Heart rate variability-based recovery in hormonal contraceptive users and naturally menstruating females during an endurance training intervention

Abstract

Kurtén. V. 2024. Heart rate variability-based recovery in hormonal contraceptive users and naturally menstruating females during an Considering different hormonal profiles and their effects on physiology may be important when females want to achieve the best possible training adaptations and recovery outcomes. There are notable differences between fluctuating sex hormones across the menstrual cycle (MC) and hormonal contraceptive (HC) cycle. HC has become popular in both the general female population and athletes. However, there has been inconsistency in research findings regarding HC and the possible effects on recovery and training adaptations. Some studies have reported that the fluctuations of endogenous and exogenous hormones impact aerobic capacity and the modulation of the autonomic nervous system (ANS). Heart rate variability (HRV) is a great method to assess the ANS's function, thereby describing an individual's recovery state. The objective of this Master’s Thesis was to compare nocturnal HR and HRV between HC users and naturally menstruating females. Furthermore, to investigate the possible influence of moderate-intensity endurance training (MIET) on HRV-based recovery.

Healthy young females (n=16, age 27.9 ± 4.2 years) were recruited for this study. The participants were divided into two groups, one for monophasic HC users (n=8) and another for naturally menstruating females (n=8). The participants did an 8-week MIET period, of which approximately the first 4 weeks ((one HC or menstrual cycle (MC)) were analyzed for this thesis. HR and HRV were recorded with Garmin Venu 2S watches, which participants were asked to wear 24/7. Eight nights were chosen from the cycle for further analysis of nocturnal HR and HRV (RMSSD and HF). Four of the nights were in the active phase (AP) of HC or follicular phase (FP) of MC, and four were in the inactive phase (IP) or luteal phase (LP). The nights were chosen around training sessions of the highest intensity and duration possible, the night before and after the sessions. Kubios software (Kubios Oy, Kuopio, Finland) was used for the analysis of the 4-hour interval of HR data. Statistical analysis for the descriptive data was done using independent t-tests. Possible differences in nocturnal HR, RMSSD, and HF power between groups and between pre-post workout nights were done using two-way repeated measures analysis of variance (ANOVA).

Statistical differences in nocturnal HR, RMSSD, or HF power between HC or MC phases or between the groups were not observed. MIET did not have a statistically significant influence on nocturnal HR, RMSSD, or HF power in either HC users or normally menstruating females. The small sample size, short data collection period, and the intensity of the aerobic training may also be reasons why no changes in the behavior of the autonomic nervous system were observed. The findings of the study indicate that hormonal variation does not have a statistically significant effect on autonomic modulation, but more studies on the subject are needed to be able to confirm the statement.

On tärkeää ottaa huomioon naisten erilaiset hormooniprofiilit ja niiden ominaisuudet, kun tavoitteena on saavuttaa paras mahdollinen fyysinen suorituskyky ja palautuminen. Kuukautiskierron ja hormonaalisen ehkäisyn vaiheiden välinen sukupuolihormonitasojen vaihtelu on suurta. Hormonaalisen ehkäisyn käytöstä on tullut suosittua sekä yleisessä naisväestössä, että urheilijoiden keskuudessa. Tutkimustuloksissa on kuitenkin havaittu epäjohdonmukaisuutta koskien hormonaalista ehkäisyä ja sen mahdollisia vaikutuksia palautumiseen ja harjoitteluun. Joissakin tutkimuksissa on havaittu, että endogeenisten ja eksogeenisten hormonien vaihtelut vaikuttavat aerobiseen kapasiteettiin ja autonomisen hermoston modulaatioon. Sykevälivaihtelun mittaaminen on loistava tapa autonomisen hermoston toiminnan mittaamiseksi, kuvaamalla yksilön palautumistilaa. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli verrata yön sykettä ja sykevälivaihtelua hormonaalista ehkäisyä käyttävien ja luonnollisen kuukautiskierron omaavien naisten välillä. Lisäksi tutkittiin kohtalaisen intensiteetin kestävyysharjoittelun (MIET) mahdollista vaikutusta sykevälivaihteluun perustuvaan palautumiseen.

Tämän tutkimuksen osallistujat olivat nuoria terveitä naisia (n=16, ikä 27,9 ± 4,2 vuotta). Osallistujat jaettiin kahteen ryhmään, joista toiseen kuului yksivaiheisen hormonaalisen ehkäisyn käyttäjät (n=8) ja toiseen luonnollisen kuukautiskierron omaavat naiset (n=8). Osallistujat tekivät 8 viikon MIET-jakson, josta noin 4 ensimmäistä viikkoa (yksi kierto) analysoitiin tätä opinnäytetyötä varten. Syke ja sykevälivaihtelu tallennettiin Garmin Venu 2S kelloilla, joita osallistujia pyydettiin pitämään kädessä 24/7. Kierron ajalta valittiin kahdeksan yötä yöllisiä sykeanalyysejä varten, neljä yötä olivat ehkäisyn aktiivisessa vaiheessa tai luonnollisen kierron follikulaarisessa vaiheessa, sekä neljä inaktiivisessa tai luteaalivaiheessa. Sykeanalyysit tehtiin Kubios ohjelmiston (Kubios Oy, Kuopio, Suomi) avulla. Yöt valittiin mahdollisimman korkean intensiteetin ja keston omaavien harjoitusten ympärille. Neljän tunnin jakso valittiin harjoituksia edeltävästä ja sen jälkeisestä yöstä, jota käytettiin analysointiin. Syketietojen tilastollinen analyysi tehtiin käyttämällä riippumattomia t-testejä. Mahdolliset erot yön sykkeissä, sykevälivaihtelun (RMSSD ja HF teho) ryhmien välillä ja harjoitusten ympäröivien öiden välillä, tehtiin käyttämällä kaksisuuntaista toistettujen mittausten varianssianalyysiä (ANOVA).

Tilastollisia eroja yön HR-, RMSSD- tai HF-tehossa hormonaalisen ehkäisyvälineiden tai kuukautiskierron vaiheiden tai ryhmien välillä ei havaittu. MIET:llä ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta yön syke-, RMSSD- tai HF-tehoon hormonaalista ehkäisyä käyttävillä tai luonnollisen kuukautiskierron omaavilla naisilla. Pieni otoskoko, lyhyt tiedonkeruujakso ja aerobisen harjoittelun intensiteetti, voivat myös olla syitä sille, ettei muutoksia autonomisen hermoston käytöksessä havaittu. Tutkimuksen havainnot indikoivat, että hormonaalisella vaihtelulla ei ole tilastollisesti merkitsevää vaikutusta autonomiseen modulaatioon, mutta aihetta käsitteleviä tutkimuksia tarvitaan lisää toteamuksen vahvistamiseksi.