Rev. bras. fisioter. Vol. 5 No. 2 (2001), 65-71
©Associação Brasileira de Fisioterapia
INVESTIGAÇÃO DA VARIABILIDADE DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA DE
MULHERES NOS PERÍODOS MANHÃ E NOITE
2
3
2
Silva, C. S. da,l-2 Marques, L. S} Moraes, F. R} Catai, A. M., Oliveira, L. e Silva, E.
Departamento de Bioengenharia, USP, São Carlos, SP
1
2
Laboratório de Fisioterapia Cardiovascular, Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de São Carlos,
São Carlos, SP,
3
Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP
Correspondênci a para: Cristiano Sales da Silva, Laboratório de Fisioterapia Cardiovascular,
Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de São Carlos, Rodovia Washington Luiz, km 235, C.P. 676,
CEP 13565-905, São Carlos, SP, e-mail: cristianossilva@ zipmail.com.br
Recebido: 21/02/01- Aceito: 19/04/01
RESUMO
A proposta desta investigação foi comparar a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) de mulheres de manhã e à noite. Foram estudadas
sete mulheres saudáveis, com idade média de 23 (± 2,03) anos. As voluntárias foram avaliadas em repouso nas posições supina e
sentada e durante o teste de esforço físico dinâmico do tipo degraus descontínuos, submáximo, nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts
(W) em cicloergômetro eletromagnético na posição sentada. A freqüência cardíaca foi coletada a partir do eletrocardiogram a em tempo
real pela manhã (8 h) e pela noite (20 h). A VFC foi analisada pelo índice de RMSSD dos intervalos R-R (iR-R) em milissegundos
(ms). Em relação aos períodos do dia, foi observado que a VFC no período da manhã, em comparação ao período da noite, nas condições
de repouso supino, sentado e durante o exercício físico na potência de 40 W apresentou diferença estatisticamente significativa (p <
0,05). Os resultados mostram, ainda, que da transição do repouso para o exercício físico nos dois períodos ocorre uma diminuição
crescente da VFC com o aumento dos níveis de potência. Esses resultados sugerem maior modulação vagai no período da manhã,
tanto no repouso quanto no exercício físico.
Palavras-chave: variabilidade da freqüência cardíaca, repouso, exercício físico dinâmico, manhã e noite.
ABSTRACT
The purpose of this investigation was to compare the heart rate variability (HRV) of women in the morning and evening. Seven healthy
women aged on average 23 (± 2.03) years took part in the test. The volunteers were evaluated at rest in the supine position and in
the seated position, and in a submaximal dynamic physical test with discontinuous degrees o f power (20, 30, 40 and 50 Watts), performed
on an electromagnetic cycle ergometer in the seated position. Heart rate was recorded by the electrocardiogra m in real time in the
morning (8:00 AM) and in the evening (8:00PM) and the analysis was performed based on the RMSSD índices of the R-R intervais o f the electrocardiogram in milliseconds (ms). With respect to the periods of the day, it was observed that the HRV in the morning
in the supine resting position and the seated resting position and during physical exercise in the power of 40 W was significantly
different from the values obtained in the evening (p < 0.05). The results showed that in the transition from rest to physical exercise
during the two periods (morning and evening) there was a growing reduction of HRV with increasing power levei. This results suggests
that occurs a higher vagai modulation over the morning either at rest than at physical exercise.
Key words: heart rate variability, rest, dynamic physical exercise, morning and evening.
INTRODUÇÃ O
O sistema nervoso autônomo no coração, por meio de seus
ramos eferentes simpático e parassimpático, regula e modula as respostas e as oscilações da freqüência cardíaca (FC).
A FC pode ser influenciada por diversos fatores, como
idade, aptidão física, sexo, mudanças posturais, tipo de
exercício físico, hábitos alimentares, ingestão de bebida
alcoólica, tabagismo, condições ambientais (temperatura,
umidade, altitude), musculatura envolvida e ritmo circadiano,
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Silva, C. S. da
entre outros (Molgaard et al., 1991; Gallo Jr. et a!., 1995;
Gregoire et al., 1996; Tulppo et al., 1998; Silva et al., 1999).
