Universidade Federal de Juiz de Fora Faculdade de Medicina Departamento de Fisioterapia. Camilla Alves Miranda Camillo Dias Zaidem

Universidade Federal de Juiz de Fora Faculdade de Medicina Departamento de Fisioterapia Camilla Alves Miranda Camillo Dias Zaidem ESTUDO DA VARIABILIDADE DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA EM HOMENS SADIOS COM IDADE ENTRE 20 E 80 ANOS Juiz de Fora 2008

ii Camilla Alves Miranda Camillo Dias Zaidem ESTUDO DA VARIABILIDADE DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA EM HOMENS SADIOS COM IDADE ENTRE 20 E 80 ANOS Trabalho de Conclusão de Curso de graduação em Fisioterapia da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Juiz de Fora, apresentado como requisito parcial à obtenção do título de graduação. Orientadora: Prof.ª Lilian Pinto da Silva Juiz de Fora 2008

iii DEDICATÓRIA Dedico este trabalho à minha mãe Elizabeth, pelo apoio, aos meus irmãos Rodrigo e Thais e ao meu namorado Marcus. Camilla Alves Miranda Dedico esse trabalho aos meus pais, Rita e Camilo, aos meus irmãos, Paulo Vitor e Felipe e ao meu amor, Maria Clara. Camillo Dias Zaidem

iv AGRADECIMENTOS Meus sinceros agradecimentos a todos aqueles que de alguma forma doaram um pouco de si para que a conclusão deste trabalho se tornasse possível: À Deus, por iluminar meu caminho para que o seguisse com sabedoria. À minha mãe Elizabeth, pelo amor, incentivo e exemplo de força, por lutar pela educação de cada filho. Ao meu pai Hilton, presente em meu coração, por proporcionar o carinho e educação que precisava. Aos meus irmãos Rodrigo e Thais, que apesar da distância, sempre me incentivaram e me apoiaram em todos os momentos. Ao meu namorado Marcus pela paciência, por todo amor e carinho que me proporcionou. Aos professores que contribuíram para minha formação acadêmica. Aos professores Jorge Perrout e Ronaldo Bastos, por contribuírem para o enriquecimento deste trabalho. Em especial à minha orientadora professora Lílian, sempre meiga e educada, por ser um exemplo de profissionalismo, pela confiança ao aceitar minha orientação, pela sabedoria compartilhada e pela dedicação e paciência com que conduziu este trabalho. Ao Camillo pela competência e eficiência na realização deste trabalho. Aos amigos pelos bons momentos e boas lembranças. À todas as pessoas que disponibilizaram seu tempo para a participação deste estudo. Enfim, à todos que contribuíram de alguma maneira para a conclusão de mais uma etapa em minha vida. Camilla Alves Miranda

v Agradeço a todos que fizeram parte dessa caminhada rumo à conclusão do curso de Fisioterapia da UFJF. Aos meus pais, que sempre me apoiaram em todas as decisões e responsáveis diretos por esse momento. Aos meus irmãos, parceiros leais e fiéis, pela tranqüilidade passada nesses cinco anos. Aos meus avós e demais familiares, que de alguma forma colaboraram para o êxito desse caminho. À minha namorada, porto seguro em todos o momentos, companheira fiel e amorosa, pronta para ajudar em todos os momentos. Aos colegas do curso de fisioterapia, pelo ótimos momentos vividos nesse período. À professora Lilian, pela sua eterna paciência, consideração e tranqüilidade, a quem devo agradecer por ter sido muito importante no decorrer da graduação. Aos professores Jorge e Ronaldo, pela disponibilidade de fazerem parte da banca deste trabalho. À Camilla, pela competência e eficiência na elaboração deste trabalho. Enfim, a todos que contribuíram para a minha formação a minha eterna gratidão. Camillo Dias Zaidem

vi RESUMO Introdução. A freqüência cardíaca é modulada pelo sistema autonômico batimento a batimento. A variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), definida como a variação de batimentos cardíacos consecutivos, é uma ferramenta não invasiva para a mensuração da modulação autonômica sobre o coração. Com o envelhecimento ocorre uma redução da VFC, que está relacionada a maiores índices de mortalidade. Objetivo. O objetivo deste estudo foi analisar o ritmo de redução da VFC com o aumento da idade em homens sadios, e se este é mais evidente em determinada faixa etária. Materiais e Métodos. Foram estudados 52 indivíduos, não fumantes e sadios, do sexo masculino, de 20 a 74 anos, divididos em seis faixas etárias: 20 a 29 anos, 30 a 39 anos, 40 a 49 anos, 50 a 59 anos, 60 a 69 anos e 70 a 79 anos. Foram coletados os batimentos cardíacos durante 10 minutos, com o voluntário em repouso na posição supina. A análise da VFC foi realizada a partir do cálculo de variáveis nos domínios do tempo (MNN; SDNN; RMSSD e pnn50) e da freqüência (LF; HF; LF/HF). Resultados. As variáveis de VFC calculadas no domínio do tempo apresentaram valores significativamente menores a partir da faixa etária dos 40 aos 49 anos em comparação a faixa etária dos 20 aos 29 anos. No domínio da freqüência houve redução significativa a partir da faixa etária dos 50 a 59 anos em comparação à faixa dos 20 aos 29 anos. Não houve uma correlação significativa entre os escores de atividade física habitual (AFH) e as variáveis de VFC. Conclusão. A redução da VFC foi mais evidente antes dos 50 anos e não sofreu influência do nível de atividade física habitual. Palavras-chaves: cardíaca; Sistema nervoso autônomo; envelhecimento; freqüência

vii ABSTRACT Introduction. Heart rate is modulated by the autonomic system beat the beat. The heart rate variability (HRV), defined as the change in consecutive heart beats, is a noninvasive tool for measurement of autonomic modulation on the heart. With the aging there is a reduction of HRV, which is linked to higher mortality rates. Objective. This study aimed to analyze the pace of reduction of HRV with age in healthy men, and if this is more evident in a certain age. Materials and Methods. We studied 52 subjects, healthy and non-smokers, male, 20 to 74 years, divided into six age groups: 20 to 29 years, 30 to 39 years, 40 to 49 years, 50 to 59 years, 60 to 69 years and 70 to 79 years. The heart beats were collected for 10 minutes, with the volunteer at rest in the supine position. The HRV analysis was performed from the calculation of variables in the time-domain (MNN; SDNN; RMSSD and PNN50) and frequency-domain (LF, HF, LF / HF). Results. The variables of HRV calculated in the time-domain showed significantly lower values from the age of 40 to 49 years in compared to the 20 to 29 years. In the frequency-domain there was a significantly decrease from the age of 50 to 59 years in comparison to the age group of 20 to 29 years. There was no significant correlation between the scores of habitual physical activity (AFH) and the variables of HRV. Conclusion. The reduction of HRV was more evident before the age of 50 and was not influenced the level of habitual physical activity. Key words: autonomic nervous system; aging; heart rate;

viii LISTA DE FIGURAS Figura 1- Modelo para o ajuste da freqüência cardíaca, em curto prazo, via modulação autonômica...14 Figura 2- Sinal de eletrocardiograma com destaque para os intervalos entre as ondas R (irr), as quais representam a despolarização dos ventrículos que dá origem ao batimento cardíaco...15 Figura 3.A- Três ritmos distintos: alta freqüência; baixa freqüência e muito baixa freqüência...17 Figura 3.B- Sinal complexo resultante da combinação dos fenômenos ondulatórios representados em 3A (equivalente à série temporal de inn)...17 Figura 3.C- Resultado da análise espectral da série temporal representada em 3B, com identificação das 3 faixas de freqüências...17 Figura 4- Ilustração de um sinal de eletrocardiograma com extração dos intervalos entre as ondas R para construção da série temporal de inn; a estimativa da função densidade espectral de potência (análise espectral) pode ser calculada utilizando-se métodos paramétrico (modelo autoregressivo) ou não paramétrico (transformada rápida de Fourier FFT)...17 Figura 5- Análise espectral da VFC: componentes, bandas, nervos eferentes e moduladores fisiológicos...18 Figura 6.A- Série temporal de irr coletada durante 10 minutos...26 Figura 6.B- Série temporal de inn nos 5 minutos ininterruptos de menor variância selecionados automaticamente e que foram considerados para cálculo das variáveis utilizadas para análise da VFC...26 Figura 7- Função densidade espectral de potência, estimada pela transformada rápida de Fourier para uma série temporal de inn. As bandas de muito baixa freqüência (VLF), baixa freqüência (LF) e alta freqüência (HF) da PSD estão delimitadas por diferentes tonalidades de cinza...27

