AJUSTES AUTONÔMICOS CARDÍACOS DURANTE O TESTE DE CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA SUSTENTADA EM PRÉ-ADOLESCENTES OBESOS

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1 AJUSTES AUTONÔMICOS CARDÍACOS DURANTE O TESTE DE CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA SUSTENTADA EM PRÉ-ADOLESCENTES OBESOS Sofia Serafim Magela Faculdade de Fisioterapia Centro de Ciências da Vida sofia.sm@puccampinas.edu.br Prof. Dr. Mário Augusto Paschoal Função Autonômica Cardíaca e Atividade Física na Saúde e na Doença Centro de Ciências da Vida fisioni@puc-campinas.edu.br Contextualização: A função autonômica cardíaca pode ser avaliada por meio de testes invasivos e não invasivos. Estes últimos monitoram externamente a resposta do coração a um determinado estímulo conhecido. Dentro da gama de testes não invasivos, o teste de contração isométrica sustentada (CIS) da mão é um dos que se aplica para avaliar ajustes autonômicos cardíacos em situações de estresse ao sistema cardiovascular. No entanto, são raros os estudos envolvendo a aplicação da CIS em obesos, principalmente quando esses são pré-adolescentes. Objetivo: obter novas informações sobre os ajustes promovidos pelo sistema nervoso autônomo (SNA) sobre o coração de pré-adolescentes obesos durante esforço isométrico constante. Método: foram estudados 10 pré-adolescentes obesos (O) e 10 não obesos (NO), com idades entre 9 e 12 anos, todos sedentários, que foram selecionados em escolas públicas e particulares da cidade de Campinas. A análise dos referidos ajustes modulados pelo SNA foi feita por meio da interpretação da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) realizada nos domínios do tempo e da frequência. Na primeira etapa do estudo os voluntários realizaram uma contração muscular máxima da mão dominante, em um dinamômetro. Deste esforço, calculou-se o equivalente a 30% para ser aplicado durante o teste da CIS, que foi feito por 3min. Com os voluntários posicionados sentados e com apoio do braço que fez a contração, seus batimentos cardíacos foram registrados 5min antes, durante e 5min após a CIS. Posteriormente, esses dados foram enviados ao computador para análise que foi feita por um software o qual emitiu o relatório da VFC. Resultados: os dados mostraram que a obesidade não modificou o padrão de reposta autonômica cardíaca encontrada durante a CIS, porém a magnitude dos ajustes foi diferente, com maior redução do tônus simpático e elevação do tônus parassimpático cardíaco presente no grupo O. Conclusão: Apesar de os resultados apresentados pelos obesos ter sido diferente do previsto, não há subsídios suficientes para se afirmar que não seja adequado. Este fato, nos incentiva a buscar, outras formas de se observar o fenômeno a fim de que maior fidedignidade seja conseguida. Palavras-chaves: exercício físico, sistema nervoso autônomo, obesidade Área do Conhecimento: Ciências da Saúde Fisioterapia e Terapia Ocupacional. 1. INTRODUÇÃO: O teste de contração isométrica sustentada (CIS) da mão (sustained handgrip test), conhecido teste de avaliação da função autonômica cardíaca, foi introduzido em 1982, por Ewing e Clark 1, na bateria padrão de testes de avaliação de pacientes diabéticos. A base fisiológica do teste é a provocação de uma contração isométrica de intensidade considerada baixa, porém duradoura, suficiente para promover diminuição do retorno venoso e provocando como resposta a sensibilização de metaboloreceptores dos músculos em trabalho 2, 3. Esses receptores parecem ser sensíveis aos metabólitos liberados pela isquemia produzida durante a contração muscular promovendo resposta reflexa cardiovascular, vasomotora 4,5, central 6 e reflexa, originada nos mecanorreceptores intramusculares 7, que são responsáveis, particularmente, pela elevação da FC 8. A elevação precoce da FC documentada durante a CIS é decorrente do bloqueio da atividade vagal, sendo que a aceleração tardia da FC é resultante da atividade simpática 9. Durante a CIS também ocorrerá elevação da pressão arterial (PA) a qual é dependente da atividade autonômica simpática 10,11. Esse teste se expandiu além da área de aplicação inicial e levando-se em consideração as argumentações acima, e por se constatar que obesos tendem a desenvolver alterações no balanço vago-simpático cardíaco 12, 13, a intenção do presente estudo foi a de aplicar a CIS da mão em pré-adolescentes obesos

