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RESUMO
A mudança postural, decúbito para ortostatismo, acarreta redistribuição do
volume sangüíneo, mudanças de fluxos e pressões circulatórias detectadas por sistemas
de regulação que desencadeiam reflexos autonômicos no sentido de garantir a
homeostase necessária ao atendimento da demanda. Uma outra situação importante é a
imersão ortostática passiva do corpo humano em água até nível cervical, onde o empuxo
gera efeito importante.
Os efeitos fisiológicos na imersão dependem de alguns fatores como a
profundidade da piscina, pois, quanto maior a profundidade maior será a pressão
hidrostática, ocasionando maior retorno venoso ao coração. Esse fato é a base para todas
as alterações fisiológicas associadas a imersão.
Os objetivos do presente estudo foram analisar a influência da mudança postural
e da imersão do corpo humano em água sobre a pressão arterial, freqüência cardíaca,
hematócrito e influência autonômica simpática e parassimpática sobre sistema
circulatório.
Foram selecionados 30 voluntários com idade de 20 a 50 anos, média de 28,6
anos. Foi feita uma ficha de cada voluntário com dados pessoais, peso, altura. O
protocolo do trabalho consistia em quatro fases: supino, ortostático 1, imersão em
piscina, ortostático 2. Em todas as fases era verificada temperatura corporal de 20 em 20
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minutos, pressão arterial 10 em 10 minutos e a freqüência cardíaca era monitorada
constantemente por monitor Polar 810S.
Os resultados da freqüência cardíaca foram transferidos para o computador onde
foram analisados, permitindo interpretar a atividade do sistema nervoso autônomo
simpático e parassimpático sobre o sistema circulatório através da análise de
variabilidade da freqüência cardíaca.
Os parâmetros foram expressos como média (±epm). Os parâmetros coletados
através das posições supino, ortostática 1, imersão e ortostática 2, pelo freqüêncímetro
cardíaco foram analisados por uma ANOVA “One way” para medidas repetidas seguida
pelo teste de Tukey. A diferença entre os parâmetros foi considerada significativa
quando p<0,05.
Através da avaliação da variância da freqüência cardíaca nos verificamos que
as posições ortostáticas 1 e 2 apresentam predominância simpática. Esta observação foi
confirmada em nosso trabalho através da análise do LF normalizado. Por outro lado, as
fases onde os indivíduos permaneciam em supino, e imersão, apresentaram uma
predominância parassimpática verificada através do HF normalizado.
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INTRODUÇÃO
O sistema circulatório é um importante integrador de funções orgânicas ao
transportar nutrientes obtidos da alimentação até os tecidos, retirar resíduos desses
tecidos e levar aos locais de eliminação, distribuir o calor produzido pelo metabolismo e
conduzir hormônios que realizam coordenação de funções celulares e células do sistema
de defesa do organismo.
Considerando estas funções é importante que seu funcionamento seja regulado
para permitir o atendimento à demanda tecidual, que varia consideravelmente em
situações como atividade física. Além disso, a manutenção de um meio circulante como
o sangue, com pressões e fluxos apropriados a cada local do corpo, e em condições de
vencer as resistências impostas implica em ajustes a partir de mudanças de postura e
influências ambientais.
A variabilidade natural dos parâmetros cardiovasculares como freqüência
cardíaca (FC) ou pressão arterial (PA), reflete uma interação de diversos fatores que, em
sua maioria, envolvem a influência do sistema nervoso autônomo sobre o sistema
cardiovascular. Existe uma forte correlação entre a variabilidade da PA e/ou FC e a
modulação autonômica sobre o sistema cardiovascular (CERUTTI et al., 1991;
PAGANI et al.,1986).
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Mudança Postural
A mudança postural provoca algumas alterações nos indivíduos, uma vez que
esta ativa os barroceptores e causa flutuações na freqüência cardíaca(FC) e
vasoconstricção, mantendo a pressão arterial e a perfusão tecidual. Baseado nestas
alterações fisiológicas, a mudança postural é empregada em medicina para avaliação de
pacientes com diabetes, insuficiência cardíaca e sincope.
O peptídeo natriuretico atrial n-terminal(PNA-nt) é um neuropeptídeo
liberado na presença de sobrecarga cardíaca/distensão atrial tem sido usado como
ferramenta laboratorial auxiliar para o diagnóstico diferencial e avaliação do
prognóstico de insuficiência cardíaca, sendo demonstradas mudanças nos níveis PNA-nt
dependendo da postura.
O valor de normalidade que a dosagem de glicose em jejum deve apresentar é
entre 70 a 110 mg/dL. Se o resultado desta dosagem for superior a 110 mg/dL e inferior
a 124 mg/dL, deve-se iniciar um acompanhamento mais freqüente, repetindo a dosagem
laboratorial para que o diagnóstico de DM possa ser excluído ou confirmado e o
paciente inicie um tratamento precoce, se necessário. Duas dosagens em jejum acima de
124 mg/dL e com o paciente apresentando sinais e sintomas clínicos é favorável ao
diagnóstico de DM2 (ANDRIOLO, 2005).
Efeitos da Imersão
Durante o período de imersão os efeitos fisiológicos são semelhantes aos
produzidos por qualquer outra forma de calor, porém são menos localizados. Uma
elevação geral na temperatura corporal freqüentemente ocorre se a temperatura da água
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estiver acima da temperatura corporal. O corpo ganha calor através das áreas imersas,
porém só consegue perder a partir do sangue nos vasos cutâneos e glândulas sudoríparas
das regiões expostas, como a face e o pescoço. O corpo ganha calor da água e a partir da
conversão de energia. Uma elevação da temperatura corporal é portanto inevitável, a
elevação varia de pessoa para pessoa.