ix Figura 8 - Boxplots dos valores da pressão arterial diastólica (PAD) e sistólica (PAS) de repouso em cada faixa etária estudada...29 Figura 9 - Boxplots da variável MNN em cada faixa etária estudada...31 Figura 10 - Boxplots da variável SDNN em cada faixa etária estudada...31 Figura 11 - Boxplots da variável RMSSD em cada faixa etária estudada...32 Figura 12 - Boxplots da variável pnn50 em cada faixa etária estudada...32 Figura 13 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência absoluta (ms2), para cada faixa etária estudada...33 Figura 14 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência absoluta (ms2), para cada faixa etária estudada...34 Figura 15 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência normalizada, para cada faixa etária estudada...34 Figura 16 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência normalizada, para cada faixa etária estudada...35 Figura 17 - Boxplots dos valores obtidos pela razão entre a potência total das componentes pertencentes à banda de baixa e de alta freqüência (LF/HF) para cada faixa etária estudada...35 Figura 18 - Representação do comportamento da variável SDNN com o aumento da idade por uma função exponencial...39 Figura 19 - Representação do comportamento da variável RMSSD com o aumento da idade por uma função exponencial...40 Figura 20 - Representação do comportamento da potência total das

x componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência absoluta (ms2), com o aumento da idade por uma função exponencial...40 Figura 21- Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência absoluta (ms2), com o aumento da idade por uma função exponencial...41 Figura 22 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência normalizada, com o aumento da idade por uma função linear...41 Figura 23 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência normalizada, com o aumento da idade por uma função linear...42 Figura 24 - Representação do comportamento da razão entre a potência total das componentes pertencentes à banda de baixa e de alta freqüência (LF/HF) com o aumento da idade por uma função linear...42

xi LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Bandas de freqüência presentes na função densidade espectral estimada a partir da série temporal de inn...18 Tabela 2 - Caracterização da amostra no que diz respeito ao número de sujeitos (N), idade, estatura, massa corporal e índice de massa corporal (IMC) nas seis faixas etárias estudadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...24 Tabela 3 - Comparação dos níveis da pressão arterial diastólica (PAD), da pressão arterial sistólica (PAS) e do escore de atividade física habitual (AFH) entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...30 Tabela 4 - Comparação dos valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio do tempo entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...33 Tabela 5 - Comparação dos valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio da freqüência entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...36 Tabela 6 - Correlação entre os escores de atividade física habitual e os valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio do tempo nas faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...37 Tabela 7 - Correlação entre os escores de atividade física habitual e os valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio da freqüência nas faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão...38

xii SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 1.1. Modulação autonômica cardíaca... 1.2. Variabilidade da freqüência cardíaca... 1.3. O envelhecimento e a variabilidade da freqüência cardíaca... 2. OBJETIVOS... 2.1. Geral... 2.2. Específicos... 3. MATERIAIS E MÉTODOS... 3.1. Amostra... 3.2. Protocolo experimental e análise da VFC... 3.3. Análise estatística... 4. RESULTADOS... 5. DISCUSSÃO... 6. CONCLUSÃO... 7. REFERÊNCIAS... 8. ANEXOS... 8.1. Termo de consentimento livre e esclarecido... 8.2. Protocolo CEP-UFJF... 8.3. Entrevista e avaliação física... 8.4. Questionário de atividade física habitual... 13 13 15 19 23 23 23 24 24 25 28 29 43 46 47 50 50 52 53 55

13 1. INTRODUÇÃO 1.1 - Modulação autonômica cardíaca O sistema nervoso autônomo (SNA) exerce influência relevante sobre a maior parte das funções viscerais do organismo humano, de modo a contribuir para a homeostasia do meio interno, permitindo que o organismo trabalhe harmoniosamente. O SNA possui duas importantes subdivisões: o sistema nervoso simpático (SNS) e o sistema nervoso parassimpático (SNP) ou vagal (GUYTON; HALL, 2002; ZHONG et al., 2006). O coração possui muitas fibras cardíacas auto-excitáveis, as quais produzem descargas e contrações rítmicas automáticas que controlam a freqüência dos batimentos cardíacos. Porém, SNA influencia a freqüência de disparos destas fibras auto-excitáveis, em especial aquelas localizadas no nódulo sinusal, adequando o ritmo dos batimentos cardíacos de acordo com as necessidades metabólicas e teciduais momentâneas do organismo. O coração recebe eferências das duas subdivisões do SNA, sendo que os nervos parassimpáticos distribuem-se principalmente para os nódulos sinusal e átrio-ventricular e, em menor grau, para os músculos atriais e ventriculares. Os nervos simpáticos distribuem-se para todas as áreas cardíacas, tendo grande representação na musculatura ventricular (GUYTON; HALL, 2002). O sistema nervoso central (SNC) recebe aferências que transmitem informações captadas por receptores localizados nas vísceras, as quais são processadas no subconsciente e têm papel fundamental na regulação homeostática e no ajuste aos estímulos externos. Esta regulação minuciosa advinda do SNC é mediada via SNA (BERNE et al.,2000; SAUL, 1990), conforme ilustrado na Figura 1. A estimulação vagal no coração gera a liberação do hormônio acetilcolina nas suas terminações. Esse hormônio tem o efeito de diminuir a freqüência de excitação do nódulo sinusal e a excitabilidade das fibras juncionais átrio-ventriculares, entre a musculatura atrial e o nódulo átrio-ventricular, lentificando a transmissão do impulso cardíaco para os ventrículos (GUYTON; HALL, 2002). Já a estimulação simpática sobre o ritmo cardíaco, que ocorre pela liberação de noradrenalina, gera o aumento da freqüência de descarga do nódulo sinusal, da velocidade de condução e da força de contração da musculatura cardíaca, incrementando a atividade global do coração. Uma estimulação simpática máxima pode quase

14 triplicar a freqüência dos batimentos e duplicar a força de contração cardíaca (GUYTON; HALL, 2002). Figura 1 - Modelo para o ajuste da freqüência cardíaca, em curto prazo, via modulação autonômica. Fonte: Saul, JP. NIPS 1990; 5:32-37 Os nódulos sinusal e átrio-ventricular são ricos em colinesterase, que degrada a acetilcolina, ocasionando um rápido enfraquecimento da reposta ao estímulo vagal. Além disso, a acetilcolina ativa rapidamente canais especiais de potássio, cuja abertura não necessita da atividade intracelular de segundos mensageiros, propiciando um curto período de latência da atividade vagal sobre o coração. Esses dois fatores permitem que os nervos parassimpáticos exerçam controle logo no primeiro ou segundo batimento após o estímulo, o que caracteriza um controle batimento-a-batimento sobre o ritmo cardíaco (BERNE et al.,2000). Por outro lado, o estímulo simpático tem um período longo de latência, superior a cinco segundos, devido, principalmente, à lenta liberação de noradrenalina pelas terminações simpáticas e à necessidade de segundos mensageiros para atuação deste neurotransmissor. Dessa forma, a atividade simpática altera o ritmo cardíaco mais vagarosamente do que a atividade vagal (BERNE et al., 2000; MALIK; CAMM, 1995).

15 A ocorrência de doenças cardiovasculares está intimamente relacionada às alterações da modulação autonômica sobre o coração, que podem ser devido a uma diminuição da atuação vagal, um incremento da atuação simpática ou uma combinação de ambos os fatores (DE MEERSMAN; STEIN, 2007; MOULOPOULOS, 2005). 1.2 - Variabilidade da freqüência cardíaca A relação existente entre a influência do SNA sobre o funcionamento do sistema cardíaco e os altos índices de mortalidade cardiovascular têm estimulado o desenvolvimento de ferramentas que quantifiquem a modulação autonômica sobre o coração (TASK FORCE, 1996). Dentre as ferramentas utilizadas como indicador funcional da modulação autonômica sobre o coração, a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) destaca-se por ser um método não-invasivo (BONNEMEIER et al., 2003; KUO et al., 1999; PASCHOAL et al., 2006; YERAGANI et al., 1997; ZHANG, 2007). A VFC é definida como a variação entre batimentos cardíacos consecutivos, de origem sinusal, os quais são influenciados continuamente pela atuação do SNA, tanto simpático como vagal (TASK FORCE, 1996). (Figura 2). R R R R R irr Figura 2 - Sinal de eletrocardiograma com destaque para os intervalos entre as ondas R (irr), as quais representam a despolarização dos ventrículos que dá origem ao batimento cardíaco. Fonte: Modificado de Saul, J. P., NIPS 1990; 5:32-37 Os intervalos entre os batimentos cardíacos (intervalos entre as ondas R do eletrocardiograma irr) podem ser extraídos do sinal de eletrocardiograma ou captados com o uso de monitores de freqüência cardíaca. A análise da VFC é realizada no domínio do tempo, por meio do cálculo de variáveis baseadas em relações estatísticas, e no domínio da freqüência, por meio da análise espectral que permite decompor a série temporal de irr normais (inn) em seus diferentes

