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Instituto do Coração do Hospital das Clínicas - FMUSP
Correspondência: Guilherme Veiga Guimarães - Rua Dr. Baeta Neves, 98 - 05444-050 São Paulo, SP
Recebido para publicação em 4/1/99 Aceito em 16/6/99
Objetivo - Identificar, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em portadores de insuficiência cardíaca, correlacionando-os com a gravidade da doença. Métodos - Foram estudados 42 Homens, idade de 44±10 anos, agrupados pela classe funcional: 15 em classe I - grupo I (GI), 15 em classe II - grupo II (GII) e 12 em classe III - grupo III (GIII). Os pacientes foram submetidos a testes de esforço em esteira com análise dos gases expirados.
Resultados - Os valores da freqüência cardíaca no li-miar anaeróbio foram: GI, 122±27; GII, 117±17; GIII, 114±22 e no ponto de compensação respiratório foram: GI, 145±33; GII, 133±14; GIII, 123±22bpm-1, entre o
gru-po I-III os valores da freqüência cardíaca no gru-ponto de compensação respiratório apresentaram diferença esta-tística. Os valores do consumo de oxigênio no limiar anae-róbio foram: GI, 13,6±3,25, GII, 10,77±1,89, GIII, 8,7±1,44 e no ponto de compensação respiratório foram: GI, 19,1±2,2; GII, 14,22±2,63; GIII, 10,27±1,85ml/kg-1/min-1.
Conclusão - Pacientes com insuficiência cardíaca es-tável em classe funcional I, II e III atingiram o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em ní-veis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência car-díaca. O papel dos limiares na atividade física deve ser melhor esclarecido neste grupo de pacientes.
Palavras-chave: insuficiência cardíaca, exercício, consumo de oxigênio
Arq Bras Cardiol, volume 73 (nº 4), 339-343, 1999
Guilherme Veiga Guimarães, Giovanni Bellotti, Mauricio Wajngarten, Luzimar Teixeira, José Franchini Ramires, Edimar Alcides Bocchi
São Paulo, SP
Exercício e Insuficiência Cardíaca. Estudo da Relação da
Gravidade da Doença com o Limiar Anaeróbio e o Ponto de
Compensação Respiratório
Pacientes com insuficiência cardíaca, freqüentemente, são limitados pela dispnéia e fadiga durante o exercício, mesmo quando assintomáticos em repouso. Conseqüente-mente, os pacientes com insuficiência cardíaca, quando comparados a indivíduos normais, apresentam baixa tole-rância ao exercício físico e acentuadas respostas metabólica e respiratória para a mesma intensidade 1,2 de trabalho
asso-ciado a modificação funcional e estrutural muscular 3.
Embora controverso, estudos têm demonstrado efei-tos benéficos do treinamento físico na qualidade de vida e nos sintomas de portadores dessa síndrome 4-6. Para
orien-tação da atividade física tem-se preconizado a utilização da porcentagens do consumo máximo de oxigênio 7-9 ou da
fre-qüência cardíaca máxima 10-12 do teste para pacientes com
insuficiência cardíaca, não existindo, portanto, uniformida-de quanto a utilização uniformida-de índices uniformida-de prescrição da intensida-de intensida-de atividaintensida-de física para esses pacientes. Esta orientação não leva em consideração a gravidade da situação clínica e sua relação com a intensidade de treinamento, que pode ser inadequada pela generalização das porcentagens, podendo comprometer os efeitos benéficos da atividade física.
O objetivo do nosso estudo foi identificar, através da er-goespirometria, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório, índices utilizados na orientação de atividade físi-ca em pessoas saudáveis, e sua relação com a gravidade da doença em portadores de insuficiência cardíaca em classe funcional I, II e III da New York Heart Association, en-caminhados ao ambulatório do grupo de transplante cardíaco do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas - FMUSP.
Métodos
Foram incluídos neste estudo 42 portadores de insuficiên-cia cardíaca, sendo 30 com miocardiopatia dilatada idiopática, três com doença de Chagas, quatro com miocardiopatia isquêmica e cinco com miocardiopatia hipertrófica sem obstru-ção em fase de dilataobstru-ção importante, avaliados
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mente no período de junho a dezembro de 1996. Todos os paci-entes eram do sexo masculino e foram agrupados de acordo com a classe funcional, seguindo o critério proposto pela NYHA (tab. I). Grupo I: n=15, VO2pico 23,03ml/kg-1/min-1;
gru-po II: n=15, VO2pico 16,75ml/kg-1/min-1 e grupo III: n=12,
VO2pico 11,57ml/kg-1/min-1.
