UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE PERNAMBUCO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM HEBIATRIA
CURSO DE MESTRADO EM HEBIATRIA
ALINE CABRAL PALMEIRA
ASSOCIAÇÃO ENTRE A VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA E OS DIFERENTES CONTEXTOS DA ATIVIDADE FÍSICA EM
ADOLESCENTES
CAMARAGIBE 2016
ALINE CABRAL PALMEIRA
ASSOCIAÇÃO ENTRE A VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA E OS DIFERENTES CONTEXTOS DA ATIVIDADE FÍSICA EM
ADOLESCENTES
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Hebiatria: determinantes de saúde na adolescência, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre.
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Determinantes de saúde na adolescência LINHA DE PESQUISA: Comportamentos relacionados à saúde na
adolescência
ORIENTADOR: Prof. Dr. Raphael Mendes Ritti-Dias CO-ORIENTADOR: Prof. Dr. Rodrigo Cappato de Araújo
CAMARAGIBE 2016
Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que
citada a fonte.
Dados internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
P172a Palmeira, Aline Cabral
Associação entre a variabilidade da frequência cardíaca
e os diferentes contextos da atividade física em adolescentes: Aline Cabral Palmeira; Orientadores: Raphael Mendes
Ritti Dias e Rodrigo Cappato de Araújo.-- 2016. 76 f.: il.
Dissertação (mestrado em Hebiatria) - Universidade Pernambuco, Campus Camaragibe, 2016
1. Sistema Nervoso Autônomo. 2. Atividade Motora. 3. Adolescente. I.Dias, Raphael Mendes Ritti. II.Araújo, Rodrigo Cappato de. III.Universidade de Pernambuco - Campus Camaragibe - Mestrado em Hebiatria. IV. Título.
CDD: Ed. 22 -- 616.00835 Claudia Henriques CRB4/1600 BFOP 007/2016 Acervo 209042
Aline Cabral Palmeira
Associação entre a variabilidade da frequência cardíaca e
os diferentes contextos da atividade física em adolescentes
Esta dissertação foi julgada adequada à obtenção do título de mestre em Hebiatria e aprovada em sua forma final pela Faculdade de Odontologia de Pernambuco - FOP/UPE.
Camaragibe, 23 de Fevereiro de 2016.
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Raphael Mendes Ritti-Dias
Prof. Dr. Mauro Virgílio Gomes de Barros
_______________________________________________________________
Prof. Dr. Rafael Miranda Tassitano (UFRPE)
AV. GENERAL NEWTON CAVALCANTI, 1650 - TABATINGA - CAMARAGIBE - PE
CEP: 54.753-220 CNPJ: 11.022.597/0003-53 FONE: (81) 3184-7652
AGRADECIMENTOS
Assim como bem disse o filósofo Aristóteles “Uma andorinha só não faz verão”, eu lhes digo “Uma Aline só não faz uma dissertação”. Dissertação esta que é o resultado de dois inesquecíveis anos, necessários para minha conclusão de Mestrado e que de maneira surpreendente foram necessários para minha formação pessoal. Por tanto, seria no mínimo injustiça não repassar a essas incríveis pessoas, algumas já sempre presentes outras que eu tive o prazer de encontrar no meio do caminho os meus sinceros agradecimentos.
À minha mãe, Haidê, minha irmã Viviane e minha avó Emília que torceram, rezaram, acenderam muitas velas para que eu passasse na seleção do Mestrado e para que eu sobrevivesse ao tempo que passei longe deles. Ao meu pai pelo apoio eterno, pela compreensão, por tanta dedicação e empenho para que eu e minha irmã tivéssemos a melhor educação e lógico, pelo auxílio financeiro sempre que necessário. À Clara, que por ser uma irmã que a vida me deu, merece estar no parágrafo Família, obrigada por segurar a barra provocada pela minha ausência e por estar sempre de braços abertos e casa limpa para me receber não importando nem a época nem o tempo que durar. Ao meu namorado, Leandro, meu imenso obrigada por entender os momentos ausentes, pelo apoio e grande ajuda durante todos esses anos.
Aos queridos amigos do Uantchop, Aquiles, Arlen, Baixinho, Cecília, Júlia, Ludmila, Snow, Thiê, Tiago, Valter, Yuri e Xulinho que durante anos são expectadores e fiéis torcedores das minhas conquistas.
Ao meu orientador da graduação Msc. Marco Valois, que foi quem me abriu as portas para o mundo científico. Ao meu co-orientador Dr. Rodrigo Cappato, que desde a graduação, juntamente com a professora Dr. Ana Carolina Rodarti Pitangui me ajudam tanto, exemplo de profissional competente, dedicado, um dos grandes responsáveis por hoje eu estar me tornando mestre, obrigada pelos valiosos e transformadores conselhos professor.
Aos meus queridíssimos amigos, companheiros de graduação e também de pós graduação, Alaine, Hítalo, Mayra e Valéria, que foram família durante a estadia em Recife, com quem divido minhas angústias, anseios, alegrias e as dúvidas do futuro. Obrigada por estarem presentes, por serem amigos, tenham
certeza que a cada vitória eu estarei na torcida, pois sei que assim vocês também farão.
À minha turma de Hebiatria, Aline Costa, Alaine, Caroline, Daniel, Mariana, Mayra, Michele, Thaís e Valéria, os momentos compartilhados, na FOP, na Reitoria, não teriam sido os mesmos sem vocês, obrigada pelas risadas, brincadeiras, pelos “papos cabeça” que tivemos, por deixarem esse caminho até aqui mais leve. E a Caroline, uma das minhas aquisições de amizade nesse período, obrigada amiga por me acolher na sua casa sempre que precisei.
Ao meu querido laboratório GEPHEME, Aline Gerage, Antônio Henrique, Ariele, Bruna, Bruno, Cahu, Camila, Fábio, Rafael, Rodolfo, Sávio e Thaliane. Ao ilustríssimo mentor intelectual, Breno Farah, sua parceria, ajuda e até seus “foras” foram essenciais para minha formação, você foi fundamental e acima de você só Raphael Ritti. À Marília e Letícia, flores lindas, mais duas das minhas aquisições de amizade, obrigada pelo apoio, pelos conselhos e consolos.
Ao laboratório do GPES do professor Dr. Mauro Barros, que acolheu essa agregada tão bem. Anísio, Caroline, Dany, Edilânea, prof Elusa, Juliana, Letícia, Manu, Móises, Raquel, Tio Rildo, Simoninha, Vandepaula, Malu, Fádia, Cássia, Agostinho, Kelly, Carlinha, Laura, Angélica, Andreta, prof Jorge, me senti em casa durante as coletas do SUS + Ativo e do ELOS Pré, a união dessa equipe fez com que as cansativas viagens e idas às escolas fossem suavizadas pela alegria e diversão que vocês provocavam. Fiz grandes amigos que sempre terão um espaço especial no meu coração.
Ao professor Dr. Sérgio Moreira e seus alunos, Conrado, Eduardo, Flavinho, Marcos, Maíra, Anderson, Vinícius, Devan, Bruno, do Grupo de Estudos do Desempenho Humano e das Respostas Fisiológicas ao exercício – Divisão Nordeste, por me acolherem em Petrolina, obrigada pelos ensinamentos, pelas discussões científicas e pelo companheirismo durante o estágio na UNIVASF. Obrigada a turma do RU, Marcos, Laísla, Rayana, Sebastião, Cleyton, Denise, Gabriel, Aninha, Flavinho, Francisco tenho saudades das nossas conversas pós almoço sempre tão produtivas e divertidíssimas.
A turma do LABSED, Ingrid, Vinícius, Gabriel, Hítalo, Muana, Mayra, Alaine, Valéria, participar da coleta do projeto Ombro foi muito bom, mas os lanches e as conversas pós coleta foram melhores ainda.