16 componentes de freqüência (TASK FORCE, 1996). Para tal análise utilizam-se séries temporais de longa (eletrocardiograma de 24 horas) ou de curta duração (5 a 15 minutos) (TASK FORCE, 1996). Para o estudo da VFC, no domínio do tempo, são estimadas variáveis recomendadas pelas Sociedades Européia e Americana de Cardiologia (TASK FORCE, 1996), as quais são extraídas das séries temporais de inn e baseadas em relações estatísticas, sendo: a. MNN - média de todos os inn da série temporal; b. SDNN - desvio padrão de todos os inn da série temporal; c. SDANN desvio padrão da média dos inn a cada segmento de 5 minutos da série temporal total analisada. Esta medida é calculada apenas para séries temporais de longa duração.; d. RMSSD - raiz média quadrática das diferenças de batimentos sucessivos, dada por n 1 RMSSD = ( NN i= 1 i NN i + 1 ) 2 (1) n 1 na qual, n é o número total de inn da série temporal analisada e NN i a duração do i-ésimo intervalo; e. NN50 - contador do número de vezes que inn sucessivos apresentam diferença de duração superior a 50 ms; f. pnn50 = proporção obtida pela relação NN50/n. A variável SDNN reflete a participação de todos os componentes rítmicos responsáveis pela variabilidade, sendo relacionada às contribuições de ambos os ramos do SNA, enquanto que as variáveis RMSSD, NN50 e pnn50 refletem as contribuições de variações em altas freqüências, as quais estão relacionadas à atuação vagal (TASK FORCE, 1996). Para a análise da VFC no domínio da freqüência, cada série temporal de inn é decomposta nos seus componentes de freqüência. A Figura 3, exemplica tal decomposição considerando sinais simulados com determinadas freqüências:

17 A B C Figura 3 - A: três ritmos distintos: alta freqüência em verde (15 ciclos/min ou 0,25 Hz), baixa freqüência, em amarelo (6 ciclos/min ou 0,1 Hz) e muito baixa freqüência, em vermelho (1 ciclo/min ou 0,016 Hz). B: sinal complexo resultante da combinação dos fenômenos ondulatórios representados em 3A (equivalente à série temporal de inn). C: resultado da análise espectral da série temporal representada em 3B, com identificação das 3 faixas de freqüências (0,016 Hz, 0,1 Hz e 0,25 Hz). Fonte: www.cardios.com.br/jornais/jornal-20/metodos%20diagnosticos.htm A decomposição da série temporal de inn em suas componentes de freqüência dá origem a função densidade espectral de potência ou espectro de potência, conforme ilustrado na Figura 4. Figura 4 - Ilustração de um sinal de eletrocardiograma com extração dos intervalos entre as ondas R para construção da série temporal de inn; a estimativa da função densidade espectral de potência (análise espectral) pode ser calculada utilizando-se métodos paramétrico (modelo autoregressivo) ou não paramétrico (transformada rápida de Fourier FFT). Fonte: www.cardios.com.br/jornais/jornal-20/metodos%20diagnosticos.htm

18 A partir da função densidade espectral de potência são estimadas quatro bandas de freqüência, conforme descrito na Figura 5 e na Tabela 1. Figura 5 - Análise espectral da VFC: componentes, bandas, nervos eferentes e moduladores fisiológicos. Fonte: www.cardios.com.br/jornais/jornal-20/metodos%20diagnosticos.htm Tabela 1 - Bandas de freqüência presentes na função densidade espectral estimada a partir da série temporal de inn. Fonte: Modificado de Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur Heart J 1996;17:354-81. POTÊNCIA TOTAL ULF (ms2) VLF (ms2) LF (ms2) HF (ms2) (Ultra Low Frequency) 0,003 Hz 0,2 ciclos/min (Very Low Frequency) 0,003-0,04 Hz 0,2-2,4 ciclos/min (Low Frequency) (High Frequency) 0,04-0,15 Hz 2,4 9 ciclos/min 0,15-0,4 Hz 9 25 ciclos/min Para a análise da VFC são consideradas duas bandas de freqüência: a de baixa freqüência (LF), relacionada à mecanismos barorreflexos e indicadora de predomínio simpático; e a de alta freqüência (HF), relacionada à respiração e, portanto, à atividade vagal (CENSI; CALCAGNINI; CERUTTI, 2002; PAGANI et al., 1986; RADHAKRISHNA; NARAYANA; YERAGANI, 2000). O cálculo da razão LF/HF caracteriza o balanço simpático-vagal (PAGANI et al., 1986).

19 A relevância clínica dos estudos sobre a VFC está relacionada, principalmente, à possibilidade de prevenir morbidades e diminuir a mortalidade em pacientes portadores de doenças cardíacas, considerando-se que a ocorrência de morte súbita e a instalação de doenças cardiovasculares estão intimamente relacionadas a baixos valores de VFC (BONNEMEIER et al., 2003; BRITTON et al., 2007; MOULOPOULOS, 2005; TASK FORCE, 1996; UMETANI et al., 1998; YERAGANI et al., 1997). 1.3 - O envelhecimento e a variabilidade da freqüência cardíaca Nos últimos anos ocorreu um aumento da expectativa de vida da população mundial decorrente de avanços tecnológicos, como o advento de novos medicamentos, modernização dos métodos diagnósticos e o desenvolvimento de técnicas cirúrgicas mais eficientes, permitindo a otimização do controle de doenças infecto-contagiosas e crônicodegenerativas, tendo como conseqüência o aumento do tempo de vida do homem (NÓBREGA et al., 1999). O envelhecimento é um processo progressivo e contínuo, durante o qual ocorre um declínio das funções fisiológicas. Trata-se de um processo fisiológico e não de uma patologia. Este processo traz conseqüências para todo o organismo, ocasionando mudanças em todos os sistemas, dentre eles o sistema cardiovascular (MATSUDO, S.M.; MATSUDO, V.K.R.; NETO, T.L.B., 2000; NÓBREGA et al., 1999). Porém, a manutenção de um estilo de vida ativo e saudável parece retardar as alterações morfofuncionais que ocorrem com o avanço da idade (NÓBREGA et al., 1999). O envelhecimento causa, progressivamente, um aumento da atividade simpática e redução da atividade vagal. A concentração plasmática de noradrenalina, assim como, a condução nervosa simpática eferente para o músculo esquelético, mensurada pela técnica de microneurografia, aumentam proporcionalmente com a idade (CHOI et al., 2006). Por outro lado, estudos têm mostrado que tais mudanças são acompanhadas por uma diminuição do número e da responsividade dos receptores beta-adrenérgicos do coração (FERRARI; RADAELLI; CENTOLA, 2003). Observa-se, portanto, que o envelhecimento leva a uma degeneração da função autonômica cardíaca, o que implica num aumento do ritmo cardíaco e diminuição da VFC (BRITTON et al., 2007). Ritmos cardíacos elevados e VFC diminuída associam-se ao

20 aumento do risco de mortalidade por causas diversas e àquela relacionada à morte súbita. Para determinados autores a redução da VFC comporta-se como um marcador de diversas condições patológicas, com aumento da mortalidade (BONNEMEIER et al., 2003; BRITTON et al., 2007; UMETANI et al., 1998; YERAGANI et al., 1997). Waddington, MacCulloch e Sambrooks (1979) estudaram a VFC de 14 homens sadios com idades entre 22 e 63 anos. Este estudo pioneiro mostrou que a VFC diminuiu linearmente com o aumento da idade, evidenciando uma relação inversa entre idade e VFC. Dekker et al. (1997) estudaram a VFC a partir dos registros eletrocardiográficos de 878 homens de meia-idade e idosos, acompanhados de 1960 a 1985 pelo Zutphen Study e de 1985 a 1990 pelos autores. Eles observaram que, com o aumento da idade, a proporção de homens com baixa VFC aumentou de 17% para 47%, a proporção de homens com alta VFC diminuiu de 28% para 10% e a mortalidade tanto por doença arterial coronariana quanto por outras causas foi maior nos voluntários com baixa VFC. Kuo et al. (1999) estudaram os efeitos do envelhecimento sobre a VFC e a influência do gênero em 598 mulheres e 472 homens com idades entre 40 e 79 anos. Este estudo foi realizado com sinais eletrocardiográficos de curta duração e os parâmetros de VFC foram calculados apenas no domínio da freqüência. Seus resultados mostraram uma correlação negativa entre as medidas de VFC e a idade, mais evidente nas mulheres. Paschoal et al. (2006), utilizando séries temporais de inn de curta duração, estudaram 40 indivíduos com idades entre 20 e 60 anos, de ambos os gêneros, divididos em quatro faixas etárias. Os autores encontraram menores valores de VFC no grupo de maior idade (51 a 60 anos), porém não fizeram distinção em relação ao gênero. Stein, Kleiger e Rottman (1997). estudaram 60 indivíduos divididos em dois grupos, sendo um grupo de sujeitos com média de idade de 33 ± 4 anos e outro grupo de sujeitos com média de idade de 67 ± 3 anos. A partir da análise das séries temporais de inn de longa duração os autores encontraram menores valores de VFC no grupo de maior faixa etária. Entretanto estes dois estudos não apontaram se existe uma faixa etária específica na qual existe uma redução da VFC de maior significância. Bonnemeier et al. (2003) estudaram a VFC, a partir de séries temporais de inn de longa duração, em 166 indivíduos com idades entre 20 e 70 anos divididos em cinco faixas etárias. Os pesquisadores encontraram um decréscimo da VFC com o aumento da idade, que ocorre de maneira mais acentuada entre a terceira e quarta décadas de vida. Antelmi et al. (2004) estudaram 653 indivíduos com idades entre 14 e 82 anos, divididos em seis faixas etárias, utilizando séries temporais de inn de longa duração. Os autores constataram que um