Os efeitos fisiológicos na imersão dependem de alguns fatores, tais como
temperatura da água e profundidade da piscina. Segundo Hall, Bisson e O’Hare(1990),
quanto maior for a profundidade , maior será a pressão hidrostática, ocasionando maior
retorno venoso ao coração. Este fato é considerado a base para todas as alterações
fisiológicas associadas à imersão.
Ao entrar na piscina, ocorre uma vasoconstrição momentaneamente causando
aumento da resistência vascular periférica(RVP) e aumento da pressão arterial. Mas
durante a imersão, as arteríolas dilatam-se ocorrendo uma diminuição da RVP e
hipotensão arterial. A pressão hidrostática exercida sobre o tórax e o estômago
intensifica o trabalho cardíaco(DEGANI,1998).
Uma elevação de temperatura aumenta o metabolismo, por essa razão, o
metabolismo na pele e músculos é aumentado e, à medida que a temperatura corporal se
eleva, o mesmo acontece com a taxa metabólica geral. Isto aumenta não somente a
demanda de oxigênio como também a produção de dióxido de carbono, fazendo com
que a freqüência respiratória aumente proporcionalmente.
Na pele, há clareamento devido à vasoconstrição, e isto é seguido pela
coloração rósea e a seguir vermelhidão devidas à dilatação.Há atividade aumentada das
glândulas sudoríparas e sebáceas à medida que a temperatura da pele se eleva. O contato
prolongado com a água macera a creatina, a qual, por absorção de água, se torna mole,
espessa e branca.
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Em razão da pressão hidrostática, durante a imersão parcial, ocorre aumento de
700ml de sangue no compartimento torácico, aumento de volume sistólico e débito
cardíaco. No estudo realizado por Weston et al.(1987) verifica-se que o volume
sistólico, debito cardíaco e a freqüência cardíaca sofrem alterações com a água em
diferentes temperaturas.
Devido ao fato de um individuo em imersão estar sujeito à pressão externa da
água em um gradiente, que dentro de uma profundidade relativamente pequena exerce
pressão venosa, o sangue é deslocado para cima, primeiro para as coxas, depois para os
vasos da cavidade abdominal e finalmente para os maiores vasos da cavidade torácica e
para dentro do coração. O retorno venoso é intensificado pelo deslocamento do sangue
da periferia para os vasos do tronco, para o tórax e para o coração. Segundo WESTON
et al.1987, o débito cardíaco aumenta 80% a 33 graus até 121% a 39 graus.
À medida que o preenchimento cardíaco e o volume sistólico aumentam com a
progressão da profundidade de imersão da sínfise para o processo xifóide, a freqüência
cardíaca normalmente diminui(HAFFOR;MOHLER;HARRINSON,1991).
Após a imersão o mecanismo de perda de calor entra em operação e a temperatura
retorna ao normal, devido principalmente à considerável perda de líquido do corpo.
Enquanto uma pessoa esta repousando, depois de entrar em uma piscina, ela continua a
perder calor a partir das glândulas sudoríparas e dos vasos da superfície, a freqüência
cardíaca, respiratória, taxa metabólica e a distribuição do sangue retornam ao normal.
Enquanto as arteríolas periféricas permanecerem dilatadas a resistência periférica
permanece baixa, porém isto retorna ao normal quando os vasos se constringirem
durante o período de repouso.
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Princípios físicos da água
De acordo com Sears e Zemansky(1976), podemos dividir os princípios
hídricos em duas partes: hidrostática e hidrodinâmica. A primeira estuda os fluidos em
repouso e a segunda em movimento. Skinner e Thomson(1985) relataram que as
principais propriedades físicas da água são: densidade e gravidade específica,
empuxo(Princípio
de
Arquimedes),
pressão
hidrostática(Lei
de
Pascal),
turbulência(Princípio de Bernoulli), viscosidade, tensão superficial e refração.
A densidade é definida como a massa pela unidade de volume, sua unidade de
medida é quilograma por metro cúbico ou grama por centímetro cúbico. A comparação
entre as densidades de diferentes substâncias caracteriza a densidade relativa. Quando a
densidade do corpo é menor que a densidade do fluído, o corpo permanece em
flutuação; quando é igual ocorre um equilíbrio e o corpo mantém-se abaixo do nível da
água; por;em se a densidade do corpo é maior que a do fluido, ele afunda.
Quando um corpo está completamente ou parcialmente imerso em um líquido
em repouso, sofre uma força para cima igual ao peso do líquido deslocado, denominada
empuxo(YAMAMOTO; FUNKE; SHIGEKIYO, 1988). Portanto, se um corpo tiver
densidade menor que 1 ele flutuará, de vez que o peso do objeto é menor que o peso da
água deslocada. Se a densidade relativa for maior do que 1 ele afundará, e se igual a 1
ele flutuará logo abaixo da superfície da água. A principal vantagem do empuxo é a
redução do peso suporte.
A Lei de Pascal estabelece que a pressão do líquido é igualmente sobre todas as
áreas da superfície de um corpo e varia com a profundidade e a densidade do líquido.
Segundo Edlich(1988), a pressão hidrostática aumenta proporcionalmente conforme a
profundidade da água.
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O princípio da turbulência está relacionado com a pressão e a velocidade através
de um fluxo de corrente. Já a viscosidade trata-se da fricção que ocorre entre moléculas
de um líquido. O aumento da temperatura da água reduz a viscosidade, portanto piscina
aquecida apresenta viscosidade menor que a água fria.
A tensão superficial é uma força exercida entre a superfície da molécula e o
fluido. Ela atua como uma resistência ao movimento. Por outro a refração é a deflexão
de um raio quando ele passa de um meio mais denso a um menos denso ou vice-versa.
Quando o raio passa de um meio mais rarefeito a um meio mais denso, como do ar para
a água, ele se deflete no sentido da normal; a passagem no sentido oposto, de um meio
mais denso a um mais rarefeito, dobra o raio afastando-o da normal.