Aos demais integrantes do GEPHEME que durante o estágio no Hospital Israelita Albert Einstein e as coletas no Hospital das Clínicas em São Paulo foram sempre parceiros e amigões. Obrigada Prof. Dr. Gabriel Cucato, Aluísio e Wagner.
À galera de São Paulo, Ray, Lucas, João, Isabela e Adriano, obrigada pelos finais de semana, por terem amenizado as saudades de casa. À família do 44B, Bruno, Henrique, Rayana e Mariana, fiéis companheiros de coleta, treino e guloseimas. Obrigada pela amizade, por sempre estarem dispostos a ajudar, tirar dúvidas, ensinar, aconselhar. As risadas desse período estarão eternizadas na memória. Vocês são sensacionais.
Aos envolvidos no PROJETO ATITUDE, órgãos de fomento, pesquisadores e alunos. Obrigada pelo empenho dedicado ao projeto fundamental para essa conclusão.
À FACEPE pelo auxílio financeiro. À Universidade do Vale do São Francisco e ao Hospital Israelita Albert Einstein por permitirem que eu fizesse estágio.
Aos membros da banca, Prof. Dr. Mauro Virgilio Gomes de Barros e Prof. Dr. Rafael Miranda Tassitano, obrigada por terem aceitado o convite e por colaborar com este trabalho.
Ao meu orientador, Dr. Raphael Mendes Ritti-Dias, por ter me aceitado como aluna, por ter investido em mim, por toda a orientação. O senhor que é exemplo de competência, dedicação e humildade. Agradeço por ter confiado em mim e por me conceder tantas oportunidades. Espero ter atendido às expectativas e espero que nossa parceria não pare por aqui, ainda quero ouvir muitos “Vamooo Cabral”. Muito obrigada professor!
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte desse processo. Muito Obrigada!
RESUMO
A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem sido utilizada para avaliar a integridade do sistema nervoso autônomo, além de ser considerada importante marcador de risco cardiovascular em adolescentes. Estudos anteriores têm demonstrado que a prática de atividade física habitual e de lazer está associada há melhores índices de VFC, no entanto não se sabe se essa relação é a mesma com a atividade física de deslocamento. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi investigar a associação entre os parâmetros da VFC com a atividade física de lazer e de deslocamento em adolescentes do sexo masculino. Foram analisados 1152 adolescentes do sexo masculino, com idade entre 14 a 19 anos, recrutados nas escolas de ensino médio da rede pública do Estado de Pernambuco. A VFC foi obtida através do monitor de frequência cardíaca durante 10 minutos na posição supina. Foram analisados os seguintes parâmetros: SDNN (desvio padrão de todos os intervalos RR em ms), RMSSD (raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em ms), pNN50 (porcentagem dos intervalos RR adjacentes com diferença de duração maior que 50 ms) e LF/HF (caracteriza o balanço simpato vagal sobre o coração). A atividade física de lazer e de deslocamento foram obtidas usando um questionário baseado no Global School-based Student Health Survey. Os parâmetros da VFC foram classificados em quartil 1 (incluiu os menores índices de VFC) e os quartis 2, 3 e 4 (incluiu os maiores índices). A fim de verificar a associação foi realizada uma regressão logística binária entre os parâmetros da VFC e os contextos da atividade física, o modelo foi ajustado pelas variáveis referentes à hipertensão arterial, obesidade e turno da coleta. O 1º quartil da VFC foi utilizado como valor de referência. Foi adotado como significante p<0,05 e o intervalo de confiança (IC) de 95%. Foi verificada associação significante entre a atividade física de lazer e menor SDNN (OR = 0,573 IC = 0,421 - 0,780), RMSSD (OR = 0,588 IC = 0,431 - 0,802) e pNN50 (OR = 0,597 IC = 0,438 - 0,814), o parâmetro LF/HF não foi associado (p>0,05). As associações foram mais fortes quando os adolescentes praticavam a atividade física há mais de seis meses (SDNN [OR = 0,462 IC = 0,317 - 0,672], RMSSD [OR = 0,446 IC = 0,306 - 0,651, pNN50 [OR = 0,479 IC = 0,328 - 0,698]). A atividade física de
9 deslocamento não foi associada a nenhum parâmetro da VFC. No entanto, garotos que se deslocavam ativamente e praticavam atividade física há mais de seis meses apresentaram associação significante com menor VFC nos parâmetros SDNN (OR = 0,619 IC = 0,422 - 0,909) e RMSSD (OR = 0,664 IC = 0,452 - 0,974). Entretanto, essas associações entre a atividade física de deslocamento e a VFC deixaram de existir após o ajuste pela atividade física de lazer. Em conclusão, verifica-se que a atividade física de lazer foi associada aos parâmetros da VFC e essas associações foram reforçadas quando o adolescente era fisicamente ativo há mais de seis meses.
ABSTRACT
The heart rate variability (HRV) has been used to evaluate the integrity of the autonomic nervous system, and is considered an important marker of cardiovascular risk in adolescents. Previous studies have shown that the practice of habitual physical activity and leisure is associated with better indices of HRV, however it is unknown if this relationship is the same with commuting physical activity. Thus, the aim of this study was to investigate the association between HRV parameters with leisure and commuting physical activity in male adolescents. 1152 adolescent males were analyzed, aged between 14 and 19 years, recruited from high school from public schools of Pernambuco State. The HRV was obtained from the heart rate monitor over 10 minutes in the supine position. The following parameters were analyzed SDNN (standard deviation of the RR intervals in ms), RMSSD (square root of the mean squared differences of successive RR intervals in ms), pNN50 (percentage of interval differences of successive RR intervals greater than 50 ms) e LF/HF (featuring sympatho vagal balance on the heart). The levels of leisure and commuting physical activity were obtained using a questionnaire based on the Global School-based Student Health Survey. The parameters of HRV were classified in quartile 1, including lower rates of HRV, and the quartiles 2, 3 and 4 with the highest rates. In order to verify the association a binary logistic regression was performed between the HRV parameters with contexts of physical activity, the model was adjusted for variables related to high blood pressure, obesity and period of the day. The quartile of the HRV was adopted as referencial value. It was adopted as significant p ≤ 0.05 and confidence interval (CI) of 95%. Significant association was found between leisure physical activity and lower SDNN (OR = 0.573 CI = 0.421 to 0.780), RMSSD (OR = 0.588 CI = 0.431 to 0.802) and pNN50 (OR = 0.597 CI = 0.438 to 0.814), the parameter LF / HF was not associated (p> 0.05). The associations were stronger when adolescents engage in physical activity for more than six months (SDNN [OR = 0.462 CI = .317 to .672], RMSSD [OR = 0.446 CI = 0.306 to 0.651, pNN50 [OR = 0.479 CI = 0,328- 0.698]). The commuting physical activity was not associated with any parameter of HRV. However, boys who have been actively moving and practicing physical activity
for more than six months showed significant association with lower HRV parameters SDNN (OR = 0.619 CI = 0.422 to 0.909) and RMSSD (OR = 0.664 CI = 0.452 to 0.974). However, these associations between the commuting physical activity and HRV ceased to exist after adjusting for leisure physical activity. In conclusion, it appears that leisure-time physical activity was associated with HRV parameters and these associations were strengthened when the adolescent was physically active for more than six months.
