Efeitos Agudos da Estimulação Elétrica Funcional e do Treinamento

International Journal of Cardiovascular Sciences. 2016;29(3):158-167
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ARTIGO ORIGINAL
Efeitos Agudos da Estimulação Elétrica Funcional e do Treinamento Muscular Inspiratório
em Pacientes com Insuficiência Cardíaca: Ensaio Clínico Randomizado Cruzado
Acute Effects of Functional Electrical Stimulation and Inspiratory Muscle Training in Patients With Heart Failure: A Randomized Crossover Clinical Trial
Graziela Valle Nicolodi1, Graciele Sbruzzi2,3, Fabrício Edler Macagnan1, Thiago Dipp1, Aline Chagastelles Pinto de
Macedo3, Karina Rabello Casali4, Rodrigo Della Méa Plentz1
Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre1, Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul - Fundação Universitária de
Cardiologia2, Universidade Federal do Rio Grande do Sul3, Universidade Federal de São Paulo 4, São Paulo, SP – Brasil
Resumo
Fundamentos: A insuficiência cardíaca é uma doença multissistêmica que inclui disfunção autonômica.
Objetivo: Avaliar os efeitos agudos da Estimulação Elétrica Funcional (EEF) e do Treinamento Muscular
Inspiratório (TMI) sobre o controle autonômico, a função endotelial e os níveis de citocinas inflamatórias em
pacientes portadores de IC.
Métodos: Estudo randomizado cruzado que incluiu 12 pacientes submetidos a três intervenções randomizadas:
EEF, TMI, e EEF + TMI, com intervalo de 1 semana entre as sessões. O TMI foi realizado durante 15 minutos,
com 30% da pressão inspiratória máxima. A EEF foi realizada nos músculos vasto lateral e vasto medial, a uma
frequência de 20Hz durante 30 minutos. O controle autonômico foi medido através de monitorização de pressão
batimento por batimento (Finapres); a função endotelial, através da técnica de dilatação mediada por fluxo (DMF);
e os níveis de citocinas inflamatórias foram medidos antes e depois de cada sessão.
Resultados: O controle autonômico após EEF diminuiu em termos de BF/AF (p=0,01) e BFn.u (p=0,03), e aumentou
em termos de RR médio (p=0,005). Observou-se um aumento do RR médio após o TMI (p=0,005) e após EEF+TMI
(p=0,02). Não houve diferenças na DMF e na concentração de lactato sérico. Quanto às citocinas, a EEF promoveu
uma redução nos níveis de TNF-α (pré versus pós 24 horas, p = 0,05). O TMI resultou em níveis aumentados de
IL-10 (pré versus 24 horas pós, p=0,05) e em níveis diminuídos de TNF-α (1 hora pós versus 24 horas pós, p = 0,03).
Não houve diferenças quando as duas intervenções foram associadas.
Conclusão: EEF, TMI, e EEF + TMI alteraram o controle autonômico, mas não a função endotelial. A EEF e o TMI isoladamente
alteraram os níveis de citocinas inflamatórias. Ensaios Clínicos: NCT01325597. (Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167)
Palavras-chave: Exercícios Respiratórios, Insuficiência Cardíaca, Estimulação Elétrica, Ensaio Clínico Controlado Aleatório.
Abstract
Background: Heart Failure is a multisystem disorder, which includes autonomic dysfunction.
Objective: To evaluate the acute effects of Functional Electrical Stimulation (FES) and Inspiratory Muscle Training (IMT) on autonomic
control, endothelial function and inflammatory cytokine levels in patients with HF.
Methods: Randomized crossover trial including 12 patients undergoing three randomized interventions: FES, IMT, and FES+IMT, with a
1-week interval between sessions. IMT was performed for 15 minutes with 30% of the maximal inspiratory pressure. FES was performed in the
vastus lateralis and vastus medialis muscles, at 20Hz for 30 minutes. The autonomic control was measured using beat-to-beat blood pressure
monitoring (Finapres); the endothelial function, using the flow-mediated dilation technique (FMD); and inflammatory cytokine levels were
assessed before and after the sessions.
Correspondência: Rodrigo Della Méa Plentz
Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre
Sarmento Leite, 245. CEP: 90050170, Centro Histórico, Porto Alegre, RS – Brasil
E-mail: [email protected]
DOI: 10.5935/2359-4802.20160038
Artigo recebido em 02/12/2015; artigo revisado em 14/12/2015; aceito em 06/07/2016.
Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167
Nicolodi et al.
Artigo Original
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Results: Autonomic control after FES decreased regarding LF/HF (p=0.01) and LFn.u (p=0.03), and increased regarding mean RR (p=0.005).
Increased mean RR was observed after IMT (p=0.005) and after FES+IMT (p=0.02). No differences were found in FMD and blood lactate
concentration. As regards the cytokines, FES led to a decrease in TNF-α levels (pre vs. 24 hours post, p = 0.05). IMT resulted in increased
IL-10 levels (pre vs. 24 hours post, p=0.05) and decreased TNF-α levels (1 hour post vs. 24 hours post, p = 0.03). No difference was observed
when the two interventions were associated.
Conclusion: FES, IMT, and FES+IMT changed the autonomic control without changing the endothelial function. FES and IMT separately
changed inflammatory cytokine levels. Clinical Trials: NCT01325597. (Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167)
Keywords: Breathing Exercises; Heart Failure; Electric Stimulation; Randomized Controlled Trial.