Temperatura da Água
A maioria das alterações fisiológicas dependem da temperatura da água. O
débito cardíaco aumenta de 80% a 33ºC até 121% a 39ºC (WESTON et al. 1987).
A água numa temperatura de 34ºC, estimula a circulação arterial periférica,
que melhora ainda mais durante os exercícios terapêuticos.
A medida que o preenchimento cardíaco e o volume sistólico aumentam com a
progressão da profundidade de imersão a freqüência cardíaca normalmente diminui
(HAFFOR; MOHLER; HARRINSON, 1991). Essa queda é variável dependendo da
temperatura da água. Normalmente, em piscinas de temperaturas médias, a freqüência
diminui de 12 a 15% (RISCH et al.,1978). Existe uma relação significante entre a
temperatura da água e a freqüência cardíaca. A 25º C, a freqüência
cai
aproximadamente 20% (EVANS; CURETON; PURVIS,1978), ao passo
que
temperaturas termoneutras, a queda da freqüência é menor que 15% e, em águas
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quentes a freqüência aumenta significativamente, contribuindo para o principal aumento
no débito cardíaco em temperaturas altas (WESTON et al. 1987).
Sistema nervoso central
As vias sensório-perceptivo-motoras, durante a imersão, estão profundamente
estimuladas(ZEGHBI,1994). O cérebro organiza uma série de informações de vários
canais sensoriais e as converte em imput.
A performance motora pode ser estimulada por meio da ação e da retroação
dos diversos estímulos que são propiciados (feedback sensorial), ou seja, o indivíduo
tem a oportunidade de discriminar as situações espaciais e temporais da informação que
recebe. Dentre vários estímulos sensoriais citamos: controle postural como forma de
estímulo proprioceptivo, sensações termodolorosas como estimulo tátil e reações de
equilíbrio como estímulos vestibulares.
Sistema Nervoso Autônomo
O Sistema Nervoso Autônomo (SNA) é parte morfológica do Sistema Nervoso
Central (SNC) e Periférico (SNP) que atua de modo involuntário, basicamente
participando co controle do funcionamento sistemas como o circulatório, digestório,
endócrino e outro. Ele é constituído por duas divisões: o SNA Simpático e o SNA
parassimpático, que agem de forma complementar para o controle dos órgãos. Tanto a
via simpática quanto a parassimpática é constituída de neurônios pré e pós ganglionares.
No SNA simpático os neurônios pré-ganglionares têm origem na medula espinhal (parte
torácica e lombar), projetando-se para os gânglios para-vertebrais onde fazem sinapses
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com os neurônios pós-ganglionares, e estes vão inervar os órgãos efetores. O SNA
parassimpático tem seus neurônios pré-ganglionares com origem no tronco encefálico
ou na medula espinhal sacral projetando-se para os gânglios que se localizam próximo
ou no interior dos órgãos efetores onde fazem sinapses com os neurônios pósglangliores. (CONSTANZO, 1999; JOHNSON, 1998).
A ação simpática é, em geral, antagônica à parassimpática, ou seja, quando um
tem ação excitatória sobre um órgão o outro tem ação inibitória. Em alguns casos estes
sistemas atuam de forma sinérgica, produzindo respostas coordenadas dos órgãos, ou
apenas uma das divisões inerva o órgão-efetor (GUYTON, 1977; CECIL et al, 1984).
Todas as artérias, as arteríolas e as veias da circulação sistêmica recebem
nervos simpáticos. A estimulação desses nervos simpáticos produz efeitos de maior
intensidade sobre as arteríolas e sobre as veias e, com menor intensidade, nas artérias,
em todos esses vasos o efeito é constritor. Os nervos vasoconstritores simpáticos,
normalmente, transmitem fluxo contínuo de impulsos para os vasos sangüíneos, fazendo
com que esses vasos permaneçam sempre em estado moderado de vasoconstrição.
Quando o sistema nervoso simpático é chamado a fazer com que esses vasos
tenham um grau de constrição maior do que o normal isso é realizado pelo aumento do
número de impulsos simpáticos, acima do normal. O mecanismo para a vasodilatação
pelo sistema nervosos simpático é, simplesmente, a redução do número de impulsos até
valor abaixo do normal. Desse modo o sistema simpático pode produzir tanto
vasoconstrição como vasodilatação.
O controle nervoso dos vasos sangüíneos não está, em geral, relacionado à
oferta de nutrientes para os tecidos. Pelo contrário, está relacionado com a distribuição
de sangue aos principais setores do organismo.
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O sistema nervoso simpático também provoca o desvio de grandes quantidades
do fluxo sangüíneo para a pele, a fim de regular a temperatura corporal. Quando a
temperatura corporal aumentar demasiadamente, a diminuição da estimulação simpática
dilata as arteríolas da pele, fazendo com que aumente a perda de calor, o que ocorre até
que a temperatura retorne ao normal. Já no caso de uma temperatura corporal baixa,
ocorre vasoconstrição por ação simpática nos nervos cutâneos , o que reduz o fluxo
sangüíneo para essa região e a temperatura corporal sobe até o normal.
A modulação da freqüência cardíaca está na dependência da integração dos
componentes simpático e parassimpático, que determinam de maneira variável as
oscilações de seus batimentos. Essas oscilações temporais entre duas contrações
ventriculares
consecutivas
eletrocardiograma(ECG)
que
correspondem
designamos
aos
por
intervalos
variabilidade
R-R
da
do
freqüência
cardíaca(RIBEIRO et al.1992, LONGO et al, 1995).
