CORRELAÇÕES DE HORAS DE VOO COM A VFC NOS PILOTOS

Para investigar, de forma isolada, a influência da experiência de voo na aviação de combate, na qual os militares são expostos a repetidas acelerações, foram correlacionadas as variáveis estudas com as horas de voo de caça do grupo de aviadores.

47 Os valores obtidos do VO2pico foram correlacionados com as horas de voo totais e horas de voo de caça para o grupo AV. O grupo de aviadores possui média de horas de voo totais de 1337 ± 355 horas; sendo 1049 ± 196 horas de voo de caça e VO2pico de60,84 ±12,57 ml·kg−1·min−1. A correlação foi alta de 0,71 (p=0,02) para horas de voo totais e 0,88 para horas de voo de caça (p=0,01).

A idade dos pilotos não foi uma variável interveniente, pois não havia correlação da idade com as horas de voo (r=0,46, p=0,28). A faixa etária possuía amplitude de 27 a 33 anos de idade neste grupo.

Foram calculadas correlações de todas as variáveis da VFC com todos os momentos das duas visitas. Não foram encontradas correlações significativas das horas de voo com a maioria das variáveis da VFC.

Foi revelada uma correlação negativa de LFn com as horas de voo, no ortostatismo pós-exercício (ORT-POS-EX) da V2 (gráfico 24). Isso indica que conforme os pilotos eram mais experientes, menor foi a atividade simpática, indicada pelo marcador LF normalizado, durante o estresse ortostático pós-exercício.

Gráfico 24. Correlação entre horas de voo de caça e LFn, no ORT-POS-EX da V2. V2 – Segunda Visita; ORT-POS-EX – ortostatismo pós-exercício 15min.

Encontrada correlação negativa (r= -0,76, p=0,04)

6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 H o ra s d e V o o C a ç a r = - 0 .7 6 P = 0 .0 4 L F n O R T - P O S - E X ( V 2 )

48 Após analisar as correlações de horas de voo x VFC, foram calculadas as variações dos componentes da VFC (delta) entre os momentos, e, posteriormente, foram analisadas as correlações dos deltas com as horas de voo de caça. Não houve correlação da experiência de voo com a maioria dos deltas calculados.

Na V1, o delta de SUP-POS-ORT – SUP, ou seja, a diferença no momento na posição supina pós-ortostatismo e antes do teste ortostático de 45 min, revelou correlação positiva para as variáveis SDNN (r=0,91, p=0,03) e LF (r=0,82, p=0,02), indicando que a atividade simpática permaneceu mais elevada nos indivíduos com maior experiência de voo (gráfico 25 e 26).

Geralmente, a atividade simpática se eleva ao assumir a posição ortostática e decai ao deitar novamente na posição supina. Espera-se que indivíduos com boa modulação retornem a atividade simpática equivalente ao repouso inicial, nesse momento SUP-POS-ORT. Um valor elevado de delta de SUP-POS-ORT – SUP implica numa maior atividade simpática após o ortostatismo. Nesses resultados apresentados, as horas de voo de caça influenciaram positivamente a variável LF, que é um marcador simpático, e SDNN, que tem grande influência simpática, para esse delta, ou seja, pilotos mais experientes não apresentaram um bom retorno da atividade desses componentes aos valores iniciais.

Gráfico 25. Correlação entre horas de voo de caça e SDNN, no delta de SUP-POS-ORT - SUP da V1.

V1 – Primeira Visita; SUP-POS-ORT – posição supina pós-ortostatismo em 15min; SUP- Repouso inicial na posição supina por 15 minutos. Encontrada correlação positiva (r=0,91, p=0,03).

0 1 0 2 0 3 0 4 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 H o ra s d e V o o C a ç a r = 0 .9 1 P = 0 .0 3 S D N N S U P - P O S - O R T - S U P ( V 1 )

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Gráfico 26. Correlação entre horas de voo de caça e LF, no delta de SUP-POS-ORT - SUP da V1.

