Artigo Original
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1Departamento de Fisioterapia - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais - Betim, MG - Brasil
2Departamento de Fisioterapia - Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - Diamantina, MG - Brasil Correspondência: Pedro Henrique Scheidt Figueiredo
E-mail: pedro.figueiredo@ufvjm.edu.br
Departamento de Fisioterapia. Rodovia MGT 367- km 583, nº 5000 - Alto da Jacuba - 39100-000 - Diamantina, MG - Brasil Recebido em: 22/05/2013 | Aceito em: 09/11/2013
Comparação entre a Variabilidade da Frequência Cardíaca de Jovens Tabagistas e Não Tabagistas
Comparison of Heart Rate Variability between Young Smokers and Non-Smokers
Maria de Fátima Amaral1, Mariana Lacerda e Silva1, Tatiane Ribeiro Pinto1, Bruno Porto Pessoa1, Pedro Henrique Scheidt Figueiredo2, Gisele do Carmo Leite Machado Diniz1
Resumo
Fundamentos: As alterações na modulação autonômica do coração podem se manifestar precocemente em fumantes.
Objetivo: Comparar a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) em repouso de jovens fumantes e não fumantes, e a modulação autonômica cardíaca durante a manobra de Valsalva (MV).
Métodos: Foram estudados 37 indivíduos saudáveis com média de idade de 20,6±3,6 anos (18 fumantes e 19 não fumantes). A VFC foi registrada em duas etapas: em repouso e durante a MV. Foram avaliados índices de VFC no domínio do tempo (rMSSD e PNN50) e da frequência (HF, LF e LF/HF). O efeito da MV na modulação autonômica foi avaliada pela variação relativa dos índices de HRV.
Resultados: Foram observados menores valores de rMSSD (p=0,011) e pNN50 (p=0,010) no grupo de fumantes em repouso; a frequência cardíaca de repouso foi significativamente menor no grupo não fumante (p=0,035 ). Não houve diferenças significativas entre os grupos para as outras variáveis em repouso.
Também não houve diferenças na variação relativa dos índices de VFC induzidas pela MV.
Conclusões: O hábito de fumar provoca alterações na modulação autonômica cardíaca de indivíduos jovens, que são caracterizadas pela redução da resposta parassimpática ao repouso.
Palavras-chave: Hábito de fumar; Sistema nervoso autônomo; Manobra de Valsalva
Abstract
Background: Changes in cardiac autonomic modulation may appear early among smokers.
Objective: To compare heart rate variability (HRV) at rest among young smokers and non-smokers, and cardiac autonomic modulation during the Valsalva maneuver (VM).
Methods: 37 healthy subjects were studied, aged 20.6±3.6 years old (18 smokers and 19 nonsmokers).
The HRV was recorded in two stages: at rest and during VM. HRV rates were evaluated by time (rMSSD and PNN50) and frequency (HF, LF and LF/HF). The effect of the MV on autonomic modulation was evaluated by the relative variation in the HRV rates.
Results: Lower rMSSD (p=0.011) and pNN50 (p=0.010) values were observed at rest in the smokers group, while resting heart frequency was significantly lower in the non-smoker group (p=0.035). There were no significant differences between the groups for other variables at rest, nor any differences in the relative variation of the HRV rates induced by MV.
Conclusions: Smoking causes changes in cardiac autonomic modulation among young people, characterized by reduced parasympathetic responses at rest.
Keywords: Smoking; Autonomic nervous system;
Valsalva maneuver
Introdução
O tabagismo é considerado a principal causa de morte evitável em todo o mundo1. Cerca de 1/3 da população mundial adulta, isto é, 1 bilhão e 200 milhões de pessoas são fumantes e, caso as tendências de expansão da epidemia do tabagismo sejam mantidas, este número aumentará para 10 milhões em 20302. No cigarro são encontradas 4 720 substâncias tóxicas que atuam sobre os mais diversos sistemas e órgãos provocando aumento da pressão arterial, obstrução dos vasos sanguíneos, vasoconstrição periférica, dentre outras. Consequentemente, ele se torna fator causal de várias doenças como doenças pulmonares obstrutivas crônicas (DPOC), doenças cerebrovasculares, câncer, doenças coronarianas e úlcera péptica3.