Nesse sentido, a variabilidade da freqüência cardíaca pode ser analisada no
domínio do tempo pelo índice da raiz quadrada da somatória do quadrado da diferença
entre R-R consecutivos no registro do ECG, dividindo pelo número de R-R em um
tempo determinado menos um e pela porcentagem de intervalo RR adjacentes com
diferença de duração maior que 50ms e no domínio da freqüência, através da
decomposição do espectro de potência em bandas de baixa freqüência, entre 0,04 e
0,15Hz, e alta freqüência, entre 0,15 e 0,4Hz, tem sido considerada como uma
importante ferramenta para avaliar a modulação autonômica da freqüência
cardíaca(ANTILA, 1979, LONGO et al.,1995,TASK FORCE, 1996.
No coração, o nodo sinoatrial é inervado por ambos sistemas, que atuam
regulando os batimentos cardíacos. O simpático aumenta a freqüência cardíaca (FC) e o
volume sistólico (VS), resultando em aumento do debito cardíaco (DC) enquanto o
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parassimpático age de forma inibitória diminuindo o DC. Essa ação é observada
também sobre a pressão arterial (PA). Por exemplo, se há aumento de atividade
simpática ocorre elevação da PA e no aumento da ação parassimpática haverá redução
da PA (CONSTANZO, 1999).
Nos pulmões o simpático dilata os bronquíolos e faz vasoconstricção, e o
parassimpático contrai os bronquíolos e provoca vasodilatação. Nos olhos, a íris e o
músculo ciliar recebem inervação autônoma, controlando a abertura pupilar e o foco do
cristalino, sendo que a pupila dilata e o foco do cristalino é ajustado para longe quando
o simpático é ativado. O parassimpático contrai a pupila e ajusta o foco do cristalino
para perto. O trato digestivo não sofre muita influência do SNA, pois tem seus próprios
nervos no plexo nervoso entérico. Entretanto o parassimpático aumenta o peristaltismo e
as secreções das glândulas gastrointestinais e relaxa esfíncteres, enquanto o simpático
inibe o peristaltismo, contraí esfíncteres e produz secreções mais viscosas de glândulas.
Estas ações do SNA sobre os sistemas circulatório, respiratório, digestório e olhos são
importantes numa condição denominada estado de alerta (reação de fuga ou luta) o qual
pode aparecer em condições de atividade física ou estresse (GUYTON, 1977).
Glândulas nasais, lacrimais e salivares sofrem influência parassimpática que
aumenta a secreção e as glândulas sudoríparas são ativadas pelo simpático, que aumenta
a sudorese. Na bexiga, a eferência do reflexo da micção é dada pelo SNA. Se a bexiga
está cheia ocorre relaxamento da parede e contração do esfíncter pelo simpático e, na
micção, observa-se à contração da bexiga e relaxamento do esfíncter sob o controle do
parassimpático (JOHNSON, 1998).
Mesmo ações controladas fundamentalmente pelo sistema endócrino sofrem
influências do SNA como por exemplo o controle da glicemia. O SNA participa do
controle da glicemia de maneira indireta pois logo após as refeições existe aumento da
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atividade do parassimpático para as ilhotas pancreáticas, estimulando a secreção de
insulina (através da acetilcolina). Nos períodos de jejum, e em situações de estresse o
SNA simpático encontra-se ativado e, através da adrenalina e noradrenalina, ativa a
secreção de glucagon e inibe a de insulina, facilitando a degradação das reservas de
glicose presentes no fígado. Além disso a própria adrenalina aumenta a degradação de
glicogênio hepático e favorece a lipólise e gliconeogênese (JOHNSON, 1998).
O funcionamento adequado do SNA é importante para reações automáticas
(involuntárias) como no caso de mudanças da luminosidade ambiente (que requer
fechamento ou abertura da pupila), mudança da posição corporal (que necessita ajustes
da PA) e até durante a alimentação (aumento de motilidade e secreção gastrointestinal).
Pacientes com DM desenvolvem distúrbio do funcionamento do SNA denominado de
disautonomia. No caso de suspeita de disautonomias a avaliação do funcionamento do
SNA pode ser necessária para comprovar o comprometimento e verificar o grau de
acometimento. Existem alguns testes que servem para verificar o funcionamento do
SNA, entre eles estão: teste de dilatação e fechamento da pupila; teste de atividade do
SNA sobre o sistema cardiovascular (resposta da PA no exercício; tilt test – mudança
postural de supino para ortostático); teste de reatividade de vias aéreas (resposta
brônquica a anticolinérgicos) (BESSER et al, 1979; BANDEIRA et al, 2003).
Hipotensão postural é definida como o decréscimo da PA sistólica ao ficar de
pé, causando redução do fluxo ao cérebro com sensação de tontura, podendo chegar ao
desmaio. Este distúrbio é resultado primário da impotência do centro vasomotor em
atuar controlando a PA. O mecanismo fisiopatológico parece estar relacionado com a
insuficiente ação dos barorreceptores ou insensibilidade vascular às catecolaminas. A
deficiência da ação da inervação simpática sobre o aparelho justaglomerular pode
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causar diminuição da secreção normal da renina, sendo este também um fator para o
aparecimento da hipotensão postural (BANDEIRA et al, 2003; BESSER et al, 1979).
Sistema renal
A imersão tem muitos efeitos nos sistemas reguladores renais e nos sistemas
endócrinos. Com relação à função renal, a variação da filtração glomerular ocorre
dependendo da pressão hidrostática, em acordo com a variação da profundidade e da
permeabilidade da membrana capilar, proporcionando aumento da diurese. Durante a
imersão
observa-se
aumento
da
diurese,
da
natriurese
e
da
potassiurese(HALL;BISSON;O’HARE,1990).
Os hormônios vassopressina ou antidiurético(ADH) e aldosterona e o sistema
renina-angiotensina estarão inibidos durante a imersão, porém o peptídeo natriurético
atrial(PNA) estará presente, proporcionando aumento do volume do sangue central,
aumento do retorno venoso e débito cardíaco.
