INFLUÊNCIA DA ORTOSTASE NO COMPORTAMENTO FUNCIONAL DOS GRANDES VASOS ARTERIAIS

(1)

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS

CENTRO BIOMÉDICO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

JORGE ELIAS NETO

INFLUÊNCIA DA ORTOSTASE NO

COMPORTAMENTO FUNCIONAL DOS GRANDES

VASOS ARTERIAIS

Vitória

2002

(2)

JORGE ELIAS NETO

INFLUÊNCIA DA ORTOSTASE NO COMPORTAMENTO

FUNCIONAL DOS GRANDES VASOS ARTERIAIS

Dissertação de Mestrado apresentada

ao Programa de Pós Graduação em

Ciências Fisiológicas da Universidade

Federal do Espírito Santo, para

obtenção do Título de Mestre.

Orientador: Profº. Drº. Roberto Sá

Cunha

Vitória

2002

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INFLUÊNCIA DA ORTOSTASE NO COMPORTAMENTO

FUNCIONAL DOS GRANDES VASOS ARTERIAIS

JORGE ELIAS NETO

Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas do Centro Biomédico da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito para obtenção do título de Mestre em Ciências Fisiológicas – Fisiologia Cardiovascular.

Prof. Dr. – Presidente – Roberto de Sá Cunha

Professor Adjunto do Departamento de Ciências Fisiológicas - UFES

Prof. Dr. – 1.º Examinador – Luiz Aparecido Bortolotto

Professor Visitante do Departamento de Cardiopneumologia – Faculdade de Medicina - USP

Profa. Dra. – 2.º Examinadora – Glaucia Rodrigues de Abreu Professor Adjunto do Departamento de Ciências Fisiológicas - UFES

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO Vitória, 17 de dezembro de 2002

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Elias, Jorge.

Influência da Ortostase no Comportamento Funcional dos Grandes Vasos Arteriais / Jorge Elias Neto. Vitória, 2002.

109p.

Diss. (Mestre) – Universidade Federal do Espírito Santo. Bibliografia

1. Fisiologia Cardiovascular. 2. ortostase. 3. head-up tilt test.

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“The pulse wave in man travels in the arteries at a speed of 4 to 10 metres per second. Its velocity depends…chiefly upon the elastic conditions of the arterial wall, wich is affected by

a variety of factors in health and disease”

Bramwell and Hill 1922

“Quando o homem tornou-se bípede e assumiu a posição de pé, ele imediatamente tornou-se inimigo da gravidade, e ele tem lutado com essa inexorável rival desde então”

Jones 1933

Fico tenso sob meus pés

Estúpido sentimento que me cai sobre o destino

Fico confuso, seria mais fácil não ser um humano prepotente Não é o determinismo gravitacional que me turge as veias

Mas sim o peso da insolitude e soberba humana que me faz contorcer a alma Tamanha a ilusão da pequena criança que com o olhar

posto ao alto vislumbra no gigante o “Deus” da sabedoria Quizera eu buscar com ela sentada

Com os olhares em igual altura O simples efeito do real existir Mas ver o bastante para ser feliz É ter inacabada a obra do ser confuso

Com a trilha escrita com os dois pés que lhe concedeu a sua consciência

Jorge Elias

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DEDICATÓRIA

A Fabiana, minha esposa, amiga e conselheira, que, com seu apoio e sensatez, me possibilitou ultrapassar esta importante etapa de minha vida.

A meus queridos filhos, Igor e Lorena, que sempre estiveram presentes com seu carinho, compreensão e amizade.

A minha filha Isadora, ainda por nascer, que já se encontra presente em forma de estímulo na minha busca por crescimento humano.

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AGRADECIMENTOS

Aos meus pais e familiares, que, por suas histórias de dificuldades e superação, me ensinaram ser possível, com determinação e trabalho, atingir de forma ética os meus objetivos.

Ao professor Dr. Roberto de Sá Cunha, que, como professor, me proporcionou uma nova visão sobre a minha área de interesse científico, a qual certamente será muito útil em minha carreira como pesquisador, e, como orientador, suscitou em mim reflexões muito proveitosas, durante a convivência ao longo do tempo destinado à elaboração desta dissertação.

Ao professor Dr. Albano Ferreira, com respeito e consideração, por seu exemplo de retidão e competência e pela fundamental colaboração nos primeiros passos da aquisição e, posteriormente, da análise dos dados obtidos com a pesquisa.

Ao professor Dr. Henrique Futuro Neto, com reconhecimento, gratidão e respeito, por ter-se mostrado disponível e atento às minhas indagações e por ter contribuído significativamente para a elaboração deste trabalho.

Aos professores Dalton Valentim Vassalo e Fernando Herkenhoff Vieira, que, de maneira voluntária, me ajudaram na solução de questões relevantes para esta pesquisa.

Aos demais professores do Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas da Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, pela atenção e amizade dispensada.

A todos os funcionários do Programa de Pós-Graduação, especialmente ao Sr. Fonseca, sempre tão solícitos às minhas necessidades de pós-graduando.

Ao Sr. Gabriel, que não mediu esforços quando solicitado a colaborar na análise estatística dos dados desta dissertação.

Aos acadêmicos e atualmente colegas Luiz Carlos, Guilherme, Nevelton, Fernando, Wercules, Éster, Célia e Diogo, com toda a minha amizade, pela dedicação e desprendimento com que atuaram, ao longo de vários finais de semana, na coleta dos dados necessários a esta pesquisa.

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Aos meus amigos, professor Dr. Murta e professor Dr. Marcelo Muniz, pelo constante estímulo à pesquisa científica que suas convivência me proporcionaram e pelas sugestões pertinentes sempre que solicitadas.

A todos os meus amigos e colegas de estudo, pela convivência saudável e aprazível.

Aos meus amigos sinceros, que, mesmo sendo das mais diversas áreas, sempre estiveram prontos a me ouvir e a discutir sobre as diferentes fases de elaboração desta pesquisa.

À minha esposa e a meus filhos, por esses anos de compreensão e amor.

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Características antropométricas, biológicas e hemodinâmicas dos participantes... 42 Tabela 2 Efeitos do teste de inclinação 70/20minutos sobre a pressão arterial,

freqüência cardíaca e VOP nos participantes... 44 Tabela 3 Efeitos do teste de inclinação 70/20minutos (média em pé) sobre a

pressão arterial, freqüência cardíaca e VOP nos participantes... 45 Tabela 4 Correlação entre a velocidade da onda de pulso carótida-femoral na

postura supina com parâmetros antropométricos, biológicos e hemodinâmicos dos participantes... 46 Tabela 5 Resultados da análise múltipla de regressão linear dos fatores associados

a velocidade da onda de pulso carótida-femoral em postura supina nos participantes... 47 Tabela 6 Coeficientes de correlação parcial entre os fatores preditores da

velocidade de onda de pulso carótida-femoral em postura supina nos participantes... 47 Tabela 7 Correlação entre a velocidade da onda de pulso carótida-femoral média

durante o teste de inclinação 70/20min com parâmetros antropométricos, biológicos e hemodinâmicos dos participantes... 49 Tabela 8 Resultados da análise múltipla de regressão linear dos fatores associados

a velocidade da onda de pulso carótida-femoral média durante o teste de inclinação 70/20min nos participantes... 50 Tabela 9 Coeficientes de correlação parcial entre os fatores preditores da

velocidade de onda de pulso carótida-femoral média durante o teste de inclinação 70/20min nos participantes... 50 Tabela 10 Correlação entre a velocidade da onda de pulso carótida-femoral da fase

de recuperação com parâmetros antropométricos, biológicos e hemodinâmicos dos participantes... 51 Tabela 11 Resultados da análise múltipla de regressão linear dos fatores associados

a velocidade da onda de pulso carótida-femoral da fase de recuperação nos participantes... 51 Tabela 12 Coeficientes de correlação parcial entre os fatores preditores da

velocidade de onda de pulso carótida-femoral na fase de recuperação nos participantes... 52