2 para que fossem identificados eventuais problemas de ajustes autonômicos cardíacos durante o referido teste. 2. MÉTODO 2.1. Atividades Realizadas e Justificativas O presente estudo, considerado de caráter longitudinal, foi devidamente aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com seres humanos da Pontifícia Universidade Católica de Campinas, constando do protocolo nº 0298/11, e compreendeu as seguintes etapas: a) seleção dos voluntários; b) avaliação antropométrica e clínica c) teste inicial de contração voluntária máxima (CVM) d) teste da contração isométrica sustentada e) registro da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) f) análise dos dados obtidos e tratamento estatístico Critérios de seleção Os grupos foram constituídos de pré-adolescentes entre 9 e 12 anos, sendo um deles de voluntários obesos com IMC de percentil entre 95 e 97 e o outro de não obesos com percentil entre 5 e 85 do gráfico do National Center for Health Statistics (NCHS). Todos eram sedentários, saudáveis e não faziam uso de qualquer medicação Amostra O grupo O foi constituído por 9 pré-adolescentes e o NO por 10 com idade média de 9,50 ± 0,52 e 9,70 ± 0,48, respectivamente Avaliação antropométrica As variáveis investigadas foram o peso e a estatura corporais para possibilitar o cálculo do Índice de Massa Corporal (IMC). Peso Corporal: foi empregada uma balança Filizola pré-calibrada, contendo unidades de 100g e capacidade máxima para 150kg. Estatura: foi utilizada a toesa metálica da mesma balança utilizada para constatação do peso corporal Avaliação clínica Envolveu a coleta dos dados vitais, tais como: FC, PA, auscultas pulmonar e cardíaca, segundo as técnicas amplamente descritas na literatura e com objetivo de realizar anamnese Metodologia da aplicação do teste inicial de contração voluntária máxima Os voluntários foram posicionados sentados em uma cadeira com encosto para as costas. A CVM foi obtida a partir da seleção do maior valor de contração isométrica da mão dominante obtido após três tentativas, intercaladas por repouso de 1min entre elas, utilizando um dinamômetro da marca Jamar. Sobre esse valor de CVM foi aplicado o cálculo de 30% para que esse novo valor fosse o parâmetro a ser atingido e mantido por 3min durante a CIS (modificado de Hilz e Dutsch, ) Metodologia da aplicação do teste da contração isométrica sustentada Após 5min em repouso, foi dado início ao teste da CIS. Iniciou-se com o registro da VFC ao início do repouso. Em seguida, já com o antebraço da mão dominante apoiado sobre uma mesa, foi orientado a segurar o dinamômetro e ao sinal do examinador realizou a CIS por 3min. Durante todo esse tempo os batimentos cardíacos continuaram a ser registrados e ao término dos 3min, o voluntário permaneceu na mesma posição para um novo registro de 5min em repouso Análise dos dados e tratamento estatístico Os registros dos batimentos cardíacos permitiram a realização da análise da VFC, o que foi feito pelo software Polar Precision Performance. A análise foi feita nos domínios do tempo e da frequência e os índices foram selecionados de acordo com o proposto pela Task Force (1996) 14. O algoritmo empregado foi a transformada rápida de Fourier (FFT). A análise estatística dos dados relativos às respostas de FC foi realizada com o emprego do programa Graph Pad Prism 6.0. Optou-se pelo teste estatístico não paramétrico de Mann-Whitney para comparação de dados entre grupos e teste de Friedman para comparação intragrupos, com nível de significância p 0,05.Os dados antropométricos e clínicos foram apresentados em tabelas com médias e desvios padrões para divulgação da característica da amostra empregada no estudo e a comparação entre os grupos foi feita pelo teste t.

