Análise do efeito da altitude simulada no balanço simpático-vagal pelos métodos não

Os métodos não lineares são considerados um instrumento poderoso, que nos permite complementar as tradicionais análises lineares no domínio do tempo e frequência descrevendo características do sistema biológico em estudo e alargando a nossa compreensão da HRV (Zhang et al., 2014). A vantagem dos métodos não lineares está relacionada com a descrição das flutuações complexas do ritmo cardíaco e com a separação das estruturas de comportamento não linear nas séries temporais dos batimentos cardíacos (Voss, et al., 1996; Tulppo, et al., 1998).

O protocolo experimental aplicado neste estudo consiste na perturbação, em patamares sucessivos, do sistema respiratório. Nestas condições, a análise da HRV com o uso dos tradicionais métodos lineares, pode não ser o melhor instrumento para ilustrar o comportamento complexo dos diversos sistemas envolvidos na regulação homeostática e que

179

envolvem alteração rápida da atividade simpática e vagal e do funcionamento do SNA (Goldberger, et al., 1996; Yuanyuan, et al., 2014).

Para abordar a complexidade e irregularidade das séries temporais da HRV, Richman e Moorman (2000) introduziram a técnica de entropia aproximada da amostra (ApEN), que quantifica o comportamento caótico das séries temporais da HRV e a aleatoriedade e previsibilidade dos R-R (Pincus, 1991).

O Poincaré Plot é outra técnica utilizada para quantificar a aleatoriedade e complexidade do funcionamento dos RR (Woo et al., 1994; Kamen et al., 1996). Nestes diagramas é ilustrada a variação dos intervalos R-R em função dos intervalos R-R anteriores com a formação de uma imagem característica em forma de elipse (Woo et al., 1994; Huikuri et al., 1996; Mourot et al., 2004), o que nos permite identificar batimentos ectópicos ou ruído, que de outra forma não seria observada (Myers et al., 1992).

No nosso estudo observámos um aumento significativo das duas formas de entropia na transição do exercício moderado em normóxia para a hipóxia, o que está de acordo com o descrito em estudos de exposição à altitude simulada de diversos autores (Yuanyuan, et al., 2013; Zhang, et al., 2014; Vigo, et al., 2010). Este aumento da entropia representa uma maior irregularidade no padrão dos intervalos R-R e um aumento do grau de complexidade do funcionamento do sistema cardiovascular, induzido pela modificação da homeostasia e balanço do SNA durante o protocolo experimental. O aumento da FC, em cada uma das transições, é associado ao aumento da estimulação simpática na atividade vasomotora e pela predominância do controlo da atividade cardíaca pelo SNS (Yuanyuan, et al., 2013). Este comportamento é confirmado pelo aumento dos valores dos dois índices de entropia analisados, o que ilustra uma alteração do balanço simpático vagal. Os nossos resultados demonstram que a diminuição da FiO2 modifica as dinâmicas cardioventilatórias.

A análise qualitativa do Poincaré Plot é baseada na análise das elipses formadas pelo atractor dos pontos, que compõem o diagrama de Poincaré e foram descritas por Tulppo et al. (1998) da seguinte forma: (1) figura com características de uma cometa, na qual o aumento da dispersão dos intervalos RR batimento a batimento (SD1), é observado com o aumento dos intervalos RR, o que representa as características de um gráfico de pontos considerado normal; (2) figura com características de um torpedo, com pequena dispersão global batimento a batimento (SD1), e sem aumento da dispersão dos intervalos RR a longo prazo (SD2); (3) figura complexa de forma parabólica, onde duas ou mais extremidades diferentes, estão separadas do corpo principal do gráfico de pontos, com pelo menos três pontos em cada uma das extremidades.

180

A descrição de Tulppo et al. (1998) foi confirmada no estudo de Brennan et al. (2002) que, por modelação matemática, produziu uma simulação que reproduzia a forma de um gráfico de pontos de Poincaré, a partir de diferentes situações experimentais. Estas eram posteriormente comparadas com dados reais, obtidos a partir de sujeitos com prescrições idênticas às simuladas, para determinar a sua fiabilidade e validade. Os investigadores observaram que o gráfico de pontos apresentou o seguinte comportamento: (1) com maior ativação do SNP, por administração de betabloqueadores, os pontos que derivam dos RR centram-se em torno do eixo do gráfico, sendo que, quanto maior a atividade vagal mais centrados estão os pontos; (2) que uma maior ativação do SNS implica um estreitar dos pontos no eixo SD1 e um alongar dos mesmos em torno de SD2, o que visualmente implica uma figura com forma de um cometa; (3) ao aplicarmos mais ruído e com o aumento da atividade do SNS, os atractores do gráfico distorcem a elipse, dispersam e centram os pontos em diferentes extremidades dos eixos cartesianos, SD1 e SD2, formando uma parábola. O protocolo experimental usado no nosso estudo replica os resultados obtidos nos dois estudos citados, pois a diminuição da FiO2, em cada patamar, aumenta a atividade simpática

e promove uma alteração na forma da elipse, como descrito anteriormente.

