La Variabilité de la Fréquence Cardiaque (VFC)

Aujourd’hui, je vous propose d’explorer notre fonctionnement interne en vous parlant de Variabilité de la Fréquence Cardiaque (VFC), appelée aussi Heart Rate Variability (HRV) dans la littérature anglophone.

Repartons de la base. La fréquence cardiaque, tout le monde connait. C’est le nombre de pulsations par minute de notre cœur. On sait également que cette fréquence n’est pas stable : il suffit d’inspirer pour sentir son cœur « accélérer » et expirer pour le sentir « ralentir ». La VFC consiste à observer ces degrés de variation au cours du temps. Pourquoi, me diriez-vous ? Et bien parce qu’une VFC élevée est signe de bonne santé. Je vais vous expliquer pourquoi après, mais d’abord …

… Un petit zoom sur un relevé d’électrocardiogramme

Sur l’image ci-dessous, l’activité électrique montre des pics vers le haut appelés R. Ces pics ne sont pas réguliers et ne doivent pas l’être. Si l’on mesure l’intervalle entre deux pics consécutifs, on n’obtient jamais la même valeur. Cet intervalle est appelé « intervalle R-R » et s’exprime en millisecondes.

La VFC consiste donc à étudier la « non constance » de cet intervalle.

Un peu de math (désolé, on n’y coupe pas ) … pour mesurer cette variabilité, on utilise la RMSSD … la quoi ? … la Root Mean Square of the Successive Differences. Autrement dit, on mesure l’écart de l’intervalle R-R par rapport à son prédécesseur et on fait une moyenne quadratique de tous ces écarts. Si on reprend l’exemple précédent, ça donnerait :

• Les « Successive Differences » : -100, 67, -80
• La moyenne quadratique : racine carrée ( ((-100)*(-100) + 67*67 + (-80)*(-80)) / 3 ) = 83.4

On pressent bien que ça ne nous donne pas grand-chose en terme d’information brute : comme on n’a aucune idée de l’ordre de grandeur attendue, on est un peu perdu avec ça.

Est-ce que c’est grave docteur si j’ai une RMSSD de 83.4 ?

Ce qu’il faut savoir c’est que cette mesure est personnelle et qu’elle peut varier d’un individu à un autre. Elle n’a donc de sens que si elle est prise de manière régulière et on s’attardera à observer la tendance de son évolution au cours du temps plutôt que sa valeur elle-même.

Deuxième élément à comprendre : plus on a d’échantillons disponibles, plus cette moyenne quadratique est pertinente. Typiquement, un relevé de la fréquence cardiaque doit durer au moins cinq minutes si l’on est le matin au réveil, sinon on prend le risque d’avoir une mesure faussée par des artefacts. Exemples :

• je me tourne pour attraper mon téléphone,
• le chien vient d’aboyer dehors et j’ai sursauté,
• je sens un truc bizarre au fond du lit, si ça se trouve c’est une araignée, maman j’ai peur !
• …

D’où vient cette variabilité  ?

Le cœur est un organe et comme tout organe du corps, il est contrôlé par notre Système Nerveux Autonome (SNA). C’est le pilote non conscient de nos fonctions vitales telles que le système cardio-vasculaire ou l’appareil respiratoire. J’insiste sur le « non-conscient » car on ne décide pas par la pensée de la manière dont on va piloter ces organes : c’est le cerveau qui s’occupe d’activer les ordres adéquats en fonction des stimuli extérieurs.

Pour réaliser un pilotage efficace, il faut un accélérateur et un frein. L’accélérateur est joué par la partie « sympatique » du SNA et le frein par la partie « parasympathique« . Le schéma ci-dessous illustre ces deux réseaux.

Pour aller plus loin : http://www.francaise-bio-energetique.com/

Le système sympathique aura une action sur le cœur en accélérant la fréquence cardiaque lorsque l’individu est confronté à une situation stressante ou lorsqu’il réalise un effort.

A l’inverse, le système parasympathique aura une action calmante de réduction de la fréquence cardiaque quand le corps se mettra au repos ou aura besoin de refaire le plein de ses réserves.

Mais en pratique, ce n’est pas aussi binaire que ça en a l’air et les deux systèmes sont plus ou moins activés en permanence (plusieurs fois par minute), ce qui mène à cette variabilité que l’on peut tous observer en prenant notre pouls à la carotide.