(Full texts in English - http://www.onlineijcs.org)
Introdução
A insuficiência cardíaca (IC) é o principal problema
de saúde nos Estados Unidos,1 com custos estimados
em 44,6 bilhões de dólares em 2015.2 No Brasil, houve
248.271 internações hospitalares por IC em 2012, das
quais 23.119 resultaram em morte, com custos que
chegaram a R$ 266.253.192,00.3 A IC é uma doença
multissistêmica4 que inclui disfunção autonômica, a
qual é caracterizada por alterações nos mecanismos
reflexos tais como os reflexos cardiopulmonares,
barorreflexos e quimiorreflexos. 5 Atualmente, o
tratamento se baseia em medidas farmacológicas e
não farmacológicas para as alterações autonômicas,
incluindo a prática de exercícios físicos,6 a estimulação
elétrica funcional (EEF)7,8 e o treinamento muscular
inspiratório (TMI). 9 Uma meta-análise analisou
os efeitos da EEF em pacientes portadores de IC,
mostrando um aumento do consumo máximo de
oxigênio (VO 2 máx) 10 e da distância percorrida no
teste de caminhada de 6 minutos em comparação com
o grupo controle.7,11 De maneira análoga, o efeito do
TMI nesses pacientes mostrou melhora na capacidade
funcional, 9,11 na força muscular respiratória e
periférica, além de alívio dos sintomas de dispneia
e depressão.12
No entanto, poucos estudos avaliaram o efeito
agudo dessas terapias nesta população. Labrunée
et al. 13 verificaram que a EEF promoveu queda
significativa na atividade nervosa simpática, sem que
houvesse alterações nos parâmetros hemodinâmicos
e ventilatórios. Em relação ao TMI, nenhum estudo
avaliou o efeito agudo desta intervenção no controle
autonômico desses pacientes, embora haja estudos em
indivíduos saudáveis.14
No entanto, não há estudos analisando os efeitos
da associação dessas duas terapias nesta população.
Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o
efeito agudo da EEF e do TMI sobre o sistema
nervoso autônomo, a função endotelial, e os níveis
de citocinas e lactato em pacientes portadores de
insuficiência cardíaca.
Métodos
2.1. Desenho experimental
Estudo randomizado cruzado aprovado pelo Comitê
de Ética da Universidade Federal de Ciências da Saúde
de Porto Alegre (UFCSPA), sob o número 075/05, e pelo
Instituto de Cardiologia, sob o número 4546/10. Todos
os participantes assinaram o termo de consentimento, de
acordo com os padrões estabelecidos pela última revisão
da Declaração de Helsinque, entre junho de 2014 e maio
de 2015. O estudo está registrado em Ensaios Clínicos,
sob o número NCT01325597.
2.2. Participantes
Os pacientes foram selecionados consecutivamente
no ambulatório de pré-transplante e no setor de
ecocardiografia do Instituto de Cardiologia do
Rio Grande do Sul / Fundação de Cardiologia da
Universidade. Foram incluídos pacientes de ambos
os sexos, portadores de insuficiência cardíaca (classe
funcional II, III ou IV da NYHA); fração de ejeção
< 40% determinada por ecocardiografia; e tratamento
medicamentoso mantido por pelo menos um mês antes
da inclusão no estudo. Os pacientes eram excluídos
caso apresentassem arritmia ventricular instável até
três meses antes do início do estudo, doença vascular
periférica, doença respiratória aguda, angina instável,
estenose aórtica, tabagismo atual, doença renal crônica
ou se estivessem sendo submetidos a hemodiálise, febre
e/ou doença infecciosa e neoplasias malignas.
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Nicolodi et al.
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Artigo Original
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
2.3. Intervenções
2.3.1 Estimulação Elétrica Funcional
O protocolo de EEF foi realizado com um aparelho
de estimulação elétrica funcional (Estimulador
Fisiológico Elétrico – LYNX – FMUSP, São Paulo, Brasil),
com os seguintes parâmetros: frequência de 20 Hz;
amplitude de pulso: 0,5 ms; tempo de estímulo: 5s;
tempo de repouso: 10 s, durante 30 min ou até a fadiga
muscular. A intensidade foi ajustada individualmente,
considerando-se a capacidade do paciente de realizar
extensão completa do joelho e o conforto durante as
contrações. Foram colocados eletrodos com superfície
adesiva (Spes, Itália, 50 x 90 cm) nas áreas motoras
dos músculos vasto lateral e vasto medial, conforme
determinado por mapeamento muscular com os joelhos
flexionados a 60º.
2.3.2 Treinamento Muscular Inspiratório
O protocolo de TMI foi realizado com um dispositivo
respiratório resistivo linear (Threshold®, Nova Jérsei,
EUA), durante 15 minutos de acordo com a frequência
respiratória de cada paciente, mantendo-se respiração
diafragmática. Foi realizado treinamento com uma
carga de 30% da pressão inspiratória máxima, que foi
determinada com o uso de vacuômetro digital modelo
MVD 300 (Globalmed, Porto Alegre, Brasil), segundo a
metodologia proposta pela American Thoracic Society.15
Os valores foram calculados com base nas equações
propostas por Neder et al.16
2.3.3. Estimulação Elétrica Funcional + Treinamento
Muscular Inspiratório
O treinamento com as duas intervenções associadas
(EEF + TMI) foi realizado primeiramente com TMI,
imediatamente seguido de EEF, conforme descrito
anteriormente.
