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Universidade
Estadual de Londrina
CENTRO DE EDUCAÇÃO FÍSICA E ESPORTE
CURSO DE BACHARELADO EM EDUCAÇÃO FÍSICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
REPRODUTIBILIDADE DO LIMIAR DE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA
Nadia Candido
LONDRINA – PARANÁ 2012
ii
DEDICATÓRIA
Dedico esta, e todas as demais conquistas, à minha querida mãe Simone
pela confiança e apoio em todos os momentos da minha vida.
iii
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Fábio Yuzo Nakamura pela sugestão do tema, orientação e
ensinamentos ao longo de minha graduação.
Aos amigos e colegas pelo incentivo e apoio constantes.
Em especial aos amigos Carla Cristiani da Silva e Nilo Massaru Okuno pelas
orientações, paciência e amizade.
Ao grupo GEAFIT, pela ajuda e conhecimento transmitido.
Aos participantes deste estudo, pela paciência e dedicação durante as coletas.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo
suporte financeiro com a bolsa de iniciação científica.
iv
EPÍGRAFE
“A mente que se abre a uma nova idéia
jamais volta ao seu tamanho original”.
Albert Einstein
v
CANDIDO, Nadia. Reprodutibilidade do limiar de variabilidade da frequência cardíaca. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Bacharelado em Educação Física. Centro de Educação Física e Esporte. Universidade Estadual de Londrina, 2012.
RESUMO
O objetivo do estudo foi verificar a reprodutibilidade do limiar de variabilidade de
frequência cardíaca (LVFC) utilizando diferentes técnicas. A amostra foi constituída
de 12 sujeitos do sexo masculino (26,8 ± 5 anos, 74,8 ± 8,3 kg, 175,2 ± 6,5 cm). Os
voluntários fizeram seis visitas ao laboratório para avaliação da modulação
autonômica ao longo de teste incremental em um ciclosimulador (Velotron). A carga
inicial no teste foi de 25W, sendo que a cada 3 minutos foi incrementado uma carga
de 25W até a exaustão voluntária do sujeito ou diminuição na cadência estipulada
(60 rpm). Os intervalos RR foram armazenados durante o teste através de
cardiofrequencímetro. O LVFC foi determinado utilizando os índices raiz quadrada
da média do quadrado das diferenças entre os intervalos RR normais adjacentes
(RMSSD), desvio padrão de todos os intervalos RR normais (SDNN) e desvio
padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento (SD1) pelo método de
inspeção visual, determinando a carga correspondente ao ponto de estabilização e
pelo método proposto por Lima e Kiss (1999), onde a intensidade corresponde ao
valor igual ou menor do que 3 ms no SD1 (SD1-3ms). Os resultados demonstram
que a técnica de ponto de estabilização do RMSSD e SD1, e o SD1-3ms
apresentaram alta reprodutibilidade, com valores de coeficiente de correlação
intraclasse (CCI = 0,81; 0,86 e 0,90) respectivamente. Não foi possível determinar o
limiar usando o método SD1-3ms em 2 dos sujeitos. O índice SDNN apresentou
moderada reprodutibilidade (CCI = 0,48). Assim, conclui-se que os métodos mais
indicados de acordo com os maiores valores de reprodutibilidade são os que utilizam
o ponto de estabilização do RMSSD e do SD1.
Palavras-chave: Sistema nervoso autônomo, Variabilidade da frequência cardíaca,
exercício, teste incremental
vi
CANDIDO, Nadia. Reproducibility of heart rate variability threshold. Trabalho de
Conclusão de Curso. Curso de Bacharelado em Educação Física. Centro de
Educação Física e Esporte. Universidade Estadual de Londrina, 2012.
