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editorial
. 2020 Jul 28;115(1):78–79. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20200668
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Distúrbios do Sistema de Condução Atrioventricular e Potenciais Riscos de Eventos Arrítmicos em Atletas de Alta Resistência

Carlos Alberto Cordeiro Hossri 1,2,3
PMCID: PMC8384336  PMID: 32813831

Minieditorial referente ao artigo: Avaliação do Tempo de Condução Atrioventricular Dinâmica para Acoplamento ao Intervalo RR em Atletas e Indivíduos Sedentários

Algumas alterações eletrocardiográficas são comumente observadas em atletas de alta resistência ou alto rendimento e, por vezes, apresentam características semelhantes às observadas em indivíduos idosos ou com doença cardiovascular.1 - 4

O treinamento de elevada intensidade em atletas de alto rendimento pode induzir adaptações fisiológicas intrínsecas ao sistema de condução do estímulo cardíaco e, consequentemente, maior prevalência de anormalidades na condução atrioventricular (AV).3 , 5

Os mecanismos fisiológicos ou mesmo fisiopatológicos pelos quais o treinamento atlético induz tais alterações intrínsecas no sistema de condução cardíaca ainda apresentam entendimento limitado, e provavelmente devem ser multifatoriais. No entanto, as alterações anatômicas observadas, como dilatação atrial e ventricular, demonstraram a criação de um remodelamento mecânico-elétrico necessário para causar adaptações eletrofisiológicas AV intrínsecas.4 - 6

Dentre as expressões eletrocardiográficas mais comuns, consequentes das alterações cardíacas induzidas por esportes de alto desempenho e altos níveis de treinamento, incluem-se a bradicardia sinusal e o bloqueio AV. Habitualmente, não requerem cuidados ou atenção especial desde que sejam assintomáticas ou não produzam pausas superiores a 4 segundos. O bloqueio AV de 1º grau é mais habitual, seguido do bloqueio AV de 2º grau tipo Mobitz I. Já o tipo II e o bloqueio atrioventricular de 3º grau são achados mais incomuns, mesmo em atletas, e devem ser considerados como um sinal de possíveis lesões orgânicas.

A ocorrência de formas ventriculares complexas de arritmia deve sempre levar a exame cardiológico em busca de substrato cardiogênico, especialmente a cardiomiopatia hipertrófica ou dilatada. A presença de arritmias ventriculares sem evidência de doença cardíaca subjacente parece não indicar um risco especial ou aumentado de morte cardíaca súbita. Maior incidência de hipertrofia ventricular direita e/ou esquerda, elevação do segmento ST (repolarização precoce) e alterações lábeis da onda T, ambas reversíveis ao exercício e consideradas fisiológicas no ECG de atletas.

O treinamento físico de endurance ou de grande monta expõe o coração a intensas sobrecargas ao longo do tempo. Essas constantes exposições ao treinamento intenso podem gerar alterações no automatismo cardíaco como descrito, além das alterações da condução atrioventricular, despolarização e repolarização ventricular.1 , 2 , 6

Adicionalmente, esses ajustes estruturais cardíacos podem ser marcantes e levar a aumentos de até 85% na massa do ventrículo esquerdo. Embora essas alterações funcionais e estruturais sejam documentadas, ainda são desconhecidos os seus limites reais dentro de padrões considerados normais, bem como suas consequências em longo prazo.

Stein et al.,5 descreveram ações do treinamento de alto rendimento como corolário de seus efeitos no nó sinusal, onde o aumento do tônus parassimpático, a redução do tônus simpático e os componentes não autonômicos podem contribuir para a bradicardia sinusal e adaptações no sistema especial de condução cardíaca. Tais mecanismos levam a maior prevalência de anormalidades na condução intrínseca atrioventricular observada em atletas.

Em atletas de elite, além da predominância do tônus vagal e, consequentemente, da bradicardia em repouso, que aumentam os valores absolutos da duração do intervalo QT,7 , 8 um aumento na massa do ventrículo esquerdo é considerado um fenômeno fisiológico benigno, também conhecido como “coração de atleta”. Observações feitas, como intervalo QT ligeiramente prolongado isolado em atletas, podem refletir a repolarização tardia resultante do aumento da espessura da parede ventricular8 , 9 e/ou da bradicardia, tanto como reflexo do treinamento quanto eventualmente como forma de comprometimento no sistema de condução especial do estímulo cardíaco.10 , 11 Frequentemente, esses atletas de alta demanda apresentam remodelamento do nó AV, caracterizado por vários graus de bloqueio de condução AV, ritmo atrial ou juncional baixo não-sinusal e, mais raramente, bloqueio AV completo.1 , 2 , 6 , 9 Esses distúrbios da condução AV dependem do status do condicionamento físico e estão relacionados não apenas ao aumento da atividade parassimpática sobre o nó AV, mas também ao remodelamento secundário das fibras do nó AV e ao acoplamento célula a célula.8 , 9