21 percentual significativo dos índices da VFC reduziu-se com o aumento da idade e que esta redução mostrou-se significativa até a quarta década de vida, não ocorrendo reduções após essa faixa etária. Observa-se que a prática regular de exercícios físicos, principalmente os do tipo aeróbio, leva a um aumento da VFC em indivíduos de todas as faixas etárias. Num estudo longitudinal realizado por Kasch et al. (1999), avaliaram-se os efeitos do envelhecimento sobre o sistema cardiovascular em homens de meia-idade (33 a 56 anos), que ao longo de 33 anos praticaram exercícios físicos aeróbios como nadar, correr, pedalar e caminhar durante 60 a 70 min, a uma intensidade de moderada a forte, três a quatro vezes por semana. Os resultados desse estudo mostraram uma redução discreta do consumo máximo de oxigênio ao longo dos anos, acompanhada de estabilidade da pressão arterial de repouso e do percentual de gordura corporal, indicando assim que a prática regular dos exercícios aeróbios reduziu os efeitos do envelhecimento sobre a função cardiovascular. Apesar destas observações e do aumento crescente da expectativa de vida humana a nível mundial, nota-se uma escassez de estudos que analisaram a influência da idade e de sua relação com a atuação do SNA sobre o sistema cardiovascular ao longo do envelhecimento, por meio de estudos com acompanhamento longitudinal ou com divisão da amostra em décadas de vida (PASCHOAL et al., 2006). Nesse cenário, o presente estudo pretende investigar a relação entre o ritmo de redução da VFC e o avançar da idade apontando a faixa etária em que a alteração da modulação autonômica cardíaca se torna significativa, assim como, se níveis mais elevados de atividade física habitual podem minimizar tal prejuízo em homens sadios. Consequentemente, os resultados alcançados poderão fornecer informações para o estabelecimento de valores de referência para os índices de VFC em cada faixa etária, contribuindo de maneira relevante para a aplicação clínica desta ferramenta.

22 2. OBJETIVOS 2.1 Geral Estudar o ritmo de redução da VFC em homens sadios, segundo faixas etárias crescentes, dos 20 aos 80 anos de idade. 2.2 Específicos 1) Investigar se o ritmo de redução da VFC é mais evidente em determinada faixa etária. 2) Observar a influência da prática habitual de atividades físicas sobre a redução da VFC com o avançar da idade.

23 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 Amostra Participaram do estudo cinqüenta e dois voluntários do gênero masculino com idades entre 20 e 74 anos, sadios e não fumantes, os quais foram distribuídos em seis faixas etárias (Tabela 2). Mulheres não foram incluídas no estudo a fim de prevenir interferências de efeitos neuro-humorais sobre a VFC, que podem ocorrer na faixa etária dos 40 aos 60 anos em decorrência da menopausa. Além disso, sabe-se que a VFC difere em relação ao gênero e no estudo proposto não houve interesse em explorar tais diferenças. Foram excluídos indivíduos sob tratamento farmacológico com drogas que pudessem influenciar a modulação do SNA sobre o coração ou que evidenciaram sinais de alterações no funcionamento do sistema cardiovascular durante o protocolo experimental descrito adiante. Todos os voluntários foram esclarecidos e orientados a respeito de suas participações e quanto aos procedimentos utilizados para a investigação e, após concordarem, assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido elaborado de acordo com a resolução no. 196/96 do Conselho Nacional de Saúde (Anexo 1) e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFJF (Anexo 2). Faixas Etárias Tabela 2 - Caracterização da amostra no que diz respeito ao número de sujeitos (N), idade, estatura, massa corporal e índice de massa corporal (IMC) nas seis faixas etárias estudadas. Valores descritos como média ± desvio padrão. Idade Estatura Massa IMC Grupos N (anos) (m) Corporal (kg) (kg/m2) 20 29 anos 18 23,44 ± 2,59 1,77 ± 0,10 77,09 ± 12,98 24,59 ± 6,00 30 39 anos 7 35,71 ± 3,45 1,70 ± 0,05 73,59 ± 8,93 25,47 ± 2,63 40 49 anos 7 46,14 ± 2,73 1,72 ± 0,06 72,84 ± 12,14 24,62 ± 3,66 50 59 anos 10 54,50 ± 2,37 1,74 ± 0,07 75,44 ± 8,42 24,88 ± 2,66 60 69 anos 8 65,00 ± 2,88 1,66 ± 0,07 66,19 ± 13,44 23,97 ± 3,34 70 79 anos 2 72,50 ± 2,12 1,58 ± 0,13 60,25 ± 17,75 23,87 ± 3,16 3.2 Protocolo experimental e análise da VFC A fim de minimizar interferências externas sobre a modulação autonômica cardíaca, todos os voluntários foram orientados a ingerir uma refeição leve pelo menos uma

24 hora antes da coleta dos batimentos cardíacos, a não beber café ou bebidas alcoólicas e a não praticar atividade física vigorosa nas 24 horas que antecederam os experimentos (DIETRICH et al., 2006). Antes da coleta foi questionado se o voluntário teve um sono reparador na noite anterior e, quando a resposta foi negativa o experimento foi agendado para uma nova data. Foi realizada uma entrevista e um exame físico direcionado, conforme descrito no Anexo 3, para investigação de hábitos de vida, história de doenças, presença de fatores de risco para doenças do sistema cardiovascular e medida da pressão arterial em repouso. A pressão arterial foi aferida pelo método auscultatório, utilizando-se um esfigmomanômetro de coluna de mercúrio calibrado (Takaoka ) e um estetoscópio duo sonic (Littmann ), no braço direito e com o voluntário na posição supina. Foram realizadas duas aferições: uma antes e outra após a coleta dos batimentos cardíacos; e o valor da média aritmética das medidas obtidas nestas duas aferições foi considerado como a pressão arterial de repouso. Todos os voluntários responderam também a um questionário para investigação de seus níveis de atividade física habitual (AFH), (Anexo 4) (FLORINDO; LATORRE, 2003). Os batimentos cardíacos foram coletados durante dez minutos, com o voluntário em repouso e na posição supina, no mesmo período do dia, no Ambulatório de Fisioterapia do Centro de Atenção à Saúde da Universidade Federal de Juiz de Fora HU/CAS. Optou-se pelo estudo de séries temporais de curta duração devido à indisponibilidade de equipamento para a aquisição de séries temporais de longa duração, à maior facilidade de obtenção destes em relação às séries de longa duração e ao menor número de estudos descritos na literatura com a utilização destes em comparação às séries temporais de 24 horas. Os valores pontuais de cada batimento cardíaco (freqüência cardíaca instantânea) e o intervalo entre eles (irr) foram colhidos por meio de um monitor de freqüência cardíaca (Polar, modelo S810i) e direcionados a um microcomputador, pela transmissão de dados do receptor de pulso para o software Polar Precision Performance, utilizando-se uma interface de emissão de sinais infravermelhos. Optou-se pela utilização do monitor de freqüência cardíaca ao invés do monitor de eletrocardiograma considerando-se que Vanderlei et al. (2008) não observaram diferença significativa entre os batimentos cardíacos adquiridos por estes dois equipamentos, indicando que as séries temporais coletadas pelo monitor cardíaco Polar S810i é tão confiável quanto aquelas obtidas pelo monitor de eletrocardiograma. Em seguida esses dados foram processados utilizando-se rotinas implementadas no software Matlab (versão 6.0) para um estudo anterior (LOPES et al., 2007), cujos passos estão descritos adiante. Na presença de intervalos oriundos de batimentos cardíacos prematuros, estes foram excluídos e substituídos por uma interpolação linear a fim de garantir

25 que a série temporal de irr contivesse apenas batimentos cardíacos considerados normais (inn). Além disso, tendo em vista a ausência de estacionariedades no sinal coletado durante dez minutos e a orientação das Sociedades Européia e Americana de Cardiologia (TASK FORCE, 1996) com respeito à utilização de sinais com duração de cinco minutos, quando se trata de séries temporais de curta duração, foram selecionados automaticamente apenas o trecho de cinco minutos ininterruptos da série temporal de inn que apresentaram a menor variância para a análise da VFC (Figura 6). Figura 6 - A: Série temporal de irr coletada durante 10 minutos. B: Série temporal de inn nos 5 minutos ininterruptos de menor variância selecionados automaticamente e que foram considerados para cálculo das variáveis utilizadas para análise da VFC.

