8º Congresso de Pós-Graduação AVALIAÇÃO DA MODULAÇÃO AUTONÔMICA DA FREQUÊNCIA CARDÍACA DE PARAPLÉGICOS A PARTIR DE MODELOS LINEARES E NÃO LINEAR

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1 8º Congresso de Pós-Graduação AVALIAÇÃO DA MODULAÇÃO AUTONÔMICA DA FREQUÊNCIA CARDÍACA DE PARAPLÉGICOS A PARTIR DE MODELOS LINEARES E NÃO LINEAR Autor(es) ANTONIO ROBERTO ZAMUNER Co-Autor(es) ESTER DA SILVA VIVIANE CEREZER DA SILVA JEFFERSON HISAMO KITAMURA TAÍS MENDES DE CAMARGO ROSANA MACHER TEODORI Orientador(es) MARLENE APARECIDA MORENO 1. Introdução Dentre as diversas sequelas promovidas pela lesão medular (LM), merece destaque a disfunção autonômica apresentada por esses pacientes, a qual está relacionada ao nível e à severidade da lesão das vias autonômicas simpáticas descendentes (FURLAN et al., 2003; CLAYDON & KRASSIOUKOV, 2008), e representam a principal causa de morbidade e mortalidade após a LM (SODEN et al., 2000; GARSHICK et al., 2005). Assim, alguns estudos buscaram avaliar o controle autonômico do coração através do estudo da variabilidade da frequência cardíaca (VFC), e encontraram que indivíduos lesados medulares possuem um comprometimento neurocárdico, sugerindo uma redução da modulação vagal e também redução da modulação simpática, sendo esse comprometimento mais acentuado em indivíduos com LM cervical, e mínimo para indivíduos com LM torácica e lombar (BUNTEN et al., 1998; CLAYDON & KRASSIOUKOV, 2008). Entretanto, atualmente, a VFC tem sido analisada predominantemente pelo domínio do tempo (DT) e da frequência (DF) a partir de métodos lineares (AKSELROD et al., 1981; TASK FORCE, 1996; BUNTEN et al., 1998; CLAYDON & KRASSIOUKOV, 2008). Porém, a literatura refere que o comportamento da frequência cardíaca (FC) apresenta-se de maneira não linear, devido aos vários sistemas osciladores que atuam como entrada do sistema nervoso autonômico que, por sua vez, é o modulador da FC (SIGNORINI, MARCHETTI & CERUTTI, 2001). Dessa forma, recentes estudos propõem analisar a dinâmica da FC por métodos baseados na teoria do Caos (GOLDBERGER et al., 2000; FREITAS et al., 2009) e em dinâmicas não lineares, utilizando as análises da entropia de Shannon (ES) e análise simbólica, que são análises de complexidade da série dos intervalos R-R (ir-r) do eletrocardiograma (ECG) (PORTA et al., 2001; GUZZETTI et al., 2005), justificando que este tipo de análise pode fornecer informações importantes sobre os mecanismos subjacentes de regulação cardíaca, e que portanto, uma modificação dos índices de complexidade, pode predizer uma situação patológica, e uma depressão global do organismo (PORTA et al., 2009).