Desfechos
Neste estudo, o controle autonômico foi considerado
o desfecho primário; os desfechos secundários foram a
função endotelial e o lactato sérico medidos antes e após
a intervenção, e citocinas inflamatórias medidas antes,
1 hora pós, e 24 horas pós intervenção.
Avaliação do controle autonômico
O controle do sistema nervoso autônomo foi avaliado
de forma não invasiva através de um monitor de pressão
Finapres (Ohmeda 2300, Sistemas de Monitorização,
Englewood, EUA), registrando-se a pressão arterial a
cada batimento. Foi colocado um manguito de pressão
em torno da falange média do dedo médio direito, sendo
o membro superior e o manguito mantidos a nível da
linha axilar média durante todo o procedimento. Foi
obtida conversão de sinal digital através do software
POWER LAB 4/35, com LabChart. O pico sistólico
foi detectado automaticamente a partir das ondas
de pulso, e o intervalo entre cada onda (período de
pulso cardíaco) foi usado para construir o tacograma e
analisar a variabilidade da frequência cardíaca (VFC)
nos domínios de tempo e frequência. As análises foram
feitas através do software Kubios HRV (versão 2.1,
Departamento de Física Aplicada da Universidade da
Finlândia Oriental, Kuopio).
Foram determinados os seguintes parâmetros da
análise da VFC no domínio de tempo: intervalos
RR médios (batimentos consecutivos normais, ms,
RR médio); frequência cardíaca média (FC média);
raiz quadrada da média da soma dos quadrados das
diferenças entre intervalos RR normais adjacentes
(RMSSD, ms) e o número de pares de RRs sucessivos
que diferissem em mais de 50 ms (NN50, contagem).17
Foram determinados os seguintes parâmetros de
VFC no domínio de frequência: componente de baixa
frequência (BF: 0,04 – 0,15 Hz); componente de alta
frequência (AF: 0,15 – 0,4 Hz); e BF/AF.18
A pressão foi registrada antes e depois da intervenção,
estando o paciente em posição supina durante
10 minutos em sala climatizada (a aproximadamente
23ºC), e sempre no período da manhã.
Avaliação da função endotelial
Foi utilizado um aparelho de ultrassonografia de
alta resolução (EnVisor CHD, Philips, Bothell, WA,
EUA) para avaliar a função endotelial de maneira não
invasiva. Foi utilizado um transdutor vascular de alta
frequência (3-12 MHz; L12-3, Philips, Bothell, WA,
EUA) para obter imagens longitudinais das paredes da
artéria braquial.19
Avaliação dos níveis de lactato sérico
Os níveis de lactato sérico foram medidos por punção
capilar através do analisador de lactato Accutrend
Plus - Roche. As medidas foram tomadas antes,
imediatamente após e 1 hora após a intervenção.
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Avaliação das citocinas inflamatórias
As citocinas inflamatórias Interleucina-10 (IL-10),
Interleucina-6 (IL-6) e o fator de necrose tumoral alfa
(TNF-α) foram medidos por ensaios enzimáticos (Elisa),
através de kits comerciais de acordo com as instruções
do fabricante. As reações colorimétricas foram lidas a
450 nm em leitor de microplaca. Foram determinados
os níveis plasmáticos de citocinas a partir de valores
obtidos de uma curva padrão com diferentes diluições
de proteína recombinante.
Randomização e modo cego
A ordem da intervenção foi randomizada com dados
gerados por um software disponível em www.random.
org. Posteriormente, os dados foram mantidos em local
oculto, em envelopes opacos guardados em um local
distante. Um pesquisador não ciente gerou a sequência
numérica de pacientes, selecionados com base nos
critérios de inclusão e exclusão. A sequência numérica
foi mantida em segredo até o exato momento em que a
intervenção teve início. Os pesquisadores não ficavam
cientes dos desfechos dos grupos.
Análise estatística
Os dados são apresentados como média ± desvio
padrão e mediana e intervalo interquartil. Foi realizado
o teste de Shapiro-Wilk para avaliar a normalidade
dos dados. O desfecho primário do estudo foi controle
autonômico, avaliado por VFC. O cálculo do tamanho
amostral baseou-se num nível alfa de 5% e nível beta
de 90%. Para os cálculos de diferença média e desvio
padrão, foram usados como referência os resultados de
atividade nervosa simpática encontrados por Labrunée
et al.13 O cálculo do tamanho amostral resultou em
12 pacientes em cada protocolo (EEF, TMI, e EEF + TMI).
Foi utilizado o teste de Friedman para as comparações
entre grupos e momentos e, quando necessário, o teste
de Wilcoxon (pré e pós intervenções), com significância
estatística de 5%. As análises foram feitas através do
software SPSS (Statistical Package for the Social Sciences)
versão 22.0 para Windows.
Resultados
Foram selecionados 50 pacientes, sendo que 12 deles
preencheram os critérios de elegibilidade e completaram
o estudo, como mostra o fluxograma na Figura 1.
Nicolodi et al.
