Anais do Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas - de setembro de 2012
ISSN 1982-0178
ARRITMIA SINUSAL RESPIRATÓRIA E MODULÇÃO AUTONÔMICA
CARDIACA, PRÉ E PÓS-TREINAMENTO AERÓBIO, EM JOVENS
SEDENTÁRIOS SAUDÁVEIS
Thais Maria Alvarenga Caruso
Faculdade de Fisioterapia
Centro de Ciências da Vida
[email protected]
Resumo: Estudos realizados já relatavam a relação
entre o momento da inspiração feita com o uso da
contração diafragmática e o aumento da descarga
simpática cardíaca; e, também, a relação entre a ocorrência do incremento da descarga parassimpática
cardíaca que ocorre durante a fase expiratória com o
consequente relaxamento do diafragma. Essas respostas funcionais autonômicas ganharam relevância
prática e receberam a denominação de arritmia sinusal respiratória (ASR) ao se confirmar que, quanto
maior ela era, maior eficiência protetora às arritmias
cardíacas ela tinha. Objetivo: Avaliar se um programa de treinamento aeróbio de curta duração pode
melhorar a magnitude da ASR e a modulação autonômica cardíaca em jovens.Método: Foram estudas
17 sedentárias saudáveis, com faixa etária entre 18 a
25 anos, com IMC com valores de 23 a 30. Inicialmente elas permaneceram deitadas por 10min sendo
que nos últimos 5min os batimentos cardíacos foram
registrados com respirações sendo feita sem o controle da pesquisadora. Depois desse tempo as respirações passaram a ser controladas por 5min com
seis respirações por minuto, sendo cada respiração
constituída por inspirações e expirações profundas e
lentas (5s de inspiração e 5s de expiração – respiração profunda controlada - RPC). Os dados da FC
foram enviados por uma interface de sinais infravermelhos a um computador e analisados pelo software
Polar Precision Performance antes e após um período de TA realizado por 12 sessões de 40min. Essas
sessões foram feitas com controle de intensidade de
esforço mantida a 65% da FCmax obtida em teste de
esforço incremental máximo. A análise de FC foi feita
pela avaliação da FC média durante a RPC e pelas
relações entre os maiores intervalos RR (iRR) durante os tempos expiratórios e os menores iRR durante
os tempos inspiratórios da RPC (relações E/I e E-I),
antes e após o TA. Para a análise estatística foi aplicado o teste de Mann-Whitney, com significância de
p<0,05. Resultados: Não houve modificações nos
Mário Augusto Paschoal
Função Autonômica Cardíaca e Atividade Física na
Saúde e na Doença
Centro de Ciências da Vida
[email protected].
valores de FC média, relação E/I e E-I durante a
RPC, comparados antes e após o TA. Conclusão: O
TA realizado por 12 sessões a uma intensidade relativa a 65% da FCmax não promoveu modificação após o TA, sugerindo que modificações na modulação
parassimpática cardíaca necessitam de maior tempo
de treinamento para ocorrer.
Palavras-chave: sistema nervoso autônomo, frequência cardíaca, exercício.
Área do Conhecimento: Ciências da Saúde – Fisioterapia.
1.
INTRODUÇÃO:
Sabe-se que os batimentos cardíacos são modulados
pelo sistema nervoso autônomo (SNA) que os regula
de acordo com a necessidade dos tecidos, órgãos,
aparelhos e sistemas. Vários são os estímulos que
interferem nas respostas cardiocirculatórias e, dentre
eles, se destacam os que são reagentes aos componentes oscilatórios gerados a partir de frequências
respiratórias[1], e sofrendo influências da amplitude e
padrão ventilatório[2-3]. A natureza desses ritmos
tem sido estudada há muitos anos por vários investigadores 2,3, que procuraram estabelecer uma relação
de tempo e magnitude das descargas nervosas tanto
do sistema nervoso simpático como do parassimpático para melhor compreender como esses sistemas interferem na função cardíaca.
Estudos realizados há três décadas já mostravam
relação entre o momento da inspiração feita com o
uso da contração diafragmática e o aumento da descarga simpática cardíaca; e, também, a relação entre
a ocorrência do incremento da descarga parassimpática cardíaca que ocorre durante a fase expiratória
com o consequente relaxamento do diafragma[1] .
