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ISSN 1413-3555
Rev. bras. fisioter. Vol. 8, No. 3 (2004), 207-213
©Revista Brasileira de Fisioterapia
AVALIAÇÃO DA VARIABILIDADE DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA EM
REPOUSO DE HOMENS SAUDÁVEIS SEDENTÁRIOS E DE
HIPERTENSOS E CORONARIOPATAS EM TREINAMENTO FÍSICO
Novais, L. D., 12 Sakabe, D. 1., 1 Takahashi, A. C. M., 1 Gongora, H., 1 Taciro, C., 1
Martins, L. E. B} Oliveira, L., 1 Silva, E.,1. 4 Gallo Jr., L. 5 e Catai, A. M. 1
Núcleo de Pesquisa em Exercício Físico, Departamento de Fisioterapia, UFSCar, São Carlos, SP, Brasil
1
Departamento de Fisioterapia, Faculdades Federais Integradas de Diamantina, FAFEID, Diamantina, MG, Brasil
2
3
Laboratório de Fisiologia do Exercício, Faculdade de Educação Física, UNICAMP, Campinas, SP, Brasil
4
5
Faculdade de Ciências da Saúde, FACIS, UNIMEP, Piracicaba, SP, Brasil
Laboratório de Fisiologia do Exercício, Divisão de Cardiologia, Departamento de Clínica Médica, FMRP, USP, Brasil
Correspondência para: Luciana Duarte Novais, Alameda das Goiabeiras, 234, Parque Faber, São Carlos, SP,
CEP 13561-260, e-mail: [email protected]
Recebido em: 2611/2004- Aceito em: 8/9/2004
RESUMO
O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) em repouso supino e sentado de 10
homens de meia-idade saudáveis (SA), 9 hipertensos (HA) e 9 com infarto do miocárdio (IM), com idade média de 52, 62 e 56
anos, respectivamente. Os voluntários SA não praticavam atividade física freqüentemente e os voluntários HA e IM participavam
de um programa de treinamento físico aeróbio (TFA) há aproximadamente 3 anos. A freqüência cardíaca (FC) e os intervalos RR (iR-R- ms) foram coletados durante 900 s nas posições supina e sentada, e os voluntários foram orientados a manter-se em repouso.
Para a análise dos dados de domínio do tempo (DT), foi utilizado o índice RMSSD dos iR-R (ms). Para o domínio da freqüência
(DF), foi aplicado um modelo auto-regressivo e obtidas as bandas de freqüência muito baixa (MBF), baixa (BF) e alta (AF), sendo
os componentes BF e AF expressos em unidades normçdizadas e na razão BF/AF. Foram utilizados os testes estatísticos não-paramétricos de Wilcoxon, de Kruskaii-Wallis e pos-hoc de Dunn. O nível de significância foi de a= 5%. Não foram observadas diferenças
estatisticamente significativas nos índices de VFC, avaliados no DT e no DF nas condições supino e sentado, nas comparações
inter e intragrupo. Os resultados mostram que a ausência de diferenças entre os grupos estudados pode estar relacionada aos efeitos
do TFA realizado pelos HA e IM, comparativamente aos SA.
Palavras-chave: variabilidade da freqüência cardíaca, sistema nervoso autônomo, hipertensão arterial, doença da artéria coronária.
ABSTRACT
The aim of this study was to assess and compare the heart rate variability (HRV) during resting conditions in supine and sitting
positions o f 1O middle-aged healthy men (HM), 9 hypertensive men (HYM) and 9 men with coronary heart disease (CHDM), mean
ages of 52, 62 and 56 years, respectively. The HM volunteers were not engaged in regular physical exercise activities, while the
HYM and CHDM volunteers had been engaged in aerobic physical training (APT) for approximately 3 years. Heart rate (HR) and
R-R intervals (R-Ri-ms) were collected during 900s in supine and sitting positions. RMSSD index of R-Ri (ms) was used for time
domain data analysis; for frequency domain analysis, an auto-regressive model was applied to HR data, which gives very low, low
(LF) and high frequency (HF) bands. The LF and HF bands were expressed as normalized units and LF/HF ratio. Non-parametric
tests (Kruskall-Wallis, Dunn post-hoc and Wilcoxon tests) were used. Levei o f signi ficance a= 5%. No significant di fferences were
found in intergroup and intragroup comparisons for HRV indexes in supine and sitting positions for both time and frequency domains.
Our findings showing an absence of statistically significant differences amongst the three groups studied could be related to the
effects of APT on HYM and CHDM compared to HM.
