Catela, David P. R; Fernandes, Maria Variação da frequência cardíaca e tipo de

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1 Catela, David P. R; Fernandes, Maria Variação da frequência cardíaca e tipo de respiração Chi Kung em crianças e jovens: um estudo exploratório sobre arritmia sinusoidal respiratória. In Estudos em Desenvolvimento otor da Criança IV (pp ). ISBN: Leiria: ESECS - CIMH/IPL. VARIAÇÃO DA FREQUÊNCIA CARDÍACA E TIPO DE RESPIRAÇÃO CHI KUNG EM CRIANÇAS E JOVENS: UM ESTUDO EXPLORATÓRIO SOBRE ARRITMIA SINUSOIDAL RESPIRATÓRIA David Catela, Maria Fernandes Escola Superior de Desporto de Rio Maior Instituto Politécnico de Santarém Resumo A arritmia sinusoidal respiratória é um fenómeno cárdio-respiratório mamífero caracterizado por uma aceleração da frequência cardíaca durante a inspiração e um abrandamento durante a expiração. Neste estudo fomos verificar se crianças entre os 5 e os 15 anos revelavam alteração da variação da frequência cardíaca, através da execução de duas técnicas de respiração do Chi Kung, uma lenta, profunda e predominantemente abdominal (yin), e outra rápida, profunda e predominantemente toráxica (yang). Todas as crianças revelaram uma frequência cardíaca yin significativamente mais baixa e mais variável. Adicionalmente, a frequência cardíaca yin foi significativamente mais variável que a frequência cardíaca em repouso; enquanto que a variação da frequência cardíaca yang não foi significativamente diferente à da de repouso. Os resultados sustentam a hipótese de cada técnica de respiração Chi Kung solicitar regulação nervosa cardíaca diferenciada, provavelmente, com a técnica yin a promover maior participação parassimpática e a técnica yang maior participação simpática. Palavras-chave arritmia sinusoidal respiratória; crianças; chi kung.

2 Abstract Sinus respiratory arrhythmia is a mammal cardio respiratory phenomenon characterized by a heart rate acceleration during inspiration and deceleration during expiration. The purpose of this study was to verify if children between 5 and 15 years revealed different heart rate variation during the execution of Chi Kung breathing techniques, one slower, profound and predominantly abdominal (yin), and another faster, profound and predominantly thoracic (yang). All the children revealed a yin heart rate significantly lower and more variable. Additionally, yin heart rate was significantly more variable than resting heart rate; whereas yang heart rate variation wasn t. Results support the hypothesis that each Chi Kung breathing technique requires differentiated nervous regulation, probably with yin technique promoting predominantly parasympathetic regulation, and yang technique promoting predominantly sympathetic regulation. Key-words sinus respiratory arrhythmia; children; chi kung. INTRODUÇÃO A arritmia sinusoidal respiratória é um fenómeno cárdio-respiratório nos mamíferos caracterizado por flutuações da frequência cardíaca ou do intervalo RR, que estão em fase com a inspiração e a expiração. Tipicamente, a frequência cardíaca acelera durante a inspiração e abranda durante a expiração (Eckberg, 1983). A amplitude destas flutuações rítmicas da frequência cardíaca (i.e., a amplitude da arritmia sinusoidal respiratória) está muito dependente tanto da frequência respiratória como da profundidade da ventilação (i.e., do volume corrente) (Hirsch & Bishop, 1981). Os mecanismos de retroacção centrais, humorais e mecânicos que em conjunto geram a arritmia sinusoidal respiratória são um complexo de respostas respiratórias e cardiovasculares integradas (Grossman, 1983; Jordan & Spyer, 1987; Spyer, 1990). Um volume corrente elevado associado a uma frequência respiratória por minuto baixa resultam num aumento de arritmia sinusoidal respiratória, mas com frequências respiratórias elevadas não (Hirsch and Bishop, 1981). Uma respiração rápida superficial