Tem sido referido na literatura que o controle autonômico do coração pode ser investigado a partir da análise
da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), que constitui
um meio relativamente simples e não invasivo (Longo et
al., 1995). Portanto, a variação batimento a batimento do
coração, observada pelo intervalo de duas ondas R (iR-R),
pode fornecer informações importantes sobre a integridade
da função neurocardíaca. Há uma considerável quantidade
de pesquisas indicando que a VFC é de grande utilidade
clínica, auxiliando na identificação de alterações do sistema
nervoso autônomo nas doenças cardiovasculares (Ribeiro
et a!., 2000; Burger et al., 1999) e em outras desordens não
cardiovasculares, como neuropatias diabéticas e tetraplegia
(Fallen & Kamath, 1995).
Estudos prévios observaram que o controle nervoso
autonômico do sistema cardiovascular possui um distinto
ritmo circadiano, o qual pode influenciar a VFC, a pressão arterial e o tônus vasomotor (Murakawa et al., I 992;
Cooke-Ariel, 1998). A investigação das mudanças tempodependentes na VFC tem sido extensivamente utilizada para
compreender a distribuição de eventos cardíacos em determinados períodos do dia (Bexton et al., I 986). Alguns trabalhos sugerem que há um aumento da VFC no período da
noite, atribuído à atuação predominante do tônus vagai, enquanto alterações da variabilidade durante o dia foram relacionadas à modulação simpática e vagai (Fallen & Kamath,
1995; Extramiana et al., 1999). Atkinson & Reilly (1 996),
estudando atletas de elite, verificaram que há interferência do ritmo circadiano quanto ao desempenho durante a
realização de atividade física.
Entretanto, há várias contradições em relação ao comportamento da VFC em diferentes períodos do dia. Alguns
estudos demonstram que a VFC, avaliada no domínio da
freqüência, apresenta baixos valores no período da manhã
em indivíduos saudáveis (Huikuri et al., I 992; Bernardi et
a!., I 992). Por outro lado, Hayano et al. ( 1990) analisaram
a VFC de indivíduos saudáveis a partir do ajuste de um
modelo auto-regressivo e observaram que a VFC era maior
no período da manhã comparativamente aos períodos da
tarde. Já Furlan et al. (1 990), estudando sujeitos saudáveis,
detectaram que ocorria um aumento da VFC entre o período
das 23 h às 5 h da manhã e uma rápida diminuição da VFC
no período das 6 h da manhã.
De um modo geral, as investigações conduzidas no
sentido de compreender melhor a interferência do período do dia na atividade do sistema nervoso simpático e parassimpático no coração, na modulação da FC, permanecem
sem elucidação definitiva.
Assim, a proposta desta investigação consiste em avaliar
e comparar a VFC de mulheres nas condições de repouso
e durante teste de esforço físico dinâmico submáximo em
dois períodos do dia (manhã e noite).
e/
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MATERIAL E MÉTODOS
Voluntárias
Foram estudadas sete voluntárias, do sexo feminino,
sedentárias, não obesas, sem história familiar de coronariopatias, não fumantes, que não se encontravam em período
pré ou pós-menstrual e não faziam uso de medicamentos.
Os dados antropométricos foram: peso médio 5 I, 7 kg (±
6,48), altura de I 59,85 em (± 3,87) e índice de massa corpórea (IMC) de 20,41 kg/m 2 (± 2,09). Os sinais vitais em
repouso foram: FC média 75,57 bpm (± 3,1 1), pressão arterial
sistólica (PAS) média de I 00,71 mmHg (± 4,94) e pressão
arterial diastólica (PAD) média de 64,28 mmHg (± 4,94).
As voluntárias foram consideradas saudáveis a partir da avaliação clínica e do eletrocardiograma de repouso. Foi aplicado
um questionário avaliativo contendo perguntas referentes
à saúde atual e pregressa das voluntárias, bem como antecedentes familiares de fatores de risco ou acometimentos
cardiovasculares. O estudo foi aprovado pela Comissão de
Ética da Universidade Federal de São Carlos e as participantes, após serem esclarecidas sobre a pesquisa, assinaram um termo de consentimento formal aceitando participar
do estudo.
Procedimento Experimental
O experimento foi realizado na sala de ergometria do
Laboratório de Fisioterapia Cardiovascular da Universidade
Federal de São Carlos. O local encontrava-se em condições
ambientais adequadas, com temperatura variando entre 23
e 24"C e umidade relativa do ar entre 47% e 63%.
As voluntárias foram informadas sobre os procedimentos experimentais e familiarizadas com os equipamentos e
com os integrantes da equipe de pesquisa.