ABSTRACT
The aim the study was to verify the reproducibility of heart rate variability threshold
(HRVT) utilizing different techniques. The sample was consisted of 12 male subjects
(26.8 ± 5 years, 74.8 ± 8.3 kg, 175.2 ± 6.5 cm). The volunteers attended to the
laboratory six times to assessment autonomic modulation during the incremental
exercise on a cyclosimulator (Velotron). The initial load of the test was 25W, and
every 3 minutes the load was increase 25W until volitional exhaustion or a decrease
in the cadence established (60rpm). The RR intervals were recorded during the test
using a heart rate monitor. The HRVT was determined using the indexes root mean
square successive differences (RMSSD), standard deviation of the average R-R
intervals (SNNN) and standard deviation of instantaneous beat-to-beat R-R interval
variability (SD1) by visual inspection, determining the load correspondent to the point
of stabilization and the method proposed by Lima and Kiss (1999), where the
intensity corresponds a value equal or less than 3ms in SD1 (SD1- 3ms). The results
demonstrated that the technique of stabilization point of RMSSD and SD1, and SD1-
3ms showed high reproducibility, with values of interclass correlation coefficient
(ICC=0.81; 0.86 and 0.90, respectively). It was not possible to determinate the
threshold using SD1-3ms method in 2 individuals. The SDNN index showed
moderate reliability (ICC=0.48). Thus, it was concluded that the most suitable
methods according with higher reproducibility are those using the stabilization point
of RMSSD and SD1.
Keywords: autonomic nervous system, heart rate variability, exercise, incremental
test
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Média ± desvio padrão, valor mínimo e máximo da potência
pico atingida nos testes incrementais........................................ 17
Tabela 2 - Média e desvio padrão da intensidade correspondente ao
LVFC utilizando diferentes métodos..........................................
18
Tabela 3 - Poder estatístico para detectar incrementos nos métodos
RMSSD, SDNN e SD1 realizado com 12 sujeitos...................... 19
Tabela 4 - Poder estatístico para detectar incrementos nos métodos
RMSSD, SDNN, SD1 e SD1-3ms realizado com 10 sujeitos......
19
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Plotagem de Poincaré retirada do Programa Kúbios HRV.......... 12
Figura 2 - Cálculo da variável RMSSD (RASSI Jr, 2000)............................ 12
Figura 3 - Cálculo da variável SDNN (RASSI Jr, 2000)............................... 13
Figura 4 - Representação de determinação do LVFC a partir dos
diferentes métodos......................................................................
14
ix
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1 - Termo de consentimento............................................................. 26
SUMÁRIO
RESUMO..................................................................................................................... v
ABSTRACT ................................................................................................................ vi
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ vii
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ viii
LISTA DE ANEXOS ................................................................................................... ix
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1
2 JUSTIFICATIVA ....................................................................................................... 3
3 OBJETIVO ............................................................................................................... 4
4 HIPÓTESES DE PESQUISA ................................................................................... 5
5 REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................... 6
5.1 Sistema Nervoso Central e Periférico ............................................................. 6
5.2 Sistema Nervoso Autônomo ........................................................................... 6
5.3 Controle do Sistema Nervoso Autonômico sobre o coração ....................... 7
5.3.1 Controle neural da freqüência cardíaca ........................................................ 7
5.3.2 Variabilidade da Frequência Cardíaca ......................................................... 8
5.5 Controle Autonômico Cardíaco durante exercício físico ............................ 10
5.5.1 Regulação da Freqüência cardíaca ............................................................ 10
5.6 Limiares de transição metabólica ................................................................. 10
5.7 Limiar de Variabilidade da Frequência Cardiaca ......................................... 11
6 MÉTODOS ............................................................................................................. 15
6.1 Amostra. .......................................................................................................... 15
6.2 Local ................................................................................................................ 15
6.3 Protocolo experimental .................................................................................. 15
6.4 Teste Incremental ........................................................................................... 16
6.5 Análise da VFC e do LVFC ............................................................................. 16
iii
6.6 Análise Estatística .......................................................................................... 17
7 RESULTADOS ....................................................................................................... 17
8 DISCUSSÃO .......................................................................................................... 20
9 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 21
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 22
ANEXO 1 - TERMO DE CONSENTIMENTO DE PARTICIPAÇÃO .......................... 26
1
1 INTRODUÇÃO
Os limiares de transição metabólica, como por exemplo, o limiar de lactato
(LT), têm sido amplamente utilizados para a determinação da capacidade física de
atletas (SVEDAHL; MACINTOSH, 2003), não atletas (SIMÕES et al., 2003) e
pessoas com doenças crônico-degenerativas (BELLI et al., 2007; MOTTA et al.,
2010). Esses parâmetros também são utilizados para a prescrição de treinamento e
para verificar influências do treinamento sobre a aptidão cardiorrespiratória (FAUDE;
KINDERMANN; MEYER, 2009), influências essas que se dão, principalmente, por
adaptações cardiovasculares durante repouso e durante exercício. Tais influências
cardiovasculares se dão pela modulação do sistema nervoso autonômico (SNA)
sobre o nodo sinoatrial (SANDERCOCK; BROMLEY; BRODIE, 2005), a qual pode
ser analisada de maneira não invasiva e de fácil aplicabilidade pela variabilidade da
freqüência cardíaca (VFC) (TASK FORCE, 1996).