3 atenuará grandemente a arritmia sinusoidal respiratória, e uma respiração lenta e profunda produzirá níveis de arritmia sinusoidal respiratória máximos (Grossman & Taylor, 2007). O controlo da frequência cardíaca decorre do equilíbrio da actividade entre os ramos simpático e parassimpático do sistema nervoso autónomo. O aumento de actividade do sistema nervoso simpático ou a diminuição da actividade do sistema nervoso parassimpático resulta numa aceleração cardíaca. Inversamente, uma actividade baixa do sistema nervoso simpático ou uma actividade elevada do sistema nervoso parassimpático causa uma desaceleração cardíaca. A variabilidade da frequência cardíaca, i.e., a quantidade de flutuações da frequência cardíaca em torno da média, é um espelho do sistema de controlo cárdio-respiratório (Acharya, Joseph, Kannathal, Lim, & Suri, 2006). Neste estudo questionámo-nos se crianças revelariam uma variabilidade da frequência cardíaca alterada em função do controlo voluntário do tipo de respiração, através de técnicas respiratórias do Chi Kung. METODOLOGIA Amostra A amostra de conveniência compôs-se de 8 crianças, 3 meninas, com idades compreendidas entre os 5 e os 15 anos (9,97±3,30), praticantes regulares de Capoeira. Foi obtido consentimento informado dos encarregados de educação e assentimento por parte das crianças. Tarefas Para a estimação da frequência cardíaca de repouso, foi solicitado às crianças que deitadas se descontraíssem como se estivessem a descansar, durante 2mn. Para estimação da influência do tipo de respiração voluntária na frequência cardíaca, foram ensinadas as duas técnicas respiratórias do Chi Kung, que consistem numa respiração lenta, profunda e predominantemente abdominal (yin), e noutra rápida, profunda e predominantemente toráxica (yang). Estas técnicas são realizadas de pé, com determinados ajustamentos posturais. Instrumentação

4 Os dados foram recolhidos através de um cardiofrequencímetro de marca Polar, modelo RX800, que permite registos da frequência cardíaca em intervalos que variam entre 500ms e 800ms. Os dados foram transferidos para computador, mediante software próprio. Procedimentos e Protocolo As crianças foram informadas que não estavam a ser testadas, foi-lhes dito que iriam experimentar três maneiras de respirar e que iriam ter uma banda colocada no peito, para registo dos batimentos do coração. Após seu assentimento, foi-lhes colocada a banda do cardiofrequencímetro, e uma instrutora especialista explicou e demonstrou as tarefas, em particular, o modo de realização de cada técnica de respiração Chi Kung. Tratamento Estatístico Para determinação da taxa de arritmia sinusoidal respiratória recorreu-se aos parâmetros de dispersão desvio-padrão e intervalo interquartílico, e ao coeficiente de variação (desviopadrão/média). Também foi determinada a média e a mediana da frequência cardíaca, por condição. Foi estimada a normalidade da distribuição dos dados com a técnica Shapiro-Wilk. Para comparação entre condições usou o teste de Friedman (X 2 r ) e consequentemente foi usado o teste de Wilcoxon (z), com correcção Bonferroni, para comparação emparelhada entre condições. Foi empregue um grau de significância de 0,05, bicaudal, sendo referência para a correcção Bonferroni o valor de 0,017. RESULTADOS Em termos de parâmetros de tendência central, todas as crianças revelaram frequência cardíaca diferenciada entre as condições de respiração experimentadas. Houve uma resposta fisiológica cardíaca idêntica entre todas as crianças. No conjunto da amostra (Tabela1), as diferenças entre os três tipos de respiração foram significativas, tanto nos parâmetros de tendência central (média - X 2 r = 16,000, p 0,001; mediana - X 2 r = 15,548, p 0,001) como nos de dispersão (desvio-padrão - X 2 r = 12,000, p 0,01; intervalo interquartílico - X 2 r = 12,000, p 0,01; coeficiente de dispersão - X 2 r = 12,250, p 0,01).