V1 – Primeira Visita; SUP-POS-ORT – posição supina pós-ortostatismo em 15min; SUP- Repouso inicial na posição supina por 15 minutos. Encontrada correlação positiva (r=0,82, p=0,02).

5 - DISCUSSÃO

O objetivo do estudo foi investigar os efeitos fisiológicos da aviação de combate e do condicionamento cardiorrespiratório sobre o controle autonômico cardiovascular. Para tanto, se fizeram necessárias interpretações do comportamento dos componentes da VFC e da PA em diversos níveis de exigência autonômicos, nos diferentes grupos analisados.

Foram analisados um grupo de aviadores (AV) e dois grupos de não- aviadores, com diferentes níveis de condicionamento aeróbico (M- e M+). Estes indivíduos foram submetidos a estressores autonômicos, como o ortostatismo, o exercício e o ortostatismo pós-exercício.

Foi encontrado um VO2pico elevado para o grupo AV de 60,84±12,57 ml/kg/min e valor similar para o grupo M+ (55,39±5,99 ml/kg/min). O grupo M- apresentou VO2pico menor em relação aos outros grupos (42,19±2,97 ml/kg/min). Para os pilotos de caça da Força Aérea Australiana foi encontrada uma média de VO2pico de 50±6 ml/kg/min em 42 sujeitos (Newman et al., 1999), evidenciando valores mais elevados no grupo de aviadores testados.

0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 H o r a s d e V o o C a ç a r = 0 .8 2 P = 0 .0 2 L F S U P - P O S - O R T - S U P ( V 1 )

50 Primeiramente, para avaliar a influência do VO2pico nas respostas cardiovasculares em diferentes condições de repouso, ortostase e após o exercício, foi calculada a correlação entre o VO2pico de toda a amostra com os diferentes componentes da VFC para cada momento, nas duas visitas. Alguns estudos reportam correlações significantes entre mudanças no controle autonômico do sistema cardiovascular e alterações do VO2pico (Lee et al. 2004; Melanson e Freedson 2001; Uusitalo et al. 2002).

Nos dados analisados deste estudo, não houve influência direta do condicionamento aeróbico sobre o controle autonômico cardiovascular, atestada por correlações. Os componentes da VFC não apresentaram correlações com o condicionamento físico, possivelmente por não haver uma grande amplitude de VO2pico, nos militares estudados.

Corroborando esses achados, Grant et al. (2009) constataram baixas associações do VO2pico com os componentes da VFC na posiçãosupina. Bosquet et al. (2007) não encontrou correlação do VO2pico com as variáveis de VFC em atletas corredores de média e longa distância (VO2pico = 59.0±7.3 ml/kg/min). Assim como Convertino et al. (1993b) também não encontraram associação entre condicionamento aeróbico ou de força e as respostas autonômicas cardiovasculares na pressão negativa de membros inferiores como estresse ortostático.

O foco principal da pesquisa foi investigar os efeitos fisiológicos da experiência de voo do piloto de combate e do condicionamento aeróbico na modulação autonômica cardiovascular, para isso, foram comparados grupos de aviadores de caça (AV); não-aviadores com menor VO2pico (M-) e não-aviadores com maior VO2pico (M+), em diferentes condições de estresse autonômico.

Como limitação do estudo, não foi possível obter um grupo controle de aviadores, com baixo VO2pico, pois o universo de pilotos no Brasil é muito escasso (227 pilotos) e os pilotos analisados possuíam elevado condicionamento aeróbico. Foi formulada a hipótese de que os grupos com melhor condionamento cardiorrespiratório apresentariam maior VFC, e, que os aviadores talvez apresentassem comportamento singular da modulação autonômica devido a uma possível adaptaçao cardiovascular às contantes exposições à alta aceleração.

51 Há estudos que afirmaram que um melhor condicionamento físico induz uma maior ativação vagal e maior VFC (Carter et al., 2003a; Aubert et al., 2003; Hautala et al, 2009). E pesquisas realizadas com pilotos de alto desempenho, que são exigidos constantemente em alta tolerância aos desafios ortostáticos, demonstraram alterações da função cardiovascular devido às atividades inerentes à profissão (Newman et al, 1998; Newman e Callister, 1998; Convertino, 2001; Zenon et al., 2003; Newman e Callister, 2008).