As voluntárias foram submetidas ao experimento em
um mesmo dia. Os horários estabelecidos foram às 8 h na
primeira coleta de dados e às 20 h na segunda. Todas as
volun-tárias foram orientadas a fazer uma refeição leve antes
dos testes, assim como não ingerir bebidas ou alimentos contendo cafeína, como café, chocolate e refrigerante, bem como
ter uma boa noite de sono e não executar atividade física
ou passar por situações estressantes antes dos testes.
As voluntárias foram monitorizadas na derivação bipolar
(MC5), com o eletrodo negativo no manúbrio esternal, o
positivo no quinto espaço intercostal em direção à linha axilar
anterior esquerda referente a VS e o eletrodo neutro no quinto
espaço intercostal direito. O registro do eletrocar-diograma
foi captado a partir de um monitor cardíaco de um canal
(ECAFIX TC500) e processado por meio de um con-versor
analógico digital Lab. PC+ (Nationallnstruments, CO.),
que constitui uma interface entre o monitor cardíaco e o microcomputador Pentium II. A partir do eletrocardiograma,
os iR-R foram registrados utilizando um programa de processamento de sinais (Silva et al., 1994). O registro da FC batimento a batimento foi realizado no repouso em supino
durante 360 segundos (s), no repouso sentado em uma cadeira
durante 360 s (com os pés apoiados no chão) e durante todo
o período do teste de esforço físico dinâmico do tipo degraus descontínuos (TEFDD-D) sentado em uma bicicleta ergométrica de frenagem eletromagnética (Corival 400
Quinton).
O protocolo do TEFDD-D, submáximo, compreendia
um período de 60s em repouso sentado na bicicleta, durante 240 s em esforço nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts
(W) e 60 s em repouso. Entre as cargas foram intercalados
períodos de repouso por um tempo suficiente para que a FC
retornasse aos valores de repouso. As voluntárias foram
orientadas a pedalar na velocidade constante de 60 rotações
por minuto (rpm). A pressão arterial foi aferida com as
voluntárias em repouso deitado, sentado e nos 30 s finais
de cada nível do esforço físico.
Metodologia de Análise dos Dados
A análise da VFC, no domínio do tempo, foi a partir
dos iR-R (ms) obtidos nas condições de repouso supino e
sentado e do Ju ao 4u minuto do exercício físico utilizando-se o índice RMSSD, que corresponde à raiz quadrada
da somatória do quadrado das diferenças entre os iR-R no
registro, dividido pelo número de IR-R em um tempo determinado menos um iR-R (Equação I) (Anti Ia, I979). Os
dados foram analisados a partir do aplicativo analisador
gráfico de eletrocardiograma (Gouvêa et al., 1998).
RMSSD
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Variabilidade de Freqüência Cardíaca das Mulheres
Vol. 5 No. 2, 2001
(Equação I)
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N-1
Para a análise de significância dos dados da VFC foi
utilizado o teste estatístico não paramétrica de Wilcoxon,
para amostras pareadas. Já entre as diferentes condições (repouso e exercício), no mesmo período, foram aplicados os
testes de Friedman e Dunn para medidas repetidas (ANOVA)
e comparações múltiplas. Nível de significância ex= 0,05.
RESULTADOS
A Figura I ilustra o comportamento da resposta da FC
obtida batimento a batimento em tempo real, durante o repouso de uma das voluntárias estudadas no período diurno (8 h). Observa-se nessa figura que a VFC encontra-se
mais acentuada na posição supina e menor na sentada.
A FC média das voluntárias estudadas (N = 7) em repouso durante os 6 min. na posição supina variou entre 64
e 82 batimentos por minuto (bpm) e na posição sentada, entre
70 e 90 bpm no período da manhã. Já no período da noite, a FC média variou entre 70 e 87 bpm em supino e entre 72 e 88 bpm na posição sentada das voluntárias estudadas
(N = 7).
A Figura 2 ilustra o comportamento da FC em esforço
físico dinâmico, no qual se observa uma elevação rápida da
FC no início do exercício, independente do nível de esforço
físico. O tempo de elevação da FC entre o início do exercício e seu valor mais alto teve uma variação entre 7,2 e 18,3
segundos (s) no período M e entre I 0,0 e I6, I (s) no período N, não apresentando diferenças estatísticas entre os
períodos. Já a diferença, ou o delta, da FC entre o primeiro
minuto de repouso na bicicleta antes do exercício e o valor pico da elevação rápida inicial no período M variou entre
14 e 52 bpm.
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Figura 1. Ilustração do comportamento das respostas das freqüências cardíacas (bpm) de uma das voluntárias estudadas no período diurno,
em repouso, nas posições supina e sentada.