Além das adaptações cardiovasculares ao treinamento estarem relacionadas
com a modulação autonômica, medida pela VFC, a atividade autonômica durante o
exercício também pode ser medida pelo limiar da variabilidade da frequência
cardíaca (LVFC). A base fisiológica do LVFC se dá pelo fato que após inicio do
exercício há uma retirada vagal e um aumento da atividade simpática, o que causa
alteração nos índices temporais da VFC (IMAI et al., 1994). O LVFC apresenta
relação com o limiar de lactato (LIMA; KISS, 1999) e apresenta resposta positiva ao
treinamento, como demonstrado por Nakamura et al. (2005), que observaram um
aumento na intensidade em que ocorre o LVFC após treinamento de curto prazo.
Recentemente Morton, Stannard e Kay (2011), mostraram que de sete
marcadores do limiar de lactato, seis apresentaram baixa reprodutibilidade, exceto o
método Dmax (método matemático que determina a maior distância da relação linear
entre o primeiro e último ponto da concentração de lactato em comparação a curva
exponencial de aumento da concentração de lactato), que apresentou boa
reprodutibilidade. Porém, tal método sofre influências do modelo matemático e do
protocolo de exercício utilizado, o que pode dificultar as interpretações. No entanto,
vale ressaltar que os autores utilizaram seis testes para verificar a reprodutibilidade.
Hopkins (2000) postulou que para análise de reprodutibilidade, três testes são
2
suficientes para este tipo de análise, no entanto, quanto maior o número de testes
mais confiável são os resultados obtidos.
Sendo assim, o LVFC pode ser usado como uma ferramenta não invasiva
para a determinação do limiar de lactato e as respostas fisiológicas ao treinamento.
No entanto, a reprodutibilidade de tal medida não foi demonstrada previamente, o
que pode ter influências sobre a interpretação das respostas ao treinamento e na
utilização de tal medida.
3
2 JUSTIFICATIVA
As alterações na aptidão física decorrentes do treinamento podem ser
avaliadas através do limiar de lactato. O LVFC apresenta relação com o limiar de
lactato e pode ser uma alternativa útil ao método, uma vez que apresenta menor
custo e maior facilidade para as análises. No entanto, para avaliações da influência
do treinamento sobre o LVFC esse método deve apresentar confiabilidade nas
medidas; porém, não se sabe se o LVFC apresenta bons índices de
reprodutibilidade teste-reteste.
4
3 OBJETIVO
O objetivo do estudo foi verificar a reprodutibilidade do LVFC utilizando as
técnicas do ponto de estabilização da raiz quadrada da média do quadrado das
diferenças entre os intervalos R-R normais adjacentes (RMSSD), desvio padrão de
todos os intervalos RR normais (SDNN), desvio padrão da variabilidade instantânea
batimento a batimento (SD1), além da proposta por Lima e Kiss (1999) de 3 ms
para o SD1 (SD1-3ms).