Portanto, ambos, o condicionamento aeróbico e a exposição crônica G, são variáveis intervenientes nas respostas hemodinâmicas.

A combinações dos dois fatores que permeia a influência do condicionamento aeróbico sobre a tolerância ortostática, ainda é controverso. Enquanto Warburton et al. (2002) e Winker et al. (2005) afirmam que o condicionamento físico melhora a tolerância ortostática, outros estudos divergem dessa afirmação (Levine, 1993; Stein et al., 2002; Scott et al., 2004; Guardengui et al., 2004).

No intuito de compreender melhor essas relações desses dois fatores intervenientes e o controle autonômico cardiovascular, que é fundamental para o piloto de caça manter a consciência no voo, foi realizada uma primeira visita (V1) com os participantes, que visou avaliar as respostas cardiovasculares dos grupos ao teste ortostático prolongado (45min) e em retorno à posição supina.

Não foram encontradas diferenças entre os grupos para todos os componentes da VFC da V1. No entanto ao analisar as diferenças entre momentos, numa avaliação intragrupo, os grupos se comportaram de maneiras divergentes com relação à magnitude das variações que dá margem para determinadas inferências.

5.1 – PRIMEIRA VISITA (V1)

A permanência prolongada na posição ortostática por 45 min não induziu em alteração significativa de nenhum dos parâmetros da VFC ao longo do tempo, em nenhum dos grupos, ou seja, não foram encontradas diferenças entre as frações de momentos de 15min do ortostatismo (ORT1, ORT2 e ORT3), corroborando os resultados de Fu et al. (2006) que constataram uma manutenção de controle vasomotor simpático durante 45 min de ortostase sustentada.

52 A discussão das variações entre momentos encontradas será, então, baseada em diferenças evidenciadas entre momentos de repouso na posição supina e os 45 min de ortostatismo.

Nos componentes do domínio tempo da V1, RR, NN50 e PNN50, que são componentes vagais, o grupo M+ (não-aviadores com maior VO2pico) apresentou modulações mais evidentes, com diferenças mais claras entre os momentos da posição supinal inicial (SUP) e pós-ortostatismo (SUP-POS-ORT) para os momentos em posição ortostática (ORT1, ORT2 e ORT3). Indivíduos aerobicamente treinados tendem a apresentar FC de repouso mais baixa modulada pela maior atividade parassimpática (Carter et al., 2003a; Carter et al., 2003b; Aubert et al. 2003; Goldsmith et al, 1992).

Diversos estudos que apontam para maior atividade vagal em sujeitos com melhor condicionamento físico, tanto na posição supina, quanto na posição ortostática (Aubert et al., 2001, Melanson e Fredson, 2001; Heddelin et al., 2001; Tian et al., 2006; Gilder e Ramsbottom, 2008; Sztaizel et al., 2008; Danieli et al., 2014) e melhor ajuste autonômico aos desafios ortostáticos (Shin et al., 1995; Brown S. e Brown J., 2007; Gilder e Ramsbottom, 2008), conforme sugerido pelos resultados de RR, NN50 e PNN50.

O HF é um importante marcador para atividade parassimpática, no domínio da frequência. Indivíduos com sobrepeso ou com menor condicionamento apresentam HF atenuado (Andrew et al., 2013) enquanto indivíduos aerobicamente treinados tendem a apresentar maior HF (Carter et al., 2003a; Carter et al., 2003b; Aubert et al. 2003; Goldsmith et al, 1992; Gamelin et al., 2007).

Corroborando esses estudos, o grupo M- (que possuía menor VO2pico) não apresentou nenhuma diferença entre os momentos para HF e o grupo M+ apresentou variações mais significativas entre momentos para o teste ortostático prolongado e uma tendência de maiores médias para HF em todos os momentos, assim como nos resultados de NN50, pNN50 e rMSSD.