Key words: heart rate variability, autonomic nervous system, arterial hypertension, coronary artery disease.
208
Novais, L. D. et ai.
INTRODUÇÃO
As flutuações periódicas da freqüência cardíaca (FC)
e da variação dos intervalos R-R (iR-R) do eletrocardiOgrama estão relacionadas às influências do sistema
nervoso autônomo no coração.1. 2 Tais flutuações, conhecidas
como variabilidade da freqüência cardíaca (VFC),
contribuem para a manutenção da homeostase no organismo.3.4 A VFC é uma das mais confiáveis e acessíveis fontes
de informação sobre a integridade da modulação do sistema
nervoso autônomo sobre o coração 5 e tem sido investigada
tanto em indivíduos saudáveis 2 e atletas, 6 assim como em
portadores de patologias 7 ·R
Dentre os métodos para avaliar a VFC, o mais simples
é a medida no domínio do tempo (DT), onde a freqüência
cardíaca em qualquer ponto no tempo ou intervalos R-R (iRR) correspondentes são determinados. Tal medida baseiase em cálculos estatísticos simples realizados nas séries de
iR-R 5 ·9
Outra fon11a é a análise do domínio da freqüência (DF),
que, por meio da análise espectral, decompõe a VFC em
componentes oscilatórios fundamentais, sendo que os principais são: componente de alta freqüência (AF), com variação
de O, 15 a 0,4 Hz, que corresponde à modulação respiratória
e é um indicador da atuação do nervo vago sobre o coração; 5· 10
componente de baixa freqüência (BF), com variação entre
0,04 e O, 15 Hz, que é decorrente da ação conjunta do
componente vaga! e simpático sobre o coração, sendo o
componente simpático predominante, 11 portanto, essa banda
de freqüência tem sido utilizada como marcador da modulação
simpática atuante no coração/ 5 componente de muito baixa
freqüência (MBF), com variação entre O e 0,04 I-Iz, cuja
explicação fisiológica não está bem definida e parece estar
relacionada ao sistema renina-angiotensina-aldosterona,
termoregulação e tônus vasomotor periférico. 3 · 5 · 11
Alguns estudos têm demonstrado que uma forma de
caracterizar o balanço simpato-vagal seria a utilização da
razão BF/ AF, que reflete as interações absolutas e relativas
entre os componentes simpático e parassimpático do sistema
nervoso autônomo no coração 5 · 10 Outra forma de análise
seria normalizar os dados para minimizar os efeitos das
alterações da banda de MBF. Tal normalização se dá por
meio da divisão da potência de um dado componente pela
potência total, subtraída do componente de MBF e multiplicada por 100. 5·8· 10
Muitas condições podem levar à alteração da VFC,
como envelhecimento, patologias cardiovasculares e prática
regular de exercícios físicos. No caso do infarto agudo do
miocárdio, a diminuição da VFC constitui um indicador de
pior prognóstico 7 A VFC também apresenta grande índice
de correlação com a mortalidade 9 e tem sido freqüentemente
utilizada para estratificar os pacientes com insuficiência
Rev. bras. jisiotet:
coronária quanto ao risco de arritmias. 12 · 13 Em um estudo
comparativo entre pacientes saudáveis e com insuficiência
coronariana, analisando a VFC em função da idade e do sexo,
foi observada redução da atividade vaga! nos pacientes com
insuficiência coronariana, evidenciando redução na capacidade funcional do coração doente. 14 Na análise da VFC em
hipertensos, há um indicativo de que o balanço simpato-vagal
está desequilibrado a favor do primeiro, 9• 10 uma vez que a
redução nas flutuações pode estar associada ao aumento da
atividade simpática no leito vascular. 13
Por outro lado, alguns trabalhos mostram que a VFC
pode ser modificada em função do treinamento físico aeróbio,
tanto em sujeitos saudáveis 6 • 15 como em portadores de
hipertensão arterial, 8 ou após infarto do miocárdio. 16 No
entanto, no estudo de Catai e! a!. ,2 com homens saudáveis,
de meia-idade, submetidos a treinamento físico aeróbio de
curta duração (3 meses), não foram encontradas alterações
na VFC, apesar da melhora da capacidade aeróbia.