2 2. Objetivos Avaliar a modulação autonômica da FC em LM a partir de modelos lineares, baseado no DT e no DF, e modelo não-linear baseado na ES. 3. Desenvolvimento Foram estudados 16 voluntários do gênero masculino, sendo seis com lesão medular crônica (tempo de lesão maior que 1 ano) com nível de lesão entre o 4º (T4) e o 12º segmento medular torácico (T12), pertencentes ao grupo lesão medular (G-LM) e 10 saudáveis, com padrão de vida sedentário, pertencentes ao grupo controle (GC). Todos os voluntários assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido, sendo a pesquisa conduzida de acordo com a Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde e aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Metodista de Piracicaba sob protocolo nº 54/08. O registro dos batimentos cardíacos para o cálculo da VFC foi feito por meio do frequencímetro Polar modelo S810i (Polar Electro Oy, Finland), em repouso na postura sentada por 15 minutos. Os dados foram captados a partir de uma cinta com transmissor codificado, colocado na região do tórax, na altura do 5º espaço intercostal e transmitidos para o frequencímetro onde foram gravados e posteriormente transferidos por meio de uma interface para um computador compatível, para armazenamento e processamento dos sinais. Inicialmente foi feita uma inspeção visual da distribuição dos ir-r (ms) do ECG para a seleção dos trechos com maior estabilidade do sinal, considerando-se no mínimo 256 pontos, para a realização das análises. A análise da VFC foi realizada no DT, no DF e pela ES. No DT foram analisados os índices temporais RMSSD (Raiz quadrada da somatória do quadrado das diferenças entre os ir-r adjacentes no registro dividido pelo número de ir-r, menos um, expressa em ms), RMSM (Raiz quadrada da somatória do quadrado das diferenças dos valores individuais em relação ao valor médio, dividido pelo número de ir-r, expressa em ms). No DF, pela transformada rápida de Fourier dos ir-r previamente selecionados, foram obtidas as bandas de muito baixa frequência (MBF=0,003 a 0,04Hz), de baixa frequência (BF=0,04 a 0,15 Hz) e de alta frequência (AF=0,15 a 0,4 Hz). Neste estudo utilizamos as bandas normalizadas da BF e a AF, e a razão entre as áreas absolutas de baixa e alta frequência (razão BF/AF). Os dados foram analisados no MATLAB 6.5, seguindo-se a rotina para análise da VFC, e por meio do programa de rotina de análise desenvolvido pelo Prof. Alberto Porta e colaboradores do departamento Scienze Precliniche, Universita` degli Studi di Milano, Milan, Italy (PORTA et al., 2001). O teste de Shapiro-Wilk foi aplicado para verificar a normalidade dos dados, constatando que os dados não apresentaram distribuição normal. Assim utilizou-se o teste não paramétrico de Mann-Whitney para a comparação intergrupo. O nível de significância foi estabelecido em 5%. 4. Resultado e Discussão Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos, com relação à idade e características antropométricas (p > 0,05; Tabela 1). Essa homogeneidade entre os grupos é fundamental para a confiabilidade dos dados, uma vez que vários estudos demonstram que a FC e principalmente sua variabilidade estão diretamente relacionadas à idade e sofrem alterações com o processo de envelhecimento (KAPLAN et al., 1991; MELO et al., 2005; PASCHOAL et al., 2006). Com relação à análise da VFC pelo método linear no DT e DF não foi observada diferença significativa entre os grupos estudados (p > 0,05; Tabela 2). Esses dados são concordantes com os achados de Demirel et al. (1999) e Claydon e Krassioukov (2008), que também não observaram diferenças significativas ao comparar os índices de VFC obtidos pela análise espectral entre voluntários com lesão medular ao nível da região torácica e indivíduos sem lesão medular. Os autores justificam que isso se deve ao fato da inervação simpática se originar dos segmentos espinhais de T1 a T5, e que, portanto, estariam preservados em indivíduos com lesão medular torácica com as características do presente estudo. Entretanto, na análise não linear pela ES, verificou-se que o GC apresentou valor significativamente maior comparado ao G-LM (p=0,03; Tabela 2). Assim, pode-se dizer que os voluntários lesados medulares do presente estudo apresentam uma menor