3 3. RESULTADOS Tabela 1 - Dados antropométricos e clínicos expressos em média de desvio padrão. NO O P Idade (anos) 9,70 ± 0,48 9,50 ± 0,52 0,64 Peso (kg) 39,20 ± 4,84 51,80 ± 4,81 0,0002* Altura (m) 1,45 ± 0,07 1,45 ± 0,06 0,95 IMC (Kg/m 2 ) 18,58 ± 1,82 24,52 ± 2,01 <0,0001* Índice C/Q (cm) 0,81 ± 0,06 0,84 ± 0,06 0,45 FC (bpm) 92,60 ± 13,09 86,44 ± 9,68 0,54 PAS (mmhg) 107,00 ± 8,23 105,55 ± 7,26 0,56 PAD (mmhg) 57,00 ± 4,83 63,33 ± 7,07 0,06 *= p 0,05; C/Q = cintura/quadril; FC = frequência cardíaca; IMC = índice de massa corpórea; NO = não obesos; O = obesos; PAS = pressão arterial sistólica; PAD = pressão arterial diastólica; Tabela 2 - Valores expressos em mediana relativos aos índices da VFC nos domínios de tempo e da frequência NO Pré Durante Pós P irr médio (ms) 638,50 633,00 691,00 0,007* FC média (bpm) 94,00 95,00 87,00 0,01* pnn50 (%) 6,80 6,00 10,15 0,02* RMSSD (ms) 38,40 36,55 40,60 0,01* BF (u.n.) (%) 57,60 54,85 61,55 0,6 AF (u.n.) (%) 40,85 45,15 38,45 0,3 Razão BF/AF 1,45 1,22 1,59 0,3 O Pré Durante Pós P irr médio (ms) 655,00 691,00 699,00 0,04* FC média (bpm) 92,00 87,00 86,00 0,05* pnn50 (%) 12,50 13,00 13,50 0,01* RMSSD (ms) 48,40 48,10 57,90 0,3 BF (u.n.) (%) 52,00 44,20 55,40 0,03* AF (u.n.) (%) 48,00 55,80 44,60 0,03* Razão BF/AF 1,08 0,79 1,03 0,2 *= p 0,05; AF(u.n.) = Baixa frequência unidade normalizada; BF(u.n.) = baixa frequência unidade normalizada; FC média= frequência cardíaca média; irr médio = intervalos RR; pnn50 = porcentagem dos valores dos irr adjacentes maiores do que 50m; Razão BF/AF= razão entre baixa frequência e alta frequência; RMSSD = raiz quadrada da soma dos quadrados das diferenças entre os intervalos RR

4 Figura 1 Dados expressos em medianas referentes a BF unidade normalizada Figura 3 Dados expressos em medianas referentes a Razão BF/AF p*= p 0,05; BF (u.n.) = Baixa frequência unidade normalizada p*= p 0,05; Razão BF/AF= razão entre baixa frequência e alta frequência Figura 2 Dados expressos em medianas referentes a AF unidade normalizada p*= p 0,05; AF (u.n.) = alta frequência unidade normalizada 4. DISCUSSÃO A principal intenção deste estudo foi a de analisar o controle autonômico cardíaco de préadolescentes obesos e não obesos durante a realização de um teste reconhecido por promover estímulos aos metabolorreceptores musculares e obter, como resposta, ações mediadas pelo sistema nervoso autônomo sobre o coração. Por não existirem estudos similares feitos nesse tipo de população as comparações com outros trabalhos se tornam mais difíceis e os resultados comentados aqui têm a intenção de servirem a futuros estudos na área. O teste de CIS da mão vem sendo utilizado como um teste clínico da função autonomica 15 bastante utilizado em pacientes diabéticos, porém ainda restrito em outras áreas de atuação. O aumento da FC no início da CIS parece ocorrer devido à retirada vagal, enquanto o componente final desse aumento é dependente da ativação simpática 16. Na tabela 1, a qual mostra os valores médios dos dados antropométricos e clínicos, o que mais chama a atenção é a existência dos maiores valores de IMC do grupo obeso, confirmando que a seleção dos voluntários respeitou os critérios de inclusão conforme foram citados acima. Observa-se, também, que esses valores de IMC têm sua origem baseada no peso, sendo que a altura média,em ambos os grupos, não foi diferente, nos levando a crer que realmente o que contribuiu para o maior valor de