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Tempo (s)
Figura 2. Ilustração do comportamento das respostas das freqüências cardíacas (bpm) de uma das voluntárias estudadas no período diurno,
durante o teste de esforço físico dinâmico, nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts (W).
A Figura 3 apresenta valores do índice RMSSD nas
condições de repouso, supino e sentado, e em esforço físico dinâmico nas potências de 20, 30, 40 e 50 W dos dois
períodos do dia estudados.
Constata-se uma diminuição da VFC estatisticamente
significativa no período noturno quando comparado ao diurno
nas condições de repouso, supino e sentado, e na potência
de 40 W (p < 0,05).
Ainda verificou-se que não ocorreram diferenças estatisticamente significativas entre as posições supina e sentada em um mesmo período (p > 0,05).
No período N o delta variou entre 19 e 51 bpm, houve
diferença estatística significativa entre os períodos (p < 0,05).
Após o período de elevação rápida da FC, nota-se um
decréscimo dependente do nível de exercício, ou seja, em
potências menores a re-tomada é mais pronunciada do que
em cargas de trabalho mais elevadas. Ainda é possível constatar
uma fase de incremento lento da FC em níveis mais elevados de potência (40 e 50 W). Além disso, observa-se uma
diminuição da VFC com a transição do repouso para o exercício físico, a qual acentua-se com o incremento de potências durante o TEFDD-D.
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Figura 3. Valores do RMSSD dos intervalos R-R (ms) das voluntárias estudadas (N = 7) nas condições de repouso, supino e sentado, e durante
o teste de esforço físico dinâmico descontínuo nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts (W) nos diferentes períodos do dia, manhã (M) e noite (N).
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Variabilidade de Freqüência Cardíaca das Mulheres
Vol. 5 No. 2, 2001
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Figura 4. Valores do RMSSD dos intervalos R-R (ms) das voluntárias estudadas (N = 7) na condição de repouso sentado
(M).
manhã
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período
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(W)
de esforço físico dinâmico descontínuo nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts
o repouso e as potências de 30, 40 e 50 W (p < 0,05). Verificase, ainda, que entre as potências as diferenças dos valores
da VFC foram estatisticam ente significativa s entre as potências de 20 e 50 W.
A Figura 4 representa o índice RMSSD entre o repouso
sentado e as potências de 20, 30, 40 e 50 W do TEFDD-D realizado no período da manhã. Notamos que ocorreu uma diminuição da VFC entre a condição de repouso para todos os níveis
de potência.
Verifica-se que, com o aumento da potência, a variabi-
DISCUSSÃ O
lidade diminui.
Porém as diferenças foram consideradas significativa s
somente entre a condição de repouso e as potências de 40 e
50 w (p < 0,05).
Adicionalm ente, é possível constatar que a VFC entre os níveis de potência foi estatisticame nte significtiva entre
as potências de 20 e 50 W (p < 0,05). Em relação à condição de repouso sentado e exercício no período noturno
(Figura 5), a diferença foi estatisticame nte significativa entre
Os resultados do presente estudo demonstram que os
padrões de resposta da FC, quanto à mudança postura! da
posição supina para a sentada, estão de acordo com os dados
encontrados na literatura. Lindqvist (1990), pesquisando os
efeitos da postura na oscilação do sistema cardiovascu lar,
observou que a VFC foi maior na posição supina, mas que a
simples transferência para a postura em pé produzia uma diminuição desta variabilidade .
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e durante o teste
Figura S. Valores do RMSSD dos intervalos R-R (ms) das voluntárias estudadas (N = 7) na condição de repouso sentado
(N).
noite
de esforço físico dinâmico descontínuo nas potências de 20, 30, 40 e 50 Watts (W) no período da
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Silva, C. S. da e/ al.
Outros autores evidenciaram que a posição do corpo exerce
um efeito significativo sobre a dinâmica circulatória. Na posição
supina, o volume de ejeção em repouso é quase o máximo.
Em contraste, a força da gravidade na posição ereta age contrariando o fluxo de retomo do sangue para o coração, resultando
em volume de ejeção reduzido e FC aumentada (Bevegard &
Shepherd, 1967).