3 complexidade da série temporal dos ir-r do ECG. Segundo Porta et al. (2001), baixos índices de complexidade, podem predizer situações patológicas, e uma depressão global do organismo, sendo compatível com a amostra de nosso estudo. Esses dados são concordantes com achados de Merati et al. (2006), que aplicando uma análise não-linear (análise do coeficiente de flutuação retificado) em voluntários lesados medulares, observou uma menor complexidade da série temporal dos ir-r quando comparado aos voluntários sem lesão. Os autores relatam que este achado pode refletir um incremento compensatório da modulação simpática sobre o coração, secundário à limitação do controle autonômico vascular. Porém, diferentemente dos métodos lineares, interpretações fisiológicas e patológicas associadas às alterações dos índices não-lineares ainda são incipientes e amplamente desconhecidas. Embora os índices tradicionais baseados em modelos de análise linear têm sido convencionalmente utilizados para quantificação das mudanças no tono autonômico, algumas alterações patológicas da regulação cardiovascular autonômica podem ser identificadas somente através de índices não-lineares (MERATI et al., 2006), como os utilizados no presente estudo. Este achado pode ser atribuído ao fato de que métodos não-lineares descrevem as flutuações complexas do ritmo e separam estruturas de comportamento não-linear nas séries temporais de batimentos cardíacos mais adequadamente do que os modelos tradicionais baseados no DT e DF (VOSS et al., 1996). Dessa forma, pode-se dizer que análises de complexidade são capazes de contribuir de forma a possibilitar uma visão mais profunda do controle autonômico a partir da análise da VFC. 5. Considerações Finais A análise não-linear realizada pela ES demonstrou que os voluntários com LM participantes do presente estudo apresentam menor complexidade da série dos ir-r comparado aos voluntários sem lesão, o que também demonstra uma maior sensibilidade deste tipo de análise em detrimento aos modelos tradicionais baseados no DT e DF. Referências Bibliográficas AKSELROD, S. et al. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control. Science, v. 213, n. 1504, p , BUNTEN, D.C. et al. Heart rate variability is altered following spinal cord injury. Clinical Autonomic Research, v. 8, p , CLAYDON, V.E. e KRASSIOUKOV, A.V. Clinical correlates of frequency analyses of cardiovascular control after spinal cord injury. Am J Physiol Heart Circ Physiol, v. 294, p , DEMIREL, G. et al. Cardiac dysrhythmias and autonomic dysfunction in chronic spinal cord injury: a 24-hour holter monitoring and heart rate variability study. Neurorehabilitation and Neural Repair, v. 13, p , FREITAS, U. et al. Identifying chaos from heart rate: The right task? Chaos, v. 19, n. 2, p , FURLAN, J.C. et al. Descending vasomotor pathways in humans: correlation between axonal preservation and cardiovascular dysfunction after spinal cord injury. J Neurotrauma, v. 20, p , GARSHICK et al. A prospective assessmente of mortality in chronic spinal Cord injury. Spinal Cord, v. 43, p , GOLDBERGER, A.L. et al. PhysioBank, PhysioToolkit, and PhysuoNet: Components of a New Research Resource for Complex Physiologic Signals. Circulation, v. 101, n. 23, p , GUZZETTI, S. et al. Symbolic dynamics of heart rate variability: a probe to investigate cardiac autonomic modulation. Circulation, v. 112, n. 4, p , KAPLAN, D.T. et al. Aging and the complexity of cardiovascular dynamics. Biophysical Journal, v. 59, p , 1991.

4 MELO, R.C. et al. Effects of age and physical activity on the autonomic control of heart rate in healthy men. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, v. 38, n. 9, p , MERATI, G. et al. Assessment of the autonomic control of heart rate variability in healthy and spinal-cord injured subjects: contribution of different complexity-based estimators, v. 53, n. 1, p , PASCHOAL, M.A. et al. Variabilidade da frequência cardíaca em diferentes faixas etárias. Rev Bras Fisioter, v.10, n.4, p , PORTA, A. et al. Entropy, Entropy Rate, and Pattern Classification as Tools to Typify Complexity in Short Heart Period Variability Series. IEEE Trans Biomed Eng, v. 48, n. 11, p , PORTA, A. et al. Addressing the complexity of cardiovascular regulation. Philos Transact A Math Phys Eng Sci, v. 367, n. 1892, p , SIGNORINI, M.G., MARCHETTI, F. e CERUTTI, S. Applying Nonlinear Noise Reduction in the Analysis of Heart Rate Variability. IEEE Eng Med Biol Mag, v. 20, n. 2, p , SODEN, R.J. et al. Causes of death after spinal cord injury. Spinal Cord, v. 38, p , 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, v. 93, n. 5, p VOSS, A. et al. The application of methods of non-linear dynamics for the improved and predictive recognition of patients threatened by sudden cardiac death. Cardiovascular Research, v. 31, p , Anexos

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