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Representação ilustrativa da disposição dos pesquisadores e monitores durante a coleta de dados ao longo do teste de inclinação... 36 Figura 2 Medida automática e não invasiva da velocidade da onda de pulso

carótida-femoral (VOP). A ona superior é obtida do local de registro proximal (carótida comum direita) e a inferior do local distal (artéria femoral direita)... 37 Figura 3 Curvas do comportamento dinâmico dos parâmetros hemodinâmicos

monitorados durante o protocolo... 43 Figura 4 Gráfico de barras demonstrando comportamento da velocidade de onda

de pulso carótida-femoral (VOP) durante as diferentes fases do protocolo. Observar o incremento significativo da VOP durante o estresse ortostático... 46 Figura 5 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral em pé (VOPp) e a velocidade da onda de pulso carótida-carótida-femoral basal (VOPbasal) em 93 participantes... 48 Figura 6 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral basal (VOP) e a pressão arterial sistólica (PAS) em 93 participantes... 52 Figura 7 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral basal (VOP) e a pressão arterial sistólica (PAS) ajustada para a idade em 93 participantes... 53 Figura 8 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral na postura ortostática durante o teste de inclinação (VOPp) e a pressão arterial sistólica (PAS) em 93 participantes... 54 Figura 9 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral na postura ortostática durante o teste de inclinação (VOPp) e a pressão arterial sistólica (PAS) ajustada para a idade em 93 participantes... 54 Figura 10 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral na fase de recuperação (VOPrec) e a pressão arterial sistólica (PAS) em 93 participantes... 55 Figura 11 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral na fase de recuperação (VOPrec) e a pressão arterial sistólica (PAS) ajustada para a idade em 93 participantes... 55 Figura 12 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

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Figura 13 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso carótida-femoral durante a postura ortostática no teste de inclinação (VOPp) e a idade em 93 participantes... 57 Figura 14 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral durante a postura ortostática no teste de inclinação (VOPp) ajustada para a PAS e a idade em 93 participantes... 57 Figura 15 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral basal durante a fase de recuperação (VOPrec) e a idade em 93 participantes... 58 Figura 16 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral na postura ortostática durante o teste de inclinação (VOPp) e a freqüência cardíaca (FC) em 93 participantes... 59 Figura 17 Gráfico de dispersão entre a velocidade da onda de pulso

carótida-femoral ajustada para a idade na postura ortostática durante o teste de inclinação (VOPp) e a freqüência cardíaca (FC) em 93 participantes... 59 Figura 18 Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca durante o teste de

inclinação (FC) e a idade em 93 participantes... 60 Figura 19 Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca durante o teste de

inclinação (FC) e a pressão arterial (PAS) em 93 participantes... 60 Figura 20 Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca durante o teste de

inclinação (FC) e a pressão arterial ajustada para a idade (PAS) em 93 participantes... 61 Figura 21 Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca durante o teste de

inclinação (FC) e a pressão de pulso (PP) em 93 participantes... 61 Figura 22 Gráfico de dispersão Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca

durante o teste de inclinação (FCp) e a velocidade de onda de pulso carótida-femoral basal (VOPbasal) em 93 participantes... 62 Figura 23 Gráfico de dispersão entre a frequência cardíaca durante o teste de

inclinação (FCp) e a velocidade de onda de pulso carótida-femoral basal (VOPbasal) ajustada pela idade em 93 participantes... 62 Figura 24 Conforme descrito na fórmula de Moens-Korteweg, a VOP é dependente,

dentre outras variáveis, de características geométricas (raio) e estruturais (espessura e módulo elástico) dos vasos arteriais... 66 Figura 25 Esquema do mecanismo proposto para comportamento da onda de pulso

em indivíduo jovem normal... 68 Figura 26 Hipótese proposta para participação da elevação da velocidade da onda

de pulso carótida-femoral na manutenção da homeostase circulatório em resposta ao estresse ortostático... 69

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LISTA DE ABREVIATURAS

ANCOVA Análise da Covariância ANOVA Análise da Variância

DP Desvio padrão

EPM Erro padrão da média

F Estatística da Análise da Variância

FC Freqüência Cardíaca

IMC Índice de Massa Corporal MANOVA Análise Múltipla da Variância

MONICA Estudo Epidemiológico de Monitoramento de Tendências e Determinantes de Doenças Cardiovasculares

NS Diferença Estatisticamente não Significativa OMS Organização Mundial da Saúde

P Valor de Probabilidae Estatística PAD Pressão Arterial Diastólica PAS Pressão Arterial Sistólica

PP Pressão de Pulso

TI Teste de Inclinação

UFES Universidade Federal do Espírito Santo

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ÍNDICES DE TERMOS

COMPLACÊNCIA – Mudança absoluta no volume que acompanha uma mudança na pressão. A complacência representa a inclinação da curva de interrelação pressão/volume.

C = V/P (cm3.mmHg-1)

V = mudança no volume e P = mudança na pressão

Para cada unidade de comprimento, volume = área de secção transversa dependente do diâmetro, sendo assim:

C = D / P

Aonde D = mudança no diâmetro

DISTENSIBILIDADE – Mudança relativa do volume ou diâmetro para uma dada mudança da pressão

V / P .V (mmHg-1)

V = mudança no volume , P = mudança na pressão e V = volume basal Para cada unidade de comprimento, volume = área de secção transversa dependente do

diâmetro, sendo assim:

D / P .D (mmHg-1)

MÓDULO ELASTICO – O inverso da distensibilidade, ou seja, a pressão necessária para um ( teórico) estiramento de 100% (pressão de parede para 100% de aumento do diâmetro)

EP = P x D / D (mmHg)

VELOCIDADE DE ONDA DE PULSO – Velocidade de progressão do pulso ao longo de um segmento arterial

VOP = Distância / Intervalo de tempo (m/s)

P

*

2R

h

*

E



VOP

Aonde E representa o módulo elástico da parede arterial, h a espessura do vaso, R o seu raio e P a densidade do sangue

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SUMÁRIO

Lista de Tabelas... XII Lista de Figuras... XIII Lista de abreviaturas... X Índice de termos... XI Resumo... XIII Abstract... XIV

1. Introdução... 01

1.1. Caracteristicas anatomo-funcionais das grandes artérias e sua importância no controle da pressão arterial... 03

1.2. Papel da medida da vop na avaliação funcional dos grandes vasos... 08

1.3. Postura ortostática e o estresse gravitacional... 13

1.4 .Resposta dinâmica a postura ortostática... 16

1.5. Principios gerais do teste de inclinação... 24

1.6. Estresse ortostático e adaptação cardiovascular... 26

2. Objetivos... 30

2.1. Objetivo geral... 31

2.2. Objetivos específicos... 31

3. Material e métodos... 32

3.1. Seleção da amostra... 33

3.2. Medida da pressão arterial... 34

3.3. Registro do eletrocardiograma... 34

3.4. Determinação da distensibilidade aórtica... 35

3.5. Princípios gerais da medida da vop... 35

3.6. Medida automática da vop carótida-femural... 37

3.7. Protocolo do teste de inclinação associado a medida da vop... 38

3.8. Análise estatística... 39

4. Resultados... 41

4.1. Características antropométricas, biológicas e hemodinâmicas dos participantes... 42

4.2. Efeitos do teste de inclinação 70 sobre as características hemodinâmicas dos participantes... 43

4.3. Relação entre a vop na postura supina e as características antropométricas, biológicas e hemodinâmicas dos participantes... 46

4.4. Relação entre a vop média durante o teste de inclinação 70 e as características antropométricas, biológicas e hemodinâmicas dos participantes... 48

4.5. Relação entre a vop durante a fase de recuperação e as características antropométricas, biológicas e hemodinâmicas dos participantes... 50

4.6. Análise dos efeitos da pressão de distensão sobre a rigidez aórtica na postura ortostática, supina basal e pós teste de inclinação dos participantes... 52

4.7. Análise do efeito do envelhecimento sobre a rigidez aórtica na postura ortostática, supina basal e pós teste de inclinação dos participantes... 56

4.8. Análise do efeito da frequência cardíaca sobre a vop medida nas diferentes fases do protocolo... 58

5. Discussão... 63

6. Conclusões... 85

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RESUMO

Introdução: A diminuição da complacência arterial relacionada ao envelhecimento e à hipertensão

arterial encontra-se bem definida na postura supina. Entretanto não existem estudos clínicos avaliando a influência da ortostase na distensibilidade aórtica em uma população de indivíduos normais e de hipertensos não tratados.