Neste estudo foram excluídos pacientes que não atin-giram o ponto de compensação respiratório ou não se con-seguiu identificar um dos limiares, com problemas ortopédi-cos ou com limitações não cardiovasculares para o esforço,
fibrilação atrial, caquexia, teste submáximo (R (VCO2/
VO2)<1,05) 13, e interrompido por limitação submáxima por
fadiga periférica ou por alterações importantes de eletrocar-diograma durante o esforço. Também não foram incluídas pacientes do sexo feminino, pelo pequeno número de mu-lheres avaliadas no período da realização do estudo.
Todos os pacientes com insuficiência cardíaca enca-minhados para avaliação ergoespirométrica, eram acompa-nhados regularmente no ambulatório da equipe clínica de transplante cardíaco do INCOR, e familiarizados com a téc-nica e com o protocolo de estudo. No prazo de uma semana era agendado o teste ergoespirométrico e os indivíduos ori-entados a evitar o consumo de bebidas com cafeína, não fumar no dia do teste, manter as atividades diárias e não suspender a medicação. Todos foram estudados em
ambi-ente com temperatura controlada (21-23ºC), pelo menos
duas horas após refeição, em uso de medicação (digitálicos, diuréticos e inibidores da enzima de conversão). Todas as avaliações realizadas fizeram parte dos procedimentos clíni-cos, aprovado pelo Comitê de Ética do INCOR, e contaram com o consentimento prévio dos pacientes sobre a divul-gação científica dos dados.
Inicialmente, todos os pacientes foram submetidos a ele-trocardiograma de repouso nas 12 derivações padrão e a teste de esforço com contínua monitoração de eletrocardiograma, de pressão arterial pelo método auscultatório, da ventilação e das trocas gasosas. O teste foi realizado em esteira programável (Quinton, Quinton Instrument Co., Seattle, Wash, modelo
Q65), segundo protocolo de Naugthon modificado 14. Após
2min na posição ereta em repouso, todos os pacientes foram encorajados a realizar exercício progressivo até os sintomas (fadiga ou dispnéia) torná-los inábeis a continuar o teste. O oxigênio (O2) expirado foi medido por célula com zircônio, o dióxido de carbono (CO2) por absorção infravermelha e o fluxo de ar foi medido por pneumotacógrafo; o analisador metabóli-co integra os dados dos analisadores de gases e do pneumo-tacógrafo. As medidas foram obtidas na posição em pé, em re-pouso, durante o exercício e no período de recuperação, usan-do aparato respiratório que consistiu de bucal, prendeusan-dor na-sal, e válvula de duas vias de baixa resistência (Hans-Rudolph; espaço morto 100ml). Os dados ventilatórios e das trocas ga-sosas expirados foram obtidos em cada ciclo respiratório, usan-do-se sistema computadorizado (modelo CAD/Net 2001, Medical Graphics Corporation), e a análise dos dados coletados foi feita através da média aritmética de intervalos a cada 60s. As variáveis respiratórias foram analisadas para de-terminação dos limiares ventilatórios. O consumo de oxigênio de pico (VO2pico) foi considerado como o mais alto VO2
atingi-do durante o teste (observaatingi-dos os critérios de determinação atingi-do VO2máx.) 15, o qual foi utilizado como índice da capacidade
físi-ca máxima de físi-cada indivíduo 16.
A partir dos dados obtidos no teste ergoespirométrico, o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório foram determinados através da análise dos gases expirados. O limiar anaeróbio foi determinado no momento em que os níveis da rela-ção entre a ventilarela-ção e o VO2 (ventilação/VO2-1) e a pressão
parcial de oxigênio no final da expiração (Pet O2), alcançaram va-lores mínimos antes de começarem a subir e, através do incre-mento não linear da relação entre a produção de dióxido de car-bono por minuto (VCO2) e o VO2, 11,17,18. O ponto de
compensa-ção respiratório foi determinado no momento em que os níveis da relação entre a ventilação e o VCO2 (ventilação/VCO2), alcan-çaram valores mínimos antes de começar a subir e a pressão par-cial de gás carbônico ao final da expiração (Pet CO2) alcançou níveis máximos antes de começar a diminuir 13,14.