5
4 HIPÓTESES DE PESQUISA
Os resultados esperados para esta pesquisa consistem que as medidas do
LVFC realizadas nas seis visitas ao laboratório estejam próximas entre si,
evidenciando uma alta reprodutibilidade das medidas. Assim ao encontrar uma boa
reprodutibilidade da medida do LVFC, esta poderá ser empregada para a
determinação da intensidade de esforço físico – transição entre o domínio
moderado e intenso no metabolismo muscular, tendo como vantagens ser uma
alternativa de fácil aplicabilidade e não invasiva. Além disso, pode contribuir com
novos conhecimentos a respeito da regulação autonômica durante o esforço físico
progressivo (LIMA; KISS, 1999).
6
5 REVISÃO DA LITERATURA
5.1 Sistema Nervoso Central e Periférico
Segundo Berne e Levy (1996a), o sistema nervoso consiste em uma rede de
comunicações que permite a um organismo responder aos estímulos, de modo
adequado, ao ambiente, este ambiente pode ser tanto externo – fora do corpo -
como interno – dentro do próprio corpo.
O sistema nervoso é dividido em duas partes principais: o sistema nervoso
central e o sistema nervoso periférico. De um modo geral, o sistema nervoso central
compreende a medula espinhal e o encéfalo, já o sistema nervoso periférico é
constituído por neurônios localizados fora do sistema nervoso central (POWERS;
HOWLEY, 2000).
O sistema nervoso central basicamente reúne informações ambientais
vindos do sistema nervoso periférico, processa essas informações e organiza as
respostas para tal informação. O sistema nervoso periférico é o meio onde o sistema
nervoso central e o ambiente se comunicam, ele corresponde aos componentes
sensoriais, aos neurônios aferentes primários e aos componentes motores, estes
formados por neurônios motores somáticos e autonômicos (BERNE; LEVY, 1996a).
Os neurônios autonômicos correspondem aos neurônios pré-ganglionares e
aos pós-ganglionares do sistema nervoso simpático e do sistema nervoso
parassimpático (BERNE; LEVY, 1996b).
5.2 Sistema Nervoso Autônomo
O SNA desempenha um papel importante na regulação dos processos
fisiológicos do organismo humano, ou seja, contribui para a manutenção de sua
homeostase. Segundo Berne e Levy (1996b), o sistema nervoso central e sua
eferência autonômica empreendem ações compensatórias quando estímulos
internos mostram que a regulação é necessária. Ele é dividido em dois ramos – SNA
simpático e SNA parassimpático, que se diferenciam de forma principal quanto a
região do sistema nervoso central de onde partem suas fibras e quanto à localização
dos gânglios nervosos (AMABIS; MARTHO, 2006). O sistema nervoso simpático e o
7
sistema nervoso parassimpático são formados por dois tipos de neurônios distintos –
neurônios pré-ganglionares e pós- ganglionares.
A organização dos neurônios pré-ganglionares simpáticos e parassimpáticos
é feita de forma diferenciada, sendo que os neurônios pré-ganglionares simpáticos
são localizados nos segmentos torácicos e lombares superiores da medula espinhal,
já os neurônios pré-ganglionares parassimpáticos são encontrados no tronco
cerebral e na medula espinhal sacra. Os neurônios pós-ganglionares simpáticos e
parassimpáticos também são distribuídos de maneira diferente, os simpáticos
encontram-se nos gânglios paravertebrais ou pré-vertebrais a uma determinada
distância dos órgãos-alvo; já os parassimpáticos são encontrados nos gânglios
parassimpáticos próximos aos órgãos-alvo (BERNE; LEVY, 1996b).
Segundo Powers e Howley (2000), de forma mais generalizada, a parte
simpática do SNA tende a ativar um determinado órgão, enquanto que a parte
parassimpática tende a inibi-lo. Porém, segundo Berne e Levy (1996b) é mais
apropriado considerar que as partes – simpática e parassimpática – podem agir
algumas vezes de forma antagonista, outras vezes de forma sinérgica e até mesmo
de forma exclusiva – quando se tem apenas um tipo de inervação, por exemplo,
simpática. Portanto, de um modo geral, os órgãos são regulados pela interação
desses impulsos simpáticos e parassimpáticos gerados no tecido.