26 Para o estudo da VFC no domínio do tempo foram calculadas, por meio de rotinas implementadas no software Matlab (versão 6.0), as seguintes variáveis: MNN, SDNN, RMSSD, NN50 e pnn50 (LOPES et al., 2007). Para o estudo da VFC no domínio da freqüência as séries temporais de inn foram transferidas para o Advanced Heart Rate Variability Analysis (NISKANEN et al., 2004; RANTA-AHO et al., 2001), com permissão. Este software estimou a função densidade espectral de potência pela transformada rápida de Fourier, utilizando uma freqüência de interpolação (spline cúbica) de 4Hz para cada série temporal de inn. A partir da função densidade espectral de potência foram consideradas as bandas de baixa (LF; 0,04-0,15 Hz) e alta freqüência (HF; 0,15-0,4 Hz) e a razão LF/HF (Figura 7). Figura 7 - Função densidade espectral de potência (PSD), estimada pela transformada rápida de Fourier para uma série temporal de inn. As bandas de muito baixa freqüência (VLF), baixa freqüência (LF) e alta freqüência (HF) da PSD estão delimitadas por diferentes tonalidades de cinza.

27 3.3. Análise estatística Antes da análise estatística todos os dados foram submetidos a uma análise exploratória por meio de boxplots. Foi estabelecido um nível de significância de α = 0,05 para todos os testes estatísticos utilizados. Para a comparação de médias entre as diferentes faixas etárias investigadas (20 29, 30 39, 40 49, 50 59 e 60 69) foi utilizada a análise de variância (ANOVA), seguida do teste post-hoc de Scheffe. As variáveis de VFC foram correlacionadas com os níveis de atividade física habitual em cada faixa etária investigada. Os dados da faixa etária dos 70 aos 79 anos não foram considerados para estas análises devido ao tamanho reduzido da amostra. Foram estimadas curvas para a representação do comportamento das variáveis de VFC em função do aumento da idade, sendo escolhida aquela que apresentou o maior R2 e que, concomitantemente, pudesse representar um comportamento fisiologicamente viável. As análises estatísticas foram realizadas utilizando os softwares SPSS (versão 10) e Matlab (versão 6.0).

28 4. RESULTADOS A pressão arterial sistólica não foi significativamente diferente entre as faixas etárias investigadas (Figura 8 e Tabela 3), assim como o nível de atividade física habitual (Tabela 3) e a duração média dos intervalos entre os batimentos cardíacos (MNN) (Figura 9 e Tabela 4) na amostra considerada. A pressão arterial diastólica foi mais elevada na faixa etária dos 40 aos 49 anos em comparação às demais (Figura 8), porém é muito provável que tal diferença tenha sido estatisticamente significativa (Tabela 3) devido ao tamanho desigual da amostra em cada faixa etária e reduzido na maioria delas. Figura 8 - Boxplots dos valores da pressão arterial diastólica (PAD) e sistólica (PAS) de repouso em cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa e os outliers representados por uma cruz.

29 Faixas Etárias Tabela 3 - Comparação dos níveis da pressão arterial diastólica (PAD), da pressão arterial sistólica (PAS) e dos escores de atividade física habitual (AFH) entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão. Grupos N PAD (mmhg) PAS (mmhg) Escores de AFH 20 29 anos 18 70,83 ± 6,24 117,00 ± 10,52 8,39 ± 1,54 30 39 anos 7 79,00 ± 9,68 125,86 ± 11,64 8,45 ± 1,15 40 49 anos 7 82,71 ± 9,53* 125,14 ± 6,44 7,79 ± 0,92 50 59 anos 10 77,30 ± 5,69 121,60 ± 15,23 8,64 ± 1,39 60 69 anos 8 75,50 ± 9,79 123,63 ± 17,76 7,88 ± 1,49 70 79 anos 2 79,50 ± 0,71 149,50 ± 2,12 6,81 ± 0,97 Valor de p (ANOVA) p < 0,01 0,42 0,62 * Diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo 20 29 anos (p = 0,023). As variáveis de VFC calculadas no domínio do tempo apresentaram valores significativamente menores a partir da faixa etária dos 40 aos 49 anos em comparação a faixa etária dos 20 aos 29 anos (Figuras 10 a 12 e Tabela 4). No domínio da freqüência houve uma redução significativa da potência total das componentes pertencentes às bandas de baixa (LF) e alta freqüência (HF), em potência absoluta, a partir da faixa etária dos 50 aos 59 anos em comparação a faixa etária dos 20 aos 29 anos (Figuras 13 a 14 e Tabela 5). Por outro lado, para os dados da potência total das componentes pertencentes às bandas de baixa (LF) e alta freqüência (HF), em potência normalizada, tal diferença só foi significativa entre as faixas etárias de 50 a 59 anos e 20 a 29 anos, com aumento da LF e redução da HF (Figuras 15 a 16 e Tabela 5). A razão entre a potência total das componentes pertencentes à banda de baixa e de alta freqüência (LF/HF) foi significativamente maior na faixa etária dos 60 aos 69 anos em comparação a faixa etária dos 20 aos 29 anos (Figura 17 e Tabela 5). Considerando-se que não houve uma correlação significativa entre os escores de atividade física habitual (AFH) e as variáveis de VFC, calculadas tanto no domínio do tempo quanto da freqüência, estes dados não foram estratificados quanto ao nível de AFH (Tabelas 6 e 7).

30 Figura 9 - Boxplots da variável MNN em cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa e os outliers representados por uma cruz. Figura 10 - Boxplots da variável SDNN em cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa.

31 Figura 11 - Boxplots da variável RMSSD em cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa. Figura 12 - Boxplots da variável pnn50 em cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa e os outliers representados por uma cruz.

32 Faixas Etárias Tabela 4 - Comparação dos valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio do tempo entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão. Domínio do Tempo Grupos MNN (ms) SDNN (ms) RMSSD (ms) pnn50 (%) 20 29 anos 938,79 ± 73,69 ± 30,93 77,66 ± 47,59 39,67 ± 24,76 109,70 30 39 anos 973,85 ± 57,61 ± 19,81 53,49 ± 17,41 29,91 ± 17,36 60,23 40 49 anos 8,84 ± 927,46 ± 39,28 ± 32,46 ± 143,97 12,27* 12,96* 10,26* 50 59 anos 35,86 ± 22,00± 3,03 ± 994,22 ± 105,97 9,30* 7,10* 2,61* 60 69 anos 5,12 ± 878,60 ± 31,55 ± 20,24 ± 122,93 12,45* 13,95* 11,01* 70 79 anos 32,71 ± 17,72 ± 1,43 ± 913,90 ± 73,13 7,20 7,69 1,62 Valor de p (ANOVA) 0,25 p < 0,01 p < 0,01 p < 0,01 * Diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo 20 29 anos (p 0,044). Figura 13 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência absoluta (ms2), para cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa.

33 Figura 14 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência absoluta (ms2), para cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa e os outliers representados por uma cruz. Figura 15 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência normalizada, para cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa.

34 Figura 16 - Boxplots da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência normalizada, para cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa. Figura 17 - Boxplots dos valores obtidos pela razão entre a potência total das componentes pertencentes à banda de baixa e de alta freqüência (LF/HF) para cada faixa etária estudada. Cada caixa representa os valores mínimo, 1o. e 3o. quartis e máximo, com a mediana ilustrada pela linha horizontal mais espessa no interior da caixa. Tabela 5 - Comparação dos valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio da freqüência entre as faixas etárias investigadas. Valores descritos como média ± desvio padrão.

