Exercício e Insuficiência Cardíaca. Estudo da Relação da Gravidade da Doença com o Limiar Anaeróbio e o Ponto de Compensação Respiratório
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1 Artigo Original Exercício e Insuficiência Cardíaca. Estudo da Relação da Gravidade da Doença com o Limiar Anaeróbio e o Ponto de Compensação Respiratório Guilherme Veiga Guimarães, Giovanni Bellotti, Mauricio Wajngarten, Luzimar Teixeira, José Franchini Ramires, Edimar Alcides Bocchi São Paulo, SP Objetivo - Identificar, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em portadores de insuficiência cardíaca, correlacionando-os com a gravidade da doença. Métodos - Foram estudados 42 Homens, idade de 44±10 anos, agrupados pela classe funcional: 15 em classe I - grupo I (GI), 15 em classe II - grupo II (GII) e 12 em classe III - grupo III (GIII). Os pacientes foram submetidos a testes de esforço em esteira com análise dos gases expirados. Resultados - Os valores da freqüência cardíaca no limiar anaeróbio foram: GI, 122±27; GII, 117±17; GIII, 114±22 e no ponto de compensação respiratório foram: GI, 145±33; GII, 133±14; GIII, 123±22bpm -1, entre o grupo I-III os valores da freqüência cardíaca no ponto de compensação respiratório apresentaram diferença estatística. Os valores do consumo de oxigênio no limiar anaeróbio foram: GI, 13,6±3,25, GII, 10,77±1,89, GIII, 8,7±1,44 e no ponto de compensação respiratório foram: GI, 19,1±2,2; GII, 14,22±2,63; GIII, 10,27±1,85ml/kg -1 /min -1. Conclusão - Pacientes com insuficiência cardíaca estável em classe funcional I, II e III atingiram o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em níveis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência cardíaca. O papel dos limiares na atividade física deve ser melhor esclarecido neste grupo de pacientes. Palavras-chave: insuficiência cardíaca, exercício, consumo de oxigênio Instituto do Coração do Hospital das Clínicas - FMUSP Correspondência: Guilherme Veiga Guimarães - Rua Dr. Baeta Neves, São Paulo, SP Recebido para publicação em 4/1/99 Aceito em 16/6/99 Pacientes com insuficiência cardíaca, freqüentemente, são limitados pela dispnéia e fadiga durante o exercício, mesmo quando assintomáticos em repouso. Conseqüentemente, os pacientes com insuficiência cardíaca, quando comparados a indivíduos normais, apresentam baixa tolerância ao exercício físico e acentuadas respostas metabólica e respiratória para a mesma intensidade 1,2 de trabalho associado a modificação funcional e estrutural muscular 3. Embora controverso, estudos têm demonstrado efeitos benéficos do treinamento físico na qualidade de vida e nos sintomas de portadores dessa síndrome 4-6. Para orientação da atividade física tem-se preconizado a utilização da porcentagens do consumo máximo de oxigênio 7-9 ou da freqüência cardíaca máxima do teste para pacientes com insuficiência cardíaca, não existindo, portanto, uniformidade quanto a utilização de índices de prescrição da intensidade de atividade física para esses pacientes. Esta orientação não leva em consideração a gravidade da situação clínica e sua relação com a intensidade de treinamento, que pode ser inadequada pela generalização das porcentagens, podendo comprometer os efeitos benéficos da atividade física. O objetivo do nosso estudo foi identificar, através da ergoespirometria, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório, índices utilizados na orientação de atividade física em pessoas saudáveis, e sua relação com a gravidade da doença em portadores de insuficiência cardíaca em classe funcional I, II e III da New York Heart Association, encaminhados ao ambulatório do grupo de transplante cardíaco do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas - FMUSP. Métodos Foram incluídos neste estudo 42 portadores de insuficiência cardíaca, sendo 30 com miocardiopatia dilatada idiopática, três com doença de Chagas, quatro com miocardiopatia isquêmica e cinco com miocardiopatia hipertrófica sem obstrução em fase de dilatação importante, avaliados seqüencial- Arq Bras Cardiol, volume 73 (nº 4), ,