Os sistemas nervoso simpático e parassimpático diferenciam também
quanto ao tipo de neurotransmissor que é liberado pelos neurônios pós-
ganglionares. Os neurônios simpáticos normalmente liberam a noradrenalina , como
também em outros casos a adrenalina, já os neurônios parassimpáticos liberam
apenas a acetilcolina (AMABIS; MARTHO, 2006).
5.3 Controle do Sistema Nervoso Autonômico sobre o coração
5.3.1 Controle neural da freqüência cardíaca
Existem duas formas principais de excitação cardíaca, ou melhor, potencial
de ação cardíaco, uma de resposta rápida e outra de resposta lenta. A de resposta
rápida ocorre nas fibras miocárdicas normais – nos átrios e nos ventrículos e nas
fibras de Purkinge – fibras especializadas de condução elétrica. Já a de resposta
lenta ocorre no nodo sinoatrial – este considerado o marcapasso natural do coração
8
– e no nodo atrioventricular – este considerado como tecido especializado para a
condução de impulsos dos átrios aos ventrículos (BERNE; LEVY, 1996b).
O principal controle da freqüência cardíaca é destinado ao SNA, sendo que
o nodo sinoatrial está, na maioria das vezes, sobre a influência dos dois
componentes do SNA - o SNA simpático e o SNA parassimpático. As variações da
freqüência cardíaca podem ser ocasionadas, na maioria das vezes, pela ação
recíproca dos dois componentes – simpático e parassimpático. Quando há um
aumento da freqüência cardíaca isso significa que há uma menor atividade
parassimpática em contraste com a atividade simpática, sendo esta elevada. O
mesmo ocorre, de forma inversa, quando há uma queda da freqüência cardíaca, ou
seja, ocorre um aumento da atividade parassimpática e uma diminuição da atividade
simpática. Geralmente, no coração o SNA simpático e o SNA parassimpático
ocorrem de forma oposta, porém sob algumas situações específicas a freqüência
cardíaca pode variar pela ocorrência seletiva de um dos componentes do SNA
(BERNE; LEVY, 1996b).
5.3.2 Variabilidade da Frequência Cardíaca
Os batimentos cardíacos não possuem uma regularidade entre si, e esta
irregularidade da freqüência cardíaca é definida como variabilidade da freqüência
cardíaca (VFC), indicando uma habilidade do coração em responder aos diversos
estímulos ocasionados por diferentes fatores tanto fisiológicos como ambientais
(LIMA; KISS, 1999).
A VFC mostra as oscilações dos intervalos entre batimentos cardíacos
consecutivos – identificados como intervalos R-R. Estas oscilações recebem a
influência do SNA (LIMA; KISS, 1999). Desta forma, pode-se quantificar a
modulação do SNA na freqüência de disparo do nodo sinoatrial (BRUNETTO et al.,
2005).
As variações rítmicas da freqüência cardíaca – VFC – estão relacionadas,
em maior parte, às oscilações da atividade vagal, isso ocorre porque o
neurotransmissor acetilcolina que é liberado na atividade parassimpática é removido
com muita rapidez, ocorrendo, portanto, oscilações na freqüência cardíaca. Em
contra partida, a norepinefrina que é liberada na atividade simpática é removida de
forma mais lenta, não ocorrendo, portanto, variações na freqüência cardíaca. Assim,
9
a VFC é considerada um indicador do nível da modulação cardíaca (LIMA; KISS,
1999).
Alterações na VFC podem fornecer um indicador de comprometimentos na
saúde. Na ocorrência de uma alta variabilidade dos dados da freqüência cardíaca
entende-se que o organismo tem uma excelente adaptação aos estímulos
estressantes, o que caracteriza um indivíduo saudável com mecanismos
autonômicos eficientes. Já na ocorrência de baixa variabilidade dos dados da
freqüência cardíaca, isto é freqüentemente um indicador de uma adaptação anormal
e mau funcionamento fisiológico do indivíduo (VANDERLEI et al., 2009).