Assim, a análise das contribuições autonômicas para a dependência da variabilidade da duração dinâmica da repolarização ventricular (VRD) pode ser uma ferramenta valiosa para avaliar a adaptação da VRD à duração do ciclo cardíaco nessa população.12

Em estudo prévio, Nazario e Benchimol-Barbosa13 descreveram a variabilidade da duração da repolarização ventricular batimento a batimento avaliada por fases de aceleração e desaceleração cardíaca em atletas. A duração da repolarização ventricular dinâmica (DRV) e o acoplamento com intervalo RR estão relacionados ao controle autonômico e à estabilidade elétrica do miocárdio. A retificação de fase da série com intervalo RR separa as fases de aceleração e desaceleração, refletindo influências simpáticas e parassimpáticas na frequência cardíaca, respectivamente, onde observaram que esses apresentam maior duração da repolarização ventricular para todas as durações do intervalo RR.

Nos atletas, a variabilidade da DRV diminui à medida que o intervalo RR aumenta, indicando um efeito benéfico da aptidão física na estabilidade da repolarização e também a avaliação do intervalo RR usando a abordagem de início ou pico de onda como pontos fiduciais proporcionando resultados precisos e adequados para a análise da variação fisiológica do intervalo entre os batimentos.13 , 14

Embora os distúrbios da condução AV tenham sido documentados repetidamente em atletas, a adaptação dinâmica da condução AV ao ciclo cardíaco nessa população ainda precisa de esclarecimentos. Na população em geral, a duração AV varia dinamicamente de acordo com a duração do intervalo RR, caracterizando um efeito semelhante a uma sanfona. Entretanto, em atletas, o remodelamento autonômico pode influenciar a condução dinâmica AV na adaptação do intervalo RR, levando a um comportamento distinto da condução AV, em resposta à variação do intervalo RR relacionada ao tempo. O estudo de Benchimol-Barbosa et al.15 avaliou as variabilidades do tempo de condução AV (TCAV) batimento por batimento e do intervalo RR em corredores de elite e indivíduos sedentários saudáveis, em repouso, com o objetivo de avaliar o efeito do status da aptidão física na duração do acoplamento espontâneo de TCAV ao intervalo RR. Nesse estudo, os atletas apresentaram valores RR médios e desvios-padrão-RR significativamente maiores que os controles e o slope RR-TCAV nos controles e atletas resultou em diferenças significativas entre os grupos, demonstrando que essa inclinação do RR-TCAV diminui à medida que a capacidade metabólica (MET) aumenta.

Acreditamos que algum mecanismo de proteção orgânica intrínseca seja ativado quando o indivíduo sofre pelo exercício crônico e intenso essas adaptações fisiológicas e assim desenvolve, através dessa resposta discrepante observada, uma defesa para manutenção da condução cardíaca especializada.

Ainda é necessário investigar o potencial impacto dos achados atuais em contextos clínicos, como um marcador para taquiarritmias supraventriculares, particularmente a arritmia reentrante do nó AV e fibrilação atrial.

Finalmente, observamos que o achado intrigante do estudo de Benchimol-Barbosa15 foi justamente a discordância entre o acoplamento dinâmico do TCAV e denotar as respostas distintas entre atletas e sedentários com relação ao comportamento do intervalo PR e RR. Tais observações merecerão maiores investigações e seguimentos sobre os potenciais efeitos do treinamento físico de alta intensidade e aprimoramentos nas orientações clínicas dessa população.

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Arq Bras Cardiol. 2020 Jul 28;115(1):78–79. [Article in English]

Atrioventricular Conduction System Disorders and Potential Risks of Arrhythmic Events in Endurance Athletes

Carlos Alberto Cordeiro Hossri 1,2,3

Short Editorial related to the article: Assessing Dynamic Atrioventricular Conduction Time to RR-interval Coupling in Athletes and Sedentary Subjects

Some disorders found on electrocardiograms are commonly seen in endurance or high-performance athletes and often have characteristics that are similar to those observed in elderly individuals or in those with cardiovascular disease.1 - 4

High-intensity training done by high-performance athletes can induce intrinsic physiological adaptations to the cardiac stimulus conduction system and, consequently, a higher prevalence of abnormalities in atrioventricular (AV) conduction.3 , 5

The physiological or even pathophysiological mechanisms by which athletic training induces such intrinsic changes in the cardiac conduction system still have limited understanding, and are likely to be multifactorial. However, the anatomical changes observed, such as atrial and ventricular dilation, demonstrated the creation of a mechanical-electrical remodeling necessary to cause intrinsic AV electrophysiological adaptations.4 - 6

Among the most common electrocardiographic expressions, resulting from cardiac changes induced by high-performance sports and high levels of training, include sinus bradycardia and AV block. They do not usually require special care or attention as long as they are asymptomatic or do not produce pauses longer than 4 seconds. First-degree AV block is more common, followed by 2nddegree Mobitz I AV block. Mobitz II and 3rddegree atrioventricular blocks are more unusual findings, even in athletes, and should be considered a sign of potential organic injuries.