Quanto à resposta da FC nos vários níveis de exercício
físico, encontradas neste estudo, foi semelhante à descrita
na literatura, ou seja, no início do esforço físico dinâmico, após um período de 0,5 segundo, observa-se um acentuado aumento da FC, que pode ser atribuído à diminuição
da estimulação parassimpática sobre o nódulo sinoatrial,
o qual independe da intensidade da potência aplicada. Após
esse período, verifica-se um decréscimo da FC que corresponde ao período da retomada vagai. Em níveis baixos
de potência de esforço físico, a FC pode se estabilizar até
o final do trabalho muscular. Já em níveis de potências mais
elevados é evidenciável um acréscimo mais lento da FC,
o qual se intensifica à medida que o nível de atividade física
aumenta, tais acréscimos da FC, observados após o primeiro
minuto do esforço físico, dependem quase exclusivamente
da contribuição da atividade simpática sobre o nó sinoatrial
(Maciel et al., 1986; Silva, 1988; Gallo Jr. et al., 1995; Catai,
1999; Marães, 1999).
Em relação à VFC observada neste estudo no período
M em comparação ao período da noite, em ambas as condições de repouso, assim como no exercício físico dinâmico
na potência de 40 W, os resultados foram semelhantes aos
encontrados por Hayano et al. ( 1990), em um estudo com
indivíduos saudáveis utilizando como método de análise da
VFC um modelo auto-regressivo no domínio da freqüência,
nas condições de supino e em pé, o qual revelou maior VFC
na posição supina de manhã. Esse autor refere que a maior
VFC pode ser atribuída a um maior controle vagai nesse
período. Entretanto, os padrões da VFC diurnos deste estudo
diferem dos padrões de grande parte das pesquisas com VFC
que evidenciam uma menor VFC pela manhã (Furlan et al.,
1990; Huikuri et àl., 1992; Bernardi et al., 1992; Fallen &
Kamath, 1995; Extramiana et a!., 1999). Os resultados do
presente estudo mostram-se discrepantes com outros que documentaram que a atividade autonômica na modulação da
FC mostra um ritmo circadiano com prevalência de baixa VFC
nas primeiras horas da manhã e um marcado relativo aumento
da VFC associado ao aumento do tônus parassimpático durante
a noite (Ewing et al., 1991). No entanto, esta discordância
pode estar relacionada ao período da noite relatado nesses
estudos, que corresponde ao estágio de sono dos indivíduos,
ao contrário do presente estudo em que a VFC foi analisada nas voluntárias em estado de vigília. Outro motivo para
tal diferença pode ser a metodologia de análise aplicada entre
os diferentes estudos, já que grande parte das pesquisas real i-
Rev. bras. .fisiora
zadas com VFC utilizam como forma de medida a análise
no domínio da freqüência, enquanto neste estudo foi empregada a análise no domínio do tempo.
A diminuição da VFC da transição do repouso supino
para o sentado e com incrementos de potências foi caracteristicamente em ordem crescente, quando observada separadamente nos períodos manhã e noite, embora as diferenças
estatísticas tenham sido encontradas somente entre o repouso
sentado e o exercício nas potências de 40 e 50 W no período
M e nas potências de 30, 40 e 50 W no período da noite.
À medida que a intensidade do exercício físico dinâmico aumenta, na posição sentada, a VFC diminui, possivelmente, devido ao aumento do predomínio da atividade
simpática no nó sinoatrial (Pagani et al., 1988; Osterhues
et al., 1997).
A análise da VFC, no domínio do tempo, possui um
considerável valor para compreender as condições fisiológicas e patológicas do sistema cardiovascular. Entretanto, uma
análise da VFC no domínio da freqüência poderia trazer
contribuições adicionais a nossos dados, caracterizando melhor
a atuação do sistema nervoso autônomo nas mudanças posturais, no exercício físico dinâmico e nas condições de diferentes períodos do dia estudados na presente pesquisa.
CONCLUSÃO
Os dados deste estudo sugerem que a maior VFC do
grupo estudado no período da manhã comparativamente ao
período da noite nas condições de repouso supino e sentado pode ser atribuída à maior modulação vagai no período
da manhã. Assim como a diminuição da VFC com os incrementos de potências durante o teste de esforço em ambos
os períodos, devida à diminuição da modulação do vago sobre
o nó sinoatrial e ao aumento da atividade simpática.
De um modo geral, nossos resultados sugerem que a
VFC sofre interferências do período do dia, das mudanças
posturais e do incremento de potências no exercício físico dinâmico.
Um maior refinamento na metodologia de análise da
VFC é requerido para compreender melhor as bases de
interação dos processos de modulação do tônus simpatovagal
na mesma.
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