Water-based exercise effects on cardiac autonomic response: A systematic review

Abstract

This systematic review focused on heart rate variability (HRV) responses either during and after a water-based session or training. We included studies that assessed acute (during exercise and recovery) and chronic HRV responses to water-based exercise (WBE). The sample of the studies could be teenage (aged older than 10), with no maximum age limit, regardless of sex, health and level of physical activity. Studies that used compressed air devices (scuba diving), passive hydrotherapy, immersion only after exercise, or immersion without exercise were excluded. We performed this search during the second fortnight of July 2022 using the PubMed, Scopus, CINAHL, Embase, SciELO, SPORTDiscus databases, and a manual search. Two independent reviewers conducted eligibility analysis and data extraction. We used the “risk of bias” table, available in RevMan (Version 5.3), to assess the risk of bias for the selection, detection and attrition domains. The search resulted in 3528 articles, of which 20 became part of this review, totaling 317 subjects (240 in the acute effects analysis and 77 in the chronic analysis). There was great diversity in the characteristics of the exercise among the studies. Seventeen studies analysed the effect of a single exercise session, and three others analysed the chronic effect. Twelve studies compared exercises in- and out-of-water. When compared to the baseline, WBE and land-based exercises (LBE) did not affect parasympathetic modulation in five studies. On the other hand, two studies showed a lower parasympathetic modulation reduction during WBE compared to LBE. During post-WBE recovery, parasympathetic modulation was similar to other moments in seven studies and higher for LBE in only one study. Three studies showed a possible accelerated recovery of HRV indices post-WBE. Chronically, WBE resulted in better parasympathetic modulation in three studies. The assessment of risk of bias resulted in 75% or more of the studies presenting a high or an unclear risk in selection criteria, sample randomization and blinding outcomes for evaluators. Water immersion can influence cardiac autonomic modulation during exercise, with a lower reduction in parasympathetic modulation than LBE. WBE has positive chronic effects on cardiac autonomic modulation in people who have altered functions of the autonomic nervous system, although the number of studies is still scarce. L’analyse de la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est une méthode simple et facile pour évaluer le système autonome cardiaque et c’est un indicateur de la condition physique et de la santé. Plusieurs conditions peuvent provoquer des altérations de la VFC et les exercices aquatiques (EA) en font partie compte tenu de ses propriétés physiques. Cette étude consiste en une revue systématique axée sur les réponses de la VFC pendant et après une séance ou un entraînement à base d’eau. Nous avons effectué cette recherche au cours de la deuxième quinzaine d’avril 2020, en utilisant les bases de données PubMed, SciELO et SPORTDiscus, ainsi qu’une recherche manuelle incluant la liste de référence des études que nous avons trouvées. Deux examinateurs indépendants ont effectué une analyse de l’éligibilité et l’extraction des données. La recherche a abouti à 990 articles (149 de SPORTDiscus, 787 de PubMed, 53 de SciELO et un d’une recherche manuelle) dont 16 ont fait partie de cette revue. Par rapport à la ligne de base, la EA et les exercices terrestres (ET) n’ont pas affecté la modulation parasympathique dans cinq études. D’autre part, deux études ont montré une réduction plus faible de la modulation parasympathique pendant la EA par rapport à la ET. Au cours de la récupération post-EA, la modulation parasympathique était similaire à d’autres moments dans six études, bien que plus élevée pour ET dans une seule étude. Deux études ont montré une possible récupération accélérée des indices VFC post-EA. Chroniquement, EA a entraîné une meilleure modulation parasympathique dans trois études. L’évaluation du risque de biais a abouti à ce que 75 % des études présentent un risque élevé ou incertain dans les critères de sélection et la randomisation de l’échantillon, et des résultats en aveugle pour les évaluateurs. L’immersion dans l’eau peut influencer la modulation autonome cardiaque pendant l’exercice, avec une réduction de la modulation parasympathique inférieure à celle du ET. EA a des effets chroniques positifs sur la modulation autonome cardiaque chez les personnes dont les fonctions du système nerveux autonome sont altérées, bien que le nombre d’études soit encore faible.