LISTA DE QUADROS
REVISÃO DE LITERATURA
Quadro 1. Descrição dos parâmetros da VFC no domínio do tempo ...23 Quadro 2. Descrição dos parâmetros da VFC no domínio da frequência ...23 Quadro 3. Síntese dos estudos que analisaram a associação entre atividade física e variabilidade da frequência cardíaca realizados com crianças e adolescentes ...27 e 28
LISTA DE FIGURAS
MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 1. Fluxograma de inclusão dos adolescentes no estudo...31 Figura 2. Posicionamento do monitor de frequência cardíaca nos adolescentes ...32 Figura 3. Posicionamento dos adolescentes durante a coleta da VFC...32 Figura 4. Layout do programa Kubios HRV... 33
RESULTADOS
Figure 1. Association between the types of physical activity and the parameters the heart rate variability…...48
LISTA DE TABELAS
RESULTADOS
Table 1. Characteristics of adolescents (n=1152)...46 Table 2. Criterion used for stratification of HRV parameters in statistical analysis (n=1152)...46 Table 3. Association between the cluster the types of physical activity and HRV parameters (n=1152)...49
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AHA American Heart Association GERE Gerência Regional de Educação HF Alta frequência
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IC Intervalo de confiança
LF Baixa frequência LF/HF Balanço simpato vagal
OMS Organização Mundial de Saúde
pNN50 Percentagem das diferenças sucessivas entre os intervalos RR maiores que 50 milissegundos
RMSSD Raiz quadrada da média das diferenças sucessivas ao quadrado, entre os intervalos RR adjacentes
SDNN Desvio padrão de todos os intervalos RR VFC Variabilidade da frequência cardíaca
RESULTADOS
CI Confidence interval
CPA Commuting physical activity DBP Diastolic blood pressure
GSSHS Global School-based Student Healthy Survey HF High frequency
ICC Intraclass correlation coefficient
LF Low frequency
LF/HF Indicator of the sympathovagal balance LPA Leisure-time physical activity
OR Odds ratio PA Physical activity
pNN50 Percentage of adjacent intervals over 50 ms
RMSSD Root mean square of the squared differences between adjacent normal RR intervals
SBP Systolic blood pressure
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 18 2. OBJETIVOS ... 21 2.1 Geral ... 21 2.2 Específico ... 21 3. REVISÃO DE LITERATURA ... 22
3.1 Adolescência e risco cardiovascular ... 22
3.2 Variabilidade da frequência cardíaca ... 23
3.3 Atividade física e variabilidade da frequência cardíaca ... 26
4. MATERIAIS E MÉTODOS ... 31
4.1 Delineamento do estudo ... 31
4.2 População alvo e amostra do projeto ... 31
4.4 Coleta de dados ... 33
4.4.1 Variabilidade da frequência cardíaca ... 34
4.4.2 Nível de atividade física ... 36
4.4.3 Características demográficas e fatores de risco ... 37
4.5 Operacionalização das variáveis do estudo ... 38
4.5.1 Variabilidade da frequência cardíaca ... 38
4.5.2 Nível de atividade física de lazer ... 38
4.6 Análise estatística ... 40 5. RESULTADOS ... 41 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 58 REFERÊNCIAS ... 59 ANEXO 1... 64 ANEXO 2... 65
1. INTRODUÇÃO
As doenças cardiovasculares estão relacionadas a elevadas taxas de morbimortalidade entre adultos. No ano de 2012 elas foram responsáveis por 17,5 milhões de óbitos, representando 37% das mortes por doenças não transmissíveis (WHO, 2014a). Sabe-se que um estilo de vida não saudável propicia maior risco ao desenvolvimento dessas doenças (WHO, 2014a). Muitos desses hábitos têm início na adolescência, fase na qual o adolescente se encontra mais vulnerável a adoção de comportamentos não saudáveis como hábitos alimentares inadequados, etilismo, tabagismo e inatividade física que repercutem em sua saúde na idade adulta (FARIAS JÚNIOR et al., 2009; MIKKILÄ et al., 2004). Já que estão associados a fatores de risco para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares na fase adulta (LI et al., 2003; MAGALHÃES et al., 2013; TWISK et al., 1997)
Tem sido observado que o adolescente do sexo masculino é o mais exposto a esse tipo de comportamento, visto que, o agrupamento de condições de risco (alimentação inadequada, tabagismo, consumo de bebidas alcoólicas e outras drogas) é maior nesse grupo (FARIAS JÚNIOR; MENDES; BARBOSA, 2011a; FARIAS JÚNIOR et al., 2009), bem como a prevalência de doença cardiovascular (CHRISTOFARO et al., 2011a; MAGLIANO et al., 2013). Além disso, estudos sugerem que o estrogênio, hormônio sexual feminino liberado pelo organismo a partir da adolescência é um importante fator cardioprotetor devido a sua associação com o controle autonômico cardíaco a partir do aumento da atividade vagal (KUO et al., 1999; LIU; KUO; YANG, 2003).
Um dos marcadores de risco cardiovascular é a variabilidade da frequência cardíaca (VFC), definida como a variação dos batimentos cardíacos consecutivos (intervalo RR). É um método simples, não invasivo, utilizado para avaliação da integridade do sistema cardiovascular, que é regulado pelo sistema nervoso autônomo através de terminações simpáticas e parassimpáticas, em diferentes populações. Ela descreve as variações da frequência cardíaca decorrentes da modulação autonômica (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the
European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).
Uma alta VFC representa boa adaptação, caracterizando um indivíduo saudável com mecanismos autonômicos eficientes. De maneira oposta, uma baixa VFC caracteriza uma adaptação insuficiente do sistema nervoso autônomo, representa um indicativo de mortalidade para diversas populações (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996), além de estar associada a um agrupamento de fatores de risco cardiovasculares em adolescentes (FARAH et al., 2014a; THAYER; YAMAMOTO; BROSSCHOT, 2010).
Um dos fatores que provocam alterações na VFC é a atividade física. Estudos transversais têm mostrado que a atividade física tem sido associada a melhores indicadores de VFC. No contexto da atividade física habitual, por exemplo, Blom et al. (2009) ao avaliarem 99 adolescentes saudáveis verificaram associação entre parâmetros da VFC, sugerindo que adolescentes que praticam atividade física de maneira habitual apresentam melhores índices de modulação autonômica. Essa situação se repete para a atividade física de lazer, adolescentes inativos tem menor VFC (CHEN et al., 2012; NAGAI; MORITANI, 2004) e dentre os que são ativos aqueles que têm maior volume de atividade física tem maiores índices de VFC (RADTKE et al., 2013).
No entanto, no que diz respeito a atividade física de deslocamento, não foram encontrados na literatura relatos a respeito da influência da prática dessa atividade na VFC. Outro ponto ainda não investigado se refere ao efeito da prática de atividade a longo prazo na VFC. Já que é sabido que quando realizada a longo prazo, a atividade física acarreta em maiores benefícios ao sistema cardiovascular (REINER, 2013).
Tendo em vista a existente vulnerabilidade durante a adolescência, analisar o comportamento de marcadores de risco cardiovascular, a exemplo da VFC e como este é influenciado pela atividade física é essencial, sobretudo na população adolescente, pois assim será possível fornecer através da análise da
integridade do sistema cardiovascular subsídios para implantação de programas de saúde pública para essa população. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar a associação entre os parâmetros da VFC e os contextos da atividade física.
2. OBJETIVOS
2.1 Geral
Analisar a associação entre os parâmetros da VFC e a prática de atividade física no lazer e no deslocamento ativo em adolescentes do sexo masculino.
2.2 Específico
Analisar a associação entre os parâmetros da VFC (SDNN, RMSSD, pNN50 e LF/HF) com a prática de atividade física no lazer juntamente com a prática de atividade física há mais de seis meses em adolescente do sexo masculino;
Analisar a associação entre os parâmetros da VFC (SDNN, RMSSD, pNN50 e LF/HF) com a prática de atividade física no deslocamento ativo juntamente com a prática de atividade física há mais de seis meses em adolescentes do sexo masculino.
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1 Adolescência e risco cardiovascular
A adolescência pertence a uma das fases do desenvolvimento humano caracterizada por um período de mudanças e transformações múltiplas e fundamentais de forma física, psicológica e social para que o ser humano possa atingir a maturidade e se inserir na sociedade no papel de adulto (LLOYD, 2005; TANNER; WHITEHOUSE, 1976). Trata, portanto, da passagem entre a infância e a vida adulta. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS) são considerados adolescentes os indivíduos pertencentes à faixa etária dos 10 aos 19 anos (WHO, 2014b).