Objetivo: Avaliar a influência da postura ortostática, comparada à da postura supina, sobre a

distensibilidade aórtica, bem como a influência da pressão arterial, da idade e da freqüência cardíaca sobre as grandes artérias durante o estresse gravitacional.

Pacientes e métodos: Foram estudados 93 adultos, com idade variando entre 18 a 75 anos (4216 anos). Foi usada a medida da velocidade de onda de pulso (VOP) carótida-femoral como índice de rigidez aórtica em três fases distintas: em decúbito supino (fase basal), durante teste de inclinação (TI), utizando inclinação em 70, durante 20 minutos (fase de pé), e após retorno ao decúbito supino (fase de recuperação). Simultaneamente à medida da VOP, realizaram-se medidas da pressão arterial e da freqüência cardíaca em todas as fases do protocolo. Os achados da VOP obtidos nas fases do protocolo foram comparados e analisados em função do comportamento das variáveis biológicas e hemodinâmicas. No tratamento estatístico, foram utilizadas análises de variância, co-variância e regressão linear.

Resultados: Observou-se um incremento significativo na VOP durante o TI (VOPp) quando

comparadas a fase basal e a de recuperação (11,72,5m/s vs 10,12,3m/s e 9,52,0m/s, respectivamente; P<0,001). Houve uma correlação positiva da VOP com a pressão arterial sistólica (PAS) (r=0,547, r=0,464 e r=0,391, respectivamente; P<0,001) e a idade (r=0,593,r=0,638 e r=0,391, respectivamente; P<0,001) em todas as fases do protocolo. A análise múltipla de regressão linear definiu a idade e a PAS como os principais preditores independentes da VOPp, que responderam por 49% das variações durante o TI (r2 = 0,490). Evidenciou-se também uma correlação negativa entre a VOP e a freqüência cardíaca (FC) durante o TI (r2 = - 0,13; P<0,001).

Conclusões: Os indivíduos estudados apresentaram uma elevação da VOP durante a postura

ortostática, a qual foi influenciada, de forma positiva, pela idade e pela PAS , com retorno imediato para os níveis basais na fase de recuperação. Observou-se também uma correlação negativa entre a VOPp e a FC. Estes resultados indicam a possibilidade de uma nova hipótese que pode contribuir para o melhor entendimento da adaptação cardiovascular ao estresse ortostático.

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ABSTRACT

Introduction: An arterial compliance reduction has been associated with aging and hypertension in

supine posture. However, the effects of orthostatism on aortic distensibility of normal and hypertensive individuals are not well defined.

Objectives: The present study was designed to evaluate the orthostatic influence, compared to supine

posture, in aortic distensibility and the interference of age, blood pressure and heart rate over the large arteries during gravitational stress.

Patients and methods: The present study employed 93 adult patients (mean age 4216 years). The carotid-femoral pulse wave velocity (PWV) was measured as an aortic stiffness index in three different phases: in supine position (basal phase), during head-up tilt test (TT) with 70/20 minutes (orthostatic phase) and after the return to supine position (recovery phase). Simultaneously to PWV acquisition, measures of blood pressure and heart rate were recorded during all phases of the protocol. The PWV results obtained during the protocol were compared and analyzed in relation to the biological and hemodynamics variables. The experimental data were processed using linear correlation analysis and stepwise multiple linear regression analysis.

Results: The PWV during TT increased significantly when compared to the basal and recovery phases

(11.72.5m/s vs 10.12.3m/s and 9.52.0 m/s respectively; P<0.001). Systolic arterial pressure (r=0.547, r=0.464 and r=0.391 respectively; P<0.001) and age (r=0.593, r=0.638 and r=0.391 respectively; P<0.001) correlated with PWV in all protocols phases. Age and SAP were defined as the principal independent predictors of PWV during TT and was responsible for 49% of total variance during TT (r2 = 0,490). A negative relationship was also observed between PWV and HR during TT (r2 = - 0,13; P<0,001).

Conclusions: The subjects studied presented a permanent increase in pulse wave velocity during

orthostatic posture, which was positively influenced by age and systolic blood pressure and negatively influenced by heart rate. The PWV returned to basal level at the beginning of the recovery phase. This dynamic pattern of PWV response, during postural changes, occurs because of a hydrostatic pressure elevation in the abdominal aorta that has a smaller radius and a increased elastic modulus, producing an anticipation of the reflective component of the wave pulse. These results indicate the possibility of a new hypothesis that can contribute to a better understanding of cardiovascular adaptation to orthostatic stress.

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Jorge Elias - Influência da ortostase no comportamento funcional dos grandes vasos arteriais

A doença cardiovascular tem-se constituído na causa principal de mortalidade na sociedade moderna. Existe uma correlação bem definida entre processos fisiopatológicos no nível das grandes artérias, contribuindo para a morbimortalidade por doença cardiovascular (Laurent et al., 2001). Vários fatores de caráter hereditário, ambiental e relacionados ao envelhecimento, embora apenas parcialmente entendidos, encontram-se envolvidos nessa patogênese (Asmar, 1999a; Benetos et al., 2001; Lajemi et al., 2001). O início e o desdobramento das alterações funcionais e estruturais nas grandes artérias, como, por exemplo, o processo de artério-aterosclerose, têm por muitas vezes seu reconhecimento retardado, não permitindo uma abordagem preventiva no que diz respeito ao acometimento de órgãos-alvo (Haynes et al., 1936; Amar et al., 2001). Torna-se assim evidente a importância da identificação e análise desses marcadores envolvidos no desenvolvimento de lesão arterial na doença cardiovascular (JNC VI, 1997).

Quantidade apreciável de estudos recentes tem mostrado que as grandes artérias deixaram de ser vistas apenas como condutores passivos de sangue com função de transporte e distribuição sanguíneo e passaram a ser encaradas com papel fundamental e complexo na manutenção da fisiologia circulatória bem como na gênese da doença cardiovascular (O’Rourke, 1995; Nichols & O’Rourke, 1998; Domanski et al., 1999; Blacher et al., 1999; Kanda et al., 2000). As grandes artérias podem ser consideradas um órgão funcional que, ao lado das funções citadas acima, acumulam outras, como a endócrina e a parácrina, além da capacidade de amortecer o fluxo pulsátil de sangue. As grandes artérias diferem das pequenas artérias periféricas e musculares não apenas do ponto de vista histomorfométrico. A incidência e a causa de lesões nas grandes artérias também diferem de acordo com o sítio da lesão, bem como do mecanismo que a desencadeia (Asmar et al., 1997; Van der Heijden-Spek et al., 2000). As limitações técnicas, a complexidade estrutural da parede arterial e o comportamento dinâmico das grandes artérias têm dificultado o estudo da árvore arterial em situações muito comuns, como, por exemplo, na resposta e na acomodação ao estresse postural (O’Rourke, 1967; Safar et al. 1995; Asmar et al. 1995; Asmar et al. 1997).

O estudo do comportamento funcional das grandes artérias tem sido exaustivamente avaliado no decúbito supino, de forma não invasiva, por meio da medida da velocidade da onda de pulso (VOP), tomada entre vários seguimentos arteriais (Latham et al. 1987; Asmar et al. 1988; Lehman et al. 1993; Asmar et al. 1995; Asmar et al. 1997).