Faixas Etárias 35 Grupos 20 29 anos 30 39 anos 40 49 anos 50 59 anos 60 69 anos 70 79 anos Valor de p (ANOVA) LF (ms2) 755,03 ± 544,00 725,67 ± 650,28 216,33 ± 155,85 192,09 ± 124,87* 165,19 ± 170,27* 146,65 ± 60,79 p < 0,01 Domínio da Freqüência HF (ms2) LF (u.n.) 1504,03 ± 41,11 ± 1519,88 17,67 550,94 ± 50,64 ± 386,18 14,44 161,45 ± 55,74 ± 127,05 # 16,10 102,74 ± 65,63 ± 82,02* 11,09* 64,26 ± 62,49 ± 59,09* 27,25 46,63 ± 77,98 ± 37,62 8,25 p < 0,01 p < 0,01 HF (u.n.) 58,89 ± 17,67 49,36 ± 14,44 44,26 ± 16,10 34,37 ± 11,09* 37,51 ± 27,25 22,02 ± 8,25 p < 0,01 LF/HF 0,87 ± 0,61 1,18 ± 0,61 1,58 ± 1,04 2,17 ± 0,93 2,92 ± 2,23* 3,88 ± 1,83 0,01 * Diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo 20 29 anos (p 0,043); # valor de p = 0,053.

36 Tabela 6 - Correlação entre os escores de atividade física habitual e os valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio do tempo nas faixas etárias investigadas. Valores dos escores descritos como média ± desvio padrão. Coeficientes de Correlação entre Faixas Etárias Grupos Escores de AFH 20 29 anos 8,388 ± 1,542 30 39 anos 8,446 ± 1,145 40 49 anos 7,786 ± 0,923 50 59 anos 8,638 ± 1,389 60 69 anos 7,875 ± 1,488 70 79 anos 6,813 ± 0,972 Todos 8,245 ± 1,358 MNN Escore de AFH e VFC SDNN RMSSD pnn50 (ms) -0,004 (ms) -0,050 (ms) -0,107 (%) -0,059 p = 0,987 p = 0,844 p = 0,672 p = 0,816 0,356 0,103 0,014-0,015 p = 0,433 p = 0,826 p = 0,976 p = 0,975 0,255-0,382-0,431-0,189 p = 0,582 p = 0,397 p = 0,334 p = 0,684-0,037-0,109-0,178-0,038 p = 0,919 p = 0,764 p = 0,621 p = 0,917-0,169-0,005-0,074 0,142 p = 0,689 p = 0,990 p = 0,860 p = 0,737 0,073 0,056 0,013 0,070 p = 0,603 p = 0,693 p = 0,926 p = 0,622

37 Tabela 7 - Correlação entre os escores de atividade física habitual e os valores obtidos para as variáveis de VFC no domínio da freqüência nas faixas etárias investigadas. Valores dos escores descritos como média ± desvio padrão. Coeficientes de Correlação entre Faixas Etárias Grupos 20 29 anos Escores de AFH 8,388 ± 1,542 30 39 anos 8,446 ± 1,145 40 49 anos 7,786 ± 0,923 50 59 anos 8,638 ± 1,389 LF (ms2) 0,108 Escore de AFH e VFC HF LF HF 2 (ms ) (u.n.) (u.n.) -0,160 0,331-0,331 LF/HF 0,394 p = 0,670 p = 0,526 p = 0,179 p = 0,179 p = 0,105-0,433-0,206-0,586 0,586-0,591 p = 0,331 p = 0,657 p = 0,166 p = 0,166 p = 0,162-0,076-0,264 0,450-0,450 0,432 p = 0,871 p = 0,567 p = 0,311 p = 0,311 p = 0,332-0,098-0,064-0,231 0,231-0,303 p = 0,788 p = 0,859 p = 0,519 p = 0,519 p = 0,394-0,244-0,182-0,056 0,056 0,156 60 69 anos 7,875 ± 1,488 p = 0,599 p = 0,665 p = 0,895 p = 0,895 p = 0,713 70 79 anos 6,813 ± 0,972 Todos 8,245 ± 1,358 0,053-0,018-0,010 0,010-0,034 p = 0,711 p = 0,901 p = 0,945 p = 0,945 p = 0,810 O comportamento das variáveis SDNN, RMSSD e da potência total das componentes pertencentes às bandas LF e HF (potência absoluta) em função da idade foi melhor representado por uma função exponencial, cujos parâmetros indicaram uma queda mais acentuada da variável RMSSD e da potência total das componentes pertencentes à banda HF com o avanço da idade (Figuras 18 a 21).

38 O comportamento da potência total das componentes pertencentes às bandas LF e HF (potência normalizada) em função da idade foi melhor representado por uma função linear, cujos parâmetros indicaram uma relação inversamente proporcional com o avanço da idade, mostrando aumento da potência total das componentes pertencentes à banda LF e redução da potência total das componentes pertencentes à banda HF (Figuras 22 a 23). Consequentemente, houve um crescimento da razão LF/HF com o aumento da idade, que também foi melhor representado por uma função linear (Figura 24). Figura 18 - Representação do comportamento da variável SDNN com o aumento da idade por uma função exponencial. R2 = 0,437; β0 = 106,15 ms; β1 = -0,02; F = 38,84; significância F < 0,01.

39 Figura 19 - Representação do comportamento da variável RMSSD com o aumento da idade por uma função exponencial. R2 = 0,489; β0 = 122,62 ms; β1 = -0,03; F = 47,89; significância F < 0,01. Figura 20 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência absoluta (ms2), com o aumento da idade por uma função exponencial. R2 = 0,361; β0 = 1652,78 ms; β1 = -0,05; F = 28,28; significância F < 0,01.

40 Figura 21 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência absoluta (ms2), com o aumento da idade por uma função exponencial. R2 = 0,628; β0 = 4713,07 ms; β1 = -0,07; F = 84,47; significância F < 0,01. Figura 22 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de baixa freqüência (LF), descritas em potência normalizada, com o aumento da idade por uma função linear. R2 = 0,271; β0 = 27,67 ms; β1 = 0,62; F = 18,61; significância F < 0,01.

41 Figura 23 - Representação do comportamento da potência total das componentes pertencentes à banda de alta freqüência (HF), descritas em potência normalizada, com o aumento da idade por uma função linear. R2 = 0,271; β0 = 72,33 ms; β1 = -0,62; F = 18,61; significância F < 0,01. Figura 24 - Representação do comportamento da razão entre a potência total das componentes pertencentes à banda de baixa e de alta freqüência (LF/HF) com o aumento da idade por uma função linear. R2 = 0,252; β0 = - 0,03 ms; β1 = 0,04; F = 16,81; significância F < 0,01.

42 5. DISCUSSÃO Analisando a variável SDNN, observou-se uma redução progressiva da contribuição de todos os componentes rítmicos responsáveis pela variabilidade ao longo das faixas etárias estudadas, caracterizando um desequilíbrio na modulação autonômica com o aumento da idade. Tal redução foi mais acentuada entre as faixas etárias de 20 29 anos e 40-49 anos, sendo que, após o decréscimo acentuado, esta variável apresentou uma redução relativamente menor. Por outro lado, a variável MNN comportou-se de maneira aleatória entre as faixas etárias estudadas. Possivelmente, este achado tenha ocorrido devido à influência de fatores externos não controlados no presente estudo (ex.: prática regular de atividade física, estado emocional, etc.) e pelo tamanho reduzido da amostra, divergindo dos resultados encontrados por Antelmi et al. (2004) e Umetani et al. (1998), que mostraram elevação gradual dos intervalos entre os batimentos cardíacos com o avanço da idade em séries temporais de longa duração. Houve uma redução progressiva das variáveis RMSSD e pnn50, significativa entre as faixas etárias de 20-29 e 40-49 anos, indicando uma redução da influência vagal sobre o ritmo cardíaco com o envelhecimento. A variável pnn50 apresentou uma redução mais acentuada entre estas faixas etárias em comparação à RMSSD, de modo semelhante ao estudo de Umetani et al. (1998) que justificou o ocorrido considerando a definição dessas variáveis: a pnn50 não reflete a VFC entre batimentos menores do que 50ms, enquanto que a RMSSD não apresenta tal limitação, sendo esperado um declínio mais gradual desta variável. Os mesmos autores encontraram redução significativa da pnn50 somente a partir da sexta década de vida, contrariando os achados do presente estudo. No domínio da freqüência, houve uma redução em potência absoluta, tanto da potência total das componentes pertencentes à banda LF quanto HF, o que demonstra uma diminuição global da modulação autonômica no decorrer da idade. Essa diminuição foi significativa a partir da faixa etária de 50 a 59 anos, em comparação à de 20 a 29 anos, indicando a modulação autonômica vem sendo deteriorada desde a faixa etária dos 30 aos 39 anos, porém tais alterações tornam-se de fato evidentes entre os 50 e 59 anos. A partir daí, essa deterioração não é significativa. A potência total das componentes pertencentes à banda HF apresentou um declínio mais evidente em comparação à LF, confirmando que ao decorrer