O índice LF/HF pode traduzir a adaptação cardiovascular do sujeito à posição ortostática. O grupo M+ e M- apresentaram variações evidentes do balanço simpatovagal, expresso por LF/HF, diferentemente do comportamento apresentado por AV, que será discutido mais adiante, entre os momentos da posição supina

53 inicial (SUP) e todas as frações de momentos de ortostatismo (ORT1, ORT2 e ORT3), com perceptível aumento de LF/HF na ortostase. No entanto, somente o grupo M+ teve descréscimos significativo ao assumir a posição supina novamente em relação ao ORT1, ORT2 e ORT3, sugerindo um melhor ajuste autonômico nesse grupo.

Apesar de demonstrar um ajuste do balanço simpatovagal mais adequado de M+, não há um consenso sobre a relação de condicionamento físico e tolerância ortostática. Há relatos de que o sujeito treinado tende a apresentar uma maior complacência arterial (Hernandez e Franke, 2005; Morikawa et al., 2001; Elias Neto, 2006), o que pode induzir uma redução de volume de ejeção no estresse ortostático e a menor tolerância (Morikawa et al., 2001).

Alguns achados anteriores sustentam o resultado de que o grupo M+ apresentou melhores adaptações às diferenças de posição. Winker et al. (2005) demonstrou melhor tolerância ortostática em soldados que apresentavam sintomas ortostáticos após 3 meses de treinamento de corrida, corroborando também os resultados de Mtinangi e Hainsworth (1999) e de Nazar et al. (2006) que evidenciaram maior tolerância ortostática após intervenção de programa de treinamento físico moderado. Um melhor ajuste de LF/HF pode representar uma melhor regulação autonômica para o ortostatismo.

Com relação às respostas apresentadas pelos aviadores na V1, o grupo AV foi o único grupo a não apresentar diferenças de RR entre o momento SUP e SUP- POS-ORT. Os outros grupos apresentaram o efeito rebote com o aumento do RR em valores superiores ao repouso inicial, após o ortostatismo.

O sistema cardiovascular de sujeitos com melhor funcionamento vagal apresenta uma melhor capacidade de adaptar-se a vários estímulos externos, a exemplo do exercício e do estresse ortostático (Hautala et al., 2009). Apesar de condicionamento aeróbico elevado, os aviadores apresentaram uma tendência de médias mais baixas de NN50, PNN50, RMSSD e HF, menor variação entre as situações impostas para a maioria dessas variáveis, sugerindo uma menor atuação vagal e menor variação diante do estresse ortostático.

O estresse gravitacional geralmente provoca uma maior atividade simpática e uma supressão dos mecanismos parassimpáticos (Fu et al. 2006, Grant et al., 2009).

54 Em outro marcador parassimpático, a rMSSD, o grupo AV não apresentou diminuição significativa do ortostatismo em relação ao repouso, como verificado nos outros dois grupos, expressando baixa retirada vagal na posição ortostática.

Uma menor atividade vagal para os aviadores pode ser mais adequada para prevenir a intolerância ortostática, visto que o aumento da atividade parassimpática tende a diminuir a FC e a vasoconstricção, que necessitam manterem-se elevadas durante as exigências ortostáticas. Mas uma baixa supressão vagal na posição ortostática é um indicador associado a riscos cardiovasculares (Martinelli et al., 2005; Park et al. 2007) e deve ser uma preocupação a longo prazo para os pilotos.

A falta de variação da atividade parassimpática dos pilotos avaliados na mudança de posição pode indicar tal estado de condicionamento cardiovascular a esse tipo de estresse, que o ortostatismo ativo não seria sufiente para provocar respostas agudas nesse grupo em comparação a magnitude de exigência autonômica do voo. Em convergência a esses achados, Newman e Callister (1998) não evidenciaram alterações de FC em pilotos ao realizar testes de inclinação.