Estudos epidemiológicos e longitudinais que lançaram mão dessa metodologia demonstraram, de maneira irrefutável, a relevância clínica dessa abordagem na predição de eventos mórbidos

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cardiovasculares (Benetos et al. 1998; Blacher et al. 1999; Amar et al. 2001; Blacher et al. 2001).

Os principais estudos com grandes casuísticas definiram a idade e a PAS como sendo as principais variáveis que respondem pelo comportamento da VOP em decúbito supino (Hallock et al. 1934; Avolio et al. 1985; Avolio et al. 1987; Asmar et al. 1988; Asmar et al. 1995). Entretanto, devido às limitações de ordem ética e metodológica, a resposta funcional dos grandes vasos arteriais não tem sido investigada na postura ortostática (Lathan et al., 1992).

O teste de inclinação vem sendo utilizado de longa data para avaliar o comportamento dos parâmetros hemodinâmicos frente ao estresse gravitacional (Kroeker et al. 1955; Benditt et al. 1996; Lászlo et al. 2001). Apesar dessa técnica permitir a reprodução, de forma bastante aceitável, da ação gravitacional sobre os indivíduos durante a postura ortostática ativa, apenas a partir do final dos anos 80 foram realizados pequenos trabalhos, utilizando primatas, que buscaram avaliar o comportamento da onda de pulso aórtica e a VOP mediante a mudança postural (Lathan et al. 1987; Lathan et al. 1992; Tran et al. 1992).

A análise do comportamento da VOP, tomada de maneira indireta, e a demonstração de seu comportamento variável postural têm apenas um relato na literatura. Nessa análise, contudo, não foi utilizada a VOP carótida-femoral nem dada atenção aos parâmetros hemodinâmicos e antropométricos (Hasegawa et al., 1979).

Possivelmente, o estudo da função das grandes artérias em postura ortostática, mediante a aferição de forma não invasiva da VOP carótida-femoral, pode constituir uma alternativa importante na busca do entendimento dos mecanismos adaptativos vasculares à gravidade e de suas implicações tanto na homeostase cardiocirculatória, no desenvolvimento ou progressão de doença cardiovascular bem como na ocorrência de eventos inadaptativos posturais.

1.1. Características anatomo-funcionais das grandes artérias e sua importância no controle da pressão arterial

As artérias do corpo encontram-se naturalmente sob condições de tensão longitudinal. Isto é demonstrado através da observação da ocorrência de uma retração, quando realizada uma secção total em nível arterial (Nichols & O’Rourke, 1998). A retração é variável e dependente de diversos fatores. O grau de retração é maior na artéria femoral que na aorta e menor nos

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indivíduos mais velhos (idade superior a 35 anos) que nos jovens (Learoyd & Taylor, 1966). A remoção do tecido conectivo gera um acréscimo significativo na retração vascular. Postula-se que as artérias estejam Postula-sempre Postula-sendo submetidas a um estresPostula-se longitudinal, devido à freqüência de crescimento diferente entre as artérias e os tecidos circunvizinhos (Nichols & O’Rourke, 1998).

Além da tensão longitudinal, as forças incidentes sobre a parede arterial também são orientadas na direção radial e circunferencial. Como os vasos sangüíneos são considerados incompressíveis, uma alteração da dimensão em um sentido resulta em alteração da dimensão em pelo menos outro sentido. Outro aspecto importante é que as artérias são estruturas anisotrópicas, isto é, a rigidez é dependente da direção. Estudos realizados com as artérias carótida e aorta mostraram que o enrijecimento longitudinal corresponde a cerca da metade do valor do tangencial (Carew et al., 1968; Patel et al.,1969).

Os constituintes elásticos da parede arterial são, principalmente, as fibras colágenas e a elastina, que formam uma compacta malha estável.

O colágeno e a elastina estão aderidos a uma substância amorfa formada por mucoproteínas. Essa substância não apresenta, isoladamente, propriedade elástica, mas contribui para as propriedades elásticas da artéria (Stehbens, 1979).

Durante pressões de distensão fisiológicas, as fibras de elastina e colágeno, em conjunto com as células musculares lisas, encontram-se orientadas em camadas muito bem definidas. Essas fibras não se encontram estiradas quando ocorre uma pressão intravascular normal, mas são progressivamente recrutadas à medida que ocorre uma elevação da pressão. A relação estresse/tensão não é linear, com a parede arterial tornando-se aparentemente mais rígida diante de pressões mais elevadas (O’Rourke, 1999).

Observa-se uma diferença nítida na distribuição da elastina e do colágeno entre as artérias centrais e as periféricas. Na porção proximal da artéria aorta predomina a elastina, enquanto na porção distal ocorre uma progressiva inversão na relação elastina/colágeno. Essa transição realiza-se rapidamente ao longo dos 5cm distais (em nível do diafragma) da aorta torácica. Estruturalmente, a relação de fibras elásticas/colágeno varia de 3.1:1, na aorta ascendente proximal, para 2.8:1, na região média da aorta torácica, e 0.8:1, na aorta abdominal (Rogers et al., 2001). O módulo elástico do colágeno é muito superior ao da elastina, o que significa dizer que, quanto mais distante do coração, mais rígida se torna a artéria, e seu módulo elástico e sua VOP aumentam. Em outras palavras, a distensão vascular é limitada pelas fibras colágenas, devido ao seu elevado módulo elástico de Young (O’Rourke, 1999; London &

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Guerin, 1999). As artérias mais periféricas, como a radial e a femoral, são mais rígidas que, por exemplo, a aorta. Elas se distendem muito menos que as artérias proximais e sua relação estresse/tensão é mais linear. Isso significa que elas não se tornam mais rígidas diante de maiores pressões de distensão.

Do ponto de vista hemodinâmico, a pressão arterial é expressa como o produto da resistência periférica total pelo débito cardíaco. Essa relação define a pressão arterial média, considerada uma constante ao longo do ciclo cardíaco. Essa visão tradicional, embora baseada na relação entre pressão e fluxo através do tempo no sistema cardiovascular, não leva em conta a natureza pulsátil da pressão sangüínea (London & Guerin, 1999).

Uma visão mais integrada da pressão arterial e da doença cardiovascular seria a de atribuir a ambas o componente estático (baseado na pressão arterial média) e o componente pulsátil (baseado nas pressões sistólica, diastólica e pressão de pulso) (Safar, 1989). Para isso se requer uma apreciação de duas funções do sistema arterial: a primeira é que as artérias servem como condutores, fornecendo suprimento adequado de sangue aos tecidos e órgãos; a segunda, que é complementar à primeira e muitas vezes descrita como função de amortecimento, é que as grandes artérias transformam o fluxo pulsátil gerado pela contração dos ventrículos em um fluxo de sangue contínuo para a periferia (London & Guerin., 1999). Visando exercer de forma efetiva a sua função de condutoras, as grandes artérias necessitam fornecer o sangue proveniente do coração aos tecidos periféricos e aos órgãos, de acordo com suas necessidades metabólicas. Para garantir uma troca metabólica eficiente, um fluxo sangüíneo contínuo, estável e constante deve atingir o sistema arteriolar e capilar. A fim de manter esse fluxo estável, uma “cabeça” de pressão constante, representada pela pressão arterial média, deve ser aplicada para suplantar a resistência ao fluxo causada pela viscosidade sangüínea e a fricção. Para um determinado débito cardíaco, a pressão arterial média é determinada pela área de secção transversa e pelo número de arteríolas e artérias. Sendo assim, do ponto de vista hemodinâmico, a função condutora das grandes artérias é dependente da pressão arterial média, do fluxo sangüíneo e da inter-relação desses fatores.