Essas respostas funcionais autonômicas ganharam
relevância prática e receberam a denominação de
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arritmia sinusal respiratória (ASR) ao se confirmar
que, quanto maior ela era, maior eficiência protetora
às arritmias cardíacas ela tinha. Embora controversa,
a maioria dos estudos mais recentes confirmou esses
achados ao mostrar alterações da magnitude da ASR
em doentes pulmonares crônicos e doentes com insuficiência cardíaca[4-6] .
As controvérsias acontecem pelo fato de os estudos
envolverem diferentes condições, tais como: característica do quadro disfuncional, interferência de fármacos, condições de retratilidade do tórax, existência de
remodelamento cardíaco e seu grau, controle efetivo
do volume corrente mobilizado pelo voluntario durante
o processo ventilatório, posição corporal empregada
no estudo, se a FR foi controlada ou não e, em caso
afirmativo, qual foi a FR empregada, etc. Todos esses
aspectos merecem consideração, pois podem interferir no padrão de ASR encontrado.
Com relação à alteração da ASR em decorrência da
prática de exercícios, muitos autores têm utilizado os
registros de curta duração dos batimentos cardíacos
para aplicar a análise da variabilidade da frequência
cardíaca (VFC) como ferramenta de investigação do
balanço vago-simpático cardíaco[7].
Segundo DeMeersman et AL[8] e Paschoal et AL[9], a
prática regular de exercício pode modificar o padrão
autonômico cardíaco com elevação do tônus parassimpático e promover alterações significativas na
VFC. No entanto, ainda há controvérsias sobre o possível incremento da ASR em resposta a esse tipo de
estímulo[7-10]. Desta forma, a intenção do presente
estudo foi a de investigar, por meio da análise da
VFC, o possível aumento da ASR em decorrência de
treinamento aeróbio de curta duração realizado por
jovens sedentários saudáveis.
2. MÉTODO
2.1. Atividades Realizadas e Justificativas
O presente estudo, considerado de caráter transversal, foi devidamente aprovado pelo Comitê de Ética
em Pesquisa com seres humanos da Pontifícia Universidade Católica de Campinas, e compreendeu as
seguintes etapas: a) seleção dos voluntários; b) avaliação antropométrica e clínica composta pela avaliação do peso, estatura, cálculo do IMC, registro dos
perímetros dos seguimentos corporais (braço, antebraço, coxa, perna e abdome), além da aferição da
pressão arterial (PA) e frequência cardíaca (FC) no
repouso. Também foram feitas ausculta pulmonar e
cardíaca de todos os participantes; c) realização do
registro dos batimentos cardíacos no teste da respiração controlada e método usado para o cálculo dos
valores usados na análise.
2.2. Critérios de Seleção
Essa obedeceu aos critérios de inclusão preestabelecidos, destacando-se indivíduos sedentários saudáveis com faixa etária entre 18 a 25 anos e índice de
2
massa corporal (IMC) com valores de 23 a 30 Kg/m ,
não fumantes, sem fazer uso de medicação que interferisse nos dados estudados.
2.3. Avaliação Antropométrica
A avaliação antropométrica foi constituída pela aferição do peso, estatura, cálculo do IMC e registro dos
perímetros dos segmentos corporais (braço, antebraço, coxa, perna e abdômen). As variáveis investigadas foram o peso corporal e a estatura para que se
efetuasse o cálculo do IMC e posteriormente o cálculo do percentil (segundo o National Center for Chronic
Disease Prevention and Health Promotion, ano 2000).
Os voluntários foram posicionados, sem calçados, na
balança Filizola® pré-calibrada, contendo unidades de
100 gramas, para a obtenção do peso corporal. Neste mesmo aparelho, por meio de uma haste metálica
com valor escalar unitário em centímetros (cm) o voluntário se posicionou em bípede, de costas para a
toesa metálica e o avaliador registrou sua estatura.
2.4. Avaliação Clínica
Essa avaliação constou de uma breve anamnese, um
registro da FC e da PA empregando-se um esfigmo®
manômetro padrão de coluna de mercúrio Wan Med
calibrado, com manguitos adequados à circunferência do braço das voluntárias e ausculta cardíaca e
pulmonar de todos os participantes por meio do estetoscópio Littmann Classic II S.E ®, segundo as técnicas amplamente descritas na literatura.