43 da idade o declínio da modulação vagal ocorre mais acentuadamente em relação ao declínio da atuação simpática. Analisando-se a potência total das componentes pertencentes às bandas de LF e HF em potência normalizada, verificou-se um comportamento inverso entre as variáveis citadas, caracterizado pelo aumento proporcional da atuação simpática em relação à redução da atuação vagal. Esse achado é corroborado pelo aumento linear do balanço simpático-vagal, representado pela razão LF/HF, que evidenciou um maior incremento significativo desta variável entre os 60 e 69 anos em comparação à faixa etária mais jovem. Considerando-se os resultados encontrados no presente estudo pode-se constatar uma mudança progressiva na modulação autonômica cardíaca, retratada por uma diminuição da modulação vagal e simpática e um desajuste no balanço simpático-vagal. Apesar desse decréscimo na atuação de ambos os ramos autonômicos, a atuação vagal apresenta uma queda mais acentuada quando comparada à simpática, o que é mostrado pela análise da potência total das componentes pertencentes às bandas de LF e HF em potência normalizada e da razão LF/HF. Esse maior declínio vagal, pode ser parcialmente justificado pela diminuição no número de células do nódulo sinusal com o envelhecimento (FERRARI; RADAELLI; CENTOLA, 2003). No presente estudo, houve uma divergência entre os resultados encontrados no domínio do tempo e no domínio da freqüência em relação à faixa etária de maior redução da VFC com o envelhecimento, sendo encontrada uma redução significativa entre a terceira e quinta década de vida no domínio do tempo, enquanto no domínio da freqüência, essa redução ocorreu entre a terceira e sexta década, possivelmente devido ao tamanho reduzido da amostra. O comportamento apresentado pelas variáveis calculadas no domínio do tempo foi similar ao observado por Bonnemier et al. (2003), que constatou uma maior redução da VFC entre a terceira e quarta décadas de vida, devido a uma deterioração da função autonômica cardíaca, que ocorre por uma menor resposta barorreceptora, diminuição da condução neural aferente e eferente e da responsividade do nódulo sinusal. Entretanto, este estudo foi realizado com séries temporais coletadas durante 24hs e analisou a VFC em indivíduos sadios de ambos os sexos. Paschoal et al. (2006) analisaram a VFC em indivíduos de 20 a 60 anos, divididos em décadas de vida, utilizando uma metodologia semelhante à do presente estudo. Estes autores observaram uma diferença significativa dos valores das variáveis pnn50, RMSSD, no domínio do tempo, e HF e LF, no domínio da freqüência, entre os grupos de 20 a 30, 31 a 40 e 41 a 50 anos quando comparados ao grupo de 51 a 60 anos. Embora este estudo tenha

44 mostrado uma redução da VFC com o envelhecimento, não indicou em qual faixa etária ocorre um maior decréscimo. Um estudo pioneiro realizado por Waddington, MacCulloch e Sambrooks (1979), postulou que o decréscimo da VFC com o avançar da idade ocorre de maneira linear, diferindo do comportamento da maioria das variáveis investigadas no presente estudo, cuja redução ocorreu de maneira exponencial, mostrando a existência de um maior decréscimo entre as faixas etárias de 20 a 29 e 40 a 49 anos. Antelmi et al. (2004), utilizando séries temporais de longa duração, constataram que a maior parte dos índices de VFC diminuiu significativamente com o aumento da idade e que esta diminuição foi significativa até a quarta década de vida, não ocorrendo reduções após essa faixa etária. Esse resultado difere dos encontrados no presente estudo, que mostrou uma redução significativa até a quinta década de vida. As divergências entre os resultados encontrados pelos diversos estudos que associaram VFC e envelhecimento devem estar relacionadas principalmente a diferenças étnicas, de sexo e de estilo de vida dos participantes, número de sujeitos em cada faixa etária e métodos de análise da VFC. O presente estudo apresentou como limitações: 1) o tamanho reduzido da amostra na maioria das faixas etárias estudadas, o que influenciou a análise dos dados de VFC; 2) pôde-se observar que o questionário de atividade física habitual de Baecke (FLORINDO; LATORRE, 2003), foi uma ferramenta subjetiva para avaliação dos níveis de atividade física, inviabilizando uma possível associação entre os escores de atividade física habitual e as variáveis de VFC. Investigações futuras com um número maior de participantes e o emprego de uma ferramenta mais fidedigna para avaliação dos níveis de atividade física devem ser conduzidas a fim de esclarecer a relação entre o nível de atividade física habitual e a redução da VFC com o envelhecimento. 6. CONCLUSÃO De acordo com os resultados do presente estudo, a redução da VFC foi mais acentuada antes dos 50 anos e não sofreu influência do nível de atividade física habitual, avaliado de forma indireta.

45 7. REFERÊNCIAS ANTELMI, I. et al. Influence of age, gender, body mass index, and functional capacity on heart rate variability in a cohort of subjects without heart disease. Am. J. Cardiol. São Paulo, v. 93, p. 381-385, feb. 2004. BERNE, R.M. et al. Fisiologia. 4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2000. BONNEMEIER, H. et al. Circadian profile of cardiac autonomic nervous modulation in healthy subjects: differing effects of aging and gender on heart rate variability. J. Cardiovasc. Electrophysiol. Lübeck, v. 14, n. 8, p.791-799, 2003. BRITTON, A. et al. Changes in heart rate and heart rate variability over time in middle-aged men and women in the general population. Am. J. Cardiol. London, v. 100, p. 524-527, 2007. CENSI, F.; CALCAGNINI, G.; CERUTTI, S. Coupling patterns between spontaneous rhythms and respiration in cardiovascular variability signals. Comput. Met. Progr. Biomed. [S.I.], v. 68, n. 1, p. 37-47, 2002. CHOI, J.B. et al. Age and ethnicity differences in short-term heart rate variability. Psychosom. Med. San Diego, v. 68, p. 421-426, 2006. DEKKER, J.M. et al. Heart rate variability from short electrocardiographic recordings predicts mortality from all causes in middle-aged and Elderly men. Am. J. Epidemiol. Amsterdan, v. 145, n. 10, p. 899-908, 1997. DE MEERSMAN, R.E.; STEIN, P.K. Vagal modulation an aging. Biol. Psychol. New York, v. 74, p. 165-173, 2007. DIETRICH, D.F. et al. Heart rate variability in an ageing population and its association with lifestyle and cardiovascular risk factors: results of the SAPALDIA study. Europace. Basel, v. 8, p. 521-529, 2006. FERRARI, A.U.; RADAELLI, A.; CENTOLA, M. Aging and the cardiovascular system. J. Appl. Physiol. v. 95, p. 2591-2597, 2003. FLORINDO, A.A.; LATORRE, M.R.D.O. Validação e reprodutibilidade do questionário de Baecke de avaliação da atividade física habitual em homens adultos. Rev Bras Med Esporte. 2003.

46 GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de fisiologia médica. 10 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. KASCH, F.W. et al. Ageing of the cardiovascular system during 33 years of aerobic exercise. Age Ageing. [S.I.], v. 28, p. 531-536, 1999. KUO, T.B.J., et al. Effects of aging on gender differences in neural control of heart rate. Am J Physiol. Taiwan, v. 277, p. 2233 2239, 1999. LOPES, F.L. et al. Redução da variabilidade da freqüência cardíaca em indivíduos de meia idade e o efeito do treinamento de força. REV BRAS FISIOTER. São Carlos, v. 11, n. 2, p. 113-119, 2007. MALIK, M.; CAMM, A.J. Heart rate variability. Armonk (NY): Futura Publishing Company, 1995. MATSUDO, S.M.; MATSUDO, V.K.R.; NETO, T.L.B. Impacto do envelhecimento nas variáveis antropométricas, neuromotoras e metabólicas da aptidão física. Rev. Bras. Ciên. e Mov. Brasilia, v. 8, n. 4, p. 21-32, set. 2000. MOULOPOULOS, S.D. Heart rate variability and the autonomic nervous system. Eur J. Intern. Med. Athens, v. 16, p. 1-2, oct. 2005. NISKANEN, J.P. et al. Software for advanced HRV analysis. Comput Met Progr Biomed. [S.I.], v. 76, n. 1, p. 73-81, 2004. NÓBREGA, A.C.L. et al. Posicionamento Oficial da Sociedade Brasileira de Medicina do Esporte e da Sociedade Brasileira de Geriatria e Gerontologia: Atividade Física e Saúde no Idoso. Rev. Bras. Med. Esporte. [S.I.], v. 5, n. 6, p. 207-211, nov-dez. 1999. PAGANI, M. et al. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog. Circ. Res. v. 59, n. 2, p. 178-193, 1986. PASCHOAL, M.A. et al. Variabilidade da freqüência cardíaca em diferentes faixas etárias. Rev. Bras. Fisioter. São Carlos, v.10, n. 4, p. 413-419, 2006. RADHAKRISHNA, R.K.A.; NARAYANA, D.; YERAGANI, V.K. Nonlinear measures of heart rate time series: influence of posture and controlled breathing. Auton. Neurosci: Basic Clin. v. 83, n. 3, p. 148-158, 2000.