O principal papel das artérias como amortecedoras é o de deprimir as oscilações de pressão ocasionadas pela natureza intermitente da ejeção ventricular (Nichols & O’Rourke, 1998). A eficiência dessa função de amortecimento é determinada pelas propriedades viscoelásticas da parede arterial, descritas em termo de complacência, distensibilidade, ou enrijecimento (o inverso da distensibilidade). A complacência é calculada pela relação entre as mudanças na pressão de distensão (P) dentro da artéria e as mudanças concomitantes no raio (ou no

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volume V), como uma curva (V/P) da relação pressão/volume. Isso significa dizer que a complacência não é determinada apenas pelas propriedades mecânicas da parede arterial, mas também pela geometria e tamanho do vaso. Além disso, visto que a relação pressão/volume da maioria dos sistemas biológicos é não linear, a complacência é também dependente da pressão (London & Guerin, 1999).

Através da realização dessa função de amortecimento, o sistema arterial é capaz de acomodar instantaneamente todo o volume de sangue ejetado e drená-lo durante a diástole. Esta função, denominada Windkessel function, transforma então o fluxo pulsátil das grandes artérias em fluxo estável, necessário aos tecidos da periferia (Nichols & O’Rourke, 1998; Asmar et al., 1999; London & Guerin, 1999).

Em condições normais, durante a sístole, aproximadamente 40% do volume sistólico são enviados diretamente para os tecidos periféricos, enquando os 60% restantes são armazenados nas artérias capacitivas (aorta e grandes artérias), distendendo suas paredes e estocando parte da energia para estar disponível durante a diástole. Na diástole, a energia armazenada ou acumulada retrai a aorta, comprimindo o sangue armazenado em direção à circulação periférica.

Em situações nas quais ocorra uma diminuição da distensibilidade arterial, uma maior proporção do volume sistólico é direcionada para a circulação periférica (50%) e menos sangue é amortecido na árvore arterial durante a sístole (50%). Como conseqüência, a amplitude da onda de pulso arterial e a pressão arterial sistólica ficam aumentadas. Após o fechamento da válvula aórtica, a pressão arterial começa a cair, à medida que o sangue é drenado para as artérias periféricas. A pressão diastólica mínima é determinada pela duração do intervalo diastólico (freqüência cardíaca) e a freqüência de queda da pressão. A freqüência de queda da pressão é influenciada pela resistência periférica e pelas propriedades viscoelásticas das artérias. Sendo assim, para um determinado valor da resistência vascular, a queda da pressão diastólica também pode ser maior, se ocorrer um maior endurecimento das grandes artérias (London & Guerin, 1999).

As propriedades mecânicas da parede arterial também são determinantes da propagação e reflexão da onda de pressão ao longo das artérias. A ejeção ventricular gera uma onda de pressão primária (onda incidente), que se move para fora do coração com uma velocidade finita, denominada velocidade da onda de pulso, a qual aumenta com o enrijecimento arterial. A onda incidente é refletida em qualquer ponto de descontinuidade estrutural ou geométrica da parede arterial, gerando uma onda refletida que viaja antidromicamente em direção à aorta

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ascendente (O’Rourke, 1967; Murgo et al., 1980; Nichols & O’Rourke, 1998). Sendo assim, a reflexão da onda é dependente da altura do indivíduo e das características anatômicas da árvore arterial (Avolio et al., 1984). Possíveis sítios de reflexão incluiriam pontos de ramificação vascular, áreas de alteração da distensibilidade arterial e arteríolas de alta resistência (O’Rourke, 1967; Nichols & O’Rourke, 1998). No ser humano, os principais sítios de reflexão arterial estão em nível da região aórtica, onde se originam as artérias celíaca, mesentérica e renal, bem como as regiões periféricas após a bifurcação da aorta terminal (Latham et al., 1985).

As ondas de reflexão geradas influenciam a forma das ondas de pressão e de fluxo. Além disso, a pressão e o fluxo observados em qualquer ponto do sistema arterial são uma mistura entre as ondas incidentes e as refletidas (O’Rourke, 1967; London & Guerin, 1999).

A reflexão de onda é uma conseqüência necessária do desenho anatômico vascular (término dos condutos de baixa resistência em arteríolas de alta resistência). Esse fato é aproveitado na natureza para gerar uma elevação pressórica no início da diástole, permitindo assim uma adequada perfusão coronariana sem aumento significativo da pressão arterial durante a sístole (O’Rourke, 1967). Esse arranjo favorável é absolutamente dependente de uma VOP aórtica relativamente baixa.

O aumento da rigidez arterial gera um aumento da velocidade da onda de pulso e pode ser responsabilizado por um retorno precoce da reflexão de onda. Isso pode fazer com que a onda refletida retorne durante a fase sistólica da onda de pulso, aumentando assim a porção sistólica da onda de pressão incidente e contribuindo ainda mais para uma elevação da pressão sistólica.

A reflexão de onda é tão importante que é considerada a maior causa de incremento na pressão sistólica e de diminuição da ejeção ventricular que acontece com o envelhecimento (Nichols et al., 1985).

Apesar de a transmissão e a reflexão de onda serem aspectos já bem estabelecidos na fisiologia cardiocirculatória, elas são ignoradas, e modelos circulatórios mais simplistas são geralmente os mais utilizados (modelo Windkessel). Nesse modelo, assume-se que a pressão gerada pela contração cardíaca seja transmitida instantaneamente através do sistema arterial, em um tempo relativamente curto e de forma finita. Presume-se, assim, com esse modelo, que a pressão de pulso gerada pela contração cardíaca se encerre antes de um próximo batimento e que exista apenas uma pressão sistólica e diastólica, que se mantém inalterada ao longo do território arterial (Nichols & O’Rourke, 1998).

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1.2. Papel da medida da VOP na avaliação funcional dos grandes vasos

As artérias são um tubo viscoelástico, cujo diâmetro varia com a pressão pulsátil. Além disso, elas também são responsáveis pela propagação das ondas de pressão e de fluxo, geradas pela ejeção de sangue do ventrículo a uma certa velocidade, propagação que é amplamente determinada pelas propriedades elásticas da parede arterial. O conhecimento das propriedades viscoelásticas das grandes artérias é reconhecido como essencial e fundamental na homeostase cardiovascular (Nichols & O’Rourke, 1998).

O reconhecimento de que alterações vasculares levavam a uma mudança na rigidez da artéria e de que essa, em contrapartida, alterava a freqüência com a qual a onda de pulso se movia ao longo do vaso levou a uma renovação do interesse na medida da velocidade de onda de pulso, na pesquisa das modificações arteriais relacionadas à doença cardiovascular (Asmar et al., 1997). Essa medida é comumente utilizada para avaliar a distensibilidade arterial como índice de rigidez arterial (McDonald, 1967; Avolio, 1991).

A medida da VOP pode ser realizada em várias artérias: (1) na dos membros superiores, através da medida da VOP braquial-radial; (2) na dos membros inferiores, através da medida da VOP femoral-tibial; e (3) na aorta, através da medida da VOP carótida-femoral.

A VOP carótida-femoral tem sido atualmente um dos índices de rigidez aórtica mais utilizado em estudos clínicos e epidemiológicos (Avolio et al., 1983; Avolio et al., 1985; Kelly et al., 1989; Pannier et al., 1994a; Pannier et al., 1994b; Benetos et al., 1996; Sá Cunha et al., 1997; Blacher et al., 1998; Lacolley et al., 1998; Megnien et al., 1998; Sá Cunha et al., 1997; Smulyan., 1998; Ferreira et al., 1999; Benetos et al., 2001).