Os dados foram apresentados sob a forma de: média e ± desvio padrão. Os dados referentes às características da amostra e comparação de prescrição entre grupos foram sub-metidos à análise de variância de uma entrada (A NOVA), com nível de significância estatística aceita de p<0,05. Quando foi encontrada significância, realizaram-se as comparações de post-hoc de Bonferroni. Para comparação dos dados de pres-crição em cada grupo estudado, foi utilizado o teste t de Student para dados pareados, com nível de significância es-tatística aceita de p<0,05.
Resultados
A tabela I caracteriza os pacientes com insuficiência cardíaca agrupados segundo a classificação funcional da NYHA; os valores médios das variáveis mostram a homo-geneidade entre os grupos de pacientes.
Os valores médios e o desvio padrão da freqüência cardíaca máxima (freqüência cardíaca máxima) foram: 161±32 (grupo I), 155± =15 (grupo II), 134±26*,** b.min-1 (grupo III),
e do consumo de oxigênio de pico (VO2pico) foram respecti-vamente nos, grupos I, II e III: 23,03±2,75, 16,75±1,75*, 11,57±1,95*,** ml/kg-1/min-1, * p<0,05 diferente do grupo I
e, ** p<0,05 diferente do grupo II. O VO2pico índice da
ca-Tabela I - Características dos pacientes em insuficiência cardíaca classe funcional I, II e III segundo a New York Heart Association
Variáveis Classe Classe Classe
Funcional I Funcional II Funcional III (n = 15) (n = 15) (n = 12) Idade (anos) 44,8±10,21 43,93±9,41 45,25±10,07 Peso (kg) 77,8±9,36 71,13±10,45 69,08±14,40 Estatura (m) 1,72±0,09 1,67±0,09 1,67±0,08 IMC (kg/m2) 26,31±1,81 26,05±4,2 24,47±4,37 FE % (MUGA) 24,87±6,62 25,87±5,64 24,5±7,62 FC rep (bpm) 78,8±10,21 87,00±13,99 83,08±16,43 PAS rep (mmHg) 114,67±20,04 112,33±14,38 109,17±16,21 PAD rep (mmHg) 82,67±15,91 80,33±13,56 81,25±14,48
IMC- índice de massa corporal em Kg/m2; FE- fração de ejeção em %, FC rep- freqüência cardíaca de repouso em bpm; PAS rep- pressão arterial sitólica de repouso em mmHg; PAD rep- pressão arterial diastólica em repouso em mmHg.
341 341 341 341 341 pacidade física demonstrou diferença significativa entre os
pacientes nas classes funcionais I, II e III, não observado o mesmo comportamento com os valores de freqüência car-díaca máxima entre os grupos I e II, apenas ocorrendo dife-rença significativa no grupo III de pacientes mais graves.
Os valores de consumo de oxigênio (VO2la) e freqüên-cia cardíaca (FCla) no limiar anaeróbio, são apresentados na tabela II e, as %VO2pico e % freqüência cardíaca máxima nas figuras 1 e 2. Nota-se que o VO2la entre os grupos I-II e I-III, a % VO2pico grupos I-III e II-III e a % freqüência cardíaca máxima grupos I-III, apresentaram diferenças significativas. A tabela II mostra os valores de VO2 e da freqüência cardíaca no ponto de compensação respiratório; observa-mos que houve diferença significativa do VO2 entre os gru-pos e da freqüência cardíaca entre os grugru-pos I-III. As figu-ras 1 e 2 ilustram a %VO2pico e da % freqüência cardíaca máxima no ponto de compensação respiratório entre os grupos de pacientes com insuficiência cardíaca classe
fun-cional I, II e III da NYHA; grupos I, II e III respectivamente, não apresentaram diferenças significativas entre eles.
Discussão
Nossos resultados demonstraram que em pacientes com insuficiência cardíaca segundo a classe funcional, o li-miar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, podem diferir entre níveis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência cardíaca. Conseqüentemente, uma avalia-ção ergoespirométrica com a determinaavalia-ção dos limiares, na programação de atividade física, poderá ser de maior bene-fício para a capacidade cardiopulmonar deste grupo de pacientes, do que os métodos convencionais de prescrição de atividade física.