47 RANTA-AHO, P.O. et al. Software package for bio-signal analysis. In: Proceedings of the 23th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society [A New Beginning for Human Health]. Istanbul, p. 2236-2239, 25-28 Oct 2001. RASSI JÚNIOR, A. Compreendendo melhor as medidas de análise da variabilidade da freqüência cardíaca. Goiânia: Anis Rassi Hospital; Disponível em: <www.cardios.com.br/jornais/jornal-20/metodos%20diagnosticos.htm>. Acesso em: 18 setembro 2008. SAUL, J.P. Beat-to-beat variations of heart rate reflect modulation of cardiac autonomic outflow. NIPS. Massachusetts, v. 5, p. 32-37, feb. 1990. STEIN, P.K.; KLEIGER, R.E.; ROTTMAN, J.N. Differing effects of age on heart rate variability in men and women. Am. J. Cardiol. Missouri, v. 80 p. 302 305, 1997. 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. European Heart Journal. London, v. 17, p. 354-381, 1996. UMETANI, K. et al.. Twenty-four hour time domain heart rate variability and heart rate: relations to age and gender over nine decades. J. Am. Coll. Cardiol. Chicago, v. 31, n. 3, p. 593-601, 1998. VANDERLEI, L.C.M. et al. Comparison of the Polar S810i monitor and the ECG for the analysis of heart rate variability in the time and frequency domains. Braz. J. Med. Biol. Res. Presidente Prudente, 2008. WADDINGTON, J.L.; MACCULLOCH, M.J.; SAMBROOKS, J.E. Resting heartrate variability in man declines with age. Experientia. Liverpool, v. 35, p. 1197-1198, nov. 1979. YERAGANI, V.K. et al. Effect of age on long-term heart rate variability. Cardiovasc. Res. Dayton, v. 35, p. 35-42, april 1997. ZHANG, J. Effect of age and sex on heart rate variability in healthy subjects. J. Manipulative Physiol. Ther. Chesterfield, v. 30, n. 5, p. 374-379, 2007. ZHONG, Y. et al. Quantifying cardiac sympathetic and parasympathetic nervous activities using principal dynamic modes analysis of heart rate variability. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. New York, v. 291, p. 1475-1483, oct. 2006.

48 8. ANEXOS 8.1 - ANEXO 1 TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO Titulo da pesquisa: Estudo da variabilidade da freqüência cardíaca em homens sadios com idades entre 20 e 80 anos. Responsáveis: Profa Lilian Pinto da Silva (orientadora) Acadêmicos: Camillo Dias Zaidem Camilla Alves Miranda Comitê de Ética: Universidade Federal de Juiz de Fora, Pró-reitoria de Pesquisa, Campus Universitário s/n. Tel: 3229.3788. E-mail: cep.ufjf@gmail.com Site: http://www.propesq.ufjf.br/comites/humanos/envia_comite/comite.htm Endereços e telefones dos pesquisadores: Profa Lilian Pinto da Silva Rua Min. Amarílio Lopes Salgado, 50 / apto 102, Cascatinha. Tels. (32) 3217.9493 / 9103.5053 Camillo Dias Zaidem Rua São José, 248, Vitorino Braga.Tels: (32)3217.4300 / 8845.6808 Camilla Alves Miranda Av. Dr. Paulo Japiassu Coelho, 320 / apto 301, Cascatinha. Tels. (32) 3263.1959 / 9125.1475 Informações ao participante: 1. O presente termo tem por finalidade esclarecer que você fará parte de um projeto de pesquisa destinado à execução do trabalho de conclusão de curso (TCC) dos acadêmicos acima citados. 2. A pesquisa será baseada numa entrevista para conhecer alguns dos seus hábitos de vida e história de doenças que você apresenta ou já apresentou. Além disso, será realizada uma breve avaliação física com verificação do seu peso e estatura corporal e a coleta dos seus batimentos cardíacos para o estudo indireto da atuação do sistema nervoso sobre o seu coração. Todos estes procedimentos serão realizados uma única vez no Laboratório de Avaliação Motora da Faculdade de Educação Física na UFJF ou no Ambulatório de Fisioterapia do Centro de Atenção à Saúde do HU/CAS. 3. A coleta dos batimentos cardíacos será realizada por meio do uso de uma cinta torácica que emite dados para um relógio de pulso que funciona como receptor (monitor de freqüência cardíaca). Estes dados serão coletados em repouso, na posição deitada, durante aproximadamente trinta minutos, num horário a ser combinado previamente com os pesquisadores.

49 4. A sua participação não implicará em receber bônus, como também não terá ônus. Caso o tenha, se comprovado for, será ressarcido pelos pesquisadores. 5. Você poderá perguntar aos pesquisadores todas as dúvidas que tiver a respeito da pesquisa e dos procedimentos aos quais será submetido. As suas dúvidas serão prontamente esclarecidas pelos mesmos. 6. Você pode desistir de participar da pesquisa em qualquer momento, não havendo penalizações para tal. 7. Os dados obtidos na pesquisa serão armazenados em total sigilo, sua identidade não será revelada em hipótese alguma e os dados coletados serão de uso exclusivo dos pesquisadores para a divulgação científica dos resultados da pesquisa. Eu,, portador do RG nº, residente à na cidade de -, tel: certifico que, tendo lido as informações prévias e sido suficientemente esclarecido pelos responsáveis sobre todos os itens, estou plenamente de acordo com a realização do estudo, autorizando a minha participação no mesmo, como voluntário. Juiz de Fora, de de. Voluntário Acadêmico / Camillo Dias Zaidem Acadêmica/ Camilla Alves Miranda Pesquisadora responsável / Profa. Lilian Pinto da Silva 1ª via voluntário da pesquisa / 2ª via arquivamento com os pesquisadores

50 8.2 ANEXO 2

51

52 8.3 - ANEXO 3 ENTREVISTA E AVALIAÇÃO FÍSICA Projeto de Pesquisa: "ESTUDO DA VARIABILIDADE DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA EM HOMENS SADIOS COM IDADES ENTRE 20 E 80 ANOS". Data: / / 1) Identificação: Nome: Data nascimento: / / Endereço: Bairro: Telefone(s): Profissão: 2) Hábitos de Vida Sono: ( ( ) Reparador ) Não fumante ( ( ) Não Reparador ) Ex fumante: há quanto tempo parou de fumar? Etilista: ( ) Sim ( ) Não Qual(is) bebida(s) faz uso: Quantidade semanal: Bebe café ou chá: xícaras/dia Já foi atleta? Sim ( ) Não ( ) Há quanto tempo: Modalidade: 3) Fatores de Risco para Doença Aterosclerótica Coronariana Hipertensão arterial: Sim ( ) Não ( Diabetes: Sim ( ) ) Não ( Obesidade: Sim ( ) Não ( Dislipidemia: Sim ( Estresse: Sim ( ) ) Não ( ) Não ( ) ) ) 4) Sinais e Sintomas Relacionados com Alterações do Sistema Cardiovascular Lipotímia: ( Síncope: ( ) Sim ( ) Sim ( ) Não ) Não Há quanto tempo: Há quanto tempo: Palpitação: ( ) Sim ( ) Não Há quanto tempo:

53 Dor Precordial: ( Dispnéia: ( ) Sim ( ) Sim ( ) Não Há quanto tempo: ) Não 5) Doenças Cardiovasculares: Há quanto tempo: ( ) Sim ( ) Não Qual (is) 6) História Patológica Pregressa: 7) Medicações em uso Descrição Concentração Posologia 8) Avaliação física IMC: kg/m2 Massa corporal: Kg Estatura: m PA1: / mmhg PA2: / mmhg 9) O voluntário está apto para participar do estudo? ( ) Sim ( ) Não Justificativa: Aluno (a) Profa Lilian Pinto da Silva Orientadora

54 8.4 - ANEXO 4

55

56