Apesar de Zenon et al, (2003) terem encontrado uma maior atividade simpática (LF e LF/HF) em pilotos, até mesmo em repouso, comparado a um grupo controle de não-pilotos, o grupo AV apresentou diferença de LF/HF dos momentos na posição supina pré e pós ortostatismo (SUP e SUP-POS-ORT) somente para os minutos finais do ortostatismo (ORT3), demonstrando uma variação do balanço autonômico evidente em efeito ao tempo na ortostase ativa. Há uma estabilização na distribuição de fluido em aproximadamente 20 a 30 minutos na posição ortostática, com cerca de 15% de queda do volume sistólico, mas esse processo de redução do volume de ejeção ainda permanece com a manutenção prolongada da ortostase, exigindo respostas da ainda maiores do balanço simpatovagal para manutenção da pressão arterial e perfusão cerebral (Benditt et al., 1996; Elias Neto, 2006). A tendência de queda de pressão na manutenção da ortostase produzem respostas reflexas envolvendo os barorreceptores, os receptores cardiopulmonares e quimiorreceptores arteriais, proporcionando uma modulação da função cardiovascular (Linnarsson et al., 1996).

Contrariando esses resultados, Batishcheva et al., (2010) relataram que pilotos de combate parecem aumentar o volume de ejeção durante testes

55 ortostáticos devido a um aumento no tônus simpático e diminuição do tônus parassimpático, enquanto não-pilotos apresentam somente a diminuição do tônus parassimpático, demonstrando nos pilotos um melhor ajuste autonômico ortostático. No entanto o método ortostático utilizado no estudo foi o Tilt-Test, que exige respostas mais imediatas comparadas ao ortostatismo ativo prolongado. Newman e Callister (2008) afirmam que estas respostas fisiológicas aos desafios ortostáticos intensos e imediatos serviriam para proteger os aviadores de combate contra os desafios severos nas altas cargas G.

A capacidade diminuída da FC em responder a um estímulo dado pode fornecer interessantes marcadores prognósticos (Malliani e Montano, 2002; Andrew et al., 2013). Efeitos deletérios da exposição G crônica já foram relatados (Martin et al 1999; Zhang et al 2001; Zenon et al 2003; Gül e Salmanoğlu 2007) e necessitam ser melhor investigados para analisar o risco a longo prazo dessas variações mais discretas evidenciadas nos pilotos frente às exigências ortostáticas.

Estudos anteriores relatam que as manobras no voo de combate podem gerar grande exigência física, com consumo de oxigênio maior que 70% do VO2máx e frequência cardíaca próxima da máxima (Guézennec et al., 2001). As modernas aeronaves expõem o tripulante à forças acelerativas intensas. O avião Grippen NG (SAAB, Suécia) são capazes de gerar acelerações sustentadas maior que 9 vezes a gravidade (+9 Gz), podendo chegar a 14G.

Portanto, para analisar o controle autonômico cardiovascular em desafios ortostáticos em situações de fadiga, foi realizada a segunda visita (V2), que teve como adicional a avaliação das respostas cardiovasculares após o exercício máximo, sendo esse outro estressor autonômico.

5.2 – SEGUNDA VISITA (V2)

Grant et al. (2012) afirmam que o exercício pode provocar um aumento na atividade vagal na posição supina, no ato de levantar e na posição ortostática. O controle simpático tende a diminuir na posição supina, mas eleva na posição ortostática. Os autores relatam que a resposta ortostática da VFC, após o exercício, pode detectar efeitos não visíveis na posição supina e que pode ser uma ferramenta útil para medir a capacidade de resposta autonômica cardiovascular.

56 A V2 consistiu em submeter os participantes ao repouso numa posição supina inicial (SUP2), ao teste cardiopulmonar de exercício máximo (CPT), seguido de repouso na posição supina pós-exercício de 15min (SUP-POS-EX) e, posteriormente, a 15min de ortostatismo pós-exercício (ORT-POS-EX).

