Repolarization of the ventricular myocardium of the heart in young swimmers with functional bradycardia and tachycardia at baseline

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article is focused on the study of the process of excitability restoration of the ventricular myocardium of the heart using multichannel ECG mapping in athletes with different heart rate at baseline. The electrical activity of the heart was studied from 64 unipolar electrodes on the thorax surface synchronously with standard limb leads in young swimmers with moderate bradycardia (n = 15) and tachycardia (n = 10) at rest. The spatiotemporal and amplitude parameters of the electrical field of the heart during ventricular repolarization were measured. ECGII was used to determine the durations of the R–R, QT, T–P, J–Tpeak, Tpeak–Tend, J–Tend intervals; the durations of the corrected intervals were calculated: QT (QTc), J–Tpeak / QT, J–Tend / QT, Tpeak–Tend / QT, QTpeak / QT, J–Tpeak / J–Tend, Tpeak–Tend / J–Tend. The dispersion of the QT interval in each ECG lead (I, II, III, 64 thoracics) was calculated. It was revealed that with statistically significantly different durations of the RR and QT intervals, the durations of J–Tpeak, Tpeak–Tend, J–Tend and corrected intervals in the rersons of the compared groups were almost similar. The spatio-temporal organization of heart ventricular repolarization according to multichannel ECG mapping data in swimmers of both groups was typical for a healthy person. Swimmers with moderate tachycardia show an increase in the dispersion of the QT interval and the positive extreme achieve maximal amplitude earlier, which may indicate an increase in the heterogeneity of the heart ventricular repolarization and an increase in arrhythmogenic risk.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. I. Ivonina

Federal Research Centre "Komi Science Centre of the Ural Branch of the RAS"

Author for correspondence.
Email: bdr13@mail.ru

Comparative Cardiology Department

Russian Federation, Syktyvkar

I. M. Roshchevskaya

Federal Research Centre "Komi Science Centre of the Ural Branch of the RAS"