2 Arq Bras Cardiol mente no período de junho a dezembro de Todos os pacientes eram do sexo masculino e foram agrupados de acordo com a classe funcional, seguindo o critério proposto pela NYHA (tab. I). Grupo I: n=15, pico 23,03ml/kg -1 /min -1 ; grupo II: n=15, pico 16,75ml/kg -1 /min -1 e grupo III: n=12, pico 11,57ml/kg -1 /min -1. Neste estudo foram excluídos pacientes que não atingiram o ponto de compensação respiratório ou não se conseguiu identificar um dos limiares, com problemas ortopédicos ou com limitações não cardiovasculares para o esforço, fibrilação atrial, caquexia, teste submáximo (R (VCO 2 / )<1,05) 13, e interrompido por limitação submáxima por fadiga periférica ou por alterações importantes de eletrocardiograma durante o esforço. Também não foram incluídas pacientes do sexo feminino, pelo pequeno número de mulheres avaliadas no período da realização do estudo. Todos os pacientes com insuficiência cardíaca encaminhados para avaliação ergoespirométrica, eram acompanhados regularmente no ambulatório da equipe clínica de transplante cardíaco do INCOR, e familiarizados com a técnica e com o protocolo de estudo. No prazo de uma semana era agendado o teste ergoespirométrico e os indivíduos orientados a evitar o consumo de bebidas com cafeína, não fumar no dia do teste, manter as atividades diárias e não suspender a medicação. Todos foram estudados em ambiente com temperatura controlada (21-23 º C), pelo menos duas horas após refeição, em uso de medicação (digitálicos, diuréticos e inibidores da enzima de conversão). Todas as avaliações realizadas fizeram parte dos procedimentos clínicos, aprovado pelo Comitê de Ética do INCOR, e contaram com o consentimento prévio dos pacientes sobre a divulgação científica dos dados. Inicialmente, todos os pacientes foram submetidos a eletrocardiograma de repouso nas 12 derivações padrão e a teste de esforço com contínua monitoração de eletrocardiograma, de pressão arterial pelo método auscultatório, da ventilação e das trocas gasosas. O teste foi realizado em esteira programável (Quinton, Quinton Instrument Co., Seattle, Wash, modelo Q65), segundo protocolo de Naugthon modificado 14. Após 2min na posição ereta em repouso, todos os pacientes foram encorajados a realizar exercício progressivo até os sintomas (fadiga ou dispnéia) torná-los inábeis a continuar o teste. O oxigênio (O 2 ) expirado foi medido por célula com zircônio, o dióxido de carbono (CO 2 ) por absorção infravermelha e o fluxo de ar foi medido por pneumotacógrafo; o analisador metabólico integra os dados dos analisadores de gases e do pneumotacógrafo. As medidas foram obtidas na posição em pé, em repouso, durante o exercício e no período de recuperação, usando aparato respiratório que consistiu de bucal, prendedor nasal, e válvula de duas vias de baixa resistência (Hans-Rudolph; espaço morto 100ml). Os dados ventilatórios e das trocas gasosas expirados foram obtidos em cada ciclo respiratório, usando-se sistema computadorizado (modelo CAD/Net 2001, Medical Graphics Corporation), e a análise dos dados coletados foi feita através da média aritmética de intervalos a cada 60s. As variáveis respiratórias foram analisadas para determinação dos limiares ventilatórios. O consumo de oxigênio de pico ( pico) foi considerado como o mais alto atingido durante o teste (observados os critérios de determinação do máx.) 15, o qual foi utilizado como índice da capacidade física máxima de cada indivíduo 16. A partir dos dados obtidos no teste ergoespirométrico, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório foram determinados através da análise dos gases expirados. O limiar anaeróbio foi determinado no momento em que os níveis da relação entre a ventilação e o (ventilação/ -1 ) e a pressão parcial de oxigênio no final da expiração (Pet O 2 ), alcançaram valores mínimos antes de começarem a subir e, através do incremento não linear da relação entre a produção de dióxido