Nessa fase do desenvolvimento, o adolescente começa a questionar valores e normas estabelecidos no ambiente familiar aderindo aos valores e normas do seu grupo de amigos, que geralmente representam práticas não saudáveis associadas ao risco cardiovascular (PRATTA; SANTOS, 2007; TASSITANO et al., 2014). A exposição a fatores de risco cardiovascular como excesso de peso, uso de tabaco, pressão arterial elevada, baixo nível de atividade física e baixo consumo de frutas e verduras tem levado ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares (BERENSON, 2002; WHO, 2011).
Segundo o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2010) o índice de excesso de peso entre adolescentes brasileiros é de 21,7% no sexo masculino e 19,4 no sexo feminino. A prevalência do uso de tabaco entre adolescentes variou entre 2,4% a 22%, sendo o maior percentual encontrado na região Sudeste (BARBOSA FILHO; CAMPOS; LOPES, 2012). Quanto a presença de pressão arterial elevada Christofaro et. al (2011b) verificaram prevalências de 0,46% a 20,6% em adolescentes de todo mundo. Em adolescentes brasileiros a prevalência média encontrada foi de 8,12% (MAGLIANO et al., 2013).
Dados divulgados pela OMS (Organização Mundial de Saúde) mostram que 78% dos adolescentes do sexo masculino e 84% do sexo feminino não atingem as recomendações quanto a prática de atividade física. No âmbito
nacional, Farias Júnior et al. (2011) verificaram elevada prevalência de inatividade física em adolescentes do estado da Paraíba, cerca de 60%. No estado de Pernambuco esse número chega a 65,1% (TENÓRIO et al., 2010).
Apesar das doenças cardiovasculares se manifestarem clinicamente na fase adulta, sabe-se que a presença de fatores de risco nas primeiras fases da vida pode desencadear o surgimento das doenças cardiovasculares na fase adulta (LI et al., 2003; MIKKILÄ et al., 2004; TIROSH et al., 2010; TWISK et al., 1997). Dessa forma, investigar a exposição à esses fatores e sua relação com marcadores de risco cardiovascular se faz necessário como forma de auxílio à medidas preventivas para o surgimento de doenças cardiovasculares.
3.2 Variabilidade da frequência cardíaca
O sistema cardiovascular apresenta dois mecanismos de regulação, o intrínseco através do impulso elétrico proveniente do nodo sinusal e o extrínseco através do sistema nervoso autônomo, responsável também pela regulação de diversos sistemas do corpo humano além do cardiovascular, fornece nervos aferentes e eferentes ao coração, na forma de terminações simpáticas por todo o miocárdio e parassimpáticas para o nódulo sinusal, miocárdio atrial e nódulo atrioventricular (MALLIANI; MONTANO, 2002).
Este controle neural está intimamente ligado à frequência cardíaca que corresponde ao número de batimentos cardíacos realizados em um minuto. A frequência cardíaca pode ser modificada a partir de uma complexa interação entre estímulo e inibição, adaptando-se as necessidades de cada momento (VANDERLEI et al., 2009). O aumento da frequência cardíaca é consequência da maior ação da via simpática e da menor atividade parassimpática a partir e da liberação de acetilcolina. A diminuição é derivada da maior estimulação parassimpática e da menor atividade simpática através da ação da noradrenalina (MALPAS, 2010; VANDERLEI et al., 2009).
Modificações na frequência cardíaca são esperadas como respostas normais do organismo a estímulos fisiológicos e ambientais como: respiração,
exercício físico, estresse, alterações hemodinâmicas, metabólicas, sono e desordens induzidas por doenças (ACHARYA et al., 2006; LOPES et al., 2013). Essas modificações são resultado da atuação do sistema nervoso sobre o comportamento da frequência cardíaca caracterizando a VFC, que compreende as oscilações entre os intervalos RR dos batimentos cardíacos (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).
Níveis altos de VFC caracterizam eficiência dos mecanismos do sistema nervoso autônomo, o que sugere que o indivíduo esteja saudável, onde se espera maior predominância da modulação parassimpática do coração. A baixa variabilidade, por sua vez, representa pouca adaptabilidade do sistema nervoso autônomo, que pode indicar mau funcionamento fisiológico do indivíduo e nesse caso predomínio da modulação simpática (VANDERLEI et al., 2009). Como por exemplo, em indivíduos portadores de doenças cardiovasculares que tendem a apresentar níveis mais baixos de VFC comparado aos não portadores (BARRON; VISKIN, 1998; LA ROVERE; CHRISTENSEN, 2015; LA ROVERE et al., 1998; TSUJI et al., 1996).
A mensuração da VFC é realizada de forma simples e não invasiva através de equipamentos que medem a variação dos intervalos RR do batimento cardíaco, para tal podem ser utilizados métodos lineares, no domínio do tempo e da frequência e métodos não lineares. Para a análise dos métodos lineares divididos no domínio do tempo (Quadro 1), utilizam-se índices estatísticos e geométricos como média e desvio padrão onde são calculados os índices tradutores de flutuações na duração dos ciclos cardíacos. Os métodos lineares divididos no domínio da frequência (Quadro 2) são analisados através da análise espectral de algoritmos específicos, como a transformação rápida de Fourrier ou o modelo auto regressivo (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).
Quadro 1. Descrição dos parâmetros da VFC no domínio do tempo:
PARÂMETRO DESCRIÇÃO INDICADOR
SDNN Desvio padrão de todos os intervalos RR em ms.
Simpático e Parassimpático RMSSD Raiz quadrada da média do quadrado das
diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em ms.
Parassimpático
pNN50 Porcentagem dos intervalos RR adjacentes com diferença de duração maior que 50 ms.
Parassimpático
Quadro 2. Descrição dos parâmetros da VFC no domínio da frequência:
PARÂMETRO DESCRIÇÃO INDICADOR
HF Componente de alta frequência (high frequence), com variação de 0,15 a 0,4 Hz.
Parassimpático
LF Componente de baixa frequência (low frequence), com variação entre 0,04 a 0,15 Hz.
Simpático
LF/HF Relação entre os componentes de baixa e alta frequência.
Balanço simpato vagal
A VFC representa de maneira fisiológica a adaptação do sistema cardiovascular, momento a momento, às diversas situações cotidianas, desde o sono até a atividade física (KAWAGUCHI et al., 2007; LOPES et al., 2013). Valores de referência da VFC foram estabelecidos para populações correspondentes a faixa etária dos 5 aos 10 anos (MICHELS et al., 2012) e adultos com média de idade de 41,9 anos (KIM; WOO, 2011), no entanto, para a população adolescente esses valores ainda não foram estabelecidos, porém, sabe-se que ela configura como um importante marcador de risco cardiovascular em diferentes grupos, mostrando que quando diminuída implica na presença de disfunção fisiológica do indivíduo (JAISWAL et al., 2013; LA ROVERE;
CHRISTENSEN, 2015; RODRIGUES et al., 2012; SCHROEDER et al., 2003; SINGH et al., 1998).
3.3 Atividade física e variabilidade da frequência cardíaca
A atividade física é definida como todo ou qualquer movimento produzido pelo corpo que ultrapasse os valores de gasto energético durante o repouso (CASPERSEN; POWELL; CHRISTENSON, 1985). Pode ser realizada por qualquer grupo populacional (crianças, adolescentes, adultos e idosos). É comumente dividida em contextos como, atividade física no lazer, no trabalho ou ocupacional, como forma de deslocamento e atividades domésticas (NAHAS, 2013).
Pode ainda ser avaliada de modo geral, caracterizando a atividade física habitual, que se refere à prática de atividade física em qualquer contexto durante uma semana típica/normal. A atividade física de lazer corresponde a toda prática realizada durante o tempo livre, geralmente são realizadas em parques, clubes, praças, quadras ou mesmo na rua, como por exemplo, a prática de esportes. A atividade física no trabalho ou ocupacional é toda atividade realizada como exigência das funções específicas do trabalho, no caso das crianças e adolescentes se caracteriza pela participação nas aulas de educação física. A atividade física de deslocamento se caracteriza como a forma utilizada para se deslocar de um local para outro através da caminhada ou utilizando a bicicleta. No domínio da atividade física doméstica insere-se às práticas relacionadas às exigências de tarefas domésticas (FARIAS JÚNIOR In FLORINDO & HALLAL, 2011b).