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Dos 12 pacientes incluídos no estudo, 54,6% eram
mulheres, sendo a cardiomiopatia dilatada a principal
etiologia de IC (63,6%), e a fração de ejeção média foi
de 36,8%. A maioria (63,6%) estava em classe funcional
III da NYHA. Todos os pacientes estavam recebendo
betabloqueadores e estatinas. As características
adicionais da amostra são apresentadas na Tabela 1.
Na análise do controle autonômico, o protocolo
EEF levou a um aumento significativo dos intervalos
RR médios (RR médio, p= 0,44) e a uma redução
significativa da frequência cardíaca média (FC média,
p=0,05), além de uma diminuição na taxa de equilíbrio
simpatovagal (BF/AF, p=0,01) e o componente de baixa
frequência correspondendo à atividade do sistema
nervoso simpático (BFn.u, p=0,03).
O protocolo TMI mostrou aumento do RR médio
(p=0,005) e diminuição da FC média (p=0,005).
No grupo EEF + TMI, houve aumento do RR médio
(p=0,02) e diminuição da FC média (p=0,02). Não houve
diferenças significativas em outras variáveis do controle
autonômico. Esses dados são apresentados na Tabela 2.
Em relação à função endotelial, os valores para os
períodos pré e pós intervenção foram: protocolo EEF =
[8,9(5,9-18,3) versus 12,2(5,0-16,9) p=0,7]; protocolo TMI
= [8,5(4,6-11,2) versus 10,6(3,9-16,9) p=0,6]; protocolo
EEF + TMI = [8,0(5,2-16,0) versus 12,3(6,4-17,5) p=0,3].
Entretanto, esses valores não mostraram diferenças
significativas.
Na avaliação dos níveis de lactato sérico, nenhuma
das intervenções mostrou diferenças significativas em
nenhum dos três momentos de medição (pré, pós, 1 hora
pós). Quando foi utilizada EEF, os valores foram: pré
= 3,2 [2,7-3,8] mmol, pós = 3,4 [2,2-4,1] mmol e 1 hora
pós = 3,4 [2,2-4,7] mmol, p=0,8. No protocolo TMI, os
valores do lactato foram: pré = 3,6 [2,4-5,0] mmol; pós
= 3,4 [1,9-4,9] mmol e 1 hora pós = 3,6 [2,7-4,6] mmol,
p=0,5. No protocolo EEF+TMI, os valores do lactato
foram: pré = 3,4 [2,7-4,2] mmol, pós = 3,3 [2,1-4,4] mmol
e 1 hora pós = 3,4 [2,4-4,1] mmol, p=0,5.
Em relação aos níveis de citocinas inflamatórias, a
intervenção EEF reduziu significativamente os níveis
de TNF-α (pré versus 24 horas pós, p=0,05). No TMI,
houve aumento significativo nos níveis de IL-10 (pré
versus 24 horas pós, p=0,05) e queda significativa nos
de TNF-α (1 hora pós versus 24 horas pós, p=0,03).
Contudo, quando a EEF foi associada ao TMI, não
houve mudanças significativas nos níveis de citocinas
inflamatórias. Os valores são mostrados na Tabela 3.
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Nicolodi et al.
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Artigo Original
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Figura 1- Fluxograma
EEF: Estimulação Elétrica Funcional; TMI: Treinamento Muscular Inspiratório
Discussão
Os resultados do presente estudo mostram que após
uma sessão de EEF, TMI, ou da associação de EEF
+ TMI, houve alterações no controle cardiovascular
autonômico e nos níveis de citocinas inflamatórias em
pacientes portadores de IC, sem que houvesse alterações
na função endotelial ou nos níveis de lactato. Após a
EEF, houve redução do componente simpático (BF),
do equilíbrio simpatovagal (BF/AF), e da frequência
cardíaca (FC), mas aumento da VFC. Além disso, após
o TMI, houve redução da FC e aumento da VFC; a
associação dessas duas técnicas resultou em aumento
da VFC e diminuição da FC.
Até onde sabemos, este é o primeiro estudo a
demonstrar o efeito agudo da associação das duas
intervenções nessas variáveis, e não há informações para
que se possam comparar os resultados encontrados. No
entanto, alguns estudos avaliaram o efeito da EEF e do
TMI separadamente. Em nosso estudo, verificamos que
a EEF promove alterações no controle autonômico, com
redução na BF e BF/AF. Labrunée et al.13 verificaram
que o uso de diferentes modalidades de baixa frequência
de EEF na mesma população também reduziu
significativamente a atividade nervosa simpática. No
entanto, Kang e Hyong20 não observaram diferenças em
indivíduos hígidos.
É possível que mecanismos centrais estejam
envolvidos na redução da ativação simpática, como
ocorre com o uso de Estimulação Nervosa Elétrica
Transcutânea (TENS), em que a estimulação cutânea
pode modificar a sensibilidade barorreflexa.21 Outra
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Artigo Original
Nicolodi et al.