2.5. Registro dos batimentos cardíacos no teste
da respiração controlada e método usado para
cálculo dos valores usados na análise
Quanto ao registro da ASR, cada voluntária permaneceu em uma sala climatizada com temperatura
entre 23ºC e 25ºC. Neste local foi colocado em seu
®
tórax um cardiofrequencímetro PolarS810i , aparelho
que fez o registro dos batimentos cardíacos. Este é
constituído de um cinto com um sistema de elástico
que foi preso às suas costas e, também, de um relógio de pulso que registra os valores necessários para
análise dos dados.
As voluntárias ficaram em decúbito supino sobre um
colchonete, assim permanecendo por 10min antes do
início do registro. Durante todo o tempo necessário
para o registro, as voluntárias permaneceram nessa
posição, não podendo conversar e sendo orientadas
para que procurassem não se mover. Após 5min,
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seus batimentos cardíacos foram registrados por
5min, com a voluntária ainda respirando normalmente, sem o controle da pesquisadora. Depois desse
tempo, as respirações passaram a ser controladas
pela pesquisadora. No total, as voluntárias realizaram
seis respirações por minuto, sendo que cada respiração foi constituída por inspirações e expirações profundas e lentas (5s inspirando e 5s expirando) variando o volume pulmonar desde a capacidade pulmonar total (inspiração) até o volume residual (expiração) a fim de que a máxima ASR fosse provocada
[6,11].
Para melhor controlar os ciclos respiratórios dentro
do tempo previsto, as voluntárias ficaram observando
um cronômetro posicionado em frente aos seus olhos. O tempo total do registro durante a manobra de
respiração profunda controlada (RPC) foi de 5min.
Como esse método de avaliação da atividade parassimpática cardíaca por meio da RPC ainda provoca
algumas divergências é natural que surjam estudos
paralelos buscando novas informações e novas propostas metodológicas[12,13].
Optou-se por fazer a avaliação das razões E-I e E:I
que dependem respectivamente, do cálculo do valor
do intervalo RR (iRR) mais longo durante a expiração
menos o valor do menor iRR durante a inspiração, e
da divisão do maior iRR durante a expiração pelo
menor iRR durante inspiração 13.
Portanto, com relação ao cálculo da FC max – FC
mín, esse foi feito à partir da obtenção das FC máximas durante as inspirações e as FC mínimas durante
as expirações de cada ciclo respiratório durante os
5min. O cálculo da razão foi feito a partir da obtenção
do maior iRR durante a expiração dividido pelo menor
iRR durante a inspiração, e comparados antes e após
o período de TA.
2.6. Teste incremental e metodologia da aplicação
do exercício aeróbio
Após a coleta dos dados referentes aos testes prétreinamento, todas as voluntárias foram submetidas a
um protocolo de esforço contínuo crescente, com a
intenção de permitir a avaliação de suas capacidades
físicas e estabelecimento de uma intensidade individualizada de treinamento aeróbio, o qual seria prontamente interrompido quando houvesse sinais de fadiga muscular, incapacidade de continuar o esforço,
por solicitação da voluntária ou então se sua FC atingisse o valor muito próximo ao equivalente a 220 –
idade. O protocolo foi realizado em esteira rolante Inbrasport Super ATL® (Porto Alegre, Brasil) com velocidade inicial de 4,0 Km/h mantida por 2 min., seguida
de acréscimos de 1,0Km/h (sem inclinações) a cada
dois minutos subsequentes.
Para cálculo da intensidade de intensidade de esforço
empregada para o TA calculou-se o valor equivalente
a 65% da FCmax como zona alvo de FC que foi mantida durante as sessões de TA. As sessões de TA
foram realizadas três vezes por semana em dias intercalados. Após o período de TA as voluntárias repetiram todo o protocolo referente à fase de prétreinamento.
A análise estatística dos dados relativos às respostas
de FC foi realizada com o emprego do programa Gra®
ph Pad Prism 4.0 . Após a análise da distribuição dos
dados, optou-se pelo teste estatístico não paramétrico
de Mann-Whitney, com nível de significância p<0,05.