Estudos prévios em pacientes com insuficiência car-díaca têm utilizado as percentagens da freqüência carcar-díaca máxima (70 a 80%) 7-9 ou do consumo máximo de oxigênio (50
a 85%) 4-6,baseadas nas recomendações do American
Heart Association 19 na orientação de exercício físico para
portadores de doenças cardiovasculares, com o objetivo de avaliar se o condicionamento físico melhora a capacidade funcional e a qualidade de vida a curto e a longo prazo na insuficiência cardíaca. Entretanto, no nosso estudo, os índi-ces de intensidade de atividade física sugeridos, limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório, variaram de 73 a 90% da freqüência cardíaca máxima e de 59 a 88% do VO2pico, não sendo exatamente os mesmas descritas na li-teratura. Nos pacientes com insuficiência cardíaca mais se-vera, as porcentagens no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório variaram entre 84 a 90% da fre-qüência cardíaca máxima e de 75 a 88% do VO2pico. A utili-zação de índices de intensidade previamente estabelecidos, pode não levar em conta as características metabólicas e fí-sicas individuais dos que estão ou vão iniciar um programa de condicionamento físico. Na maioria das vezes, pode-se subestimar ou superestimar as orientações de atividade físi-ca tanto para pessoas normais como para pacientes. Tabela II - Consumo de oxigênio e freqüência cardíaca no limiar
anaeróbio e no ponto de compensação respiratório dos pacientes em insuficiência cardíaca classe funcional I, II e III segundo a
New York Heart Association
Variáveis Classe Classe Classe
funcional I funcional II funcional IIII
(n=15) (n=15) (n=12) VO 2LA 13,6±3,25 10,77±1,89 * 8,7±1,44 * % VO2 pico 58±11 64±11 76±11 *, ** FCLA 122±27 117±17 114±22 %Fcmáx. 73±6 76±13 84±6 * VO 2PCR 19,1±2,2 14,22±2,63 * 10,27±1,85 * , ** % VO2 pico 82±11 84±11 88±6 FCPCR 145±33 133±14 123±22 * %Fcmáx. 90±7 86±9 90±6
VO2LA- consumo de oxigênio no limiar anaeróbio em ml/kg-1/min-1; FCLA
-freqüência cardíaca no limiar anaeróbio em b/min-1; VO
2PCR- consumo de
oxigênio no ponto de compensação respiratório em ml/kg-1/min-1; FCPCR
-freqüência cardíaca no ponto de compensação respiratório em b/min-1, *
diferentes do grupo I (p<0,05); ** diferentes do grupo II (p<0,05).
Fig. 1 - Porcentagem da freqüência cardíaca máxima (%Fcmáx.) no limiar anaeróbio (LA) e ponto de compensação respiratório (PCR) de todos os pacientes com insufici-ência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III.
Fig. 2 - Porcentagem do consumo máximo de oxigênio (%VO
2pico) no limiar
anaeróbio (LA) e ponto de compensação respiratório (PCR) de todos os pacientes com insuficiência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III.
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Quando foram comparados os valores da freqüência cardíaca máxima entre os grupos de pacientes em classe fun-cional I, II e III, observamos que houve diferenças significati-vas. Para os valores de freqüência cardíaca no limiar anaeró-bio, índice considerado representativo durante o exercício da transição do metabolismo aeróbio para o metabolismo anaeróbio compensado, não houve diferenças significativas entre os grupos. Já no ponto de compensação respiratório, limiar de exercício cujo sistema tampão e bicarbonato de sódio não conseguem compensar mais a produção de lactato produzido pelo aumento da carga de exercício, nota-mos uma diferença significativa no grupo III de pacientes mais graves. A diferença da freqüência cardíaca entre os pa-cientes com insuficiência cardíaca segundo a classe funcio-nal poderá ser explicada por fatores musculares, pela disfunção cronotrópica, de fluxo e de estimulação simpática. A disfunção cronotrópica faz com que o coração comporte-se como denervado no controle da freqüência cardíaca, na insuficiência cardíaca; uma das prováveis causas é a redução dos receptores de norepinefrina cardíaca e um aumento total de norepinefrina plasmática, provavelmente por um aumento da atividade neural simpática, sendo mais acentuado confor-me a gravidade da doença 20. Outros mecanismos propostos
para este comportamento, é que os pacientes com insuficiên-cia cardíaca apresentam alterações da atividade muscular, como o aumento das fibras do tipo II, principalmente do tipo IIb, de contração rápida que dependem quase que inteiramen-te do metabolismo anaeróbio para produção de energia, e uma provável redução das fibras de contração lenta tipo I que con-tém uma alta concentração de enzimas mitocondriais neces-sárias para sustentar o metabolismo aeróbio 21-23.