de carbono por minuto (VCO 2 ) e o, 11,17,18. O ponto de compensação respiratório foi determinado no momento em que os níveis da relação entre a ventilação e o VCO 2 (ventilação/vco 2 ), alcançaram valores mínimos antes de começar a subir e a pressão parcial de gás carbônico ao final da expiração (Pet CO 2 ) alcançou níveis máximos antes de começar a diminuir 13,14. Os dados foram apresentados sob a forma de: média e ± desvio padrão. Os dados referentes às características da amostra e comparação de prescrição entre grupos foram submetidos à análise de variância de uma entrada (A NOVA), com nível de significância estatística aceita de p<0,05. Quando foi encontrada significância, realizaram-se as comparações de post-hoc de Bonferroni. Para comparação dos dados de prescrição em cada grupo estudado, foi utilizado o teste t de Student para dados pareados, com nível de significância estatística aceita de p<0,05. Resultados A tabela I caracteriza os pacientes com insuficiência cardíaca agrupados segundo a classificação funcional da NYHA; os valores médios das variáveis mostram a homogeneidade entre os grupos de pacientes. Os valores médios e o desvio padrão da freqüência cardíaca máxima (freqüência cardíaca máxima) foram: 161±32 (grupo I), 155± =15 (grupo II), 134±26*, ** b.min -1 (grupo III), e do consumo de oxigênio de pico ( pico) foram respectivamente nos, grupos I, II e III: 23,03±2,75, 16,75±1,75*, 11,57±1,95*, ** ml/kg -1 /min -1, * p<0,05 diferente do grupo I e, ** p<0,05 diferente do grupo II. O pico índice da ca- Tabela I - Características dos pacientes em insuficiência cardíaca classe funcional I, II e III segundo a New York Heart Association Variáveis Classe Classe Classe Funcional I Funcional II Funcional III (n = 15) (n = 15) (n = 12) Idade (anos) 44,8±10,21 43,93±9,41 45,25±10,07 Peso (kg) 77,8±9,36 71,13±10,45 69,08±14,40 Estatura (m) 1,72±0,09 1,67±0,09 1,67±0,08 IMC (kg/m2) 26,31±1,81 26,05±4,2 24,47±4,37 FE % (MUGA) 24,87±6,62 25,87±5,64 24,5±7,62 FC rep (bpm) 78,8±10,21 87,00±13,99 83,08±16,43 PAS rep (mmhg) 114,67±20,04 112,33±14,38 109,17±16,21 PAD rep (mmhg) 82,67±15,91 80,33±13,56 81,25±14,48 IMC- índice de massa corporal em Kg/m2; FE- fração de ejeção em %, FC rep- freqüência cardíaca de repouso em bpm; PAS rep- pressão arterial sitólica de repouso em mmhg; PAD rep- pressão arterial diastólica em repouso em mmhg. 340
3 Fig. 2 - Porcentagem do consumo máximo de oxigênio (% pico) no limiar anaeróbio (LA) e ponto de compensação respiratório (PCR) de todos os pacientes com insuficiência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III. Tabela II - Consumo de oxigênio e freqüência cardíaca no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório dos pacientes em insuficiência cardíaca classe funcional I, II e III segundo a New York Heart Association Variáveis Classe Classe Classe funcional I funcional II funcional IIII (n=15) (n=15) (n=12) LA 13,6±3,25 10,77±1,89 * 8,7±1,44 * % pico 58±11 64±11 76±11 *, ** FCLA 122±27 117±17 114±22 %Fcmáx. 73±6 76±13 84±6 * PCR 19,1±2,2 14,22±2,63 * 10,27±1,85 *, ** % pico 82±11 84±11 88±6 FCPCR 145±33 133±14 123±22 * %Fcmáx. 90±7 86±9 90±6 LA- consumo de oxigênio no limiar anaeróbio em ml/kg -1 /min -1 ; FCLAfreqüência cardíaca no limiar anaeróbio em b/min -1 ; PCR- consumo de oxigênio no ponto de compensação respiratório em ml/kg -1 /min -1 ; FCPCRfreqüência cardíaca no ponto de compensação respiratório em b/min -1, * diferentes do grupo I (p<0,05); ** diferentes do grupo II (p<0,05). Fig. 1 - Porcentagem da freqüência cardíaca máxima (%Fcmáx.) no limiar anaeróbio (LA) e ponto de compensação respiratório (PCR) de todos os pacientes com insuficiência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III. pacidade física demonstrou diferença significativa entre os pacientes nas classes funcionais I, II e III, não observado o mesmo comportamento com os valores de freqüência cardíaca máxima entre os grupos I e II, apenas ocorrendo diferença significativa no grupo III de pacientes