Os agentes tóxicos do cigarro têm a capacidade de alterar a frequência cardíaca, atuando sobre os quimiorreceptores aórticos e carotídeos e, assim, sobre o sistema nervoso simpático (SNS) e parassimpático (SNP), influenciando a variabilidade da frequência cardíaca (VFC). A VFC se refere às oscilações e variações existentes dentro dos intervalos RR adjacentes, ou seja, entre períodos de batimentos cardíacos consecutivos, permitindo a análise da atuação do sistema nervoso autônomo sobre o miocárdio, mais precisamente sobre o nódulo sinusal4. É um método não invasivo e eficaz para se identificar anormalidades e doenças cardiorrespiratórias, sendo muito estudado e utilizado na investigação complementar de determinadas condições de saúde2. A elevada VFC é indicativo de boa adaptação fisiológica aos vários estímulos externos e a sua redução representa predominância da atividade simpática, sendo indício de anormalidades na homeostase5-7.
A atividade autonômica pode ser avaliada pela VFC no repouso e por meio de testes que provocam estimulação de reflexos cardiovasculares como a manobra de Valsalva (MV). Essa manobra consiste no ato de fazer um esforço expiratório com a glote fechada, o que gera uma grande variação da pressão intratorácica8. Tal efeito provoca uma série de reflexos cardiovasculares, podendo ser esquematicamente dividida em quatro fases9: início do esforço expiratório;
manutenção do esforço expiratório; imediatamente após o término do esforço expiratório; e overshoot (segundos após o término do esforço expiratório).
Essas fases levam a estímulos distintos que são, em sequência: aumento transitório da pressão arterial sistêmica; queda da pressão arterial e aumento progressivo da frequência cardíaca; queda adicional da pressão arterial, aumento adicional da frequência
cardíaca; aumento acentuado da pressão arterial e bradicardia reflexa.
Estudos sugerem que os fumantes crônicos apresentem elevados níveis pressóricos e aumento da frequência cardíaca em comparação aos não fumantes, indicando hiperatividade simpática10. Essas alterações, refletidas por alterações da modulação autonômica do coração, podem já se manifestar em indivíduos jovens. Entretanto, na maioria dos estudos, as amostras estudadas incluíram indivíduos com idade superior a 35 anos11,12, e a avaliação da VFC de tabagistas com idade inferior tem sido pouco investigada. Assim, o objetivo do presente estudo foi comparar a VFC de repouso de indivíduos adultos jovens tabagistas e não tabagistas e a função autonômica cardíaca durante a MV.
Métodos
Estudo prospectivo, realizado no Ambulatório de Fisioterapia Respiratória do Centro Clínico de Fisioterapia da PUC Minas, Betim, no período de maio a setembro de 2011, envolvendo adultos jovens, voluntários, de ambos os sexos, fumantes e não fumantes.
O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC-MG) sob o nº 0311.0.213.000-10 e todos os participantes assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
Os critérios de inclusão adotados foram: indivíduos com idade entre 18 a 30 anos, saudáveis, tabagistas e não tabagistas, de ambos os sexos, que concordassem em participar do estudo. Foram considerados tabagistas aqueles que fumassem há pelo menos três anos e pelo menos três cigarros/dia13.
Os critérios de exclusão adotados foram: indivíduos com doenças respiratórias, cardíacas, neurológicas, osteomusculares ou outras que pudessem comprometer a função respiratória, indivíduos com doenças coronarianas, indivíduos em uso de medicações com ação sobre o sistema nervoso, que tivessem ingerido café, chá e refrigerantes, bem como ter realizado atividade física em até 24 horas antes dos registros dos batimentos cardíacos. Além disso, foram excluídos os voluntários que tivessem dormido um tempo menor que 7 horas na noite anterior aos registros.