Un exemple non exhaustif de l’impact de notre SNA sur nos organes :

Un coup d’œil sur la répartition en fréquence

La courbe de fréquence cardiaque peut s’apparenter à un signal, c’est à dire à un assemblage de sinusoïdes d’amplitude et de fréquence distinctes comme le montre le schéma ci-dessous.On peut donc observer et s’intéresser à la répartition en fréquence de ce signal. Qu’est-ce qu’on obtient ? deux zones principales en fait :

• La zone 1 : sous 0.15 Hz, on a la réponse en fréquence de l’activité du système Sympathique
• La zone 2 : au-dessus de 0.15 Hz, celle du système parasympathique

On verra un autre jour que l’on peut aussi interpréter ce qui se passe en-dessous de 0.05 Hz et au-dessus de 0.4 Hz.

Ça c’est top ! On a donc un moyen de faire un état des lieux de notre système nerveux rien qu’en analysant une courbe de fréquence cardiaque.

Ce qui va nous intéresser, c’est la puissance de notre frein et de notre accélérateur, autrement dit la valeur en Y de chacun des systèmes (dans l’exemple, 0.02 pour le Sympathique et 0.025 pour le Parasympathique). De même, il sera intéressant de savoir si l’un des deux prend le pas sur l’autre ou si au contraire, il est un peu plus faible que son voisin.

Dans la littérature, on retrouve cette comparaison sous la forme du rapport LF / HF (Low Frequency / High Frequency), c’est-à-dire du rapport de la puissance du système Sympathique sur celui du système Parasympathique.

Là encore, l’ordre de grandeur de ces différentes puissances est difficile à appréhender sur une seule valeur prise un jour lambda. Il faut réaliser des mesures régulières – au moins hebdomadaires – pour avoir un étalon sur nos valeurs dites « normales » et celles qui correspondront à un état de fatigue nerveuse.

Comment on interprète les résultats de VFC ?

Je ne veux pas aller trop vite en besogne. Nous aborderons des cas concrets dans un autre article. Mais grosso modo :

• Une personne soumise à un stress répété verra son système sympathique s’effondrer. L’attitude à adopter si possible est le repos. Si elle veut quand même courir parce que ça lui vide la tête, elle doit opter pour une séance à allure modérée. Surtout pas de HIIT ou de fractionné court sinon la séance aura l’effet inverse.
• Une personne qui sort d’un week-end choc ou d’un stage de trail à gros volume d’endurance aura un système parasympathique faiblard en fin de stage. Évidemment la solution à adopter sera là encore le repos. Et dans les semaines qui suivent, il faudra privilégier les séances courtes avec quelques accélérations pour donner des  coups de fouet et retrouver du tonus.

Au passage, on a ici un très bon outil pour savoir si l’on a récupéré de notre dernier gros trail : il suffit d’observer si le niveau du système parasympathique est revenu à la normale. Partir sur un ultra-trail un mois après un gros bloc d’entrainement alors que le système parasympathique bat toujours de l’aile est suicidaire !

Une petite synthèse sur la VFC

Vous vous levez le matin et, encore endormi, vous enregistrez votre fréquence cardiaque pendant au moins 5′. Rien qu’avec cette mesure, vous pourrez en déduire :

• la RMSSD : la vigueur du système nerveux dans son ensemble
• La puissance du système Sympatique (l’accélérateur)
• La puissance du système Parasympatique (le frein)
• Le rapport LF / HF : la répartition entre les deux (lequel est le plus fort)

Appliquées au trail et à la vie en général, ces informations vous donneront des indices précieux sur votre état de forme et la bonne santé de votre pilote qu’est le cerveau. Avec un système nerveux fatigué, c’est tout le corps qui fonctionne au ralenti. On comprend mieux l’intérêt de toutes ces données pour adapter son entrainement et ne pas suivre « bêtement » un plan qui ne peut pas prendre en compte :

• la charge émotionnelle et physique induite par les événements de notre vie,
• le stress auquel on est exposé,
• la qualité de notre sommeil et donc de notre récupération.

Pour votre culture, Xavier Thévenard qui a gagné trois fois l’UTMB construit son plan d’entrainement principalement sur la VFC. En 2017, il n’a pas pris le départ de la Diagonale des Fous à laquelle il était inscrit car tous ses paramètres nerveux étaient au plus bas. Voilà un très bel exemple d’écoute de soi et de bienveillance de la part d’un coureur élite.

Et qu’est-ce que je peux utiliser pour réaliser ces mesures de VFC ?

… et bien … ça sera pour la prochaine fois

Je vous donnerai quelques outils pour faire ces relevés et ces  analyses de manière très simple. Au final, vous pourrez alors vous construire votre propre suivi longitudinal, outil indispensable quand on veut augmenter la charge en course à pied sans faire n’importe quoi.

J’ai conscience que cet article était assez technique et pas forcément très « funky » à lire, mais si vous comprenez et assimilez toutes ces notions, vous saurez vous construire un plan d’entrainement personnalisé aux petits oignons tout en prenant soin de vous .

Take care !