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Tabela 1
Características clínicas iniciais da população do estudo
n=12
Idade (anos)
66,1 ± 7,6
2
IMC (kg/m )
26,9 ± 5,3
Masculino
45,4
Feminino
54,6
Sexo (%)
PAS (mmHg)
PAD (mmHg)
FC (bpm)
PIM (% prevista)
PEM (% prevista)
Etiologia da Insuficiência Cardíaca (%)
Dilatada
Isquêmica
FEVE (%)
113,2 ± 16,6
68 ± 12,2
68,2 ± 7,7
70 ± 15
105 ± 21
63,6
36,4
35,0 ± 4,4
Classificação funcional da NYHA, (%)
II
36,4
III
63,6
Medicações, (%)
Betabloqueador
100
Estatina
100
Diurético
90,9
Antiagregante plaquetário
90,9
Inibidor da ECA
72,7
Digital
54,4
Hipoglicemiante
45,5
Nitratos
18,2
Bloqueador de Receptor de Angiotensina
9,1
Dados como média ± DP. IMC: índice de massa corpórea; PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; FC: frequência cardíaca, PIM:
pressão inspiratória máxima, PEM: pressão expiratória máxima; FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; ECA: enzima conversora da angiotensina.
possibilidade está relacionada ao metaborreflexo, que
pode estar aumentado ou diminuído, dependendo do
tipo de contração muscular e intensidade do exercício.22
nos níveis de lactato em nossa análise, o que mostra
que a EEF (de acordo com nosso protocolo) promoveu
exercício de baixa intensidade.
Além disso, mecanismos como a força da contração
muscular,23 o tipo de fibra muscular,24 a duração do
tratamento e a frequência de estimulação elétrica
usada neste estudo (20 Hz)23 podem ter determinado
as alterações observadas no controle autonômico e na
produção de citocinas. Ainda não observamos mudança
Em relação à função endotelial, nosso estudo não
mostrou diferenças significativas na vasodilatação
mediada por fluxo da artéria braquial após EEF. Em
indivíduos hígidos, espera-se que o exercício físico
convencional reduza agudamente a dilatação mediada
por fluxo da artéria braquial, e que a seguir haja
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Nicolodi et al.
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Artigo Original
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Tabela 2
Resultados da análise da variabilidade da frequência cardíaca
EEF
TMI
EEF+TMI
Antes
Depois
Antes
Depois
Antes
Depois
BF n.u
60,7 [30,8-69,4]
51,3 [25,7-64,0]*
41,9 [34,6-77,7]
42,4 [27,0-60,4]
61,7 [39,7-71,2]
48,1 [26,7-60,1]
AF n.u
39,3 [30,6-69,2]
45,3 [21,7-62,4]
58,1 [22,3-65,4]
57,5 [39,5-73,0]
38,2 [28,8-60,2]
51,9 [39,9-73,2]
BF/AF
1,5 [0,44-2,26]
1,0 [0,34-1,95]*
0,72 [0,52-3,4]
0,73 [0,37-1,6]
1,6 [0,7-2,5]
0,94 [0,36-1,78]
Domínio de
Frequência
RR médio (ms)
no Domínio de
Tempo
889,3
1006,7
876,5
930,5
875,4
996,8
[808,2-1043,7]
[858,7-1131,9]*
[824,9-1042,4]
[837,8-1185,6]*
[806,0-1096,3]
[822,1-1266,0]*
FC média (1/
min)
67,5 [58,1-74,2]
60,0 [53,2-70,0]*
68,5 [58,1-72,7]
64,5 [50,8-71,7]*
68,6 [55,2-74,6]
60,2 [47,4-73,1]*
RMSSD (ms)
31,5 [20,9-82,9]
31,5 [18,7-67,4]
22,6 [18,0-113,6]
27,3 [19,2-78,9]
28,1 [22,8-109,4]
32,7 [21,8-63,6]
NN50 (count)
4,0 [3,0-42,0]
17,5 [1,5-35,5]
4,0 [0,0-57,0]
14,5 [1,0-51,7]
11,0 [3,0-52,7]
13,5 [2,5-33,0]
Os valores estão expressos como mediana e intervalo interquartil; * diferença significativa entre o pré e pós-intervenção (teste de Wilcoxon, p < 0.05); EEF:
Estimulação Elétrica Funcional, TMI: Treinamento Muscular Inspiratório, BF nu: componente de baixa frequência normalizado; AF nu: componente
de alta frequência normalizado; BF / AF taxa entre os componentes BF e AF; RR médio: Intervalos RR médios; FC média: Frequência cardíaca média,
RMSSD: quadrado da soma das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes à raiz quadrada média; NN50: Diferença entre intervalos RR normais
maior que 50 ms.
Tabela 3
Resultados de citocinas inflamatórias
EEF
TMI
EEF+TMI
Antes
1 hora
depois
24 horas
depois
Antes
1 hora
depois
24 horas
depois
Antes
1 hora
depois
24 horas
depois
IL-10
0,98
[0,15-1,42]
0,98
[0,35-2,34]
0,55
[0,15-1,42]
0,55
[0,30-1,87]B
1,42
[0,55-1,87]
0,76
[0,15-1,42]B
0,98
[0,15-2,10]
0,55
[0,15-2,80]
1,42
[0,55-1,87]
IL-6
0,69
[0,43-0,86]
0,86
[0,52-1,20]
0,52
[0,35-1,03]
0,69
[0,17-0,86]
0,69
[0,52-0,86]
0,86
[0,35-1,37]
0,52
[0,17-0,69]
0,52
[0,26-0,69]
0,35
[0,17-0,52]
11,52
[10,0815,38]A
12,71
[10,7320,78]
10,08
[4,2915,38]A
11,13
[8,2512,98]
13,78
[9,2915,11]C
10,34
[4,5411,92]C
11,39
[7,9917,39]
11,13
[6,1918,20]
9,55
[5,6814,58]
TNFα
p < 0,05 Teste de Friedman. Letras iguais diferem. Dados apresentados como mediana e intervalo interquartil; EEF: Estimulação Elétrica Funcional; TMI:
Treinamento Muscular Inspiratório; IL-10: Interleucina 10; IL-6: Interleucina 6; TNFα: Fator de necrose tumoral alfa.
normalização dos valores. Esses resultados dependem
de fatores como a intensidade, tipo e duração do
exercício. Portanto, os estímulos causados pelas
intervenções em nosso estudo não foram suficientes
para produzir alterações agudas na função endotelial.
