安静時心拍数が下がるとHRVも下がるのはなぜ?

通常は心拍数が低いほど心拍変動(HRV)は高くなります。理由の一つは、心拍数が低いほど、1分あたり一拍の差が、拍の間隔ではより大きなミリ秒の差になることです。体力のきわめて高い人の一部、安静時心拍数が約60 bpm未満の人では、迷走神経ブレーキが強く効きすぎて拍ごとの揺れが小さくなり、回復は問題なくてもHRVが下がります。二つの数値を合わせて見るか、lnRMSSDとRR間隔の比を使うと、両者を見分けられます。

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要点

  • 通常、HRVと安静時心拍数は逆向きに動きます。心拍数が低いほど、拍と拍の間隔が変動する余地が大きくなります。
  • 心拍数が1分あたり一拍違うと、拍の間隔は50 bpmで約24 ms、100 bpmで約6 msの差になります。そのためミリ秒で表すHRVは、一部は心拍数そのものに左右されます。
  • 安静時心拍数が約60 bpm未満の、体力のきわめて高い人の一部では、迷走神経ブレーキが飽和し、迷走神経活動は高まっているのにHRVが下がります。
  • 二つの数値を合わせて見てください。コーチはlnRMSSDを平均RR間隔で割った値を追跡し、この値は飽和すると下がります。
  • HRVの低下に、体調の悪さ、睡眠不足、心拍数の上昇が伴う場合は、飽和よりも疲労の可能性が高くなります。

通常はそうなりません。安静時心拍数が低いほど、心拍変動(HRV)は高くなるのが普通です。鍛えた人で両方が一緒に下がる場合、最も考えられる理由は副交感神経の飽和です。1分あたり約60拍を下回ると迷走神経ブレーキが強くかかりすぎて、拍ごとの揺れが小さくなります。疲労でも似た動きになるため、二つの数値を合わせて見てください。

通常のパターン:心拍数が低いほどHRVは高い

HRVと心拍数は、二つの点で結びついています。Jerzy Sacha(2014)が説明しているように、一つ目は生理学です。迷走神経は心拍を遅くすると同時に、拍と拍の間隔にばらつきを加えます。二つ目は計算です。拍の間隔(ミリ秒)は60,000を心拍数で割った値で、このカーブは心拍数が低いところで急になります。

心拍数平均の間隔1分あたり一拍の差に当たる間隔
50 bpm1,200 ms約24 ms
60 bpm1,000 ms約17 ms
100 bpm600 ms約6 ms

そのため、呼吸による同じ小さな揺れでも、心拍が遅いときのほうが大きなRMSSDとして表れます。下のモデルで心拍数を動かしてみてください。「飽和」をオフにしたままだと、心拍数が上がるにつれてRMSSDは一定のペースで下がります。

同じ刺激でも、ゆっくりした心拍では

測定ではなく、学習用のモデルです

平均の間隔
1000 ms
1分あたり1拍
17 ms
RMSSD
42 ms
lnRMSSD
3.73
lnRMSSD:RR ×1000
3.7

60 bpmでは平均の間隔は1000 msで、1分あたり1拍は17 msに当たります。同じ1分あたり6拍の揺れでも、RMSSDは42 msになります。lnRMSSDは3.73、lnRMSSDとRRの比は3.7です。

JavaScriptをオンにするとスライダーを動かせます。

1分あたり±3拍の一定の呼吸による揺れを、どの心拍数でも拍と拍の間隔(ミリ秒)で測っています。拍の間隔は60,000を心拍数で割った値で、その曲線は心拍数が低いところで急なため、同じ揺れでも、心拍がゆっくりなほどミリ秒では大きくなります。飽和をオンにすると、一部のアスリートのように、心拍数がとても低いところで揺れが急に小さくなる様子が見えます。個人の数値ではなく、学習用のモデルです。

1分あたり40〜100拍の心拍数に対するRMSSDのグラフです。飽和がないときは曲線が着実に下がり、50拍で約60 ms、70拍で約30 ms、100拍で約15 msです。飽和をオンにすると、破線の2本目の曲線が、1分あたり60拍を下回るところで下に曲がります。スライダーで心拍数を設定でき、チェックボックスで飽和をオンにできます。表示欄には、平均の間隔(ミリ秒)、その心拍数での1分あたり1拍に当たるミリ秒、RMSSD、lnRMSSD、lnRMSSDとRRの比が表示されます。

両方が一緒に下がるとき:飽和

心拍数がさらに低いところでは、このパターンが逆転することがあります。Buchheit(2014)によると、鍛えた人の中には、拍の間隔が約1000 msより長くなると、迷走神経ブレーキが強く安定して効いているために、呼吸のたびに緩める余地がほとんど残らない人がいます。心拍はゆっくりでとても均一になり、RMSSDは下がります。この低下は、迷走神経活動が減るからではなく、増えるために起こります。HRVが表すのは迷走神経からの出力の水準ではなく、その揺れの大きさだからです。