Comparou-se a média da FC, que foi calculada pela
subtração da máxima FC durante a inspiração, pela
mínima FC durante a expiração de cada ciclo respiratório e a razão é obtida do maior iRR durante a expiração pelo menor iRR durante a inspiração, obtidos
antes e após o programa de TA.
Os dados antropométricos e clínicos foram apresentados em tabelas com médias e desvios padrões para
divulgação da característica da amostra empregada
no estudo
RESULTADOS
Tabela I. Dados antropométricos e clínicos das voluntárias
Variáveis
Voluntárias (n=17)
Idade (anos)
19,3 ± 1,3
Peso (kg)
55,9 ± 7,3
Altura (m)
1,6 ± 0,0
IMC (kg/ m²)
21,7 ± 2,5
Índice cintura/quadril
0,7 ± 0,0
FC de repouso (bpm)
74,4 ± 9,2
PAS de repouso (mmHg)
110,8 ± 10,9
PAD repouso (mmHg)
74,7 ± 10,0
IMC: índice de massa corpórea; PAS: pressão arterial
sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; FC: frequência cardíaca.
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Tabela II. Valores de médias e desvio padrão dos perímetros dos segmentos corporais.
600
Variáveis
Voluntárias (n=17)
Braço (cm)
26,2 ± 1,6
Antebraço (cm)
22,4 ± 1,6
Coxa (cm)
52,4 ± 4,8
Perna (cm)
35,0 ± 2,9
Abdômen (cm)
79,0 ± 7,6
Índice cintura-quadril
0,7 ± 0,0
ms
400
200
0
E-I pré
E-I pós
2.0
ms
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
110
E/I pré
E/I pós
FC (bpm)
100
Figuras 2 e 3. Valores medianos, da relação E/I na respiração controlada, pré e pós-treinamento aeróbio.
90
80
70
60
50
FC média pré
FC média pós
Figura 1. Valores medianos, delta de FC na respiração
controlada, pré-treinamento e pós-treinamento aeróbio.
4. DISCUSSÃO
A elevada prevalência de um estilo vida sedentária na
população em geral, é um importante problema de
saúde pública[14], pois se trata de um dos mais relevantes fatores de risco para diversas patologias cardíacas. Em contrapartida, a prática regular de atividade física está associada à melhor qualidade de
vida e tem se mostrado fundamental para prevenir
várias enfermidades, se destacando as relativas ao
sistema cardiovascular[15,16].
Como exemplo de comprovação dessa afirmação,
Myers et AL [17] mostraram em um interessante estudo que o aumento de eventos cardíacos indesejáveis está intimamente relacionada com a redução da
capacidade aeróbia máxima. Desta forma, a atividade
física tem sido constantemente proposta para redução desses problemas, melhorando a capacidade
18-20
aeróbia e o controle autonômico do coração
.
Nesse contexto, a arritmia sinusal respiratória (ASR)
tem sido empregada como parâmetro de análise da
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modulação autonômica cardíaca em estudos relacionados à sua modificação pela exposição do organismo humano ao exercício físico.
Como exemplo, em um estudo realizado por Lee et al
21
foram avaliados os efeitos de um programa de treinamento de endurance de oito sessões, sobre a modulação autonômica cardíaca, usando como parâmetro a VFC. O treinamento foi realizado quatro vezes/semana, em cicloergômetro, por dois grupos
(grupo controle e grupo de exercício – em homens),
com duração de 40min diários e intensidade de 8085% da FCmax. Como resultado, constatou-se aumento da atividade parassimpática cardíaca no teste
da RPC durante 5min.
Comparando com o estudo acima, o presente trabalho teve quatro sessões a mais, estas tiveram o
mesmo tempo, porém a amostra foi constituída por
mulheres e a intensidade foi ligeiramente inferior.
Como resultado principal e não se documentou alterações na VFC durante o teste da RPC.
Aprofundando-se na discussão dos dados, observase na Tabela 1 que todos os voluntários foram fiéis
aos critérios de inclusão previamente propostos, que
foram de estudar jovens sedentários saudáveis na
faixa etária dos 18 aos 25 anos e com IMC normal
(média de 21,7 ± 2,5 kg/m2), portanto evitando interferências de fatores conhecidos por alterarem a VFC
22
. O mesmo se pode afirmar, na mesma tabela, sobre os dados clínicos, que se mostram dentro dos
23
parâmetros de normalidade .