Além disso, a avaliação em longo prazo da função
endotelial após treinamento com EEF mostrou aumento
significativo da vasodilatação mediada por fluxo da
artéria braquial em pacientes portadores de IC,25 efeito
este que provavelmente ocorre devido à melhora nos
mecanismos que alteram a função endotelial, como a
produção de óxido nítrico e a resposta inflamatória.
Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167
Artigo Original
Em relação às citocinas inflamatórias, nossos
resultados mostraram redução significativa nos níveis
de TNF-α quando comparados os valores pré versus
24 horas pós EEF. Espera-se que, durante sessões de
exercício físico agudo, haja aumento dos níveis de
citocinas inflamatórias, ao contrário do que ocorre no
exercício crônico.26,27 Após 6 semanas de treinamento
com EEF, os pacientes com IC alcançaram uma redução
significativa dos níveis de TNF-α e taxas IL 10/ TNF-α
mais elevadas. 25 Assim, as alterações agudas das
interleucinas avaliadas em nosso estudo poderiam ser,
em parte, um dos mecanismos que levam à adaptação
crônica observada em estudos com intervenções
crônicas com EEF.
Em relação ao TMI, nossos resultados mostraram
que, apesar de um aumento significativo na VFC
causado por intervalos RR aumentados, não houve
alterações significativas nos componentes simpático e
parassimpático. Não há estudos analisando os efeitos
agudos do treinamento nesta população. Nossos
achados podem ser explicados pela baixa sobrecarga
aplicada (30% da PIM) e corroboram o estudo de
Plentz et al,14 que demonstrou que a carga não afetou
o controle autonômico em indivíduos saudáveis, mas
quando aplicada uma carga maior (60% da PIM) houve
um aumento do componente de BF. Porém, Mello et
al.28 relataram que após 12 semanas de TMI com 30% da
PIM houve redução da modulação simpática e aumento
da modulação parassimpática. Esses achados mostram
que a adaptação e melhoria dos sistemas decorrem da
intensidade e duração do tratamento.
Os pacientes de nosso estudo apresentaram valores
abaixo de 70% (PIM), o que indica fraqueza da
musculatura inspiratória. Além disso, houve uma
redução significativa da FC após TMI e não houve
diferença significativa nos níveis séricos de lactato.
Entretanto, o TMI pode atenuar a exacerbação do
metaborreflexo e possivelmente melhorar a tolerância
ao exercício em pacientes com IC.
Tomadas em conjunto, essas respostas indicam que
30% da PIM pode ser considerada uma carga que não
promove estresse metabólico.
Em relação à função endotelial, não houve alterações
significativas nos valores da dilatação mediada por
fluxo após TMI, o que indica que esta intervenção
não produz agudamente estímulos suficientes para
modular ou modificar esta resposta. Laoutaris et al.29
demonstraram que, mesmo cronicamente, intensidades
Nicolodi et al.
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
de TMI baixa e alta (15% e 60%, respectivamente) não
promoveram modificações na vasodilatação endotéliodependente em pacientes com IC.
Quanto às citocinas inflamatórias, os resultados de
nosso estudo mostraram um aumento significativo de
IL-10 (pré versus 24 horas pós) e diminuição dos níveis
de TNF-α nos momentos 1 hora versus 24 horas pós TMI.
Este resultado também foi observado quando o TMI foi
avaliado a mais longo prazo por Laoutaris et al,29 que
verificaram redução significativa do receptor I do TNF-α
em sua forma solúvel após 10 semanas de TMI com
60% da PIM, o que pode ser explicado pela sobrecarga
imposta pelo TMI ao diafragma, resultando em melhor
capacidade aeróbica e consequente redução dos níveis
de citocinas circulantes. O mesmo efeito é observado
quando se realiza exercício físico.26,30
Em relação à associação de EEF + TMI, não há estudos
avaliando a associação entre as duas técnicas e esses
desfechos.
Quanto ao controle autonômico, uma diferença
significativa na VFC devido a um intervalo RR
médio aumentado e frequência cardíaca diminuída,
não encontramos diferenças significativas entre os
componentes simpático e parassimpático, função
endotelial, lactato sérico e citocinas inflamatórias.
Embora não haja estudos avaliando a associação dessas
2 técnicas, seria de se esperar que ela promovesse
aumento do RR médio e diminuição da FC, uma vez
que, separadamente, ambas as técnicas produziram a
mesma resposta. Quanto aos componentes simpático e
parassimpático, é possível que esses achados tenham
ocorrido devido à forma como as técnicas foram
aplicadas. Embora o uso da EEF tenha promovido
uma redução na BF e BF/AF, o TMI isoladamente não
alterou esses componentes, o que pode ter anulado os
efeitos da EEF.