The occurrence of complex ventricular forms of arrhythmia should always lead to cardiological examination in search of cardiogenic substrate, especially hypertrophic or dilated cardiomyopathy. The presence of ventricular arrhythmias with no evidence of underlying heart disease does not appear to indicate any special or increased risk of sudden cardiac death. Higher incidence of right and/or left ventricular hypertrophy, reversible ST-segment elevation on exercise and reversible abnormalities on exercise on T waves (T negativity, sudden and/or excessive T waves) can be considered physiological abnormalities in the athletes’ ECG scans.

Endurance or major physical training exposes the heart to intense overloads over time. These constant exposures to intense training can generate cardiac automatism disorders as described, in addition to atrioventricular conduction disorders, depolarization and ventricular repolarization.1 , 2 , 6

Besides, these cardiac structural adjustments can be remarkable and lead to increases of up to 85% in left ventricular mass. Although these functional and structural abnormalities are documented, their actual limits within standards considered normal, as well as their long-term consequences, are still unknown.

Stein et al.5 described high-performance training actions as a corollary of their effects on sinus node, where increased parasympathetic tone, reduced sympathetic tone and non-autonomic components can contribute to sinus bradycardia and adaptations to the special system of cardiac conduction. Such mechanisms lead to a higher prevalence of abnormalities in intrinsic atrioventricular conduction observed in athletes.

In elite athletes, in addition to the predominance of vagal tone and, consequently, bradycardia at rest, which increase absolute QT interval duration,7 , 8 an increase in left ventricular mass is considered a benign physiological phenomenon, also known as “athlete’s heart”. Observations made, such as a slightly prolonged isolated QT interval in athletes, may reflect the late repolarization resulting from increased ventricular wall thickness8 , 9 and/or bradycardia, both as a reflex of training and ultimately as a form of impairment to the special conduction system of the cardiac stimulus.10 , 11 These endurance athletes often present AV node remodeling, characterized by varying degrees of AV conduction block, low non-sinus atrial or junctional rhythm and, more rarely, complete AV block.1 , 2 , 6 , 9 These AV conduction disorders depend on the fitness status and are related not only to increased parasympathetic activity on the AV node, but also to the secondary remodeling of the AV node fibers and to cell-to-cell coupling.8 , 9

Thus, the analysis of autonomic contributions to the dependence of the variability in the dynamic duration of ventricular repolarization (DVR) can be a valuable tool to assess the adaptation of DVR to the cardiac cycle duration in this population.12

In a previous study, Nazario and Benchimol-Barbosa13 described the variability in the duration of beat-by-beat ventricular repolarization assessed by phases of cardiac acceleration and deceleration in athletes. The duration of dynamic ventricular repolarization (DVR) and coupling with RR interval are related to autonomic control and electrical myocardial stability. The phase rectification of the series with RR interval separates the acceleration and deceleration phases, reflecting sympathetic and parasympathetic influences on heart rate, respectively, where they observed that these have a longer ventricular repolarization duration for all RR interval durations.

In athletes, DVR variability decreases as the RR interval increases, indicating a beneficial effect of physical fitness on the stability of repolarization and also the evaluation of RR interval using a start or peak wave approach as fiducial points providing proper accurate results for the analysis of physiological variation of the beat-to-beat interval.13 , 14

Although AV conduction disorders have been repeatedly documented in athletes, the dynamic adaptation of AV conduction to the cardiac cycle in this population still needs clarification. In the general population, AV duration varies dynamically according to the RR interval duration, characterizing an accordion-like effect. However, in athletes, autonomic remodeling can influence dynamic AV conduction in the adaptation of the RR interval, leading to a different behavior from AV conduction, in response to the variation of the RR interval related to time. The study by Benchimol-Barbosa et al.15 evaluated beat-by-beat variability of AV conduction time (AVCT) and RR interval in elite runners and in healthy sedentary individuals, at rest, with the objective of evaluating the effect of physical fitness on the duration of spontaneous coupling of AVCT to the RR interval. In this study, athletes had mean RR values and RR standard deviations significantly higher than controls and the RR-AVCT slope on controls and athletes resulted in significant differences between groups, demonstrating that this RR-AVCT slope decreases as metabolic capacity (MET) increases.

We believe that some mechanism of intrinsic organic protection is activated when the individuals suffer, due to chronic intense exercising, these physiological adaptations and develop, through this discrepant response, a defense to maintain specialized cardiac conduction.

It is still necessary to investigate the potential impact of current findings in clinical settings, such as a marker for supraventricular tachyarrhythmias, particularly AV nodal reentry arrhythmia and atrial fibrillation.

Finally, we observed that the intriguing finding in the Benchimol-Barbosa15 study was precisely the disagreement between the dynamic coupling of AVCT and denoting the different responses between athletes and sedentary people regarding the behavior of PR and RR intervals. Such observations deserve further investigation and follow-up on the potential effects of high-intensity training and improvements in the clinical guidelines for this population.


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