Alicia D’Souza et al.
Nature Communications 5, Article number: 3775 Published 13 May 2014
Abstract
Endurance athletes exhibit sinus bradycardia, that is a slow resting heart rate, associated with a higher incidence of sinus node (pacemaker) disease and electronic pacemaker implantation. Here we show that training-induced bradycardia is not a consequence of changes in the activity of the autonomic nervous system but is caused by intrinsic electrophysiological changes in the sinus node. We demonstrate that training-induced bradycardia persists after blockade of the autonomous nervous system in vivo in mice and in vitro in the denervated sinus node. We also show that a widespread remodelling of pacemaker ion channels, notably a downregulation of HCN4 and the corresponding ionic current, If. Block of If abolishes the difference in heart rate between trained and sedentary animals in vivo and in vitro. We further observe training-induced downregulation of Tbx3 and upregulation of NRSF and miR-1 (transcriptional regulators) that explains the downregulation of HCN4. Our findings provide a molecular explanation for the potentially pathological heart rate adaptation to exercise training.
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Conclusion de la discussion :
After lifelong physical endurance training, veteran endurance athletes have a higher incidence of sinus node disease and artificial pacemaker implantation than normal individuals, and it is likely that this is a consequence of the marked remodelling of the sinus node shown here. It may also help explain syncope in the young athlete. Other rhythm disturbances beset the athlete (for example, atrial fibrillation, heart block, bundle branch block, and even sudden cardiac death) and it is likely that they are a consequence of an analogous remodelling of other parts of the heart: the atrial muscle, atrioventricular node, Purkinje fibres and ventricles (perhaps in combination with a pre-existing heart condition in the case of sudden cardiac death). Exercise is undoubtedly beneficial for the cardiovascular system, but at the same time intense endurance training can have harmful effects, and our findings highlight the fundamental changes taking place.
Après avoir passé leur vie à s'entraîner, les athlètes d'endurance vétérans sont plus sujets à la maladie du nœud sinusal et à l'implantation d'un pacemaker artificiel que les personnes ordinaires, et il est probable que c'est une conséquence de la rénovation marquée du nœud sinusal montré ici. Elle peut aussi aider à expliquer la syncope chez le jeune athlète. D'autres troubles du rythme cardiaque menacent l'athlète (par exemple, la fibrillation auriculaire, le bloc cardiaque, le bloc de branche et même la mort subite par arrêt cardiaque) et il est probable qu'ils sont la conséquence d'un remodelage analogue d'autres parties du cœur : le muscle auriculaire, le nœud auriculo-ventriculaire, les fibres de Purkinje et les ventricules (peut-être en combinaison avec une maladie cardiaque pré-existante dans le cas de mort subite d'origine cardiaque). L'exercice est sans aucun doute bénéfique pour le système cardio-vasculaire, mais en même temps l'entraînement d'endurance intense peut avoir des effets nocifs, et nos résultats mettent en évidence les changements fondamentaux qui se produisent.