5 Tabela 1: Estatística descritiva de parâmetros de tendência central (média, mediana) e de dispersão (desvio-padrão, intervalo interquartílico, coeficiente de variação), nas três condições de respiração (repouso, yin, yang). Condição Média Mediana Desvio- Padrão Intervalo Interquartílico Coeficiente de Variação Repouso 85,85±9,86 85,94±10,54 7,96±3,41 11,13±6,42 0,09±0,04 Yin 90,70±10,20 91,50±12,71 12,26±2,99 18,75±4,59 0,14± 0,04 Yang 110,45±8,37 112,19±8,59 7,81±2,42 9,88±3,18 0,07±0, 02 Após a aplicação da correcção de Bonferroni, a comparação emparelhada dos parâmetros de tendência central prova diferença significativa entre todos os tipos de respiração experimentados, com excepção da diferenças entre as medianas entre a respiração em repouso e a respiração yin. No entanto, nos parâmetros de dispersão não há diferença significativa entre respiração em repouso e respiração yang (Tabela 2). Tabela 2: Comparação emparelhada (Wilcoxon) entre as três condições de respiração (repouso, yin, yang), por estatística descritiva estimada (média, mediana, desvio-padrão, intervalo interquartílico, coeficiente de variação). Wilcoxon (z, p) Repouso/Yin Repouso/Yang Yin/Yang Média 2,521, 0,012 2,521, 0,012 2,521, 0,012 Mediana Ns 2,521, 0,012 2,521, 0,012 Desvio-Padrão 2,521, 0,012 Ns 2,521, 0,012 Intervalo Interquartílico 2,527, 0,012 Ns 2,533, 0,011 Coeficiente de Variação 2,521, 0,012 Ns 2,521, 0,012 Estes resultados confirmam que nas idades estudadas os três tipos de respiração promoveram adaptação cardíaca diferenciada. A comparação emparelhada dos parâmetros de dispersão,

6 revela que a respiração yin promoveu significativamente maior variação da frequência cardíaca, i.e., uma maior expressão da arritmia sinusoidal respiratória. Todas as crianças da amostra têm o mesmo padrão de comportamento, a respiração yin promoveu maior variação da frequência cardíaca. Confrontando directamente o efeito das respirações yin e yang, verificamos que a respiração yin propicia uma frequência cardíaca média (ou mediana) significativamente inferior e uma variação da frequência cardíaca significativamente superior (também em comparativamente com a respiração de repouso). Este conjunto de resultados sustenta a hipótese de activação predominante do sistema nervoso parassimpático na regulação da frequência cardíaca durante este tipo de respiração. DISCUSSÃO A regulação da frequência cardíaca, através do controlo da amplitude e ritmo respiratórios é possível em crianças entre os 5 e os 15 anos. Uma respiração lenta, profunda e predominantemente abdominal (yin) resultou num aumento significativo da expressão da arritmia sinusoidal respiratória, enquanto que uma respiração rápida, profunda e predominantemente toráxica (yang) resultou num aumento significativo da frequência cardíaca, em consonância com o que tem sido obtido em estudos com adultos ((Hirsch and Bishop, 1981; Grossman & Taylor, 2007). Mesmo em seres em que o processo maturativo ainda está em marcha, os resultados sustentam a hipótese de envolvimento parassimpático na regulação da frequência cardíaca, quando a respiração é voluntariamente lenta, profunda e predominantemente abdominal (e.g., Acharya, Joseph, Kannathal, Lim, & Suri, 2006). Instrumentos de registo da frequência cardíaca economicamente acessíveis e métodos de tratamento dos dados não complexos, permitiram a obtenção de resultados consistentes com os obtidos atráves de equipamentos dispendiosos e de métodos de modelação dos dados complexos; embora e naturalmente limitadores de uma análise mais específica da interacção de mecanismos do sistema de controlo cárdio-respiratório.

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acharya, U.R., Joseph, Æ.K.P., Kannathal, Æ.N., Lim, Æ.C.M., & Suri, Æ.J.S. (2006). Heart rate variability: a review. Med Bio Eng Comput, 44: Eckberg, D.L. (1983). Human sinus arrhythmia as an index of vagal cardiac outflow. Journal of Applied Physiology, 54 (4), Grossman, P. (1983). Respiration, stress, and cardiovascular function. Psychophysiology, 20 (3), Grossman, P., & Taylor, E.W. (2007). Toward understanding respiratory sinus arrhythmia: Relations to cardiac vagal tone, evolution and biobehavioral functions. Biological Psychology, 74, Hirsch, J.A., & Bishop, B. (1981). Respiratory sinus arrhythmia in humans: how breathing pattern modulates heart rate. American Journal of Physiology, 241(4), H620 H629. Jordan, D., & Spyer, K.M. (1987). Central neural mechanisms mediating respiratorycardiovascular interactions. In Taylor, E.W. (Ed.), Neurobiology of the Cardiorespiratory System (pp ). Manchester: Manchester University Press. Spyer, K.M. (1990). The central nervous organization of reflex circulatory control. In Loewy, A.D., & Spyer, K.M. (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp ). New York: Oxford University Press.