento in momento. Approfondisci: Sistema nervoso autonomo (SNA), dal greco «che si governa da sé».
Ha due rami principali:
- Il ramo simpatico prepara all’azione. Si parla spesso di « attacco o fuga Sistema nervoso simpatico Il ramo «attacco o fuga» del sistema nervoso autonomo. Accelera il cuore e lo fa pompare con più forza, ma agisce troppo lentamente per determinare le variazioni della HRV da un battito all'altro. Approfondisci: Sistema nervoso simpatico ». Accelera il cuore e rende più forte ogni battito.
- Il ramo parasimpatico Sistema nervoso parasimpatico Il ramo «riposo e digestione» del sistema nervoso autonomo. Rallenta il cuore, soprattutto tramite il nervo vago, e determina gran parte della variazione battito a battito della HRV. Approfondisci: Sistema nervoso parasimpatico si occupa di riposo e recupero. Si parla spesso di «riposo e digestione». Rallenta il cuore, e questo fa risparmiare energia quando si è a riposo.
Entrambi i rami sono attivi in ogni momento. Immaginali come due mani sui comandi, ciascuna delle quali preme un po’ di più o un po’ di meno da un istante all’altro.
Il nervo principale del ramo parasimpatico è il nervo vago. Parte dal tronco encefalico e scende attraverso il collo e il torace fino a molti organi, tra cui il cuore. Circa tre quarti di tutte le fibre parasimpatiche viaggiano al suo interno.
Il freno e l’acceleratore
Il cuore ha un proprio pacemaker naturale, il nodo senoatriale Nodo senoatriale Il pacemaker naturale del cuore: un piccolo gruppo di cellule da cui parte ogni battito normale. Lasciato a sé, genera circa 100 impulsi al minuto; a riposo il nervo vago mantiene la frequenza più bassa. Approfondisci: Nodo senoatriale , un piccolo gruppo di cellule nella camera superiore destra. Scarica da solo, senza alcun segnale dal cervello. Lasciato del tutto a se stesso, scaricherebbe circa 100 volte al minuto in una tipica persona di 40 anni (Quigley e colleghi, 2024). Questa frequenza «intrinseca» diminuisce con l’età, da circa 107 al minuto a 20 anni a circa 90 a 50 anni (Shaffer, McCraty e Zerr, 2014).
Eppure la maggior parte delle persone a riposo ha una frequenza cardiaca molto più bassa. Il motivo è il nervo vago, che tiene con costanza il piede sul freno. Nelle persone, a differenza dei topi, la frequenza cardiaca a riposo Frequenza cardiaca a riposo Quante volte il cuore batte al minuto quando si è completamente a riposo. Negli adulti di solito è tra 60 e 100 battiti al minuto, e più bassa negli atleti ben allenati. Approfondisci: Frequenza cardiaca a riposo è stabilita soprattutto da questo freno (MacDonald e colleghi, 2020).
I nervi simpatici lavorano nel verso opposto. Premono l’acceleratore e fanno salire la frequenza cardiaca durante lo sforzo, l’eccitazione o lo stress.
I due differiscono anche per velocità:
| Nervo vago (parasimpatico) | Nervi simpatici | |
|---|---|---|
| Effetto sulla frequenza cardiaca | La rallenta | La accelera |
| Quanto è rapido | In meno di un secondo | Fino a circa 5 secondi per partire, da 20 a 30 secondi per raggiungere il pieno effetto |
| Quando prevale | A riposo, durante il sonno, nella calma | Durante lo sforzo, lo stress, l’eccitazione |
Il vago può cambiare i tempi del battito immediatamente successivo. I nervi simpatici sono troppo lenti per farlo. Quindi i rapidi salti da un intervallo al successivo vengono per lo più dal vago.
Guarda la differenza qui sotto. Tocca il freno, poi premi l’acceleratore, e confronta con quale rapidità risponde la frequenza cardiaca.
Con che rapidità agisce ogni nervo
Un modello didattico, non una misurazione
- Ritardo prima della risposta
- 0,3 s
- Tempo per il 90% della variazione
- 1,5 s
- Escursione della frequenza
- da 54 a 70 bpm
Tocca il freno vagale e i battiti immediatamente successivi arrivano più tardi. Il rallentamento parte entro una frazione di secondo e si completa entro circa due secondi. Rilascia e la frequenza torna com’era altrettanto in fretta.
I pulsanti funzionano con JavaScript attivo.