O estudo da VFC vem de longa data e seu interesse vem crescendo ainda
mais nos últimos anos. Teve início em 1965 na área de monitorização do sofrimento
fetal e na associação da baixa VFC com maior risco de mortalidade após infarto
agudo do miocárdio. Se tratando de uma medida simples e não invasiva, a VFC
pode ser utilizada para avaliar o SNA em diversas populações, como indivíduos
saudáveis, atletas e portadores de doenças (VANDERLEI et al., 2009).
Para a análise da VFC diversos métodos podem ser utilizados, tais como:
métodos lineares e métodos não lineares. Os métodos lineares são os mais
comumente utilizados para esta análise, eles são divididos em duas vertentes:
análise do domínio do tempo e análise do domínio da freqüência. Na análise do
domínio do tempo, assim descrita por expressar seus valores em unidade de tempo
(milissegundos) tem-se a medida de cada intervalo R-R normal durante um
determinado período de tempo e com base em métodos estatísticos ou geométricos
calculam-se os índices que indicam as flutuações dos batimentos cardíacos
(VANDERLEI et al., 2009).
Os índices no domínio do tempo mais comumente utilizados para a análise
do componente parassimpático são: RMSSD – raiz quadrada da média do quadrado
das diferenças entre os intervalos R-R normais adjacentes, em um intervalo de
tempo (milissegundos) e o método utilizado na análise do plotagem de Poincaré –
SD1 – desvio padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento
(VANDERLEI et al., 2009).
Além da análise no domínio do tempo existem outras formas como, por
exemplo, as oscilações de alta freqüência e a de baixa freqüência no espectro de
potência, este método é denominado com domínio da freqüência. Dentre os
métodos não lineares mais comumente utilizados para a análise da VFC estão: a
10
análise de flutuações depuradas de tendências, a função de correlação, o expoente
de Hurst, a dimensão fractal e o expoente de Lyapunov (VANDRERLEI et al., 2009).
5.5 Controle Autonômico Cardíaco durante exercício físico
5.5.1 Regulação da Freqüência cardíaca
Durante o exercício físico ocorrem diversas alterações no organismo, como
por exemplo, o aumento da freqüência cardíaca. Isso ocorre para que haja um
aumento na quantidade de sangue bombeado pelo coração – fluxo sanguíneo –
fazendo com que a demanda de oxigênio para o músculo esquelético seja suficiente
(POWERS; HOWLEY, 2000).
O SNA simpático e SNA parassimpático influenciam a freqüência cardíaca.
As fibras parassimpáticas que inervam o coração se originam do centro de controle
cardiovascular – uma parte do nervo vago – que ao chegar ao coração elas
interagem com o nodo sinoatrial e com o nodo atrioventricular, estas áreas quando
estimuladas geram uma hiperpolarização, sendo o resultado uma redução na
freqüência cardíaca. Em contra partida, as fibras simpáticas chegam ao coração por
meio dos nervos aceleradores cardíacos, inervando o nodo sinoatrial e os
ventrículos, estes quando estimulados ocasionam um aumento da freqüência
cardíaca (POWERS; HOWLEY, 2000). Durante um esforço progressivo, os
intervalos R-R diminuem justamente ocasionado pelo aumento da freqüência
cardíaca (LIMA; KISS, 1999).
Vale ressaltar que em repouso há uma predominância da atividade
parassimpática. Porém, durante o exercício físico com incrementos de cargas, o
aumento da freqüência cardíaca se deve, nas cargas iniciais, à diminuição da
atividade parassimpática – retirada vagal. Já em cargas mais extenuantes, a
freqüência cardíaca aumenta em proporção a estimulação da atividade simpática
(MACIEL et al., 1986).
5.6 Limiares de transição metabólica
Segundo Gaesser e Poole (1996), o exercício aeróbio pode ser dividido em
três domínios – exercício moderado, exercício intenso e exercício severo. Sendo as
zonas de transição entre os exercícios geralmente chamados de limiares. É válido
11
ressaltar que dentre esses domínios de exercícios existem duas zonas de transição,
ou melhor, limiares metabólicos. Geralmente o primeiro limiar é dito como limiar
aeróbio e o segundo como limiar anaeróbio (LIMA; KISS, 1999).