Na tabela 2 mostram-se os valores das médias e dos
desvios padrões dos perímetros dos segmentos corporais e do índice cintura-quadril. Observa-se que
todos estão de acordo com os parâmetros normais
24
para as jovens estudadas ou seja, não existe obesidade nem o acúmulo de gordura na região abdominal, ambos considerados fatores que podem modifi9
car a VFC .
Quanto à análise da FC média (Figura 1), constatouse que não houve modificação nos seus valores médios durante a RPC, comparados antes e após o TA.
O mesmo aconteceu com os demais parâmetros de
avaliação da ASR durante a RPC, pois nem a razão
E:I e a razão E-I, sofreram modificações na população investigada (figuras 2 e 3).
25- 27
Vários estudos
mostram aumento da FC durante a inspiração e redução da mesma na expiração
dentro de um ciclo respiratório durante a ASR e essas respostas foram encontradas na amostra, mas
não se elevaram após o TA.
Com relação a análises de VFC durante RPC, o que
se sabe é que as flutuações espontâneas da FC que
correspondem às ASR fisiológicas podem ser obser-
28,29
vadas no eletrocardiograma (ECG)
e as suas
características são amplamente utilizadas como índi30
ces da atividade nervosa autonômica em humanos .
No entanto, no presente estudo não se optou por essa análise e sim pelos cálculos das variações dos
iRR e da FC, conforme referido acima.
Com relação a estudos que empregaram metodologia
31
similar, destaca-se o trabalho de Nussinovitch et al
no qual foram avaliados, por meio do teste da ASR,
oito pacientes com disautonomia familiar (por diabetes) e oito voluntários saudáveis. Foram registrados
os valores da FC máxima expiratória e a FC mínima
inspiratória e as suas diferenças (MaxFC-MinFC).
Também foi calculada a razão E/I dividindo o mais
longo iRR durante a expiração pelo mais curto iRR
durante a inspiração.
Foi constatado que os pacientes que apresentavam
disautonomia familiar, possuíam uma resposta de FC
menor à mudança no padrão da respiração do que o
apresentado pelos voluntários saudáveis, indicando
função anormal do sistema parassimpático.
32
realizaram avaliação da RPC, VFC e dos
May et al
riscos coronarianos em 194 indivíduos com idades
entre 40 e 67 anos, escolhidos aleatoriamente. Como no presente estudo, os participantes foram instruídos a respirar profundamente em uma frequência de
6 ciclos/min, porém na posição sentada. Em cada
ciclo respiratório o mais longo iRR durante a expiração e o mais curto durante a inspiração foram selecionados.
Os autores concluíram que a função parassimpática,
avaliada pela VFC induzida pela RPC, na população
em geral é reduzida em pessoas mais velhas e em
indivíduos em uso de medicação cardíaca, e nos que
apresentam hipertrofia ventricular esquerda ou sinais
de ECG de infarto do miocárdio.
Apesar de esses estudos terem chegado a essas
conclusões sobre o emprego da RPC como forma de
aumentar a ASR, não se conseguiu demonstrar no
presente estudo qualquer relação de aumento da atividade parassimpática cardíaca decorrente da exposição ao curto programa de TA.
Aspectos como sensibilidade do teste, maior ou menor profundidade da respiração e seu respectivo controle, além da intensidade, tipo e tempo do treinamento proposto, são fatores que interferem na resposta de FC documentada e devem ser mais bem
controlados, investigados e explorados em futuros
estudos para que o método da RPC seja aprimorado.
Dessa forma, pode vir a ser útil em situações diversas como na detecção e/ou controle de disautonomias e em análises de respostas orgânicas adaptativas
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a programa de treinamento físico em saudáveis ou
doentes.
5. CONCLUSÃO
Concluiu-se que o método da RPC não revelou modificações significativas nas respostas de FC moduladas pelo sistema nervoso autônomo das jovens submetidas ao curto programa de TA. No entanto, o presente estudo ofereceu novos subsídios ao aprimoramento das análises e propostas de programas de
treinamento aeróbio que possam ser mais efetivos.
AGRADECIMENTO
A reitoria, pela bolsa FAPIC-PUC.
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