5 IMC por parte dos obesos, foi a maior existência de massa gorda. Quanto aos valores de FC de repouso e de PA, documentados na tabela 1, eles se mostraram adequados ao proposto na literatura 17 revelando que não houve nessas condições funcionais, qualquer interferência da obesidade sobre as variáveis. Na tabela 2, constata-se que a CIS modificou o balanço autonômico cardíaco de forma mais relevante no grupo O, pois além de respostas significativas no domínio de tempo como também ocorreram com os NO, estas também aconteceram com os componentes BF e AF unidades normalizadas. O que se depreende desses resultados é que houve uma organização diferente entre os grupos para que o esforço fosse realizado. Por exemplo, se constata que a FC dos NO reagiram com ligeira elevação durante a CIS e diminuição após o final do esforço, o que nos parece mais funcional. Em contrapartida, essa mesma variável não teve esse tipo de comportamento nos O, não se elevando durante a CIS e mantendo-se inalterada após o esforço. Seria essa resposta considerada inadequada ou sugeriria uma disautonomia em decorrência da obesidade? Não se pode afirmar e qualquer afirmação poderia ser considerada especulação, porém abremse portas para novas investigações nesse sentido, o que poderia ser uma contribuição do presente estudo. Observando-se ainda a tabela 2, se pode constatar que há fortes indícios de que a ligeira elevação da FC no grupo NO durante a CIS e sua diminuição após a CIS, se deva à modulação parassimpática cardíaca que, expressa pelos índices pnn50 e RMSSD, mostra significativa diminuição durante a CIS seguida de elevação após a CIS. Ao se observar os valores apresentados pelos O, constata-se que eles foram diferentes do padrão apresentado pelos NO. Não há o ajuste autonômico esperado e a única variável do domínio do tempo que mostrou diferença significativa nos três momentos avaliados (pré, durante e após a CIS) foi o pnn50 que, fisiologicamente, se elevou quando se esperava uma redução, sendo, inclusive, o provável responsável pela queda da FC documentada durante a CIS nesse grupo. Diplaet al 18 ao estudarem a atividade autonômica cardíaca em crianças e pré-adolescentes obesos comparando-a a não obesos durante contração isométrica da mão (handgrip) constataram menores valores de RMSSD e SD1para as primeiras. Também, revelaram que as diferenças de comportamento entre os grupos somente ocorreu durante o referido esforço, sugerindo que o estímulo promovido pelo exercício tenha sido responsável por ter revelado eventual diferença na modulação autonômica entre esses grupos. O interessante é que, apesar de as modulações autonômicas cardíacas que ocorreram no presente estudo e no estudo relatado acima serem divergentes e diferentes das apresentadas por grupos de NO, ambas ocorreram somente durante o esforço isométrico. Ressalta-se que no presente estudo, a constatação de eventual disautonomia durante a CIS por parte dos O é confirmada pela análise de seus valores BF (u.n.) e AF (u.n.). Eles refletem exatamente uma condição antagônica do que se esperaria durante a CIS, pois no momento em que a atividade simpática deveria diminuir, ela está se elevando com maiores valores de BF(u.n.), e quando a atividade parassimpática representada por AF(u.n.), deveria ser reduzida, ela se encontra em aumento. Esta situação esperada pode ser observada no estudo de Kaufman et al 19, durante uma avaliação da VFC durante repouso em crianças obesas e observaram menores valores de AF(u.n) e maiores valores de BF(u.n.) e da relação BF/AF. Os autores compararam o grupo de crianças obesas com crianças ligeiramente acima do peso e observaram diferenças, indicando que a atuação do SNA não sofre modificações até que a obesidade aumente de forma significativa. Porém, outro padrão de comportamento do sistema nervoso autônomo foi demonstrado no estudo Vanderlei et al 20 no qual foram avaliadas crianças obesas mantidas em decúbito dorsal por 20min. Esses autores constataram reduzidos valores para os índices da VFC analisados (RMSSD, pnn50, SDNN, AF e BF em unidades normalizadas e ms², e a relação BF/AF). Igualmente documentaram diminuição da variabilidade global ao ser feita análise pela plotagem de Poincaré. A razão BF/AF analisada durante a CIS, por parte do grupo O, mostra claramente que este grupo não apresentou os ajustes esperados durante a mesma. Os obesos tiveram razão BF/AF menores do que 1 o que confirmou a maior atividade parassimpática durante o esforço 16. O emprego da CIS como forma de estímulo a respostas autonômicas cardíacas em préadolescentes obesos e não obesos, ainda necessita de maior aparato instrumental para que o fenômeno da estimulação de metabolorreceptores e a sua a-