Pela forma alongada e centrada da elipse (i.e., forma de torpedo) e pela distribuição dos pontos no gráfico, verificamos uma demarcada atividade simpática durante o exercício moderado em normóxia. Em altitude simulada observámos que a componente simpática aumenta em cada patamar. Aos 1500 metros a dispersão dos pontos ao longo do SD2 mantém-se, mas aumenta a dispersão dos intervalos RR batimento a batimento em SD1, e a elipse mantém a forma de torpedo. O comportamento da elipse (forma de parábola) nos 2500 metros sugere a alteração do comportamento do SNA, uma vez que a dispersão dos pontos em SD2 está mais centrada e a dispersão dos pontos em SD1 aumenta, sugerindo um concomitante incremento da ativação e modulação do nódulo sinusal a partir de ambos os sistemas nervosos autónomos (i.e., SNP e SNS), o que nos faz reforçar a ideia do estudo IV, ao sugerirmos a existência de um limiar da SaO2 nesta fase do protocolo experimental, uma

vez que, no patamar seguinte (i.e., 3500 metros), se verifica um aumento da caoticidade e complexidade dos pontos. Este comportamento biológico traduz-se pelo centrar dos pontos no eixo SD1 e nas extremidades do SD2, o que representa uma maior ativação simpática e uma atenuação da influência do sistema nervoso parassimpático.

Na análise quantitativa de ambos os eixos observamos, em primeiro lugar, um decréscimo não significativo do valor do SD1 que, no nosso entender, tem bastante significado fisiológico, uma vez que este eixo é um indicador do sistema parassimpático e da atividade

181

vagal (Kamen et al.,1996) e apresenta uma grande relação com o espetro de HF (Contreras et al., 2006; Hoshi et al., 2013).

Deste modo, a diminuição do SD1 aliado à diminuição do HF e dos parâmetros do domínio temporal, reforça e sugere a diminuição da atividade vagal durante o protocolo experimental. Por outro lado, verificou-se um aumento significativo do SD2 em cada uma das altitudes. O eixo SD2 correlaciona-se com o SDNN, (Hoshi, et al., 2013) e com o espetro LF segundo Hsu et al. (2012). Estas relações sugerem que o SD2 é influenciado pelo SNP e pelo SNS. No entanto, ao cruzarmos estes dados com o aumento significativo do IS e do IS/PS observados e ao estarem ambos os índices associados ao aumento da atividade simpática (Naranjo Orellana, et al., 2015), reforça-se a tese de que existe um aumento da atividade simpática, mediada pela atividade do sistema respiratório, já que a diminuição da FiO2

influencia e potencia a atividade do SNS.

Isto permite-nos afirmar que existe uma alteração na homeostasia do balanço simpático vagal, que se traduz no aumento da atividade simpática e na diminuição da atividade vagal, no controlo da atividade cardíaca. No nosso entender o SD2 é um bom indicador da atividade simpática neste tipo de protocolo experimental

Os nossos dados vão parcialmente ao encontro do estudo de Zupet et al. (2009) que sugere que a exposição a uma hipóxia aguda é um agente passível de alterar o balanço simpático vagal e aumenta os valores de ambos os eixos do Poincaré Plot, durante a realização de exercício de alta intensidade.

Segundo Ferreira et al. (2010), este tipo de comportamento demonstra a complexidade do funcionamento da atividade cardíaca e a capacidade que possuí em adaptar-se face a estas alterações abruptas no meio ambiente.

4. Conclusões

A. Durante o teste de carga constante os participantes apresentaram alterações na HRV em função da variação da FiO2.

B. A diminuição da FiO2 durante o exercício de carga constante causa a diminuição da

HRV, associada ao aumento da atividade simpática e inibição da atividade vagal e tem uma alteração mais acentuada nas FiO2 mais baixas.

C. O uso da estatística não linear ilustra melhor a complexidade do comportamento do SNA face à alteração da FiO2.

182