Todos os indivíduos foram avaliados e submetidos aos mesmos procedimentos no início da noite para que se evitasse a influência do ciclo circadiano. Foi aplicado aos voluntários um questionário de saúde
simples e objetivo, composto por cinco perguntas relacionadas ao estado geral de saúde dos indivíduos.
Além disso, foi aplicado o IPAQ curto14 com o objetivo de se avaliar o nível de atividade física.
Inicialmente os voluntários receberam orientações sobre os testes que seriam realizados. Em seguida, permaneceram em repouso por 10 minutos, deitados na maca em decúbito dorsal. Posteriormente foram coletados os seguintes dados vitais: pressão arterial (PA) medida por esfigmomanômetro e estetoscópio BD® (Minas Gerais, Brasil); saturação periférica de oxigênio (SpO2) por meio do oxímetro de pulso Nonin Onyx® modelo 9 500 (Plymouth, MN, USA). A frequência cardíaca (FC) e a frequência respiratória (FR) foram coletadas através de métodos convencionais. Em seguida, a cinta com eletrodos do cardiofrequencímetro Polar® RS800 CX (Heart Rate Monitor, Kempele, Finland) foi posicionada sobre o tórax para permitir a captação dos impulsos elétricos do coração e a detecção dos intervalos RR durante a execução do teste para a avaliação da função autonômica. Após esses procedimentos, os voluntários permaneceram em repouso por 5 minutos e foi realizada a MV. Durante o período de repouso os indivíduos foram orientados a permanecer em silêncio, sem realizar inspirações profundas ou tosse.
Para realização do teste, foi colocado um clipe nasal para evitar o escape de ar, favorecido pelo esforço da manobra. Em seguida, os indivíduos foram orientados a realizar uma inspiração profunda pela boca e expirar através de bocal acoplado a um manômetro, mantendo uma pressão de 40 cmH2O durante 20 segundos. Após esse tempo, retirou-se imediatamente o clipe nasal e o bocal dos voluntários que permaneceram em decúbito dorsal por 5 minutos15,16.
Para avaliação do impacto da MV na regulação autonômica, a variação relativa dos índices de VFC (∆), representados pela diferença entre o momento pré (repouso inicial) e durante o teste autonômico (início e manutenção do esforço expiratório), foi utilizada para análise.
Os batimentos registrados foram direcionados a um computador por meio de uma interface IR® de emissão de sinais infravermelhos, para que se pudesse proceder à análise da VFC pelo uso do software Polar Precision Performance®. Para garantia da qualidade dos registros dos batimentos cardíacos através do cardiofrequencímetro, realizou-se filtragem dos sinais em duas etapas. A primeira, por meio de um filtro-padrão do próprio software do equipamento e a outra manual, caracterizada pela inspeção visual dos intervalos RR e exclusão de possíveis artefatos. Somente registros
com mais de 95 % de batimentos sinusais foram utilizados no estudo. A inspeção visual dos registros foi realizada por um pesquisador que desconhecia a qual grupo pertencia o voluntário.
Os índices de VFC no domínio do tempo avaliados foram os índices rMSSD (raiz quadrada da média das diferenças entre intervalos RR sucessivos) e pNN50 (percentual de ciclos normais adjacentes com diferença de duração superior a 50 ms)17,18. No domínio da frequência foram analisados os componentes de alta frequência (HF) e de baixa frequência (LF) em unidades normalizadas (nu), assim como a relação baixa/alta frequência (LF/HF).
A análise espectral foi obtida pela transformada rápida de Fourier; a normatização de LF e HF foi determinada pelo quociente obtido da divisão de cada um desses componentes pela diferença entre a potência total e o componente de frequência muito baixa (VLF). Esse cálculo foi realizado pelo software do equipamento.