Considerando-se que a VFC tem se mostrado uma
ferramenta de grande utilidade clínica na avaliação da função
neurocardíaca e que a fisioterapia emprega programas de
treinamento fisico como parte do tratamento fisioterapêutico
preventivo e curativo de doenças cardiovasculares, e por
ainda existirem discordâncias quanto aos efeitos do
treinamento físico avaliado por meio da VFC, é que o
objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar a
variabilidade da freqüência cardíaca em repouso supino
e sentado de homens de meia-idade divididos em três grupos:
um de saudáveis sedentários e dois outros grupos de
treinados, sendo um de portadores de hipertensão arterial
e outro com infarto do miocárdio.
MATERIAIS E MÉTODOS
Voluntários
Este trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em
Pesquisa da Universidade Federal de São Carlos (processo
n2 065/2002) e os voluntários, após concordarem em participar
do experimento, assinaram um tem10 de consentimento fon11al
de participação na pesquisa.
Foram estudados 28 homens, sendo 10 saudáveis (SA),
9 portadores de hipertensão arterial (HA) e 9 portadores de
infarto antigo do miocárdio (IM). A idade e as características
antropométricas dos voluntários, expressas em média e em
desvio-padrão, foram: idade= 52± 3,06, 62 ± 7,12 e 56±
5,49 anos; peso corporal= 73,10 ± 8,08, 86,14 ± 12,06 e
78,29 ± 8,95 kg; altura= 1,67 ± 0,04, 1,71 ± 0,05 e 1,68 ±
0,04 m; e IMC = 26,19 ± 2,82, 29,31 ± 3,50 e 27,88 ± 3,94
kg/m 2 , respectivamente.
Os voluntários saudáveis praticavam atividade física
esporadicamente com freqüência inferior a uma vez por semana
e, por isso, foram caracterizados como sedentários, enquanto
Vol. 8 No. 3, 2004
209
Variabilidade da Freqüência Cardíaca em Repouso
os voluntários hipertensos e com infarto do miocárdio faziam
parte de um programa de tratamento fisioterapêutico com
treinamento físico há aproximadamente 3 anos, sendo
composto de exercícios dinâmicos aeróbios aplicados numa
freqüência de 2 a 3 vezes por semana, com uma hora de
duração e intensidade que variou entre 70% e 85% da FC
máxima atingida no teste de esforço de avaliação funcional.
Foram incluídos no estudo somente voluntários hipertensos e com infarto do miocárdio que não faziam uso de
medicamentos betabloqueadores, os quais interferem na
resposta da VFC.
Todos foram submetidos previamente a exames clínicos,
incluindo anamnese, exame físico, eletrocardiograma em
repouso e teste de esforço físico dinâmico máximo ou sintoma
limitado com protocolo em degrau contínuo e a exames
bioquímicas do sangue (colesterol total e frações, triglicérides,
ácido úrico, uréia e creatinina) com finalidade diagnóstica.
Os experimentos foram realizados num mesmo período do
dia e no mínimo duas horas depois da última refeição. Os
voluntários foram instruídos a ter uma noite de sono habitual
na véspera dos testes e abster-se de bebidas alcoólicas e cigarro
nesse intervalo.
Protocolo Experimental
Os experimentos foram realizados em ambiente com
temperatura entre 21" e 23°C e umidade relativa do ar entre
40% e 60%. Foi realizada a familiarização dos voluntários
com os equipamentos, pessoal, local e testes a que seriam
submetidos.
Os voluntários foram monitorizados em derivação MC5
modificada, com o eletrodo negativo posicionado no quarto
espaço intercostal à esquerda do esterno (correspondente a
V2), o positivo, no quinto espaço intercostal na direção da
linha axilar anterior esquerda (correspondente a V5) e o
neutro, no quinto espaço intercostal direito. O eletrocardiograma foi captado em tempo real a partir de um monitor
cardíaco de um canal (ECAFIX TC500) e processado por
meio de um conversor analógico digital Lab PC+ (National
Instruments, CO.), que constitui uma "interface" entre o monitor cardíaco e um microcomputador (Pentium Ill). A partir
do eletrocardiograma, os iR-R e a FC batimento a batimento
foram calculados e armazenados utilizando um programa
de processamento de sinais. 17
Os voluntários foram orientados a se manterem em
repouso, evitando conversar com os experimentadores. Após
600 segundos em repouso, iniciou-se a coleta da FC durante
900 segundos em cada posição: supina e sentada.
Análise dos Dados
Para a realização das análises, inicialmente foi feita uma
inspeção visual da distribuição dos iR-R (ms) do ECG para
a seleção dos trechos com maior estabilidade obtidos no
período de coleta.