O fluxo de sangue para os rins aumenta imediatamente após a imersão, causando
aumento na liberação de creatinina inicialmente durante a imersão. A atividade do nervo
renal simpático diminui em razão de resposta vagal causada pela distensão atrial
esquerda. Essa diminuição na atividade renal nervosa simpática aumenta o transporte de
sódio tubular(EPSTEIN,1976).
A resistência renal vascular diminui em aproximadamente um terço, a pressão renal
venosa aumenta em aproximadamente duas vezes, e a excreção de sódio aumenta em
dez vezes em indivíduos com o sódio corporal total normal. Essa excreção é
acompanhada por água livre, criando parte do efeito diurético da imersão(WESTON et
al.,1987).
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O aumento na excreção de sódio é um fenômeno dependente do tempo de
imersão. A excreção de sódio aumenta também em função da profundidade, devido à
alteração do volume sangüíneo total circulante. A liberação de um fator natriurético
humoral ocorre através da distensão dos átrios. O peptídeo produzido PNA facilita a
excreção de sódio e a diurese. O PNA relaxa os músculos lisos vasculares e inibe a
produção de aldosterona, podendo persistir por um período de tempo após a imersão.
De maneira geral, a expressão volumétrica central induzida pela imersão causa
um aumento na eliminação urinária acompanhada de uma significante excreção de sódio
e potássio, que começa quase imediatamente após a imersão, aumentando
constantemente durante as várias horas de imersão e diminuindo suavemente durante as
horas subseqüentes(BECKER; COLE; 2000).
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OBJETIVOS
Geral
Analisar a influência da mudança postural (decúbito-ortostática) e da imersão
do corpo humano em água sobre a pressão arterial, freqüência cardíaca, hematócrito e
influência autonômica simpática e parassimpática sobre o sistema circulatório.
Específicos
Acompanhar as variações da PA e da FC em pessoas sem nenhuma patologia
detectada, submetidos à mudança postural (passagem de posição deitado – supino- para
em pé – ortostático, imersão em água) e analisar comparativamente as respostas, como
forma de obter informações sobre a atividade do sistema nervoso autônomo, verificando
como reage o sistema fisiológico(FC,PA, temperatura corporal) às mudanças de postura
e a imersão.
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JUSTIFICATIVA
A influência de mudanças posturais e imersão são capazes de gerar ajustes do
sistema circulatório que envolvem atividade do sistema nervoso autônomo e também
hormônios que podem modificar o hematócrito. Por isso é importante tentar
compreender como estes ajustes ocorrem.
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METODOLOGIA
Neste trabalho analisamos as alterações fisiológicas que ocorrem nos seres
humanos quando submersos até a região dos ombros, em piscina aquecida e fizemos
uma análise em relação às posições supino e ortostática. Foi observado o
comportamento da pressão arterial, freqüência cardíaca e do hematócrito frente as forças
presentes na água.
Voluntários
Foram convidados a participar como voluntários deste trabalho pessoas com
faixa etária entre 20 a 50 anos, com média de 28,6 anos.
Os voluntários foram submetidos a uma anamnese(coleta de dados pessoais,
história clínica atual e pregressa, antecedentes familiares,hábitos de vida).
Foi formado um grupo de 30 pessoas, que foram submetidas a um teste de
mudança postural (passagem de posição supina para ortostática) que provocam ajustes
no controle autonômico da PA e da FC. Para a obtenção dos parâmetros relativos aos
ajustes efetuados pelo SNA sobre o sistema circulatório será realizado o protocolo
experimental descrito a seguir.
Os participantes foram esclarecidos da sobre a relevância do trabalho, dos
procedimentos experimentais e assinaram um termo de consentimento formal, conforme
as normas da Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde. A pesquisa foi
aprovada pelo comitê de Ética em Pesquisa.
O protocolo de estudo foi realizado em todos os indivíduos sempre no período
matutino(08:00 às 11:00hs). Ao chegarem ao local da pesquisa, Clinica Cendor
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localizada na avenida Leopoldino de Oliveira em Uberaba, os voluntários foram
pesados, em balança portátil da marca Arno, série BH, modelo BAL-M e medidos. A
pressão arterial foi aferida com uso de esfigmomanômetro Professional, devidamente
calibrado e estetoscópio da marca BD duo sonic e uma primeira dose de sangue foi
retirada. Para determinação de glicemia foi feita punção digital e dosagem de glicose
com glicosímetro Accu-check Advantage II – Roche. Em seguida os voluntários tiveram
afixado ao tórax um cardiofreqüêncímetro (Polar S-810) para determinação contínua da
FC. O cardiofreqüêncímetro era umidecido a parte em contato com o tórax do
voluntário, para que possa captar melhor o sinal.
Protocolo experimental
O procedimento experimental realizado com os voluntários, consistiu em uma
seqüência de mudanças posturais e imersão conforme descrito abaixo:
Fase 1: repouso deitado(supino)
Os indivíduos ficavam deitados por 20 minutos, sendo que o período de coleta
de dados compreendia os últimos 15 minutos; ao início deste período foi feito coleta de
sangue para determinação de hematócrito. Durante o tempo de observação a PA
registrada a cada 10 minutos, a temperatura corporal a cada 20 minutos e a freqüência
cardíaca continuamente com uso do Polar.
Fase 2: repouso em pé(ortostático)
Os indivíduos passaram para a posição em pé e permaneceram nesta posição
por 20 minutos, sendo a freqüência cardíaca continuamente monitorada pelo Polar e a
pressão arterial de 10 em 10 minutos. A temperatura corporal cada 20 minutos.
Fase 3: Imersão
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Os indivíduos entraram na piscina aquecida(temperatura média em torno de 31
graus) e permaneceram, em repouso por 20 minutos. A pressão observada a cada 10
minutos, temperatura corporal a cada 20 minutos e a FC continuamente registrada pelo
uso do Polar.