Un grafico lineare della frequenza cardiaca su 50 secondi, a riposo a 70 battiti al minuto, con il tratto in cui il pedale è premuto in ombra, da 5 a 30 secondi e un segno sotto il grafico per ogni battito. Toccare il freno fa scendere la frequenza entro circa 1,5 secondi, e al rilascio la frequenza risale con la stessa rapidità. Premere l’acceleratore non ha effetto per 3,0 secondi, poi la frequenza sale e si assesta dopo circa 21,4 secondi, e dopo il rilascio torna indietro lentamente. Premendo entrambi, il cuore prima rallenta e poi accelera. Tre pulsanti scelgono che cosa premere, e i valori mostrano il tempo al primo cambiamento e il tempo per assestarsi.
La HRV a riposo riflette soprattutto l’ attività vagale Tono vagale L'influenza continua del nervo vago sul cuore, che lo rallenta. Di solito si stima da misure della variabilità della frequenza cardiaca (HRV) come il RMSSD e la potenza HF. Approfondisci: Tono vagale (parasimpatica), perché il nervo vago può cambiare i tempi del battito immediatamente successivo. Per questo i ricercatori usano il RMSSD RMSSD Radice quadrata della media dei quadrati delle differenze successive: misura della HRV, in ms, di quanto ogni intervallo tra battiti differisce dal successivo. Riflette soprattutto l'attività vagale. Approfondisci: RMSSD , la misura incontrata nella lezione 2, come indicatore dell’attività vagale.
Prova qui sotto. Premi il freno e il cuore rallenta, e gli intervalli tra i battiti variano di più. Premi l’acceleratore e il cuore accelera, e gli intervalli si uniformano.
Freno e acceleratore
Un modello didattico, non una misurazione
- Frequenza cardiaca
- 61 bpm
- RMSSD
- 55 ms
Impostato dai cursori qui sotto
Mattino dopo una buona notte. Dopo una buona notte il freno è forte e l’acceleratore leggero. La frequenza cardiaca è bassa e gli intervalli tra i battiti variano molto, quindi la HRV è alta.
I cursori e le preimpostazioni funzionano con JavaScript attivo.
Un cuore batte alla frequenza stabilita da due cursori, uno per il freno vagale (parasimpatico) e uno per l’acceleratore (sistema simpatico). Una striscia di battiti e una linea con l’intervallo prima di ogni battito mostrano quanto è regolare il ritmo. Se alzi il freno, il cuore rallenta e gli intervalli variano di più, quindi il RMSSD sale. Se alzi l’acceleratore, il cuore accelera e gli intervalli diventano più regolari, quindi il RMSSD cala. I pulsanti impostano i cursori per un mattino dopo una buona notte, il sonno, lo stress, le ore dopo un allenamento intenso e l’inizio di una malattia, ciascuno con una breve spiegazione.
Approfondisci Come i nervi parlano al cuore
Il nervo vago rilascia al pacemaker un messaggero chimico chiamato acetilcolina, che rallenta la frequenza con cui il pacemaker scarica. I nervi simpatici rilasciano noradrenalina (detta anche norepinefrina), che accelera il pacemaker e fa contrarre il cuore con più forza.
Approfondisci Il freno e l'acceleratore non sono un'altalena
Viene spontaneo pensare che quando un ramo sale l’altro debba scendere. Berntson, Cacioppo e Quigley (1991) hanno mostrato che è una semplificazione eccessiva. I due rami possono salire o scendere ciascuno per conto proprio, quindi possono aumentare insieme (coattivazione), diminuire insieme o cambiare uno alla volta. Hanno chiamato questo schema «spazio autonomico» (autonomic space).
Questo conta per qualsiasi app che mostri il tuo «equilibrio» su un’unica scala. Se il freno e l’acceleratore premono entrambi di più, la frequenza cardiaca può cambiare appena, pur con tutti e due al lavoro. Un solo valore di HRV non dice quale ramo sia cambiato. Prova a premere entrambi insieme nel modello qui sopra: il freno si vede nel primo secondo, l’acceleratore mezzo minuto dopo.
Il riflesso della pressione
La frequenza cardiaca segue anche la pressione arteriosa. I sensori di pressione nelle pareti delle grandi arterie avvertono ogni salita e discesa. Quando la pressione sale, il cervello preme il freno vagale e il cuore rallenta; quando scende, il freno si allenta e il cuore accelera. Questo circuito si chiama baroriflesso Baroriflesso Il riflesso che stabilizza la pressione arteriosa battito dopo battito tramite la frequenza cardiaca. Il suo ritardo innato la fa oscillare ogni 10 secondi circa: il ritmo a 0,1 Hz della potenza LF. Approfondisci: Baroriflesso .
Il circuito impiega qualche secondo per compiere il giro. Così ogni correzione va un po’ oltre il segno, e la successiva la riporta indietro. Ne risulta un’onda lenta nella frequenza cardiaca e nella pressione arteriosa, circa una ogni 10 secondi, cioè 0,1 Hz (Shaffer, McCraty e Zerr, 2014). Queste onde lente si chiamano onde di Mayer Onde di Mayer Onde lente di pressione arteriosa e frequenza cardiaca, circa una ogni 10 secondi (0,1 Hz), dovute al ritardo del riflesso che regola la pressione. A riposo sono il ritmo principale della banda LF. Approfondisci: Onde di Mayer .