Para a análise no domínio do tempo, foi utilizado o
índice RMSSD, o qual corresponde à raiz quadrada da
somatória do quadrado das diferenças entre os iR-R adjacentes
no registro divididos pelo número de iR-R em um tempo determinado menos um. 18
Para análise no domínio da freqüência, foi aplicado um
modelo auto-regressivo (AR) aos dados da série temporal. A
ordem do modelo AR foi definida pelo critério de Yule-Walker,
utilizando o detrend que elimina os componentes não-oscilatórios do espectro, implementado por meio de rotina específica
desenvolvida para esse fim por meio do aplicativo S-PLUS
for Windows 4.5, Professional Release 2, MathSoft, Inc. ( 1998).
Por meio da análise espectral, foram obtidas as bandas
de muito baixa freqüência (MBF), de baixa freqüência (BF)
e de alta freqüência (AF). Neste estudo utilizamos as bandas
BF (0,04 a 0,15 Hz) e AF (0, 15 a 0,4 Hz), que melhor representan1 a atuação dos componentes vagai e simpático no controle
da FC, sendo que os componentes BF e AF foram expressos
em unidades nom1alizadas (BFun e AFun) e como a razão entre
as áreas absolutas de baixa e alta freqüência (razão BF/AF).
Análise Estatística
Para a análise estatística da comparação intragrupo foi
utilizado o teste de Wilcoxon para amostras pareadas, enquanto para a comparação entre os grupos foram utilizados
os testes de K.ruskall-Wallis para amostras não-pareadas, com
post-hoc de Dunn para verificação do nível em que se deu
a significância entre os dados. O nível de significância foi
de 5% (p < 0,05). Os gráficos foram apresentados em boxplots com medianas, quartís (J2 e 32), valores mínimos e
máximos, outliers e extremos.
RESULTADOS
Foi observado que os voluntários hipertensos apresentavam média de idade significativamente maior do que os
voluntários saudáveis. Em relação ao grupo de infartados,
não foram encontradas diferenças significativas dessa variável
em relação aos demais grupos.
Nas Figuras 1 a 3 estão apresentados os resultados da
análise da VFC no domínio do tempo, a partir do índice
RMSSD (Figura 1), e no domínio da freqüência, a partir das
bandas BF e AF em unidades normalizadas (Figura 2) e da
razão BF/AF (Figura 3) dos três grupos estudados nas posições
supina e sentada.
Podemos observar que na análise intragrupo, relativa
à mudança da posição supina para sentada, não houve diferença estatisticamente significativa (p > 0,05), tanto na análise
no DT como no DF.
Da mesma forma, a análise dos índices de VFC, tanto
na posição supina como na posição sentada, não mostraram
diferenças estatisticamente significativas entre os 3 grupos
estudados no DT e no DF.
210
Novais, L. D. et ai.
DISCUSSÃO
No presente trabalho, utilizamos a VFC para avaliar a
modulação autonômica cardíaca, por se tratar de um método
não-invasivo, eficaz e de baixo custo. Estudos relatam importantes alterações da mesma em função da idade, 14 ·19 do nível
de condicionamento físico 20·21 e da presença de fatores de risco
para doença da artéria coronária (DAC) 22 ·23 ou DAC estabelecida.0·9
Os voluntários hipertensos do nosso estudo apresentaram média de idade significativamente maior em relação
ao grupo de voluntários saudáveis. Porém, não houve
influência desta sobre a VFC observada pelos resultados
obtidos no DT e no DF. Isso sugere que a prática de atividade
física realizada por esse grupo pode ter sido responsável por
manter uma VFC em valores similares a indivíduos com
idades significativamente menores.
Em relação à mudança postura! da posição supina para
sentada, oconem modificações das variáveis cardiovasculares
em decorrência dos desvios hidrostáticos e das respostas
reflexas causadas pelo deslocamento de sangue das extremidades superiores para as inferiores, diminuição do volume
sistólico, aumento da FC para manutenção do débito cardíaco
e da pressão arterial sistêmica, ativação dos mecanoceptores
arteriais e cardiopulmonares e integração de informações
periféricas e centrais. Também têm sido observadas variações
na modulação vago-simpática envolvendo a ativação das vias
eferentes simpáticas e menor atuação da eferência parassimpática para o coração. 24
Na presente investigação, a análise intragrupo da VFC
no DT (RMSSD dos iR-R em ms) não apresentou diferença
significativa na mudança de posição de supino para sentado,
Rev. bras. jisiota
confirmando os achados de que o avanço da idade 14 · 19 ·21 e
a presença de cardiopatias, como infarto do miocárdio e hipertensão arterial, podem provocar alterações da modulação
autonômica da freqüência cardíaca. 9
No que se refere à VFC no DF, dados da literatura
mostram que em sujeitos jovens saudáveis ocorrem
alterações significativas relacionadas ao aumento da banda
BF e na razão BF I AF, bem como diminuição da banda AF
em decorrência da mudança postural. 25 Da mesma forma,
no trabalho de Jesus/ 6 que estudou homens e mulheres em
uma faixa etária bastante ampla (de 19 a 45 anos), foram
encontradas diferenças significativas na transição de supino
para a posição ortostática nas bandas de freqüência mencionadas, tanto em valores absolutos como em dados normalizados, além da razão BF/AF.