Para mensuração do nível de atividade física é necessária a escolha de instrumentos validados e com boa confiabilidade para assegurar a qualidade de tal medida. Esses instrumentos têm sido divididos em dois grupos: 1) aqueles em que são utilizadas informações fornecidas pelos sujeitos, tais como questionários, entrevistas e diários; 2) instrumentos que utilizam marcadores fisiológicos ou sensores de movimento para estimar diretamente a atividade
física em determinado período de tempo como o pedômetro e o acelerômetro (REIS; PETROSKI; LOPES, 2000).
Em 2010, a American Heart Association (AHA) identificou a prática de atividade física com um dos sete principais comportamentos de prevenção a doenças cardiovasculares (LLOYD-JONES et al., 2010). Para que os adolescentes obtenham os benefícios à saúde relacionados à prática de atividade física é recomendado um total de 60 minutos diários de atividades físicas de intensidade moderada a vigorosa por semana (USDHHS, 2008). Dentre os benefícios proporcionados pela atividade física documentados na literatura há a diminuição do risco cardiovascular (DANIELS; PRATT; HAYMAN, 2011; RIBAS; SILVA, 2014; USDHHS, 2008).
Como a VFC representa um marcador de risco cardiovascular, autores vêm investigando a relação entre esse marcador e a atividade física. Para isso, são utilizados, parâmetros da VFC, no domínio do tempo ou da frequência e diferentes contextos da atividade física. Esses estudos mostram que a prática de atividade física no contexto habitual (BLOM et al., 2009; GUTIN et al., 2005) e através da prática de esportes (CAYRES et al., 2015) está associada a parâmetros da VFC. Autores identificaram que parâmetros da VFC foram menores entre os adolescentes inativos comparado aos ativos (CHEN et al., 2012; NAGAI; MORITANI, 2004). Quando ativos, os adolescentes que praticaram maior volume (BUCHHEIT et al., 2007; RADTKE et al., 2013) e maior intensidade de atividade física apresentaram parâmetros de VFC ainda maiores. O Quadro 3 apresenta a síntese desses resultados.
Dos nove artigos analisados, quatro verificaram a associação entre a VFC e a atividade física habitual (BLOM et al., 2009; BUCHHEIT et al., 2007; GUTIN et al., 2000, 2005) cinco com a atividade física de lazer (CAYRES et al., 2015; CHEN et al., 2012; NAGAI; MORITANI, 2004; RADTKE et al., 2013) desses, quatro avaliaram a prática esportiva (CAYRES et al., 2015; NAGAI; MORITANI, 2004; RADTKE et al., 2013; SHARMA et al., 2015) e um as atividades executadas no tempo livre de maneira geral (CHEN et al., 2012). Um dos artigos que analisaram a prática esportiva analisou também o volume de prática esportiva e parâmetros da VFC (RADTKE et al., 2013).
Vale ressaltar que apesar das diferenças metodológicas presentes nos estudos no que se refere a medida do nível de atividade física que por sua vez, foi avaliada através de questionário (BLOM et al., 2009; CAYRES et al., 2015; CHEN et al., 2012; GUTIN et al., 2000; NAGAI; MORITANI, 2004; RADTKE et al., 2013) pedômetro (CAYRES et al., 2015) e acelerômetro (BUCHHEIT et al., 2007; GUTIN et al., 2005) os resultados sugerem que a prática de atividade física acarreta aumento dos valores da VFC.
Não foram encontrados estudos que analisassem outros contextos da atividade física como o deslocamento e também artigos que analisassem o tempo de prática de atividade física. Diante disso, verifica-se a necessidade de estudos que analisem qual a influência dos diferentes contextos bem como do tempo de prática de atividade física em diferentes parâmetros da VFC na população adolescente, uma vez que é conhecido que fatores de risco que predispõem o surgimento de doenças cardiovasculares na idade adulta são adquiridos nas fases iniciais da vida, em especial na adolescência.
Quadro 3. Síntese dos estudos que analisaram a associação entre atividade física e VFC realizados com crianças e adolescentes.
Autor (ano) Amostra Medida da atividade
física
Parâmetros da VFC Resultados
Gutin et al., (2000) 78 crianças obesas com idade entre 7 e 11 anos
Atividade física habitual por meio de questionário
RMSSD Não houve associação
Nagai e Moritani (2004) 96 crianças (48 obesas e 48 eutróficas) com idade média de 9,5 anos
Prática de atividades esportivas por meio de questionário
Poder total e as bandas LF e HF
Os parâmetros da VFC forma menores nos inativos
Gutin et al., (2005) 304 adolescentes com idade entre 14 e 18 anos
Atividade física habitual moderada e intensa por meio do acelerômetro
RMSSD, banda HF e LF/HF
Associação positiva entre atividade física e RMSSD e negativa com LF/HF Buccheit et al., (2007) 67 adolescentes com
idade média de 11 anos
Atividade física habitual leve, moderada e intensa por meio do acelerômetro
RMSSD e banda HF A banda HF foi maior nos adolescentes que realizavam atividade de maior intensidade
Blom et al., (2009) 99 adolescentes com idade média de 16,5 anos
Atividade física habitual por meio de questionário
SDNN e as bandas LF e HF
Houve associação entre atividade física e SDNN e a banda LF
Chen et al., (2012) 171 crianças e adolescentes (84 obesos e 87 eutróficos) com idade entre 9 e 13 anos
Atividade física de lazer por meio de questionário
Poder total e as bandas LF e HF
Os parâmetros da VFC forma menores nos inativos
Radtke et al., (2013) 49 adolescentes entre 10 a 13 anos
Prática de atividades esportivas por meio de questionário
As bandas LF e HF Os parâmetros da VFC foram maiores no grupo com maior volume de atividade física
Cayres et al., (2015) 120 adolescentes com média de idade de 11,7 anos
Aulas de educação física e prática esportiva por meio de questionário e atividade física habitual por meio de pedômetro.
RMSSD Houve associação entre
RMSSD e prática esportiva
Sharma et al., (2015) 451 adolescentes com idade entre 12 a 17 anos
Prática de atividades esportivas SDNN, RMSSD, NN50, LF, HF, poder total e LF/HF Os parâmetros SDNN, RMSSD, NN50, HF e poder total foram maiores nos adolescentes atletas. O parâmetro LF foi menor nos adolescentes atletas.
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Delineamento do estudo
Este estudo apresenta delineamento transversal, fez parte do projeto de pesquisa epidemiológico transversal de base escolar e abrangência estadual, denominado: “PRÁTICA DE ATIVIDADES FÍSICAS E COMPORTAMENTOS DE RISCO À SAÚDE EM ESTUDANTES DO ENSINO MÉDIO NO ESTADO DE PERNAMBUCO: ESTUDO DE TENDÊNCIA TEMPORAL (2006 – 2011)”, o qual foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade de Pernambuco (CAAE-0158.0.097.000-10) (Anexo 1).
4.2 População alvo e amostra do projeto
A população alvo do projeto abrangeu os adolescentes com idade entre 14 e 19 anos, de ambos os gêneros, matriculados em escolas da rede pública de ensino médio do Estado de Pernambuco.
O Estado de Pernambuco pela Secretaria de Educação é dividido em 17 Gerências Regionais de Educação (GEREs), totalizando 658 escolas públicas de ensino médio pertencentes à rede estadual. Em 2008, o número de matrículas no ensino médio foi de 350.569 (trezentos e cinquenta mil e quinhentos e sessenta e nove), tendo sido estimado que aproximadamente 60% dessas se encontrariam na faixa etária alvo (14 a 19 anos).