Adicional-mente, um menor aumento do fluxo sangüíneo periférico du-rante o exercício submáximo e máximo e a diminuição da mas-sa muscular, fazem com que se atinjam os limites metabólicos mais precocemente e ocorra uma proximidade entre eles, acen-tuando-se com a gravidade da doença (fig. 3).
Os valores do consumo de oxigênio no pico de exercício, no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, apresentaram diferenças significativas entre os grupos. O de-créscimo do pico de consumo de oxigênio dos pacientes está correlacionado com a gravidade da doença 24. Segundo a lei de
Fick, os fatores determinantes do consumo de oxigênio são somente o débito cardíaco e a extração periférica de oxigênio. Em pacientes com insuficiência cardíaca, o comprometimento do débito cardíaco durante o exercício causado por uma inabi-lidade do coração em manter o fluxo sangüíneo adequado às necessidades metabólicas, aumenta a extração de O2 em repou-so e progressivamente até o exercício máximo 4. Com o
agrava-mento da doença, a redução do fluxo faz com que atinja rapida-mente o limite de extração de O2 em cargas submáximas, aumen-tando a produção de lactato, conseqüentemente, antecipando e aproximando os limiares neste grupo de pacientes com insu-ficiência cardíaca (fig. 3).
Foi estudado um número limitado de pacientes segundo a classe funcional em cada grupo. Os testes foram realizados por
equipes e em períodos diferentes, mas sob a mesma orientação. Isso pode influenciar o tempo de exercício e o VO2pico 25,
entre-tanto, os limiares independem da motivação 26.
A intensidade com que a atividade física é realizada pode definir se o paciente obterá resultados benéficos 7. Em
pessoas saudáveis 27,28 e, presumivelmente, em pacientes
com insuficiência cardíaca, o maior benefício físico, metabó-lico e respiratório, parece estar nas atividades aeróbias de in-tensidade moderada a vigorosa, ou seja, entre os limiares 29.
A identificação do limiar anaeróbio e o ponto de compensa-ção respiratório e sua relacompensa-ção com a gravidade da doença em pacientes com insuficiência cardíaca estável, pode ser
importante em programas de condicionamento físico 30. A
utilização da porcentagem do consumo máximo de oxigênio ou freqüência cardíaca máxima praticamente não se modifi-cam com a gravidade da doença e, quando são atingidos níveis próximos do limite máximo; porém, o VO2 e a freqüên-cia cardíaca no limiar anaeróbio e no ponto de compensação respiratório, por serem individuais, podem se mostrar como variáveis mais representativas da melhora e como indicado-res para a orientação da atividade física 31.
Concluindo, pacientes com insuficiência cardíaca es-tável em classe funcional I, II e III atingem o limiar anaeróbio e o ponto de compensação respiratório em níveis distintos de consumo de oxigênio e de freqüência cardíaca. Estes resultados poderiam ser de benefício na programação de procedimentos para insuficiência cardíaca, como a ativida-de física, ativida-devendo o papel dos limiares na atividaativida-de física ser melhor esclarecido neste grupo de pacientes.
Agradecimentos
À Rejane Augusta Astolpho, Paulo Roberto Santos Silva, Amilcar Oshiro Mocelin e Fernando Bacal pela cola-boração prestada.
Fig. 3 - Valores médios do consumo de oxigênio (VO2) e da freqüência cardíaca (FC) de pacientes com insuficiência cardíaca (IC), em classe funcional I, II e III. Dados obtidos durante o exercício: limiar anaeróbio (LA) e ponto de compensação respira-tório (PCR).
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