Os dados foram analisados pelo programa Sigma Stat 9.0 (SPSS Inc. Chicago, IL, USA). As informações coletadas foram expressas em valores absolutos ou em médias±desvio-padrão. Os dados relativos à variação relativa dos índices de VFC nos momentos pré e durante a manobra de Valsalva foram comparados utilizando-se o teste t de Student para dados pareados ou Wilcoxon, conforme a prova de normalidade (teste Kolmogorov-Smirnov). Os mesmos testes foram utilizados para a comparação das variáveis PA sistólica (PAS), PA diastólica (PAD), SpO2 e FR, antes e após a MV. Para a comparação da distribuição por sexo e das classificações do IPAQ foi utilizado o teste do qui-quadrado. As diferenças foram consideradas estatisticamente significativas quando p<0,05.
Para cálculo da amostra foi considerada uma diferença de 11,0 % na FC de repouso entre os grupos, com desvio-padrão de 8,0 %19, poder do teste de 95 % e alfa de 5 %. O tamanho amostral calculado foi de 15 voluntários por grupo.
Resultados
Foram recrutados para o estudo 46 indivíduos; três foram excluídos após a aplicação do questionário de saúde. Além desses, seis foram excluídos pelo fato de terem apresentado baixa qualidade dos registros dos batimentos cardíacos ao se realizar a filtragem dos sinais da VFC.
Os 37 indivíduos restantes foram estratificados em dois grupos: tabagistas (n=19) e não tabagistas (n=18).
Os dados demográficos e os valores basais referentes aos dados vitais coletados estão apresentados na Tabela 1. Os grupos se mostraram semelhantes em relação aos dados demográficos e clínicos, exceto quanto à FC de repouso, que foi significativamente menor no grupo não tabagista quando comparado ao grupo tabagista (69,1±10,8 bpm e 78,3±14,3 bpm, respectivamente; p=0,035).
Quanto às variáveis da VFC observou-se que, comparando os dois grupos, os tabagistas apresentaram menores valores de repouso para as variáveis rMSSD (39,30±28,48 ms e 56,24±18,04 ms, respectivamente;
p=0,011) e pNN50 (8,29±8,93 % e 15,92±7,51 %, respectivamente; p=0,010). Não houve diferenças significativas entre os grupos para as demais variáveis (Tabela 1).
Na Tabela 2 estão apresentados os resultados da comparação da variação do repouso para a MV (∆) dos índices da VFC entre os dois grupos. Não foram notadas diferenças estatisticamente significativas para nenhuma variável.
Tabela 1
Dados demográficos e clínicos da amostra estudada Variáveis Tabagista Não tabagista
(n=19) (n=18)
Sexo (F/M) 5/14 11/7
Idade (anos) 20,6 ± 3,6 23,2±2,9
Peso (kg) 68,9±12,4 67,3±17,1
Altura (m) 1,72±0,08 1,68±0,09
IMC (kg/m2) 23,35±3,81 23,69±4,81 IPAQ curto (n)
Sedentário 0 2
Irregularmente ativo B 3 5
Irregularmente ativo A 3 4
Ativo 9 6
Muito ativo 4 1
FC (bpm) 78,3±14,3 69,1±10,8*
PAS (mmHg) 115,8±12,2 109,4±16,3
PAD (mmHg) 68,9±11,0 68,3±7,9
FR (irpm) 20,9±3,5 20,8±3,6
SpO2 (%) 96,7±1,8 97,9±1,2*
rMSSD (ms) 39,30±28,48 56,24±18,04*
pNN50 (%) 8,29 ± 8,93 15,92 ± 7,51*
LF (nu) 70,40± 16,12 64,86± 9,77
HF (nu) 29,59± 16,12 35,14± 9,77
LF/HF 3,6± 2,9 2,1± 1,0
Resultados expressos em médias ± desvio-padrão ou em frequência (n) IMC=índice de massa corporal; IPAQ=questionário internacional de atividade física, versão curta; F/M= feminino/masculino;
FC=frequência cardíaca; PAS=pressão arterial sistólica;
PAD=pressão arterial diastólica; FR=frequência respiratória;