Para a seleção da amostra, recorreu-se ao procedimento de amostragem por conglomerados, aleatória, estratificado em dois estágios, sendo o primeiro estágio a escola e o segundo a turma. Todas as escolas da rede pública estadual em Pernambuco foram consideradas elegíveis para inclusão no estudo. No primeiro estágio, adotou-se como critério de estratificação para realização do sorteio a distribuição das escolas de pequeno (<200 alunos), médio (200 a 499 alunos) e grande (>500 alunos) portes em cada microrregião do estado. No segundo estágio, considerou-se a densidade de turmas sorteadas por período (diurno e noturno) como critério para sorteio das turmas nas quais os
questionários seriam aplicados. Os sorteios foram realizados mediante geração de números aleatórios através do site www.randomizer.org.
Visando atenuar as limitações impostas por eventuais perdas na aplicação e/ou preenchimento inadequado dos questionários foi acrescido 20% ao tamanho da amostra em cada região. Para o cálculo do tamanho amostral, foram adotados os seguintes parâmetros: intervalo de confiança de 95%; erro máximo tolerável de 2% e, por se tratar de um estudo abrangendo a análise de múltiplos comportamentos de risco e com diferentes frequências de ocorrência, a prevalência estimada foi de 50%. Esperou-se que as proporções de rapazes/moças e estudantes diurnos/noturnos (cerca de 50/50%) característicos da população fossem representadas na amostra final. Para tanto, foi realizada a multiplicação do tamanho mínimo da amostra por dois (efeito de delineamento de amostragem). A amostra final foi definida em 5724 adolescentes, sendo considerados elegíveis todos aqueles que se encontravam em sala de aula no dia da coleta e que forneceram autorização prévia dos pais ou responsáveis para participação do estudo.
4.3 Amostra do estudo e critérios de inclusão e exclusão
Para a realização do presente estudo, em virtude da dificuldade operacional para a avaliação da VFC, já que era pouca a quantidade de aparelhos disponíveis, não foram incluídas as adolescentes do sexo feminino, bem como os adolescentes do sexo masculino que, tivessem ingerido bebidas com cafeína 12 horas antes das avaliações, tivessem consumido bebidas alcoólicas, qualquer forma de tabaco ou outra ilícita 24 horas antes das avaliações e tivessem relatado prática de exercício físico 24 antes das avaliações. Foram excluídos os adolescentes que não preencheram adequadamente o questionário e aqueles que apresentaram sinal de VFC de baixa qualidade. Dessa forma, a amostra final do estudo consistiu em 1152 adolescentes (figura 1).
Figura 1. Fluxograma de inclusão dos adolescentes no estudo.
4.4 Coleta de dados
Os dados foram coletados no período entre maio e dezembro de 2011. Para garantir a padronização das coletas, houve um treinamento com todos os integrantes da equipe, disponibilizando, ainda, um manual completo de todos os procedimentos metodológicos a serem seguidos para a coleta de dados, a fim de eliminar eventuais dúvidas.
Inicialmente o questionário era aplicado em sala de aula, no formato de entrevista coletiva sem a presença do professor e assistidos pelos pesquisadores. A duração foi de aproximadamente 40 minutos. Após a aplicação do questionário os alunos se dirigiam à sala de avaliação para realização das medidas antropométricas, pressão arterial e VFC.
4.4.1 Variabilidade da frequência cardíaca
Previamente à realização da coleta da VFC, os adolescentes foram questionados sobre a ingestão de bebidas contendo cafeína (refrigerantes, café, chá preto e energético) e álcool, bem como sobre a utilização de cigarros ou outras drogas. Além disso, foi perguntado acerca da prática de exercícios físicos nas últimas 24 horas.
Após os questionamentos, os adolescentes inclusos foram para uma sala silenciosa dentro da própria escola, na qual a coleta da VFC foi realizada. Os intervalos RR foram obtidos por um monitor de frequência cardíaca (POLAR, RS 800CX, USA), posicionado no tórax sobre o processo xifoide (Figura 1). Para tanto, os adolescentes permaneceram na posição supina por 10 minutos (Figura 2).
Figura 2. Posicionamento do monitor de frequência cardíaca nos adolescentes.
Figura 3. Posicionamento dos adolescentes durante a coleta da variabilidade da frequência cardíaca.
Os intervalos RR foram armazenados no próprio monitor de frequência cardíaca, cuja capacidade de armazenamento é de 99 sinais. A identificação dos adolescentes foi realizada através da anotação da data e hora da coleta no questionário. Após a coleta, os intervalos RR foram exportados para o programa Kubios HRV (Biosignal Analysis and Medical Imaging Group, Joensuu, Finlândia) para a realização das análises (Figura 3).
Figura 4. Layout do programa Kubios HRV.
Esse programa foi operacionalizado por um único pesquisador, devidamente treinado e cego para as demais variáveis do estudo. Foram obtidos a partir dos métodos lineares os parâmetros no domínio do tempo: SDNN, RMSSD e pNN50 e no domínio da frequência: LF/HF (balanço simpato vagal). Para a análise da VFC no domínio do tempo, mediu-se cada intervalo RR e com base em métodos estatísticos ou geométricos os índices tradutores das flutuações na duração dos ciclos cardíacos foram obtidos. No domínio da frequência os índices foram obtidos através da análise espectral (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).
Períodos estacionários do tacograma, com pelo menos cinco minutos, foram decompostos nas bandas de baixa (0,04 – 0,15Hz) e alta frequência (0,15 – 0,4Hz) pelo método autoregressivo, com o critério de Akaike. O poder de cada componente espectral foi calculado em termos normalizados (un). A normalização foi realizada dividindo-se o poder de cada banda pelo poder total, do qual foi subtraído o valor de banda de muito baixa frequência (<0,04Hz),
sendo o resultado multiplicado por 100 (Heart rate variability. Standards of measurement, physicological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, 1996).
A confiabilidade das medidas foi verificada através do coeficiente de correlação intraclasse, os valores variaram entre 0,7 a 0,91 (FARAH et al., 2014b).
4.4.2 Nível de atividade física
Para a coleta do nível de atividade física, foi utilizado um questionário construído mediante a adaptação do Global School-based Student Health Survey (GSHS) (Anexo 2) para a população adolescente, utilizado em outros estudos epidemiológicos (FARAH et al., 2015; TENÓRIO et al., 2010). Esse instrumento tem como objetivo avaliar o estilo de vida e os comportamentos de risco à saúde em adolescentes. É composto por 11 módulos: características sociodemográficas, atividades físicas, consumo de álcool e outras drogas, hábitos alimentares, higiene, sentimentos e relacionamentos, comportamentos na escola e em casa, comportamento sexual, tabagismo, violência e controle da pressão arterial.
Os contextos da atividade física utilizados na análise foram: atividade física de lazer e de deslocamento. Também foi utilizado o tempo de prática de atividade física. A atividade física de lazer foi mensurada através da questão (Seção 2, questão 21): “Você realiza, regularmente, algum tipo de atividade física no seu tempo livre, como exercícios, esportes, danças ou artes marciais?”. E a atividade física de deslocamento foi avaliada através da questão (Seção 2, questão 28): “Durante os últimos sete dias, em quantos dias você andou a pé ou de bicicleta para ir e voltar da escola?”.
O tempo de prática foi mensurado a partir da pergunta (Seção 2, questão 23): “Considera-se fisicamente ativo o jovem que acumula pelo menos 60 minutos diários de atividades físicas em 5 ou mais dias da semana. Em relação aos seus hábitos de prática de atividades físicas, você diria que:” O coeficiente
de concordância das questões avaliado através do teste Kappa apresentou valores entre 0,52 e 1,0.