No presente estudo não encontramos diferença
significativa na VFC no DF, com a mudança postura!, nos
diferentes grupos estudados. Nossos dados são discordantes
dos trabalhos de Low et al. 25 e Jesus, 26 embora sejam
suportados pela revisão de Perini, 27 que mostra que, com
o avanço da idade e o sedentarismo, as alterações nos índices
espectrais da VFC em relação à mudança de postura passam
a não ter significância estatística.
Em deconência do envelhecimento, oconem alterações
do sistema cardiovascular, com mudanças estruturais e funcionais na sensibilidade dos tecidos, no sistema de condução
cardíaca, nos vasos sanguíneos e barorreceptores, aumento
da rigidez miocárdica e diminuição no enchimento ventricular,
que vão refletir na hemodinâmica. 28 Além disso, ocorrem
alterações na modulação do sistema nervoso autônomo no
coração, 29 sendo, portanto, a idade um importante determinante
da VFC. 30
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Figura 1. Valores do índice RMSSD dos intervalos R-R em milissegundos dos voluntários estudados nas condições de repouso supino e sentado.
211
Variabilidade da Freqüência Cardíaca em Repouso
Yol. 8 No. 3, 2004
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lnfartados
Figura 2. Valores dos componentes de baixa freqüência (BFun), em A, de alta freqüência (AFun), em B, em unidades normalizadas, dos voluntários
estudados nas condições de repouso supino e sentado.
Ainda, a presença de eardiopatias, bem como durante
isquemia miocárdica ou infarto agudo do miocárdio podem
levar a um decréscimo na atividade vagai e relativa predo-·
minância simpática. Assim, em estudos clínicos tem sido
mostrado que a sensibilidade baroreflexa e a variabilidade
da freqüência cardíaca estão reduzidas após infarto do
miocárdio. 12 Já na hipertensão mterial, a literatura refere
um aumento da atividade simpática como fator determinante
desta 3
Por outro lado, trabalhos sugerem que o treinamento
fisico aeróbio com exercício dinâmico realizado por período,
intensidade e duração adequados pode alterar o balanço
simpato-vagal no coração, tanto em condições de repouso
como durante a realização de exercício físico dinâmico. UI
Assim, Pagani et ai. B estudaram os efeitos de 4 meses
de treinamento físico aeróbio em um grupo de hipertensos
utilizando análise espectral para avaliar a VFC durante o
repouso e o esforço fisico, observando redução da modulação
simpática simultânea ao aumento da modulação vagai após
o período de treinamento fisico. Há a hipótese de que a hipertensão arterial é fundamentalmente baseada no aumento
chi atividade simpática e na diminuição da atividade vagai.
Novais, L. D.
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Figura 3. Valores da razão BF/ AF dos voluntários estudados nas condições de repouso supino e sentado.
Portanto, o reajuste do balaço simpato-vagal no coração
com aumento da modulação vagai é uma das mudanças adaptativas na regulação neural produzida pelo exercício físico
que pode ser observado pelo aumento da VFC dos
hipertensos. Efeito similar tem sido descrito em alguns
trabalhos em relação ao treinamento físico aeróbio aumentar
algumas medidas da variabilidade da freqüência cardíaca
em pacientes com insuficiência cardíaca 32 ou pós-infarto do
miocárdio. 1"
Dessa maneira, a semelhança de valores dos índices
de VFC observada entre indivíduos saudáveis sedentários,
hipertensos e portadores de intàrto do miocárdio pode ser
decorrente do programa de Fisioterapia Cardiovascular, que
utiliza treinamento tlsico aeróbio realizado regularmente por
estes dois últimos grupos, o que salienta a importância de
instituir exercícios físicos aeróbios programados quanto à
intensidade, freqüência e duração como parte da rotina desses
pacientes.
Agradecimentos-- Ao CNPq (processo 478709/2003-0) e à CAPES, pelo suporte
financeiro.
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