SpO2=saturação periférica de oxigênio; rMSSD=raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre os intervalos RR adjacentes em um intervalo de tempo expresso em ms; pNN50=percentual de pares de intervalos RR consecutivos, cuja diferença é superior a 50 ms; LF=baixa frequência em unidades normalizadas; HF=alta frequência em unidades normalizadas; LF/HF=relação entre baixa e alta frequência
* p<0,05 em relação ao grupo tabagista
Tabela 2
Variação relativa dos índices da variabilidade da frequência cardíaca dos grupos estudados do repouso para a manobra de Valsalva
Variáveis Tabagista Não tabagista p valor (n=19) (n=18)
∆ rMSSD (ms) -1,17±9,45 -6,46±12,52 0,135
∆ pNN50 (%) -0,97±4,01 -0,91±5,19 0,855
∆ LF (un) 3,72±6,92 5,56±13,24 0,595
∆ HF (un) -3,72±6,92 -5,56±13,25 0,595
∆ LF/HF 1,2±1,7 0,3±0,7 0,355
Resultados expressos em média ± desvio padrão. ∆=diferença entre os momentos pré e durante a manobra de Valsalva; rMSSD=raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre os intervalos RR adjacentes em um intervalo de tempo expresso em ms;
pNN50=percentual de pares de intervalos RR consecutivos, cuja diferença é superior a 50 ms; LF=baixa frequência em unidades normalizadas; HF=alta frequência em unidades normalizadas;
LF/HF=relação entre baixa e alta frequência
Discussão
O objetivo do presente trabalho foi comparar adultos jovens fumantes e não fumantes quanto ao comportamento da atividade autonômica cardíaca em repouso e durante a MV. O principal achado deste estudo foi que o hábito de fumar levou à menor ativação parassimpática ao repouso de adultos jovens.
Os efeitos agudos do cigarro na modulação autonômica têm sido documentados na literatura. Segundo Adamopoulos et al.20, os efeitos excitatórios simpáticos agudos do cigarro são parcialmente mediados por liberação de catecolaminas, excitação nervosa simpática muscular e aumento da sensibilidade de quimiorreceptores periféricos. Isto ocorre como
consequência da estimulação dos receptores nicotínicos no SNA, e resultam em alterações cardiovasculares como espasmo coronariano, aumento do trabalho do miocárdio e da demanda de oxigênio. Além disso, a estimulação generalizada de receptores adrenérgicos, associada à menor atividade barorreflexa decorrentes do tabagismo, resulta em redução da atividade parassimpática e aumento da ação simpática, ocorrendo efeitos cardiovasculares excitatórios, inclusive nos quimiorreceptores aórticos e carotídeos, o que eleva a FC21,22.
Em estudo com tabagistas, Manzano et al.23 analisaram os efeitos agudos do cigarro sobre a modulação autonômica e a recuperação dos índices de VFC pós-fumo, através do plot de Poincaré e índices lineares. Verificou-se a recuperação dos índices de VFC 30 minutos após uso do cigarro. Isso pode estar relacionado ao fato de que, após fumar, ocorre um pico de concentração de nicotina circulante, que declina rapidamente nos 20 minutos subsequentes devido à distribuição tecidual, o que indica que as alterações induzidas pela nicotina no SNA podem ser amenizadas no decorrer desse tempo14. Resultados semelhantes também foram observados em outros trabalhos24. Já Kageyama et al.25 não encontraram associação entre tabagismo e VFC, assim como Levin et al.26 Entretanto, ambos os trabalhos sugeriram uma tendência à menor modulação vagal em tabagistas.