6 ção sobre o órgão efetor possa ser mais bem documentada. A divergência entre os estudos apresentados acima e os resultados obtidos na presente investigação sugerem que a análise da VFC parece ainda não demonstrar fidedignamente como realmente a modulação autonômica acontece. Talvez o desenvolvimento de sensores mais específicos e a análise da resposta pressórica cardíaca, batimento a batimento, pudessem colaborar para que esse importante fenômeno fosse investigado mais a fundo. 5. CONCLUSÃO O teste de CIS com 30% da CVM promoveu ajustes autonômicos diferentes entre o grupo obeso e não obeso, de forma a sugerir que os obesos a- presentaram maior atividade parassimpática cardíaca quando o esperado seria sua redução. Porém, não há subsídios suficientes para se afirmar que o comportamento autonômico apresentado pelos O não seja adequado. Isto nos incentiva a buscar, em outros estudos nessa linha, outras formas de se observar o fenômeno a fim de que maior fidedignidade seja conseguida. AGRADECIMENTO Ao FAPIC/Reitoria pela bolsa de IC. REFERÊNCIAS 1- Ewing DG, Clarke BF. Diagnosis and management of diabetic autonomic neuropathy. Br Med J 1982; 285: Victor RG, Bertocci LA, Pryor SL, Nunnally RL. Simpathetic nerve discharge is coupled to muscle cell ph during exercise in humans. J ClinInvest1988;82: Rowell LB, O Leary DS. Reflex control of circulation during exercise: chemoreflexes and mechanoreflexes. J ApplPhysiol 1990;69: Tibes U. Reflex inputs to the cardiovascular and respiratory centers from dynamically working canine muscles: Some evidence for involvement of group III and IV nerve fibers. Circulation Res 1977; 41: Mitchell JH, Kaufman MP, Iwamoto GA. The exercise pressor reflex: its cardiovascular effects, afferent mechanisms, and central pathways. Ann RewiewPhysiol 1983;45: Mitchell JH. Neural control of the circulation during exercise. Med Sci Sports Exerc 1990;22: McClain J, Hardy JC, Sinoway LI. Forearm compression during increases simpathetic nerve traffic. J ApplPhysiol 1994;77:2612, Gladwell VH, Coote JH. Heart rate at the onset of muscle contraction and during passive muscle stretch in humans: a role for mechanoreceptors. J Physiol 2002;540: Low PA. Testing the autonomic nervous system.seminneurol 2003;23: Hilz MJ. Quantitative autonomic functional testing in clinical trials.in:brown WF, Bolton CF, Aminoff MJ, editors. Neuromuscular function and disease.basic, clinical and electrodiagnostic aspects. Philadelphia: WB Saunders; 2002: Hilz MJ, Dutsch M. Quantitative studies of autonomic function. Muscle & Nerve 2006;33: Dangardt F, Volkmann R, Chen Y, Osika W, Marild S, Friberg P. Reduced cardiac vagal activity in obese children and adolescents. ClinPhysiolImaging2011;31: Paschoal MA. Avaliação e modulação autonômica em crianças não obesas e obesas mórbidas. Salud i Ciencia2012;18(8) Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability - standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use.circulation.1996; 93: Freeman R. Assessment of cardiovascular autonomic functionclinneurophysiol 2006, 117 (4), pp Low PA. Laboratoryevaluationofautonomicnervousregulationd uring passive head-uptilt. Hypertension 1994: 23(Suppl I): I82-I Paschoal MA. Fisioterapia Cardiovascular: avaliação e conduta na reabilitação cardíaca. 1ª. ed, Manole, Barueri SP, Dipla K, Zafeiridis A, Koidou I, Geladas N, Vrabas IS. Altered hemodynamic regulation and reflex control during exercise and recovery in obese boys. Am J Physiol. 2010; 299(6): H Kaufman CL, Kaiser DR, Steinberger J, Kelly AS, Dengel DR. Relationshipsofcardiacautonomicfunctionwithmetabo licabnormalities in childhoodobesity. Obesity. 2007;15(5): Vanderlei LC, Pastre CM, FreitasJúnior IF, Godoy MF. Analysis of cardiac autonomic modulation in

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