4.4.3 Características demográficas e fatores de risco
Foram obtidos dados referentes às características sociodemográficas, presença de obesidade e de pressão arterial elevada. Com relação aos dados sociodemográficos foram coletadas as seguintes variáveis: idade, zona de moradia (rural ou urbana), trabalho e questões referentes à condição econômica. A avaliação antropométrica consistiu na medida da massa corporal, estatura e circunferência da cintura. Para tanto, os adolescentes foram pesados descalços e sem casacos, em uma balança automática, com precisão de 0,1 kg. A estatura foi medida por meio de um estadiômetro de madeira com precisão de 1cm. O índice de massa corporal foi calculado pelo quociente entre a massa corporal e a estatura ao quadrado (kg/m²). A circunferência da cintura foi mensurada com fita métrica flexível, com precisão de 0,1 cm, sendo utilizada como ponto de referência a cicatriz umbilical (LOHMAN T; ROCHE A; MARTORELL R, 1991).
A medida de pressão arterial foi realizada por meio do equipamento Omron HEM 742, o qual consiste em um aparelho eletrônico e digital da medida da pressão arterial de braço, com deflação e inflação automática de ar, validada para adolescentes (CHRISTOFARO et al., 2009). O método de medida desse aparelho é oscilométrico, com variação da pressão arterial de 0 a 280 mmHg.
Para tal, os adolescentes permaneceram por cinco minutos na posição sentada, momento em que foi explicado o procedimento das medidas. As medidas foram realizadas no braço direito e foram realizadas três medidas, com um minuto de intervalo entre elas, com tamanho do manguito adequado para a circunferência do braço do adolescente. O valor da pressão arterial utilizado nas análises será a média das duas últimas medidas, conforme recomendado (VI Diretrizes Brasileiras de Hipertensão, 2010).
4.5 Operacionalização das variáveis do estudo
Para realização do estudo, foram consideradas como variáveis dependentes os parâmetros da VFC e como variáveis independentes os contextos da atividade física (atividade de lazer e de deslocamento) e o tempo de prática regular de atividade física. Além disso, as variáveis demográficas e os fatores de risco cardiovascular foram avaliados como possíveis covariáveis.
4.5.1 Variabilidade da frequência cardíaca
Os parâmetros da VFC analisados se caracterizam como variáveis dependentes desse estudo. Se referem ao domínio do tempo (SDNN, RMSSD e pNN50) e da frequência (LF/HF). Para a análise esses parâmetros foram categorizados em quartis. Os parâmetros SDNN, RMSSD e pNN50 foram categorizados em 1º vs 2º ao 4º quartil, sendo o 1º quartil o que apresenta os melhores valores de VFC. O parâmetro LF/HF foi categorizado em 1º ao 3º quartil vs 4º quartil, sendo considerado o 4º quartil o com melhor valor de VFC.
4.5.2 Nível de atividade física de lazer
A atividade física de lazer foi avaliada através da questão: “Você realiza, regularmente, algum tipo de atividade física no seu tempo livre, como exercícios, esportes, danças ou artes marciais?”. Foram considerados aqueles que responderam “sim” e não ativos os que responderam “não”.
4.5.3 Nível de atividade física de deslocamento
A atividade física de deslocamento foi avaliada através da questão: “Durante os últimos sete dias, em quantos dias você andou a pé ou de bicicleta para ir e voltar da escola?”. Foram considerados ativos aqueles que responderam andar a pé ou de bicicleta para ir e voltar da escola durante 3 ou mais dias na semana e não ativos os que responderam os demais valores.
4.5.4 Tempo de prática regular de atividade física
O tempo de prática regular de atividade física foi avaliado através da questão: “Considera-se fisicamente ativo o jovem que acumula pelo menos 60 minutos diários de atividades físicas em 5 ou mais dias da semana. Em relação aos seus hábitos de prática de atividades físicas, você diria que:”. Quanto a essas questão os adolescentes foram categorizados em ativos há mais de seis meses, ativos há menos de seis meses e não ativos.
4.5.5. Covariáveis
Além da VFC e da atividade física foram avaliadas variáveis demográficas (idade, raça, local de moradia), fatores de risco (índice de massa corporal, circunferência da cintura, pressão arterial sistólica e diastólica e frequência cardíaca) e também o turno em que ocorreu a coleta. A altura e o peso dos adolescentes foram avaliados com os mesmos sem sapatos e sem casacos, através de uma balança digital e estadiômetro. Foram considerados adolescentes com obesidade abdominal aqueles que apresentaram circunferência abdominal acima do percentil 80 para sua respectiva idade (TAYLOR et al., 2000). A classificação dos casos de excesso de peso os adolescentes levou em consideração o estado nutricional, sendo considerado adolescentes com excesso de peso aqueles com índice de massa corporal acima do percentil 85 (COLE et al., 2000).
A pressão arterial e frequência cardíaca foi medida através do aparelho Omron HEM 742 (Omron, Shangai, China). A avaliação foi feita em triplicata e foi utilizado para análise o valor da média das três medidas. Foram considerados adolescentes com pressão arterial elevada aqueles cujos valores de pressão arterial sistólica e/ou diastólica foram acima do percentil 95, recomendado para sua respectiva idade e estatura (VI Diretrizes Brasileiras de Hipertensão, 2010).
4.6 Análise estatística
Todas as análises foram realizadas no programa Statistical Package for the Social Sciences, versão 20 (IBM Corp, NY, USA). As análises abrangeram estatística descritiva e inferencial. Primeiramente foi realizado o teste de normalidade dos parâmetros da VFC, verificada através do teste Kolmogorov-Smirnoff. Para descrição dos parâmetros foram utilizados média ± desvio padrão. Para descrição dos indicadores de atividade física foram utilizadas as frequências absolutas e relativas das variáveis.
A análise de regressão logística binária foi realizada para analisar a associação entre os parâmetros da VFC que foram classificados em quartis e depois dicotomizados para a análise (1º quartil vs 2º ao 4º para o SDNN, RMSSD, pNN50 e 4º quartil vs 1º ao 3º quartis para LF/HF) com o nível de atividade física de lazer (não=0, sim=1), atividade física de deslocamento (não ativo=0, ativo=1), tempo de prática regular de atividade física (não ativo há mais de 6 meses=0, ativo há mais de 6 meses=1) com. Também foi realizada uma análise de agrupamento, onde foi realizada uma regressão logística binária entre os parâmetros da VFC com a atividade física de lazer juntamente com a prática regular de atividade física, a atividade física de deslocamento juntamente com prática regular de atividade física e as três variáveis (lazer, deslocamento e tempo de prática regular) juntamente.
Estas análises foram feitas ajustando o modelo pelas variáveis turno da coleta, obesidade e hipertensão. O modelo da associação entre atividade física de deslocamento e a VFC foi posteriormente ajustado pela atividade física de lazer. A avaliação do modelo foi realizada pelo teste de Hosmer-Lemeshow. O nível de significância adotado para todas as análises foi um valor de p<0,05 e o intervalo de confiança (IC) de 95%.
5. RESULTADOS
Original Article
ASSOCIATION BETWEEN LEISURE-TIME AND COMMUTING PHYSICAL ACTIVITIES WITH HEART RATE VARIABILITY IN MALE ADOLESCENTS
ABSTRACT
The aim of this study was to investigate the association between heart rate variability (HRV) parameters with leisure-time and commuting physical activities with in adolescent boys. The sample included 1152 male adolescents aged between 14 and 19 years. The variation of consecutive heart beats (RR intervals) was assessed and HRV parameters in time (SDNN, RMSSD, pNN50) and frequency domains (LF/HF) were calculated. Leisure-time and commuting physical activities were obtained using a questionnaire based on the Global School-based Student Health Survey. A binary logistic regression between HRV parameters and physical activity types adjusted by hypertension, obesity and period of the day was performed. Leisure-time physical activity was associated with SDNN (OR=0.573 CI=0.421 to 0.780), RMSSD (OR=0.588 CI=0.431 to 0.802), pNN50 (OR=0.597 CI=0.438 to 0.814), while LF/HF was not associated (p>0.05). These associations were stronger when adolescents were also physically active for more than six months (SDNN [OR=0.462 CI=0.317 to 0.672], RMSSD [OR=0.446 CI=0.306 to 0.651], pNN50 [OR=0.479 CI=0.328 to 0.698]). Commuting physical activity was not associated with any HRV parameter (p>0.05). Boys that practised commuting physical activity and were also physically active for more than six months presented a lower chance of having low HRV in SDNN (OR=0.619 CI=0.422 to 0.909) and RMSSD (OR=0.664 CI=0.452 to 0.974). However, these associations were lost after adjustment for leisure-time physical activities (p>0.05). Leisure-time physical activity was associated with better HRV and these associations were enhanced when adolescents were physically active for more than six months.