Email: bdr13@mail.ru

Comparative Cardiology Department

Russian Federation, Syktyvkar

References

  1. Sharma S., Drezner J.A., Baggish A. et al. International recommendations for electrocardiographic interpretation in athletes // Eur. Heart J. 2018. V. 39. № 16. P. 1466.
  2. Doyen B., Matelot D., Carré F. Asymptomatic bradycardia amongst endurance athletes // Phys. Sportsmed. 2019. V. 47. № 3. P. 249.
  3. Makarov L.M., Kiseleva I.I., Komolyatova V.N., Fedina N.N. [New standards and interpretations of children electrocardiogram] // Pediatria. Zh. Im. G.N. Speranskogo. 2015. V. 94. № 3. P. 249.
  4. Shlyk N.I., Gavrilova E.A. Bradycardia and heart rate variability in athletes // Human. Sport. Medicine. 2023. V. 23. № S1. P. 59.
  5. Azevedo L.F., Perlingeiro P.S., Hachul D.T. et al. Sport modality affects bradycardia level and its mechanisms of control in professional athletes // Int. J. Sports Med. 2014. V. 35. № 11. P. 954.
  6. Słomko W., Słomko J., Kowalik T. et al. Long-term high intensity sport practice modulates adaptative changes in athletes’ heart and in the autonomic nervous system profile // J. Sports Med. Phys. Fitness. 2018. V. 58. № 7–8. P. 1146.
  7. Srinivasan N.T., Orini M., Providencia R. et al. Differences in the upslope of the precordial body surface ECG T wave reflect right to left dispersion of repolarization in the intact human heart // Heart Rhythm. 2019. V. 16. № 6. P. 943.
  8. Gavrilova E.A., Churganov O.A., Belodedova M.D. et al. [Sudden cardiac deaths in sports: Global statistics analysis] // Theory Prac. Phys. Cult. 2021. № 5. P. 31.
  9. Zemtsovsky E.V. [Sports cardiology]. St. Petersburg: Huppocrates, 1995. 448 p.
  10. Revishvili A.Sh., Artyukhina E.A., Glezer M.G. et al. [2020 Clinical practice guidelines for Bradyarrhythmias and conduction disorders] // Russ. J. Cardiol. 2021. V. 26. № 4. P. 4448.
  11. Gavrilova E.A. [Safe sport. Trainer’s handbook]. M.: “PrintLeto”, 2022. 512 p.
  12. Sharma S., Whyte G., Elliott P. et al. Electrocardiographic changes in 1000 highly trained junior elite athletes // Br. J. Sports Med. 1999. V. 33. № 5. P. 319.
  13. Kania M., Maniewski R., Zaczek R. et al. Optimal ECG lead system for exercise assessment of ischemic heart disease // J. Cardiovasc. Transl. Res. 2020. V. 13. № 5. Р. 758.
  14. Roshchevskaya I.M. [Cardioelectric field of warm-blooded animals and humans]. St. Petersburg: Nauka, 2008. 250 p.
  15. Bergquist J., Rupp L., Zenger B. et al. Body surface potential mapping: contemporary applications and future perspectives // Hearts. 2019. V. 2. № 4. P. 514.
  16. Ivonina N.I., Fokin A.A., Roshchevskaya I.M. Body surface potential mapping during heart ventricular repolarization in male swimmers and untrained persons under hypoxic and hypercapnic hypoxia // High Alt. Med. Biol. 2021. V. 22. № 3. P. 308.
  17. Panteleeva N.I., Zamenina E.V., Roshchevskaya I.M., Kaneva I.N. The heart electrical activity during ventricular repolarization and types of the remodeling of the athlete`s heart // Int. J. Biomed. 2019. V. 9. № 4. P. 297.
  18. Ivonina N.I., Ivonin A.G., Roshchevskaya I.M. Body Surface Potential Mapping during Ventricular Depolarization in Athletes with Prolonged PQ Interval after Exercise // Arq. Bras. Cardiol. 2024. V. 121. № 1. P. e20230179.
  19. Yoon N., Hong S.N., Cho J.G. et al. Experimental verification of the value of the Tpeak–Tend interval in ventricular arrhythmia inducibility in an early repolarization syndrome model // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2019. V. 30. № 10. P. 2098.
  20. Antzelevitch C. Tpeak–Tend interval as a marker of arrhythmic risk in early repolarization syndrome // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2019. V. 30. № 10. P. 2106.
  21. Cosgun A., Oren H., Turkkani M.H. The relationship between systolic pulmonary arterial pressure and Tp-e interval, Tp-e/QT, and Tp-e/QTc ratios in patients with newly diagnosed chronic obstructive pulmonary disease // Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2020. V. 25. № 3. P. e12691.
  22. Selvi F., Korkut M., Bedel C. et al. Evaluation of Tpeak-end interval, Tpeak-end/QT, and Tpeak-end/Qtc ratio during acute migraine attack in the emergency department // Acta Neurol. Belg. 2024. V. 124. № 3. P. 949.
  23. Yenerçağ M., Arslan U., Doğduş M. et al. Evaluation of electrocardiographic ventricular repolarization variables in patients with newly diagnosed COVID-19 // J. Electrocardiol. 2020. V. 62. P. 5.
  24. Pappone C., Ciconte G., Anastasia L. et al. Right ventricular epicardial arrhythmogenic substrate in long-QT syndrome patients at risk of sudden death // Europace. 2023. V. 25. № 3. P. 948.
  25. Zabel M., Lichtlen P.R., Haverich A., Franz M.R. Comparison of ECG variables of dispersion of ventricular repolarization with different myocardial repolarization measurements in the human heart // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 1998. V. 9. № 12. P. 1279.
  26. Yılmaz M., Kayançiçek H., Gözel N. et al. Spotlights on some electrocardiographic paradigms: How should we evaluate normal reference values of Tp-Te interval, Tp-Te dispersion and Tp-Te/QT ratio? // Adv. Clin. Exp. Med. 2020. V. 29. № 9. Р. 1091.
  27. Dahlberg P., Axelsson K.J., Rydberg A. et al. Spatiotemporal repolarization dispersion before and after exercise in patients with long QT syndrome type 1 versus controls: probing into the arrhythmia substrate // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2023. V. 325. № 6. P. 1279.
  28. Green L.S., Lux R.L., Haws C.W. et al. Effects of age, sex, and body habitus on QRS and ST–T potential maps of 1100 normal subjects // Circulation. 1985. V. 71. № 2. P. 244.
  29. Spach M.S., Silberberg W.P., Boineau J.P. et al. Body surface isopotential maps in normal children, ages 4 to 14 years // Am. Heart J. 1966. V. 72. № 5. P. 640.
  30. Ramanathan C., Jia P., Ghanem R. et al. Activation and repolarization of the normal human heart under complete physiological conditions // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006. V. 103. № 16. P. 6309.
  31. Panteleeva N.I., Roshchevskaya I.M. The ventricular repolarization of the heart of skiers-racers at the different stages of the annual training cycle // Human Physiology. 2018. V. 44. № 5. P. 549.
  32. Medvegy M., Duray G., Pintér A., Préda I. Body surface potential mapping: historical background, present possibilities, diagnostic challenges // Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2002. V. 7. № 2. P. 139.
  33. Conrath C.E., Opthof T. Ventricular repolarization: an overview of (patho)physiology, sympathetic effects and genetic aspects // Prog. Biophys. Mol. Biol. 2006. V. 92. № 3. P. 269.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The arrangement of the electrodes on the chest surface of the examined people (A) and the equipotential moment map of the potential distribution (Б). On the equipotential map, areas of positive cardiopotentials are shaded in gray, while areas of negative cardiopotentials are not shaded. The signs “+” and “–” indicate the position of the positive and negative extremes, respectively. The time in ms relative to the peak of the RII wave is indicated under each map, and the maximum amplitude of the positive (max) and negative (min) cardiopotentials are indicated. On the right is an ECG II with a time marker (vertical line). The step of the isolines is 0.1 mV.

Download (189KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Representative equipotential moment maps of the distribution of cardiac potential on the chest surface in swimmers with moderate brady- (A) and tachycardia (Б) at rest. See Fig. 1, B for designations.

Download (601KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dynamics of the amplitudes of the maximum extremes of the cardiac electric field on the torso surface in a swimmer with moderate bradycardia (A) and a swimmer with moderate tachycardia (Б) during ventricular repolarization. The OX axis shows the time (ms) from point J on ECG II, with the peak of the TII wave taken as “zero”. The OY axis shows the amplitudes of the extremes (mV).

Download (293KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».