mais graves. Os valores de consumo de oxigênio ( la) e freqüência cardíaca (FCla) no limiar anaeróbio, são apresentados na tabela II e, as % pico e % freqüência cardíaca máxima nas figuras 1 e 2. Nota-se que o la entre os grupos I-II e I-III, a % pico grupos I-III e II-III e a % freqüência cardíaca máxima grupos I-III, apresentaram diferenças significativas. A tabela II mostra os valores de e da freqüência cardíaca no ponto de compensação respiratório; observamos que houve diferença significativa do entre os grupos e da freqüência cardíaca entre os grupos I-III. As figuras 1 e 2 ilustram a % pico e da % freqüência cardíaca máxima no ponto de compensação respiratório entre os grupos de pacientes com insuficiência cardíaca classe funcional I, II e III da NYHA; grupos I, II e III respectivamente, não apresentaram diferenças significativas entre eles. Discussão Nossos resultados demonstraram que em pacientes com insuficiência cardíaca segundo a classe funcional, o limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, podem diferir entre níveis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência cardíaca. Conseqüentemente, uma avaliação ergoespirométrica com a determinação dos limiares, na programação de atividade física, poderá ser de maior benefício para a capacidade cardiopulmonar deste grupo de pacientes, do que os métodos convencionais de prescrição de atividade física. Estudos prévios em pacientes com insuficiência cardíaca têm utilizado as percentagens da freqüência cardíaca máxima (70 a 80%) 7-9 ou do consumo máximo de oxigênio (50 a 85%) 4-6, baseadas nas recomendações do American Heart Association 19 na orientação de exercício físico para portadores de doenças cardiovasculares, com o objetivo de avaliar se o condicionamento físico melhora a capacidade funcional e a qualidade de vida a curto e a longo prazo na insuficiência cardíaca. Entretanto, no nosso estudo, os índices de intensidade de atividade física sugeridos, limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório, variaram de 73 a 90% da freqüência cardíaca máxima e de 59 a 88% do pico, não sendo exatamente os mesmas descritas na literatura. Nos pacientes com insuficiência cardíaca mais severa, as porcentagens no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório variaram entre 84 a 90% da freqüência cardíaca máxima e de 75 a 88% do pico. A utilização de índices de intensidade previamente estabelecidos, pode não levar em conta as características metabólicas e físicas individuais dos que estão ou vão iniciar um programa de condicionamento físico. Na maioria das vezes, pode-se subestimar ou superestimar as orientações de atividade física tanto para pessoas normais como para pacientes. 341
4 Arq Bras Cardiol Quando foram comparados os valores da freqüência cardíaca máxima entre os grupos de pacientes em classe funcional I, II e III, observamos que houve diferenças significativas. Para os valores de freqüência cardíaca no limiar anaeróbio, índice considerado representativo durante o exercício da transição do metabolismo aeróbio para o metabolismo anaeróbio compensado, não houve diferenças significativas entre os grupos. Já no ponto de compensação respiratório, limiar de exercício cujo sistema tampão e bicarbonato de sódio não conseguem compensar mais a produção de lactato produzido pelo aumento da carga de exercício, notamos uma diferença significativa no grupo III de pacientes mais graves. A diferença da freqüência cardíaca entre os pacientes com insuficiência cardíaca segundo a classe funcional poderá ser explicada por fatores musculares, pela disfunção cronotrópica, de fluxo e de estimulação simpática. A disfunção cronotrópica faz com que o coração comportese como denervado no controle da freqüência cardíaca, na insuficiência cardíaca; uma das prováveis causas é a redução dos receptores de norepinefrina cardíaca e um aumento total de norepinefrina plasmática, provavelmente por um aumento da atividade neural simpática, sendo mais acentuado conforme a