Além dos efeitos agudos, o hábito de fumar está associado a efeitos crônicos deletérios no balanço simpatovagal. Estudos já demonstraram que o tabagismo crônico leva a redução dos índices de VFC no domínio do tempo e da frequência, o que caracteriza o aumento da modulação simpática11,22. Esses resultados foram também encontrados no estudo de Alyan et al.27, no qual os efeitos do tabagismo foram associados à redução nos índices rMSSD e HF de adultos jovens, o que corrobora os achados do presente trabalho.
Outros estudos também já demonstraram elevados níveis pressóricos e aumento da FC em fumantes indicando hiperatividade simpática, o que predispõe o fumante ao maior risco de mortalidade cardiovascular8. Outro fator importante a ser considerado na relação entre tabagismo e regulação autonômica cardiovascular está na carga tabágica (quantidade de maços/ano).
Kupari et al.28 avaliaram o efeito do número de cigarros sobre os índices da VFC. Os voluntários foram estratificados em grupos de não fumantes e fumantes, estes últimos subdivididos pelo número de cigarros fumados /dia (inferior ou superior a 10 cigarros/dia).
Reduções da VFC foram notadas nos indivíduos que fumavam mais de 10 cigarros.
Os testes provocativos autonômicos impõem condições estressantes ao sistema cardiovascular, provocando um desequilíbrio homeostático e uma resposta autonômica em busca da recuperação do equilíbrio do meio interno. Durante a MV, o aumento da pressão intratorácica resulta em redução do retorno venoso, do fluxo sanguíneo e da PA sistêmica, estimulando uma resposta simpática sobre o sistema cardiovascular. Após atingir valores basais, há redução da atividade simpática e predomina a ação vagal29. Sendo assim, é esperado que indivíduos tabagistas não tenham uma boa adaptação fisiológica a estímulos externos, o que predispõe a maior susceptibilidade a anormalidades na homeostase, inclusive a arritmias cardíacas, infartos agudos do miocárdio e a acidentes vasculares encefálicos, conforme demonstrado por Arosio et al.19
Em 1990, Hayano et al.30 avaliaram os efeitos crônicos do tabagismo na modulação autonômica de indivíduos jovens, que foram subdivididos em tabagistas pesados, tabagistas moderados e não tabagistas. Observou-se que os tabagistas, independente da carga tabágica, apresentaram redução da VFC em repouso, assim como redução da resposta simpática durante teste autonômico (teste postural), quando comparados aos não tabagistas.
Entretanto, no presente estudo, a MV desencadeou respostas semelhantes na regulação autonômica nos dois grupos. Isto pode ser explicado pelas características da amostra, que foi composta por adultos jovens e, em sua maioria, ativos.
Uma limitação do presente estudo está no registro da VFC por cardiofrequencímetro Polar. Preconiza-se que a avaliação da VFC seja avaliada por registros prolongados, por meio da análise do Holter. Além disso, a amostra estudada foi composta por indivíduos adultos jovens. Sendo assim, seus resultados não podem ser extrapolados para outras populações, o que torna necessário novos estudos para caracterizar a resposta autonômica em repouso e durante testes autonômicos de grupos de indivíduos com faixas etárias diferentes e maiores cargas tabágicas.
Os resultados deste estudo sugerem que as alterações crônicas da modulação autonômica induzidas pelo cigarro, avaliadas pela VFC, podem representar uma manifestação precoce das alterações cardiovasculares induzidas pelo cigarro, haja vista a redução da modulação vagal encontrada em tabagistas jovens.
Assim, estratégias de prevenção e combate ao tabagismo devem ser desenvolvidas para esta população.
Conclusão
O hábito de fumar provoca alterações na modulação autonômica cardíaca de indivíduos jovens, caracterizadas pela redução da resposta parassimpática ao repouso.
Potencial Conflito de Interesses
Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.
Fontes de Financiamento
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Vinculação Acadêmica
Este estudo representa o Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) em Fisioterapia de Maria de Fátima Amaral, Mariana Lacerda e Silva e Tatiane Ribeiro Pinto pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Betim.
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