INTRODUCTION
Cardiovascular disease is the leading cause of mortality worldwide (Dick and Ferguson 2015). The risk factors for cardiovascular disease can start in childhood (Farias Júnior, Nahas et al. 2009, Farias Júnior, Mendes et al. 2011, Christofaro, Ritti-Dias et al. 2013, Magliano, Guedes et al. 2013) and remain in adulthood (Twisk, Van Mechelen et al. 1997).These factors cause subclinical manifestations in the cardiovascular system even in the first decade of life (Berenson 2002). The study of early cardiovascular risk factors in adolescents has provided valuable public health information. Thus, effective public policies are promoted to encourage the adoption of healthy lifestyles, preventing these adolescents from exposure to factors associated with cardiovascular risk.
Heart rate variability (HRV), characterized as the variation of consecutive heartbeats, is an early marker of cardiovascular health in children and adolescents (Zhou, Xie et al. 2012, Farah, Barros et al. 2014). Reduced HRV was reported to be an independent predictor of mortality and a worse HRV has been associated with cardiovascular disease (Kleiger, Stein et al. 2005).The HRV is influenced by factors such as physical activity, where higher physical activity levels have been associated with better HRV (Sotiriou, Kouidi et al. 2013, Soares-Miranda, Sattelmair et al. 2014, Sharma, Subramanian et al. 2015).
In adolescents, leisure-time physical activity has been associated with better HRV parameters (Nagai and Moritani 2004, Chen, Chiu et al. 2012). However, whether commuting physical activity (walking or cycling to school), which is frequently performed by adolescents, is also associated with HRV parameters in adolescents is unknown. Given that leisure-time physical activity is commonly performed at higher intensities than commuting physical activities, it is plausible that the latter are not associated with HRV parameters in this age group (Gutin, Barbeau et al. 2000, Nagai and Moritani 2004, Chen, Chiu et al. 2012).
Physical activity when practised for a long time provides benefits to the cardiovascular system. Studies show that physical activity for a long time decreases the risk of developing non-communicable disease (Reiner, Niermann et al. 2013, Shortreed, Peeters et al. 2013). With regard to HRV, there is a gap in the literature, since there are no studies showing the effect of physical activity on heart rate variability over the years.
The hypothesis is that active teens in leisure and commuting have better HRV compared to not active ones and that the practice of physical activity for more than six months brings a positive influence to HRV. To address this issue, the aim of this study was to investigate the association between the HRV parameters with leisure and commuting physical activities in adolescents and the influence of physical activity for more than six months on HRV.
METHODS
Design and subjects
The study presents a design cross-sectional. The target population consisted in students from Pernambuco state’s public schools belonging to the 14–19 age group. For the sample selection, it was used the random sample procedure by conglomerates, stratified into two stages, the first stage school and the second class. All public schools in Pernambuco were considered eligible for inclusion in the study. In the first stage, it was adopted as a stratification criterion for realization of the draw the distribution of small (<200 students), medium (200-499 students) and large (> 500 students) school size in each micro-region of the Pernambuco state. In the second stage, it considered the class density drawn by period (daytime and nighttime) as a criterion for drawing the classes in which the questionnaires would be applied. The draws were made by random number generation through the site www.randomizer.org.
Were included in the study the male adolescents who reported not consumption of caffeinated beverages 12 hours prior to the HRV evaluation, use of alcohol, any form of tobacco, and/or other illicit drugs, and participation in any physical exercise training 24 hours before evaluations. Were excluded those with HRV signal of low quality and those with poorly filled questionnaire. This study was approved by the Ethics Committee on Human Research of the University of Pernambuco (CAAE-0158.0.097.000-10).
Data collection
Data were collected from May to December of 2011 during the volunteers’ class period. To obtain data on physical activity level, age, ethnicity, housing area
(rural or urban) and issues related to their economic condition we used an adapted version of the Global School-based Student Health Survey (GSSHS).
This questionnaire has been widely used in epidemiological studies with adolescents and have been reported a concordance coefficient (kappa test) between 0.52 and 1.00 for the questionnaire (Tassitano, Barros et al. 2010, Tenório, Barros et al. 2010, Farah, Christofaro et al. 2015).
Assessment of physical activity Leisure-time physical activity
The leisure-time physical activity was assessed by the question: ‘Do you perform regularly some sort of physical activity in your free time, such as exercise, sports, dance or martial arts?’ The adolescents were classified as active (if the answer was yes) or not active.
Commuting physical activity
Commuting physical activity was assessed by the question: ‘During the past seven days, how many days have you walked or cycled to and from school?’ The adolescents whose responded that they got to and from school on foot or by bicycle on three days or more were considered active
Time of regular practice of physical activity
The time of regular practice of physical activity i.e physical activity for more than six months (PA>6 months) was assessed with the question ‘It is considered physically active young man who accumulate at least 60 minutes of daily physical activity on 5 or more days of the week. In relation to their practice habits of physical activity, you say:”. Adolescents were considered PA>6 months if they answered ‘I have been physically active for more than 6 months’.
Covariates
Adolescents were weighed without shoes and coats on an automatic scale, and the height was measures using a stadiometer. Waist circumference was measured in the standing position at the level of the umbilicus using a constant tension tape. Overweight was determined by body mass index above the 85th percentile for their age (Cole, Bellizi, et al. 2000). Abdominal obesity was
determined by waist circumference above the 80th percentile for their age (Taylor, Jones et al. 2000).
Blood pressure was measured using the Omron HEM 742 (Christofaro, Fernandes et al. 2009) (Omron, Shangai, China) after the adolescents rested and remained seated with legs uncrossed for 5 minutes. All blood pressure measurements were performed 3 times in the right arm placed at heart level in a seated position. The mean value of the least 2 measurements was used for analysis. High blood pressure was defined as systolic and/or diastolic blood pressure equal or higher than the reference sex, age, and height-specific 95th percentile (Falkner and Daniels 2004).
Heart rate variability
Heart rate variability was obtained by analysis of RR intervals using a heart rate monitor (POLAR, RS 800 CX; Polar Electro OyInc, Kempele, Finland). Adolescents were in a supine position for 10 minutes after approximately 30 minutes of rest. Analyses were performed using Kubios HRV software (Biosignal Analysis and Medical Imaging Group, Joensuu, Finland) by a single evaluator blind to the other variables, following the recommendations of the Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (1996).
The time domain variables, such as standard deviation of all RR intervals (SDNN), root mean square of the squared differences between adjacent normal RR intervals (RMSSD), and the percentage of adjacent intervals over 50 ms (pNN50). The frequency domain was analysed using the spectral analysis of HRV. Stationary periods of the tachogram, of at least five minutes, were broken down into bands of low (LF) and high (HF) frequencies, using the autoregressive method with a model order of 12 according to Akaike’s information criterion. Frequencies were considered physiologically significant when they ranged between 0.04 and 0.4 Hz. Oscillations between 0.04 and 0.15 Hz were considered as a LF component, whereas oscillations between 0.15 and 0.4 Hz represented the HF component. For analysis, we used the LF/HF component as an indicator of the sympathovagal balance on the heart. The reliability of the measurements was assessed using the intraclass correlation coefficient (ICC) and the values ranged from 0.70 to 0.91 (Farah, Lima et al. 2014).