Il baroriflesso spiega tre cose che incontrerai più avanti in questo corso:
- Alzarsi in piedi. Quando ti alzi, il sangue si accumula nelle gambe e la pressione cala. Il baroriflesso allenta il freno e preme l’acceleratore nel giro di pochi secondi, quindi la frequenza cardiaca sale e la HRV scende. Per questo la posizione conta per una misurazione.
- Potenza LF Potenza LF La varianza degli intervalli tra i battiti nella banda da 0,04 a 0,15 Hz, in ms²: ritmi con un periodo da 7 a 25 secondi. Un tempo letta come attività simpatica, lettura oggi contestata. Approfondisci: Potenza LF . In uno spettro, l’onda di 10 secondi cade nella banda a bassa frequenza (LF). A riposo la LF riflette soprattutto il baroriflesso, non i nervi simpatici (Shaffer, McCraty e Zerr, 2014).
- Respirazione lenta. Respirare a circa 6 respiri al minuto Frequenza respiratoria Quanti respiri fai al minuto. Da sola fa variare la HRV: un respiro più lento e profondo amplia l'oscillazione tra i battiti, che sotto circa 9 respiri al minuto passa dalla banda HF alla LF. Approfondisci: Frequenza respiratoria , uno ogni 10 secondi, allinea il respiro a quest’onda. I due effetti si sommano e le oscillazioni della frequenza cardiaca diventano ampie.
Inspirare, espirare
Nella lezione 1 hai sentito il polso accelerare quando inspiravi e rallentare quando espiravi. Ora puoi capirne il motivo. Quando inspiri, il freno vagale si allenta un poco e il cuore accelera. Quando espiri, il freno preme di nuovo e il cuore rallenta. Questo schema si chiama aritmia sinusale respiratoria Aritmia sinusale respiratoria Il normale aumento della frequenza cardiaca quando inspiri e il suo calo quando espiri. Dipende dal nervo vago e costituisce buona parte della HRV a riposo. Approfondisci: Aritmia sinusale respiratoria (RSA).
Per questo il modo in cui respiri cambia la HRV. Una respirazione lenta e regolare rende più grande l’onda nel tacogramma Tacogramma Grafico a linea degli intervalli tra i battiti in ordine di tempo, un punto per battito, in ms. Mostra la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) come una linea ondulata, non come un solo valore. Approfondisci: Tacogramma . Per la maggior parte degli adulti le oscillazioni più ampie si hanno a un ritmo compreso tra circa 4,5 e 6,5 respiri al minuto. Sei respiri al minuto corrispondono a un conteggio lento di 5 per inspirare e 5 per espirare. A questo ritmo la respirazione si allinea con l’onda di 10 secondi del riflesso della pressione descritto sopra, e la salita e discesa della frequenza cardiaca si amplia. La lezione 13 ha un modello con cui respirare insieme.
Un’oscillazione più ampia durante la respirazione lenta è una risposta normale. Non significa che la respirazione lenta tratti una qualche condizione di salute. Per sapere che cosa dice la ricerca sulla pratica respiratoria nell’arco di settimane, leggi La respirazione lenta può far salire la HRV?
Che cosa significa «HRV alta» per il sistema nervoso
A riposo, una HRV più alta del tuo solito indica spesso che il freno vagale è più attivo. Questo è coerente con riposo, recupero e calma.
Attenzione però alla parola «stress». La HRV segue il sistema nervoso, e la modificano molte cose oltre alle preoccupazioni: la posizione, la respirazione, il parlare, il muoversi, un pasto o l’ora del giorno. Anche un allenamento duro il giorno prima, una cena tardiva o una notte breve possono farla variare. Per saperne di più su come preoccupazione e umore si collegano alla HRV, vedi HRV e stress: che cosa può e non può mostrare e L’ansia abbassa la HRV?
Perché conta per le tue misurazioni
Poiché il vago reagisce nel giro di un battito, quasi tutto ciò che fai può cambiare la HRV sul momento. I ricercatori ne tengono conto misurando ogni volta nelle stesse condizioni: stessa posizione, dopo qualche minuto di adattamento, senza parlare né muoversi, respirando normalmente.
Puoi adottare la stessa abitudine. Una misurazione fatta seduti a chiacchierare non sarà uguale a una fatta da sdraiati e fermi al risveglio. La lezione 9 spiega come fare una buona misurazione.
La pagina Che cos’è la HRV? offre un quadro di fondo. Poi, nella lezione Perché una HRV più alta non è sempre meglio, vedrai quando un valore alto non è una buona notizia.