Fase 4: repouso em pé
Os voluntários ficaram em posição ortostática por 20 minutos, sendo registrada
a freqüência cardíaca continuamente com uso do Polar, pressão arterial a cada 10
minutos, temperatura corporal a cada 20 minutos e uma última amostra de sangue foi
colhida para determinação do hematócrito.
As diferenças funcionais entre os dois componentes do sistema nervoso
autônomo (simpático e parassimpático) induzem a diferentes padrões de variabilidade
de FC e/ou PA, que são evidenciados quando essas variabilidades são avaliadas no
domínio freqüência (análise espectral). Estudos tem mostrado que as influências
simpáticas e parassimpáticas sobre o coração e os vasos levam a padrões de
variabilidade rítmica em duas faixas distintas de freqüência (CIRCULATION,1996).
A análise espectral é um tratamento matemático que permite a discriminação
de oscilações presentes na variabilidade de determinado parâmetro. Neste trabalho, a
partir do sinal do polar, fazíamos a analise espectral para posteriormente verificar os
resultados obtidos.
O estudo da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) é um procedimento
utilizado a pouco mais de 10 anos e que avalia as flutuações da freqüência cardíaca (FC)
durante períodos curtos ou longos de tempo e permite a inferência da atividade nervosa
autonômica sobre o coração. Este tipo de estudo tem vantagens de poder ser realizado
sem intervenção significativa, mas apresenta desvantagens de ser uma metodologia que
ainda não apresenta parâmetros de consenso amplamente aceitos, o que dificulta a
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chegada a conclusões e definição de critérios para identificação das disautonomias
(MALLIANI et al, 1996).
Basicamente a análise de VFC se baseia no princípio de que a FC é
influenciada continuamente pelo SNA simpático e parassimpático. A ação do SNA
parassimpático aumenta a permeabilidade de cardiomiócitos ao íon potássio e redução
da FC. Já o SNA simpático atua aumentando a permeabilidade a sódio e cálcio,
elevando a FC e força de contração. Como a ação do SNA parassimpático se faz através
da permeabilidade ao íon potássio e não depende de outros mecanismos de transdução
de sinal, como é o caso da ação do SNA simpático (que inclui ativação de proteínas G,
adenil-ciclase e formação de AMP cíclico), a resposta do coração à ação do
parassimpático aparece mais rapidamente que sob ação do simpático. Por isso as
flutuações de alta freqüência (high frequency – HF) da VFC são consideradas como
resultado da ação do SNA parassimpático. Como o simpático demora mais tempo para
agir, as flutuações de baixa freqüência (low frequency – LF) da VFC são consideradas
decorrentes da ação do SNA simpático (SEELY e MACKLEM; 2004).
O estudo da VFC pode ser feito no domínio do tempo, através de testes
estatísticos como a Variância da FC em torno da média (desvio padrão do intervalo RR)
ou ainda o percentual de intervalos RR que diferem mais de 50 milissegundos do seu
adjacente e outros métodos que expressam quanto a FC varia em torno da média, num
determinado tempo. Esta metodologia não permite analisar a influência do SNA, que é
feita com ajuda de análises de VFC no domínio da freqüência. Este tipo de estudo
analisa a densidade do espectro de potência que descreva os componentes harmônicos
presentes na dispersão da FC analisada.
Como exemplo está mostrado na figura 1 um estudo feito em humanos
submetidos à mudança postural – passagem de posição supina para ortostática (TILT)
22
(REIS et al, 1998). O registros contínuos da FC são apresentados sob a forma de
tacogramas, ou seja, qual é o valor do intervalo RR a cada batimento. Neste tipo de
registro a FC média pode ser verificada pelo valor do intervalo RR. Quanto maior o
intervalo RR, menor a FC. Observa-se que nos tacogramas de uma pessoa que passou da
posição supina (A) para ortostática (B) os valores de intervalo RR estão mais baixos
(aumento de FC) e existe uma menor dispersão de valores. A análise do espectro das
freqüências das variações de FC dest mesmo indivíduo nas posições supina (C) e
ortostática (D) mostra um aumento do componente LF (BF – baixa freqüência) e
redução de HF (AF – alta freqüência), correspondendo a maior atividade do simpático
(LF/BF) e menor atividade do parassimpático (HF/AF) ao ficar em pé.
Figura 1. Tacogramas e espectros de VFC em um indivíduo em posição supina
(REPOUSO) e ortostática (TILT). As mudanças observadas estão descritas no texto
(adaptado de REIS et al, 1998).
23
Em nosso estudo a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) foi determinada
partir da análise dos registros de FC contínua (tacogramas). Foi feito uma análise da
VFC pela quantificação da dispersão dos valores de FC ao redor da FC média (desvios
padrões da FC) nas condições posturais supino e em pé e imersão. Além disso, pela
utilização do software do cardiofreqüêncímetro (Polar) foi realizada a análise espectral
da distribuição dos valores de freqüência cardíaca, ou seja, quantificação das
freqüências de variação da FC, determinadas nas faixas LF (low frequency) e HF (high
frequency). A banda LF corresponde às ondas que oscilam em freqüências entre 0,04 a
0,15 Hertz (Hz) enquanto a banda HF compreende as ondas que oscilam em freqüências
de 0,15 a 0,50 Hz. Alguns autores incluem o estudo da banda VLF (very low frequency)
que abrange as oscilações com intensidade menor que 0,04 Hz. No nosso estudo foram
quantificadas as bandas LF, LFη, HF, HFη, LF/HF . A avaliação da intensidade de HF
e LF foi feita pela potência de cada banda no espectro de freqüência e também pela
análise de HF e LF normalizados, onde se obtém a porcentagem de influência do SNA
simpático e parassimpático.