Na análise intergrupo, os grupos não diferiram na maioria das variáveis, com exceção do M+ que apresentou valores de RR mais elevados em relação aos aviadores no ORT-POS-EX (p=0,04). Um grupo de não-pilotos submetido a treinamentos de exposições repetidas à aceleração G apresentou adaptações com o maior aumento de FC e da resistência periférica diante de desafios gravitacionais, onde houve queda no volume de ejeção (Newman e Callister, 2008), convergindo com o menor RR apresentado pelo grupo AV no ortostatismo pós-exercício.

Portanto, as discussões se basearão mais nas evidências de variação entre momentos, assim como os dados da V1.

O estado hemodinâmico após o exercício representa uma interação entre os efeitos do exercício e mecanismos homeostáticos, incluindo o feedback dos mecanorreceptores nos músculos e barorreceptores carotídeos (Stanley et al., 2013). O exercício provoca supressão vagal (Buchheit et al., 2007; Sloan et al., 2011; Hug et al., 2014) conforme evidenciada nos grupos M+ e M-, nas variáveis RR, NN50, PNN50, rMSSD, HF e HFn, que reduziram em SUP-POS-EX em relação à SUP2.

Os grupos M+ e M- apresentaram comportamento de variação entre momentos similares entre eles, em todos os componentes da VFC na segunda visita, revelados nas diferenças de SUP para SUP-POS-EX e SUP, nas variáveis citadas acima e nas no SDNN, POT, VLF, LF, LFn e LF/HF. A liberação de epinefrina para a circulação sistêmica durante o exercício induz ainda mais a excitação simpática, que por sua vez, suprime a reativação parassimpática cardíaca (Stanley et al., 2013).

Há diferenças entre SUP-POS-ORT e ORT-POS-EX para as variáveis SDNN, POT, LF, LFn e HFn nos grupos M- e M+, com comitante elevação desses componentes no ortostostatismo, com exceção do HFn, que apresenta redução de valores. Os estímulos ortostáticos provocam normalmente um aumento de LF,

57 devido a influencia maior do ramo simpático, e diminuição de HF (Gilder e Ramsbottom, 2008).

No HF de forma absoluta, o grupo M- (de menor VO2pico) respondeu ao ortostatismo (ORT-POS-EX) com aumento evidente em relação ao SUP-POS-ORT, não encontrado nos outros grupos (M+ e AV). Individuos treinados demonstram maior atividade e LF e HF após o exercício, confirmando um efeito cardioprotetor do exercício, pois a modulação vagal após o exercício reduz o risco de anormalidades e a vulnerabilidade para arritmias letais (Peçanha et al., 2013). Mas na fase ortostática, o HF permanecer com valores mais baixos ou diminuir seria um facilitador para elevação cronotrópica e a tolerância ortostática (Winker et al., 2005). A tendência de aumento da FC no ortostatismo pós-exercício é induzido pelo aumento da atividade simpática e dimuição da parassimpática. A resposta encontrada de M- de aumento de HF parece estar mais associada ao baixo condicionamento cardiorrespiratório, que conforme os achados de Sugawara et al. (2014) que constataram maior sensibilidade barorreflexa cardiovagal no ortostatismo pós-exercício em indivíduos treinados, ou seja, o elevado condicionamento físico provocaria diminuição de HF e aumento de LF no ortostatismo.

Para os aviadores (AV) foram evidenciadas modificações discretas das variáveis de VFC entre os momentos também na V2. Para NN50 e PNN50, não foram constatadas alterações na comparação de nenhum momento, nem mesmo após o exercício.

Para os componentes SDNN, POT, VLF, LF, LFn e HFn, o grupo aviador apresentou diferenças após o exercício (SUP x SUP-POS-EX), mas não modificou a resposta após assumir a posição ortostática (SUP-POS-EX x ORT-POS-EX), denotando um menor ajuste ao ortostatismo pós-exercício em relação às variações apresentadas nos outros grupos e reiterando a hipótese de que o ortostatismo, mesmo após o exercício, não seria um estímulo intenso o suficiente para provocar ajustes autonômicos notórios em pilotos de combate. O sistema cardiovascular de pilotos de caça, que são regularmente e repetidamente expostos ao ambiente de