Não houve alteração da função endotelial e dos níveis
séricos de lactato quando as 2 técnicas foram aplicadas
em conjunto, resultado que também foi esperado, uma
vez que as técnicas, separadamente, não causaram
mudanças nessas variáveis, além de acreditarmos que
a baixa intensidade das 2 técnicas tenha contribuído
para isso.
Neste estudo, a associação das 2 técnicas não levou
a uma diferença significativa nos níveis de citocinas
inflamatórias, ao contrário do que foi observado em
estudos avaliando o efeito dessas 2 técnicas usadas
separadamente e em longo prazo.25,29
165
Nicolodi et al.
166
Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167
Artigo Original
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
Limitações do estudo
Como limitações do estudo, não avaliamos o
metaborreflexo e o quimiorreflexo, o que poderia ter
mostrado mais especificamente o envolvimento de
cada um desses mecanismos no controle autonômico
relacionado às intervenções. Outro fator relevante é
um possível efeito residual, também chamado de efeito
carry-over, presente devido ao desenho do estudo,
que pode influenciar sua validade interna. Apesar
da ordem randomizada das intervenções para cada
paciente e do período de intervalo de uma semana
entre as sessões, é possível que estejam presentes
os efeitos de aprendizado e familiarização com as
técnicas por parte dos pacientes.
Conclusão
Este estudo mostrou que o uso de uma sessão
de estimulação elétrica funcional, de treinamento
muscular inspiratório, ou de ambas as intervenções
associadas resultou em alterações autonômicas
com melhora da VFC, sem alterações na função
endotelial ou nos níveis de lactato sérico. A EEF e
o TMI separadamente levaram a uma queda dos
níveis de citocinas pró-inflamatórias em pacientes
cardíacos. Os efeitos observados neste estudo podem
explicar parcialmente as adaptações terapêuticas
e fisiológicas que ocorrem em pacientes com
insuficiência cardíaca submetidos a essas intervenções
por tempo prolongado. No entanto, outros estudos
com tamanhos amostrais maiores são necessários
para se obter uma análise mais poderosa e confirmar
as alterações aqui observadas.
Agradecimentos
Este estudo foi parcialmente apoiado pelas agências
de desenvolvimento brasileiras Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior (CAPES).
Contribuição dos autores
Concepção e desenho da pesquisa: Nicolodi GV,
Sbruzzi G, Macagnan FE, Dipp T, Macedo ACP, Casali KR,
Plentz RDM. Obtenção de dados: Nicolodi GV, Dipp T,
Macedo ACP. Análise e interpretação dos dados: Macagnan
FE, Plentz RDM. Redação do manuscrito: Nicolodi
GV, Sbruzzi G, Dipp T, Plentz RDM. Revisão crítica do
manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante:
Sbruzzi G, Macagnan FE, Casali KR, Plentz RDM.
Potencial conflito de interesse
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
Fontes de financiamento
O presente estudo foi parcialmente financiado por
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento
de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Vinculação acadêmica
Este artigo é parte de dissertação de mestrado de
Graziela Valle Nicolodi pela Universidade Federal de
Ciências da Saúde de Porto Alegre.
Referências
1. American Heart Association. Heart disease and stroke statistics –
2005 update. Dallas, TX: American Heart Association; 2005.
6. Kishi T. Heart failure as an autonomic nervous system dysfunction. J
Cardiol. 2012;59(2):117-22.
2. Roger VL, Go AS, Lloyd-Jones DM, Benjamin EJ, Berry JD, Borden
WB, et al; American Heart Association Statistics Committee and
Stroke Statistics Subcommittee. Heart Disease and Stroke Statistics
- 2012 update: a report from the American Heart Association.
Circulation. 2012;125(1):e2-e220. Erratum in: Circulation.
2012;125(22):e1002.
7. Sbruzzi G, Ribeiro RA, Schaan BD, Signori LU, Silva AM, Irigoyen MC,
et al. Functional electrical stimulation in the treatment of patients with
chronic heart failure: a meta-analysis of randomized controlled trials. Eur
J Cardiovasc Prev Rehabil. 2010;17(3):254-260.
3. Ministério da Saúde. Datasus. [Citado em 2014 out 20]. Disponível
em: http://www2.datasus.gov.br
4. Jackson G, Gibbs CR, Davies MK, Lip GY. ABC of heart failure:
pathophysiology. BMJ. 2000;320(7228):167-70.
5. Narkiewicz K, Pesek CA, van de Borne PJ, Kato M, Somers VK.
Enhanced sympathetic and ventilatory responses to central
chemireflex activation in heart failure. Circulation. 1999;100(3):262-7.
8.
Bocchi EA, Braga FG, Ferreira SM, Rohde LE, Oliveira WA, Almeida DR, et
al; Sociedade Brasileira de Cardiologia. [III Brazilian guidelines on chronic
heart failure]. Arq Bras Cardiol. 2009;93(1 Suppl 1):3-70.
9.
Plentz RD, Sbruzzi G, Ribeiro RA, Ferreira J, Dal Lago P. Inspiratory muscle
training in patients with heart failure: meta-analysis of randomized trials.
Arq Bras Cardiol. 2012;99(2):762-71.
10. Neves LM, Cahalin LP, Silva VZ, Silva ML, Arena R, Spielolz NI, et
al. Effect of chronic neuromuscular electrical stimulation on primary
cardiopulmonary exercise test variables in heart failure patients: a systematic
review and meta-analysis. IJC Metabolic & Endocrine. 2014;5:28-35.