Todos os dados relativos a cada pessoa estudada (sexo, idade, peso, altura),
juntamente com os resultados da sessão (PA, FC, temperatura corporal) foram lançados
em planilha eletrônica (Excel – Microsoft) para análise estatística descritiva (médias e
variâncias) e comparativa (análise de comparação de médias pelo teste T de Student). O
nível de significância adotado para identificar diferenças entre as médias dos valores de
cada grupo foi de 5% (p<0,05).
Todos os parâmetros foram expressos como média (±epm). Os parâmetros
coletados através das posições supino, ortostática 1, imersão e ortostática 2, pelo
freqüêncímetro cardíaco foram analisados por uma ANOVA “One way” para medidas
24
repetidas seguida pelo teste de Tukey. A diferença entre os parâmetros foi considerada
significativa quando p<0,05.
25
RESULTADOS
Freqüência cardíaca
Figura 2
Apresenta os valores da freqüência cardíaca nas posições: supino, ortostática, imersão e
ortostática 2. Os dados são referentes aos voluntários, n = 29 em cada fase do protocolo,
do nosso trabalho.
100
*
90
#
80
FC (bpm)
70
60
50
40
30
20
10
0
Supino
Ortostático
Imersão
Ortostático 2
Fig. 2: Valores da FC nos quatro estágios do protocolo (supino, ortostático, imerso e ortostático 2).
Nas fases de supino e imersão a resposta da freqüência cardíaca é muito próxima. Verfica-se uma
diminuição na freqüência cardíaca em imersão, quando comparamos com a posição ortostática.
(*p<0,05 vs supino, # vs ortostático 1).
26
Figura 3
Na figura estão presentes as quatro fases do protocolo de trabalho com relação a
variância da freqüência cardíaca.
5000
*
*
Variância ms2
4000
3000
2000
1000
0
Supino
Ortostático 1
Imersão
Ortostático 2
Fig. 3 valores da variância nas quatro fases do protocolo. Observamos que houve um
comportamento próximo da posição de supino a posição de imersão, também na
variância. Já a posições ortostáticas se comportam de maneira diversa (*p<0,05 vs
Ortostático 1).
27
.
Figura 4
Nesta figura podemos analisar o comportamento da banda LF, que mede a
atividade simpática dos indivíduos durante o protocolo proposto. Sendo que a banda LF
possui ondas que oscilam de 0,04 a 0,15 Hz.
2000
LF
1500
1000
500
0
Supino
ortostática 1
Imersão
Ortostático 2
Figura 4 valores da atividade sistema nervoso simpático representando por LF. Não
houveram grandes diferenças com relação as posições ortostática 1 e imersão. Para p<0,05 não
houveram diferenças estatísticas.
28
Figura 5
Verificamos a atividade do sistema parassimpático no grupo estudado, nas
quatro fases do trabalho. Já as ondas HF oscilam de 0,15 a 0,50 Hz.
*
HF
1000
500
#
0
Supino
Ortostática 1
Imersão
Ortostático 2
Fig 5: HF que representa parassimpático.
Podemos ver claramente a predominância de atividade parassimpática nas fases supino
e imersão. Enquanto que as posições ortostáticas não apresentam grande
expressividade com relação às demais fases do protocolo. (*p<0,05 vs
ortostático 1; #p<0,05 vs supino).
29
Figura 6
Apresenta os valores do LF normalizado, frente as quatro fases do protocolo.
100
*
90
*&
80
LF nu
70
#
60
50
40
30
20
10
0
Supino
Ortostático 1
Imersão
Ortostático 2
Fig. 6: Representa a atividade simpática normalizada. Podemos constatar que a
atividade de LF normalizado é maior nas posições ortostáticas se comparado
com as posições supino e imersão. (*p<0,05 vs supino; #p<0,05 vs ortostático 1;
&p<0,05 vs ortostático 1).
30
Tabela 7
Representa banda HF normalizada nas quatro fases do protocolo.
#
50
HF nu
40
30
*@
*
*
20
10
0
Supino
Ortostático 1
Imersão
Ortostático 2
Fig 7 fases supino e imersão apresentam maiores valores que as fases ortostático 1 e
ortostático2. (*p<0,05 vs supino; #p<0,05 vs ortostático 1; @p<0,05 vs imersão).
31
Figura 8
Nesta figura verificamos o comportamento das ondas LF por HF em todos os
LF/HF
voluntários.
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
*
$&
#
Supino
ortostático 1
Imersão
Ortostático 2
Fig. 8: comportamento de LH/HF , apresentando maiores valores nas fases, do
protocolo, ortostático 1 e ortostático 2 em comparação com as fases de supino e
imersão. (*p<0,05 vs supino; #p<0,05 vs ortostático 1; $p<0,05 vs supino;
&p<0,05 vs imersão).
32
DISCUSSÃO
No que diz respeito às respostas cardio-circulatórias à imersão, temos algumas
situações diferentes a considerar:
Como vários autores demonstrara, imediatamente após a imersão, como
conseqüência da ação da pressão hidrostática, 700ml de sangue são deslocados dos
membros inferiores para a região do tórax, causando um aumento no retorno
venolinfático, e ocasionando um aumento em 60% do volume central. A pressão
intratorácica aumenta 0,4 mmHg para 3,4 mmHg e a pressão no átrio direito aumenta de
14,0 mmHg para 18 mmHg. A pressão venosa central aumenta de 2,0 a 4,0 mmHg para
3,0 a 16,0 mmHg, sendo que a pressão arterial pulmonar aumenta de 5,0 mmHg no solo
para 22,0 mmHg em imersão. O débito cardíaco aumenta de 30,0 a 32,0%, associados a
uma diminuição de aproximadamente 10 batimentos por minuto ou de 4,0 a 5,0% da
freqüência
cardíaca
em
bipedestação
no
solo(DENISON,
1972;
HALL,
1990;GREENLEAF, 1984; BECKER, 2000).