A VOP é derivada das medidas do tempo de trânsito do pulso (t) e da distância (D) coberta pelo pulso entre dois sítios de registro, obtida pela fórmula:

VOP (cm/s) = D/t

O tempo de trânsito é determinado pelo tempo de retardo entre a porção inicial de duas ondas de pulso, a proximal (A) e a distal (B). Ao contrário do registro da onda de pulso, que é obtido de maneira fácil e rápida, as determinações manuais do ponto máximo e a medida de retardo entre as duas ondas de pulso eram procedimentos tecnicamente difíceis e exigiam grande dispêndio de tempo, fatores que desencorajaram o uso clínico da VOP em larga escala. Recentemente, um sistema automático de medida da VOP, denominado Complior (Colson, Garges-les-Gonesse, França) foi desenvolvido. Esse sistema permitiu o registro contínuo da onda de pulso e o cálculo automático da VOP (Asmar et al., 1995a). Nesse estudo, Asmar e

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seus colaboradores procuraram avaliar a reprodutibilidade da medida automática da VOP, comparada à medida manual simultânea (método padrão) em 56 indivíduos normotensos e hipertensos não tratados, de ambos os sexos. Os autores observaram uma diferença média de 0,2  0,45 m/s entre os dois procedimentos (método manual: 11,05  2,58 m/s; método automático: 10,85  2,44 m/s; diferença: 0,20  0,45 m/s, P<0,05). Em termos absolutos, essa diferença de 2% entre os dois métodos aplicados foi considerada insignificante, quando comparada aos valores obtidos habitualmente em estudos envolvendo o uso de drogas, em que se observaram variações da VOP da ordem de aproximadamente 10% (Kelly et al., 1989; Pannier et al., 1994a; Benetos et al., 1996).

Além disso, os resultados mostraram um bom índice de concordância entre o método manual (método padrão) e o método automático (Complior), com um coeficiente de correlação linear entre os dois de r = 0,99 (automática = 0,93; manual = 0,89) (Asmar et al., 1995a). O coeficiente de reprodutibilidade interobservador e intra-observador, utilizando-se os dois métodos, foi > 0,90, refletindo assim a alta reprodutibilidade das medidas (Asmar et al., 1995).

A aplicabilidade clínica desse método foi analisada em uma população de 418 indivíduos de ambos os sexos, sem antecedentes de tratamento ou complicação cardiovascular (idade de 46

 12 anos [ 1 DP]; variando de 18 a 77 anos). Nesse grupo de indivíduos, os valores obtidos da pressão arterial, medida com esfigmomanômetro com coluna de mercúrio, variou de 98 a 222 mmHg para a PAS e de 62 a 130mmHg para a PAD (Asmar et al., 1995a). Nesse estudo foi também observado um comportamento similar da VOP em relação à idade e à PAS em indivíduos normotensos e hipertensos não tratados. Essa relação pode ser expressa pela seguinte fórmula, que representa a VOP na população total do estudo:

VOP = 0,07 x PAS + 0,09 x Idade – 4,3 (Equação 1),

onde a VOP é expressa em m/s, a PAS em mmHg e a idade em anos.

No subgrupo dos indivíduos normotensos (n = 178, pressão arterial  140/90 mmHg), essa relação foi representada pela equação

VOP = 0,06 x PAS + 0,09 x Idade – 2,3 (Equação 2),

enquanto no subgrupo dos indivíduos hipertensos (n = 240, pressão arterial >140/90mmHg) a VOP foi expressa de acordo com a fórmula

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VOP = 0,06 x PAS + 0,09 x Idade – 2,7 (Equação 3).

Tem sido demonstrado que ocorre um aumento da rigidez arterial com a idade (Avolio et al., 1983; Kawasaki et al., 1987; Van der Hejden-Spek et al., 2000; Rogers et al., 2001; Benetos et al., 2002), com a hipertensão arterial sistêmica (Nichols & O’Rourke, 1998; Benetos et al., 2002), com o diabetes (Lehmann et al., 1992), com a aterosclerose (Wada et al., 1994) e com a doença renal terminal (London et al., 1990). As conseqüências mais óbvias do enrijecimento arterial são o aumento da pressão pulsátil ocasionado pelo aumento da PAS e a diminuição da PAD, ambos desencadeando um aumento da pós-carga ventricular e alterando a perfusão coronariana (Nichols & O’Rourke, 1998; London et al., 1990). Uma PAS e PP elevadas, uma baixa PAD e hipertrofia do VE têm sido identificadas como fatores de risco, independentes de morbimortalidade cardiovascular na população geral (Dárne et al., 1989; Witerman et al., 1994; Fang et al., 1995).

A morbidade e a mortalidade em hipertensos são determinadas principalmente por lesões arteriais, que podem ocorrer em diferentes regiões da circulação (ex.: rim, cérebro, coronárias), causando nefroangioesclerose, acidente vascular cerebral ou infarto do miocárdio, respectivamente). Apesar da heterogeneidade arterial, anormalidades estruturais e funcionais são usualmente observadas em um estágio inicial da hipertensão, seja em grandes, seja em pequenas artérias. Essas alterações modificam as propriedades fisiológicas e mecânicas da parede arterial, o que pode tornar-se clinicamente evidente pelo aumento da pulsatibilidade arterial ou da pressão de pulso (Asmar et al., 1997).

Uma vez que o enrijecimento arterial pode ser avaliado de maneira não invasiva, através das medidas da VOP, Blacher et al. (1999) realizaram um estudo transversal envolvendo 710 pacientes hipertensos de ambos os sexos. Avaliaram a habilidade da VOP aórtica em atuar como um marcador individual de risco cardiovascular, integrando os danos ateroscleróticos vasculares ocasionados pelos vários fatores de risco cardiovasculares estabelecidos pela equação de Framingham (Anderson et al., 1991). Observaram um aumento constante de todos os riscos (infarto agudo do miocárdio, insuficiência cardíaca congestiva, acidente vascular cerebral, doença cardiovascular e morte por doença cardiovascular) com o aumento da VOP. A relação entre a VOP e o risco cardiovascular em 10 anos foi significativa (r = 0,495; P<0,001), e a correlação com os outros riscos, do mesmo nível estatístico (r variando de 0,44 a 0,50). Além disso, a VOP foi mais bem preditora que a HAS para todos os eventos, com exceção do acidente vascular cerebral. A VOP foi, independente da idade, o preditor mais potente de mortalidade cardiovascular com razão de desigualdade odds ratio no grupo

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com alto risco de mortalidade cardiovascular, com VOP superior a 13,5m/s de 7,1 (95% IC 4,5 a 11,3) (Blacher et al., 1999).

A idade também tem sido reconhecida como uma das variáveis de maior significância relacionada ao enrijecimento da árvore arterial (Avolio et al., 1985; Lakatta et al., 1987; Kelly et al., 1989; Asmar et al., 1995a; Rogers et al, 2001).

A inter-relação entre VOP e idade é muito mais íntima que entre VOP e branqueamento dos cabelos ou perda da elasticidade da pele e apresenta um coeficiente de correlação de 0,94 (Bulpitt et al., 1999).

Tem sido sugerido que o aumento da rigidez das artérias com a idade é resultante não apenas de alterações na estrutura e conteúdo de escleroproteínas em sua parede, mas também de um aumento relativo da espessura parietal, devido a um aumento do calibre e da espessura de sua camada média. Esse aumento no volume em nível da aorta é considerado um mecanismo útil para compensar a perda da capacidade de buffering associada ao aumento da rigidez, permitindo a manutenção da relação pressão/volume em níveis baixos. Entretanto, como resultante do enrijecimento e do aumento do calibre da aorta, um maior volume sangüíneo permanece na aorta no final da diástole. Isso gera um aumento da força de inércia que se contrapõe à ejeção ventricular, afetando consideravelmente a performance miocárdica (Kawasaki et al., 1987).

Apesar de o fator idade ser um preditor de morbimortalidade, pelo menos parte do aumento do risco cardiovascular deriva do efeito adverso do aumento da pressão arterial (e, presumivelmente, da rigidez arterial) sobre o ventrículo esquerdo (Casale al., 1986; Levy et al., 1989). No estudo Framingham, cada aumento de 20mmHg na PAS foi associado ao aumento de 10,6g na massa do VE, em indivíduos do sexo masculino entre 60 e 90 anos (Levy et al., 1989). A hipertrofia ventricular esquerda, de sua parte, é um poderoso fator de risco independente para subseqüentes eventos cardíacos (Levy et al., 1989). Mesmo em uma população de normotensos, um aumento da massa ventricular esquerda associado à idade foi demonstrado e pode ser devido, em parte, ao aumento da rigidez arterial idade-dependente (Gerstenblith et al., 1977; Gardin et al., 1979).