Plewsら(2013)は、エリートの持久系アスリートで、安静時心拍数が下がり続けるなかでHRVが低下する例を記述しています。Quigleyら(2024)は、迷走神経活動が非常に高いと呼吸による揺れが「ほぼ消える」ことを指摘し、研究者にこの上限の有無を確認するよう勧めています。上のモデルで「飽和」にチェックを入れ、心拍数を60未満まで動かすと、カーブが下向きに曲がるのが見えます。

飽和か、疲労か

HRVの低下は、トレーニングのやりすぎの警告であることもあります。次の手がかりが見分けの助けになります。

手がかり飽和を示唆疲労を示唆
安静時心拍数 安静時心拍数 完全に安静にしているときの、毎分の心拍数。成人では通常、毎分60〜100拍で、よく鍛えた選手ではそれより低くなります。 安静時心拍数についてさらに詳しく 下がっている、または非常に低く安定普段より高いことが多い
体調と練習の状態体調がよく、パフォーマンスも保てているだるさや痛みがあり、練習の調子が悪い
lnRMSSDとRR間隔の比拍の間隔が延びるのに比は下がる非常に大きく上がると、適応不良を示唆することがある

Buchheitは、lnRMSSDを平均RR間隔で割った値を追うことを勧めています。飽和では拍の間隔が延びるのに、この比は下がります。また、この比が極端に上がる場合は、トレーニングへの適応がうまくいっていない状態を反映している可能性があるとも述べています。上のモデルでは、この比が「 lnRMSSD lnRMSSD RMSSDの自然対数で、単位はありません。対数をとるとRMSSDの値の散らばりが整い、日ごとの変化を比べたり分析したりしやすくなります。 lnRMSSDについてさらに詳しく :RR ×1000」として表示されます。

さらに詳しく HRVは心拍数で補正すべきですか?

研究者の中には、心拍数そのものに由来する部分を取り除くため、HRVを拍の平均間隔、またはその二乗で割る人がいます。De Geusら(2019)はこうした方法を検討しました。最も単純な方法として、HRVを平均間隔に対するパーセント、つまり変動係数(CV)で表す方法を支持しています。この方法は心拍周期との関連を弱めるものの、なくしはしないとし、補正した結果と補正しない結果の両方を常に報告するよう勧めています。統計の上で回帰分析によって心拍数の影響を「取り除く」ことには警告しています。心拍周期の直接の影響が関連のどれだけを占めるかは、今も未解決です。

実際にどうするか

  • HRVと安静時心拍数は、7日間の平均として合わせて見てください。決して一日分だけで判断しないでください。HRVと安静時心拍数、どちらが重要?も参照してください。
  • 持久系のトレーニングを高度に積んだアスリートでなければ、飽和の可能性は低いでしょう。その場合は、心拍数が下がるのにHRVも下がっても、ほかの低下と同じ点を確認します。睡眠、飲酒、病気、トレーニング負荷です。
  • 心拍が非常に遅く、めまい、失神、息切れ、胸の痛みを伴う場合は、医師に相談してください。HRVの数値では心拍のリズムを確認できません。

HRVと心拍数が影響し合うそのほかの形は、レッスンのHRVは高いほどよいとは限らない理由で扱っています。

よくある質問

心拍数が下がったときにHRVも下がるのは悪いことですか?

そうとは限りません。体力が非常に高く、トレーニング量が多く、体調もよいなら、副交感神経の飽和と考えて矛盾しません。だるさがある、睡眠が悪い、練習の調子が落ちているといった場合は疲労と考えて、練習を控えめにしてください。心拍が非常に遅く、めまいや失神を伴うときは、医師に相談してください。

HRVは心拍数で補正したほうがよいですか?

補正の方法については研究者の間でも意見が分かれています。2019年のレビューは、HRVを拍の平均間隔に対するパーセントで表すことを支持し、補正した結果と補正しない結果の両方を報告するよう勧めています。自分の推移を見るなら、HRVと安静時心拍数を並べて見るだけで、必要なことの大部分はまかなえます。

飽和は心拍数がいくつになると始まりますか?

Buchheitは、拍の間隔が約1000 msより長くなる付近、つまり安静時心拍数が約60 bpm未満をその分かれ目としています。60 bpm未満の人全員に起こるわけではなく、主によく鍛えた持久系アスリートに見られます。

出典

  1. Interaction between heart rate and heart rate variability Annals of Noninvasive Electrocardiology, 2014
  2. Should heart rate variability be "corrected" for heart rate? Biological, quantitative, and interpretive considerations Psychophysiology, 2019
  3. Monitoring training status with HR measures: do all roads lead to Rome? Frontiers in Physiology, 2014
  4. Training adaptation and heart rate variability in elite endurance athletes: opening the door to effective monitoring Sports Medicine, 2013
  5. Publication guidelines for human heart rate and heart rate variability studies in psychophysiology—Part 1: Physiological underpinnings and foundations of measurement Psychophysiology, 2024