Int J Cardiovasc Sci. 2016;29(3):158-167
Artigo Original
Nicolodi et al.
Efeitos da EEF e do TMI na Insuficiência Cardíaca
11. Montemezzo D, Fregonezi GA, Pereira DA, Britto RR, Reid WD.
Influence of inspiratory muscle training responses in chronic heart
failure patients: a systematic review and meta-analysis. Arch Phys
Med Rehabil. 2014;95(7):1398-407.
21. Gademan MG, Sun Y, Han L, Valk VJ, Schalij MJ, van Exel HJ, et al.
Rehabilitation: periodic somatosensory stimulation increases arterial
baroreflex sensitivity in chronic heart failure patients. Int J Cardiol.
2011;152(2):237-41.
12. Bosnak-Guclu M, Arikan H, Savci S, Inal-Ince D, Tulumen E, Aytemir
K, et al. Effects of inspiratory muscle training in patients with heart
failure. Respir Med. 2011;105(11):1671-81.
22. Kaufman MP. Metaboreflex control of the heart. J Physiol. 2010;588(Pt
7)1037-8.
13. Labrunée M, Despas F, Marque P, Guiraud T, Galinier M, Senard
JM, et al. Acute electromyostimulation decreases muscle sympathetic
nerve activity in patients with advanced chronic heart failure
(EMSICA Study). PLoS One. 2013;8(11):e79438.
14. Plentz RD, Silva VG, Macagnan FE. Efeito agudo do treinamento
muscular inspiratório com diferentes sobrecargas sobre o controle
autonômico de indivíduos saudáveis: um estudo randomizado
cruzado. Salud(i)Ciencia. 2014;21:28-34.
15. American Thoracic Society/European Respiratory Society. ATS/
ERS Statement on respiratory muscle testing. Am J Respir Crit Care
Med. 2002;166(4):518-624.
23. Sbruzzi G, Schaan BD, Pimentel GL, Signori LU, Da Silva AN, Oshiro MS,
et al. Effects of low frequency functional electrical stimulation with 15
and 50 Hz on muscle strength in heart failure patients. Disabil Rehabil.
2011;33(6):486-93.
24. Nuhr MJ, Pette D, Berger R, Quittan M, Crevenna R, Huelsman M,
et al. Beneficial effects of chronic low-frequency stimulation of thigh
muscles in patients with advanced chronic heart failure. Eur Heart J.
2004;25(2):136-43.
25. Karavidas AI, Raisakis KG, Parissis JT, Tsekoura DK, Adamopoulos S,
Korres DA, et al. Functional electrical stimulation improves endothelial
function and reduces peripheral immune responses in patients with
chronic heart failure. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil. 2006;13(4):592-7.
16. Neder JA, Andreoni S, Lerario MC, Nery LE. Reference values for
lung function tests II. Maximal respiratory pressures and voluntary
ventilation. Braz J Med Biol Res. 1999;32(6):719-27.
26. Adamopoulos S, Parissis J, Kroupis C, Georgiadis M, Karatzas D,
Karavolias G, et al. Physical training reduces peripheral markers
of inflammation in patients with chronic heart failure. Eur Heart J.
2001;22(9):791-7.
17. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological
interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society
of Cardiology and the North American Society of Pacing and
Electrophysiology. Eur Heart J. 1996;17(3):354-81.
27. Niebauer J, Clark AL, Webb-Peploe KM, Coats AJ. Exercise training in
chronic heart failure: effects on pro-inflammatory markers. Eur J Heart
Fail. 2005;7(2):189-93.
18. Xhyheri B, Manfrini O, Mazzolini M, Pizzi C, Bugiardini R. Heart
rate variability today. Prog Cardiovasc Dis. 2012;55(3):321-31.
19. Corretti MC, Anderson TJ, Benjamin EJ, Celermajer D, Charbonneau
F, Creager MA, et al; International Brachial Artery Reactivity Task
Force. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelialdependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a
report of the International Brachial Artery Reactivity Task Force. J
Am Coll Cardiol. 2002;39(2):257-65. Erratum in: J Am Coll Cardiol
2002;39(6):1082.
20. Kang JH, Hyong IH. The influence of neuromuscular electrical
stimulation on the heart rate variability in healthy subjects. J Phys
Ther Sci. 2014;26(5):633-5.
28. Mello PR, Guerra GM, Borile S, Rondon MU, Alves MJ, Negrão CE, et
al. Inspiratory muscle training reduces sympathetic nervous activity and
improves inspiratory muscle weakness and quality of life in patients
with chronic heart failure: a clinical trial. J Cardiopulm Rehabil Prev.
2012;32(5):255-61.
29. Laoutaris ID, Dritsas A, Brown MD, Manginas A, Kallistratos MS,
Degiannis D, et al. Immune response to inspiratory muscle training
in patients with chronic heart failure. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil.
2007;14(5):679-85.
30. Larsen AI, Lindal S, Aukrust P, Toft I, Aarsland T, Dickstein K. Effect
of exercise training on skeletal muscle fibre characteristics in men with
chronic heart failure. Correlation between skeletal muscle alterations,
cytokines and exercise capacity. Int J Cardiol. 2002; 83(1):25-32.
167