Avolio (1985) demonstrou um aumento percentual similar da VOP relacionado ao aumento da idade em população rural e urbana da China. Entretanto, a VOP da população urbana, que consumiu mais sódio e teve maior prevalência de hipertensão que a população rural, foi consideravelmente mais alta. Em uma outra população orientada à injesta hipossódica por período de dois anos, o aumento da VOP esperado relacionado à idade não ocorreu (Avolio et

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al., 1986). Sendo assim, além da idade em si, vários fatores provavelmente exercem influência significativa na rigidez arterial, tais como diferenças étnicas (Ferreira et al., 1999), diferenças genéticas (Lajemi et al., 2001; Roger et al., 2001), sexo (Van der Heijden-Spek et al., 2000), hábitos diários de atividade e de alimentação (Avolio et al., 1985), bem como prevalência de pressão arterial elevada e de outras doenças vasculares.

Estudando o comportamento da VOP aórtica por ressonância magnética, com contraste de fase com corte parassagital, Rogers et al. (2001) foram capazes de realizar medidas simultâneas em múltiplos segmentos da artéria aorta. Esses autores observaram um aumento da VOP idade-dependente mais significativo em nível da porção “proximal” da aorta, quando comparado ao da região dita “média” e “distal”. Quando os indivíduos foram divididos em dois grupos, esse incremento mais evidente segmentar só foi evidenciado nos voluntários com idade superior a 55 anos (VOP proximal = 10,6  2,5m/s, VOP medial = 9,2  2,8m/s e VOP distal = 7,1  1,7m/s, P = 0,006). A análise de regressão linear mostrou uma importante inter-relação entre idade e VOP na aorta proximal (r = 0,8, P<0,001). O efeito significativo da idade na porção proximal foi mantido após análise de regressão linear múltipla (beta = 0,120, P = 0,015).

Isso sugere que, como ocorre uma progressiva fragmentação da elastina com o envelhecimento, pode-se esperar que esse fato provoque maior alteração em nível da aorta ascendente, região com maior prevalência da elastina em relação ao colágeno. É provável que essas alterações se façam devido ao efeito do estresse cíclico repetitivo aórtico com o envelhecimento (Groenink et al., 1999). Observa-se, de fato, que o envelhecimento leva a uma diminuição do componente glicoprotéico das fibras de elastina, que diminuem, desaparecem ou se tornam fragmentadas e com maior conteúdo de cálcio. O aumento da mineralização (cálcio, fósforo) na elastina está associado a um maior conteúdo de aminoácidos mais polares que favorecem o enrijecimento vascular (Lakatta, 1993). Outras possíveis causas dessas alterações devem-se a uma provável diminuição do óxido nítrico regional (Rogers et al., 2001).

Novos dados sugerem que, embora as alterações das grandes artérias sejam reconhecidamente os principais fatores relacionados ao enrijecimento arterial idade-dependente, o endotélio possa ter uma importante participação na regulação funcional local, pela liberação de substâncias vasoativas, como, por exemplo, o óxido nítrico (ON) (Wilkinson et al., 1999; Fitch et al., 2001; Kinlay et al., 2001).

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Em estudo com ratos Sprague-Dawley anestesiados, Fitch et al. (2001) observaram que a injeção de L-NAME, um inibidor do ON sintetase, desencadeou um aumento significativo da VOP aórtica, independente de mudanças na pressão arterial provocadas pela infusão de felinefrina. Esses autores demonstraram que o ON modula a complacência vascular, independentemente de alterações nos níveis da PA, e que um sistema do ON intacto se faz necessário para a manutenção de uma complacência vascular normal.

Kinlay et al. (2001) também observaram, através do estudo de índices de elasticidade (inter-relação pressão-área, complacência instantânea, módulo elástico e VOP) em homens jovens, por meio de medida com ultra-som intravascular, um papel do ON como modulador da elasticidade vascular, e levantaram a possibilidade de que a liberação contínua de ON endógeno possa estar associada a fatores de risco cardiovasculares.

Por fim, recentemente, Benetos et al. (2002), através de estudo longitudinal realizado com indivíduos hipertensos tratados e com indivíduos normotensos, observaram que, ao longo de um período de 6 anos, os indivíduos hipertensos tratados apresentaram um maior enrijecimento arterial do que o do grupo de normotensos, indicando uma aceleração do envelhecimento arterial nesse subgrupo. Três fatores foram identificados como responsáveis pelo incremento dos valores da VOP nos pacientes hipertensos tratados: níveis elevados da PA, aumento da FC e incremento nos níveis séricos da creatinina.

1.3. Postura ortostática e o estresse gravitacional

A possibilidade de se adotar a postura ortostática é, sem dúvida, um marco na evolução da espécie humana e tem motivado extensa pesquisa nas áreas fisiológica e antropológica. Os mecanismos de elevação para postura ortostática e suas complicações têm sido investigados através dos séculos (Hellebrandt & Franssen, 1943). Os anatomistas não consideram que a adaptação postural do corpo humano seja uma transformação peculiar que tenha acontecido com o homem, mas sim que seja a culminação de uma série de fases evolucionárias as quais possam ter-se iniciado no corpo dos predecessores primatas (Haynes, et al., 1936). A mudança da postura quadrúpede para a bípede impôs dificuldades que podem ser interpretadas por meio de vários sinais representativos de uma adaptação inadequada ao estresse ortostático (Goulon, et al., 1980).

O bipedismo pressupõe uma completa reorganização da ortodinâmica do corpo humano quando comparado ao de outros mamíferos. Isso implica uma reorganização diferente do

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suprimento energético para o corpo (oxigênio e nutrientes). Como o oxigênio e os nutrientes são conduzidos através do sangue, espera-se uma completa reorganização e rearranjo do suprimento sangüíneo entre as diferentes regiões do corpo, quando se muda da postura quadrúpede para a bípede (Abitbol, 1988). Sendo assim, a hemodinâmica também deve ser diferente.

O problema da distribuição do fluxo sangüíneo é muito mais complexo no ser humano, dada a presença de um cérebro de maiores proporções. Não apenas devido a esse órgão, que representa 2% do peso corporal total no homem, demandar 15% do DC em repouso, mas também à necessidade de manutenção de um débito estável independente de postura e locomoção (Abitbol, 1989).

A mudança da postura supina para a ortostática resulta em um deslocamento do sangue do nível do tórax para o sistema venoso subdiafragmático, fenômeno usualmente denominado de

venous pooling (Akselrod et al., 1997). Se ajustes compensatórios não ocorrem prontamente

após a mudança de postura, a pressão arterial cai e o índivíduo pode apresentar desde sintomas mais brandos relacionados à intolerância ortostática até a perda súbita da consciência (Streeten et al., 1996).

Embora a gravidade seja universalmente reconhecida como a principal força deformadora que atua contra o corpo humano por meio da mudança de postura, suas implicações no sistema arterial, principalmente nas grandes artérias, gerando oscilação constante nas suas propriedades funcionais, que poderiam desencadear alterações estruturais significativas com possíveis influências no desenvolvimento e morbimortalidade por doenças cardiocirculatórias, não se encontram bem definidas (Jones 1933; Akkerman et al. 1995; Naschitz et al. 1996, Convertino et al. 2001; Lászlo et al. 2001).

De qualquer forma, fica claro neste ponto que, a despeito de todos os benefícios inerentes à postura ortostática, o estresse gravitacional veio a ser considerado como uma variável fundamental capaz de afetar a homeostase circulatória.

Já em 1904, Erlanger & Hooker observaram, utilizando o teste de inclinação passivo, que a aceleração da freqüência cardíaca e a diminuição da pressão de pulso ocorriam na postura ereta. Consideraram esse padrão de comportamento similar ao observado durante evento hemorrágico e julgaram ser essa a resposta normal do ser humano ao estresse postural (Hellebrandt & Franseen, 1943).