gravidade da doença 20. Outros mecanismos propostos para este comportamento, é que os pacientes com insuficiência cardíaca apresentam alterações da atividade muscular, como o aumento das fibras do tipo II, principalmente do tipo IIb, de contração rápida que dependem quase que inteiramente do metabolismo anaeróbio para produção de energia, e uma provável redução das fibras de contração lenta tipo I que contém uma alta concentração de enzimas mitocondriais necessárias para sustentar o metabolismo aeróbio Adicionalmente, um menor aumento do fluxo sangüíneo periférico durante o exercício submáximo e máximo e a diminuição da massa muscular, fazem com que se atinjam os limites metabólicos mais precocemente e ocorra uma proximidade entre eles, acentuando-se com a gravidade da doença (fig. 3). Os valores do consumo de oxigênio no pico de exercício, no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, apresentaram diferenças significativas entre os grupos. O decréscimo do pico de consumo de oxigênio dos pacientes está correlacionado com a gravidade da doença 24. Segundo a lei de Fick, os fatores determinantes do consumo de oxigênio são somente o débito cardíaco e a extração periférica de oxigênio. Em pacientes com insuficiência cardíaca, o comprometimento do débito cardíaco durante o exercício causado por uma inabilidade do coração em manter o fluxo sangüíneo adequado às necessidades metabólicas, aumenta a extração de O 2 em repouso e progressivamente até o exercício máximo 4. Com o agravamento da doença, a redução do fluxo faz com que atinja rapidamente o limite de extração de O 2 em cargas submáximas, aumentando a produção de lactato, conseqüentemente, antecipando e aproximando os limiares neste grupo de pacientes com insuficiência cardíaca (fig. 3). Foi estudado um número limitado de pacientes segundo a classe funcional em cada grupo. Os testes foram realizados por Fig. 3 - Valores médios do consumo de oxigênio (VO2) e da freqüência cardíaca (FC) de pacientes com insuficiência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III. Dados obtidos durante o exercício: limiar anaeróbio (LA) e ponto de compensação respiratório (PCR). equipes e em períodos diferentes, mas sob a mesma orientação. Isso pode influenciar o tempo de exercício e o pico 25, entretanto, os limiares independem da motivação 26. A intensidade com que a atividade física é realizada pode definir se o paciente obterá resultados benéficos 7. Em pessoas saudáveis 27,28 e, presumivelmente, em pacientes com insuficiência cardíaca, o maior benefício físico, metabólico e respiratório, parece estar nas atividades aeróbias de intensidade moderada a vigorosa, ou seja, entre os limiares 29. A identificação do limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório e sua relação com a gravidade da doença em pacientes com insuficiência cardíaca estável, pode ser importante em programas de condicionamento físico 30. A utilização da porcentagem do consumo máximo de oxigênio ou freqüência cardíaca máxima praticamente não se modificam com a gravidade da doença e, quando são atingidos níveis próximos do limite máximo; porém, o e a freqüência cardíaca no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, por serem individuais, podem se mostrar como variáveis mais representativas da melhora e como indicadores para a orientação da atividade física 31. Concluindo, pacientes com insuficiência cardíaca estável em classe funcional I, II e III atingem o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em níveis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência cardíaca. Estes resultados poderiam ser de benefício na programação de procedimentos para insuficiência cardíaca, como a atividade física, devendo o papel dos limiares na atividade física ser melhor esclarecido neste grupo de pacientes. Agradecimentos À Rejane Augusta Astolpho, Paulo Roberto Santos Silva, Amilcar Oshiro Mocelin e Fernando Bacal pela colaboração prestada. 342
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