Parte das alterações cardiocirculatórias decorrentes da imersão são atribuídas ao
reflexo de mergulho, que inclui bradicardia, vasoconstrição periférica e desvio de
sangue para
órgãos vitais.
O reflexo
de
mergulho
ocorre em situações
significativamente diferentes, como molhar a face, imergir o corpo com a cabeça fora da
água e imersão total com apnéia. Nos homens é conseqüência da interação e competição
de vários fatores mecânicos e neurais (RUOTI et al., 1997).
Na figura 2, houveram significâncias estatíticas entre posição ortostática e e
supino. A imersão também apresentou estatística significante em relação a ortostática 1.
Nós vimos que a FC na posição ortostática foi maior que na imersão. A variabilidade da
33
redução da freqüência cardíaca está relacionada à diminuição da RVP em temperaturas
elevadas e ao aumento dos efeitos vagais.
Com relação a imersão, sabe-se que a principal vantagem do empuxo é a
redução
do
peso
suporte.
No
estudo
realizado
por
HARRINSOM
e
BULSTRODE(1987) verificou-se a porcentagem do peso suporte em homens e
mulheres durante diferentes níveis de imersão, que podem ser vistos na tabela 1.
Nível imersão
Mulheres
Homens
Sétima vértebra cervical
8%
8%
Processo xifóide
28 %
35 %
Crista ilíaca
47 %
54 %
Tabela 1: redução peso-suporte (HARRINSOM e BULSTRODE,1987).
Figura 3 houveram significância estatística entre as fases ortostática 1 e supino,
e imersão e ortostático 1.
A importância de verificar como atuam as forças em diferentes níveis de
imersão, está no fato de que nosso trabalho foi padronizado o nível de imersão a fim de
obter respostas que podem ser comparadas entre os indivíduos. Todos os voluntários
deste trabalho, independente da estatura, ficaram em imersão em nível dos ombros.
Na figura de número 4 não foram encontrados diferenças estatíticas.
Conforme a figura 5, foram encontradas as diferenças estatíticas entre posição de
imersão e ortotástica 1, e também ortostática e supino. Podemos verificar bem
facilmente o predomínio parassimpático nas fases de supino e imersão do protocolo de
trabalho. As fases onde os indivíduos permaneciam em posição ortostática podemos ver
que a ação parassimpática é em menor valor. Este comportamento do parassimpático
nós já esperávamos.
34
Com base na figura 6 podemos dizer, o que já era esperado, que a um aumento
do predomínio simpático nas duas posições onde os voluntários permaneciam em pé.
Enquanto que nas posições supino(deitado) e imersão não há muita atividade simpática
quando comparada com a posição ortostática. As fases ortostática 1 e 2 apresentam
significância estatística com relação a posição supino. A imersão apresenta significância
com posição ortostática 1. Já as posições ortostática 1 e 2 apresentaram significância
estatística.
No trabalho realizado por ARCA et al.,2000 foi verificado que a média da
freqüência cardíaca antes da imersão foi maior que a média da freqüência cardíaca
durante a imersão. Acredita-se que esta variabilidade da freqüência cardíaca está
relacionada à diminuição da resistência vascular periférica em altas temperaturas e ao
aumento dos efeitos vagais, como também foram relatados na pesquisa feita por
BECKER; COLE (2000).
Um estudo de AGOSTONI et al. (1966), demosntrou que em imersão com água
até a região cervical, o volume de reserva expiratória fica reduzido, em média, de 1,86
litros para 0,56 litros e a capacidade vital ficou reduzida em torno de 9,0% do valor
encontrado em terra, reduzindo sua
circunferência torácica em aproximadamente
10,0%. Este mesmo autor também verificou que a média da pressão atuando sobre a
parede torácica, durante a imersão até o pescoço, no final de uma expiração espontânea,
é de 21,0 cm H2O. A pressão na parede abdominal, com imersão em água até
imediatamente abaixo do diafragma, é de 12,0 cmH2O.
Na figura que representa o HF normalizado, figura 7, não existem grandes
diferenças da tabela do HF(figura 4). Predomínio parassimpático nas fases de supino e
imersão, onde apresentam maiores valores da figura. As posições ortostáticas 1 e 2 são
35
estatisticamente signifiantes da posição supino. Na posição de imersão existem
diferenças significativas com relação a posição ortostática 1 e 2.
A figura 8 que representa o LF pelo HF, apresenta diferenças estatísticas entre as
posições ortostáticas 1 e 2 em relação posição supino, e também apresentam diferenças
significantes em relação a posição de imersão.
36
CONCLUSÃO
Um indivíduo ao ser inserido em um
meio aquático ou quando muda de
postura, provoca uma série de adaptações fisiológicas.
A partir da análise estatística montamos os gráficos e com eles podemos
perceber algumas adapatações do organismo frente às posturas supino, ortostática,
imersão. Com a avaliação da variância da freqüência cardíaca notamos que as posições
ortostáticas apresentam predominância simpática, isso foi confirmado no nosso trabalho
através da análise do LF normalizado.
Por outro lado, vimos que um corpo em imersão comporta-se semelhante a um
corpo em posição supino no que diz respeito a dominância parassimpática. Em todos as
figuras se observa uma semelhança entre as barras da supino e da posição imersão. Num
primeiro momento, quando uma pessoa é imersa ocorre momentaneamente uma
vasoconstricção com isso ocorre aumento RVP e aumento da PA, mas como esta situação
é breve porque logo inicia a dilatação das arteríolas com diminuição da RVP e da PA.
Esta adaptação de relaxamento das arteríolas, ainda que o indivíduo em imersão, fica
semelhante a de uma pessoa em supino. Novos trabalhos devem ser feitos a fim de
comprovar os resultados obtidos nesta pesquisa.
37
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