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Turner (1929) ressaltou que o ajuste circulatório seria particular para cada indivíduo, de acordo com seu padrão pessoal, e que alguns padrões de resposta individual seriam superiores a outros (Haynes et al., 1936).

Em indivíduos normais, vários mecanismos regulatórios mantêm a pressão arterial em níveis necessários à perfusão apropriada dos órgãos vitais, especialmente do cérebro. O reflexo ortostático inicial é mediado exclusivamente pelo sistema neural regulatório. O sistema regulatório aumenta a freqüência cardíaca, a contratilidade cardíaca e o tônus vascular por meio de uma diminuição da descarga vagal e do aumento da descarga simpática (Rossberg et al., 1987; Kaplan, 1992; Akselrod et al., 1997). A adoção da ortostase gera uma liberação imediata de norepinefrina. Durante o prolongamento do período em ortostase, reflexos adicionais do sistema humoral, que inclui a secreção de hormônio natriurético, renina e aldosterona, são envolvidos com a manutenção da pressão arterial (Kaplan, 1992; László, et al., 2001).

Outro aspecto a ser considerado é que a estrutura anatômica humana não conduz à estabilidade hemodinâmica por si só. O padrão estrutural em segmentos, o seu centro de gravidade colocado alto, no nível de S2, sobre uma base suporte relativamente pequena, e a situação do cérebro são também fatores que favorecem uma susceptibilidade maior à ação gravitacional, o que demanda uma perfeita adaptação funcional e anatômica para manutenção da homeostase circulatória. Entretanto, a linha da gravidade no homem incide sobre os pés, na postura ereta, requerendo assim um esforço muscular mínimo. Dessa forma, a postura ereta no homem, embora gere um gasto suplementar energético, permite uma maior economia de energia, quando comparado com os quadrúpedes (Abitbol, 1988, 1989).

A oposição hidrostática ao retorno venoso, a perda de fluido para o terceiro espaço, a redução do retorno venoso e a diminuição do débito cardíaco atuam como estímulos múltiplos, gerando uma variedade de mecanismos compensatórios (Schtzman et al., 1994; Gabbett et al., 2001). Além disso, o estresse gravitacional pode ser agravado pelo nível de atividade física, pela temperatura ambiente, pelo uso de fármacos e por processos fisiopatológicos dos mais variados, todos capazes de aumentar a disparidade entre a capacidade volumétrica vascular e o volume de fluxo sangüíneo (Tripathi et al.,1984; Sawka et al., 2000; Fadel et al.,2001).

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1.4. Resposta dinâmica a postura ortostática

Comparada com a posição supina na postura de pé, a influência da gravidade causa gradientes de pressão em todos os compartimentos fluidos do corpo, incluindo as veias e as artérias. O efeito principal é a redistribuição do volume venoso, interferindo, dessa forma, na pressão sangüínea global. O volume venoso dos membros inferiores aumenta em aproximadamente 500-700ml (Kaplan, 1992). Cerca de 200-300ml do sangue são transferidos para as veias abaixo do abdômen. Essa translocação de volume sangüíneo é derivada principalmente do compartimento intratorácico e resulta em diminuição da pressão de enchimento cardíaco e do volume sistólico (Wang et al., 1960; Stevens, 1966; Wieling & Shepherd, 1992; Montastruc et al., 1993). A distribuição do volume sangüíneo faz-se de maneira complexa, devido às características intrínsecas do sistema venoso, ao efeito de bombeamento da musculatura esquelética dos membros inferiores (musculatura antigravidade) e de deslocamento do ponto indiferente hidrostático (Akkerman et al., 1995).

A capacidade de manter o débito cardíaco e a PAM durante o “desafio” ortostático pode ser influenciada pelo comprometimento do retorno venoso. Entre outros fatores, a redução do retorno venoso pode resultar de uma combinação da diminuição do volume sangüíneo total com o acúmulo de sangue nos membros inferiores, que pode subseqüentemente ocasionar uma pressão de enchimento subnormal ventricular e desviar a curva de Frank-Starling para uma porção na qual a capacidade de compensar a hipotensão ortostática se encontra limitada (Levine, 1993; Olsen et al., 2000; Convertino, 2001).

Embora estudos iniciais tenham demonstrado uma diminuição do fluxo sangüíneo cerebral durante a postura ortostática (Scheinberg & Stead, 1949), atualmente se sabe que a perfusão cerebral nos humanos é mantida através da auto-regulação cerebrovascular, que permite um funcionamento cerebral efetivo e uma distribuição de fluxo regional satisfatória dentro de uma ampla variação da pressão de perfusão (Ouchi et al., 2001).

Em comparação com o que ocorre com animais quadrúpedes (cachorro), o ser humano apresenta uma distribuição mais constante do fluxo sangüíneo total nos vários segmentos corporais, durante a postura ortostática, inclusive para as grandes artérias, sugerindo uma melhor adaptabilidade funcional ao estresse gravitacional (Abitbol et al., 1989).

A redistribuição do volume, do fluxo e da pressão sangüínea, ocasionada pela adoção da postura ereta, pode colocar em risco a pré-carga, a pressão arterial e a perfusão orgânica e é contrabalançada por uma seqüência compensatória de mecanismos neuro-humorais

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inter-Jorge Elias - Influência da ortostase no comportamento funcional dos grandes vasos arteriais

relacionados, que se opõem ao direcionamento contínuo caudal circulatório imposto pela pressão hidrostática (László et al., 2001).

Vários desses mecanismos regulatórios ocorrem de maneira imediata em resposta aos efeitos da gravidade.

O ajuste inicial à ortostase é mediado pelo sistema neural regulatório (Wieling & Shepherd, 1992; Montastruc et al., 1993). Os principais receptores envolvidos nesses ajustes são os mecanorreceptores cardiopulmonares, localizados no nível do átrio direito e das veias pulmonares e dos receptores sinoaórticos, localizados respectivamente no seio carotídeo e no arco aórtico (Sanders et al., 1989). Além de esses barorreceptores responderem, de forma isolada, pelas alterações do volume circulatório, existe uma interação complexa inibitória entre o barorreflexo cardiopulmonar e o sinoaórtico, fazendo com que uma redução no input aferente cardiopulmonar aumente o ganho do barorreflexo sinoaórtico (Jacobsen et al., 1993). Em última instância, a diminuição da ativação dos receptores cardiopulmonares produz uma vasoconstricção periférica para manutenção da normotensão em face da diminuição da pressão venosa central e do DC (Xiangrong S. et al., 1996).

O objetivo primário do barorreflexo arterial é manter a pressão arterial próxima de um ponto de referência por um período de tempo relativamente curto. A regulagem rápida dos barorreceptores arteriais, independentemente do novo nível da pressão, deve-se ao fato de que esse reflexo age como um sistema “tampão” eficaz sobre as flutuações da pressão arterial que ocorrem na vida cotidiana. Os barorreceptores arteriais também desempenham um papel menor no controle, a longo termo, do nível da pressão arterial (Siché et al. 1995).

Esses barorreceptores aórtico-carotideanos inibem tonicamente os centros vasomotores do tronco cerebral. Uma diminuição na pressão sangüínea remove esse estimulo inibitório, resultando em aumento do tônus simpático e diminuição do tônus parassimpático (Mancia & Mark, 1983).

Do ponto de vista funcional, os dois componentes do barorreflexo arterial (carotídeo e aórtico) não são equivalentes. Sugere-se que o barorreflexo aórtico tenha um maior limiar e menor sensibilidade que o barorreflexo carotídeo (Sanders et al., 1989).

A informação dos barorreceptores é transmitida pelos nervos de Hering (nervo do seio carotídeo) e de Ludwig Cyon, que acompanham o trajeto do nono e do décimo par craniano até os centros do tronco cerebral. Esses dois nervos são a via aferente do reflexo, enquanto a via eferente é realizada pelo vago e pelas vias simpáticas que correm em nível da medula