Diversos métodos têm sido utilizados para a determinação da intensidade do
exercício físico no qual ocorre a transição metabólica muscular, conhecida como
transição aeróbia-anaeróbia. Métodos tradicionais como, por exemplo, análises das
concentrações de lactato sanguíneo e análises das trocas de gases respiratórios são
comumente utilizadas, servindo, portanto para a identificação do limiar de lactato
(LL) e do limiar ventilatório (LV) (BRUNETTO et al., 2005). Algumas desvantagens
são encontradas ao considerar os métodos para se obter tais limiares. Atualmente, o
método mais comumente empregado para determinar o limiar de lactato durante o
exercício é através da análise de sangue capilar, embora este seja um procedimento
minimamente invasivo, durante o curso de um teste de exercício isto deve ser
repetido várias vezes (KARAPETIAN; ENGELS; GRETEBECK, 2008). Já o limiar
ventilatório é considerado um método não invasivo, porém ele requer uma análise
instrumental de gás metabólico de alto custo operacional (KARAPETIAN; ENGELS;
GRETEBECK, 2008). Outro método para determinar o ponto de transição metabólico
utilizado é o limiar de variabilidade da freqüência cardíaca.
5.7 Limiar de Variabilidade da Frequência Cardiaca
O LVFC representa uma alternativa simplificada e não invasiva para a
identificação do limiar aeróbio (LIMA; KISS, 1999). A base fisiológica do LVFC se dá
pelo fato que após inicio do exercício há uma retirada vagal e um aumento da
atividade simpática, o que causa alteração nos índices temporais da VFC.
Um dos métodos não lineares utilizados para a análise da LVFC é o SD1,
ele é determinado a partir da plotagem de Poincaré, onde é calculado um desvio
padrão de registro instantâneo da variabilidade batimento a batimento (VANDERLEI
et al., 2009), como demonstrado na figura 1. Essa variável é um indicador de
atividade parassimpática.
12
Figura 1 – Plotagem de Poincaré retirada do Programa Kubios HRV.
Existem outros métodos lineares utilizados para a análise da LVFC, como
por exemplo, o RMSSD e SDNN. O RMSSD é calculado a partir da raiz quadrada da
média do quadrado das diferenças entre os intervalos RR normais adjacentes, em
um intervalo de tempo, expresso em ms (figura 2), e é uma variável que indica
atividade parassimpática, Já o SDNN é calculado a partir do desvio padrão de todos
os intervalos RR normais gravados em um intervalo de tempo, expresso em ms
(figura 3). Essa variável indica uma atividade tanto simpática como parassimpática.
Figura 2 – Cálculo da variável RMSSD (RASSI Jr, 2000).
13
Figura 3 - Cálculo da variável SDNN (RASSI Jr, 2000).
Durante um teste incremental, com o aumento da carga de trabalho há uma
diminuição nas variáveis SD1, RMSSD e SDNN tendo um comportamento
exponencial decrescente. A partir desse comportamento alguns autores propuseram
diferentes métodos para a determinação do LVFC.
Segundo Lima e Kiss (1999) o LVFC foi identificado como sendo o ponto de
estabilização igual ou abaixo de 3 ms (figura 4). A vantagem do método proposto é a
forma objetiva em que é encontrado o LVFC determinado pelo valor pré-determinado
de 3 ms,
Recentemente, Karapetian et al. (2008) e Sales et al. (2011) propuseram a
determinação do LVFC a partir da inspeção visual do ponto de estabilização das
variáveis RMSSD, SDNN e SD1 (figura 4). A vantagem desse método é a
determinação no momento em que há um platô das variáveis nos indivíduos
independente dos valores, no entanto, o ponto negativo é a subjetividade na sua
determinação, necessitando dois ou mais avaliadores experientes.
14
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 25 50 75 100 125 150 175 200
ms
Intensidade (W)
RMSSD
SDNN
SD1
SD1-3 ms
Figura 4 – Representação de determinação do LVFC a partir dos diferentes
métodos.
Hoje o LVFC é comumente utilizado para a determinação da intensidade de
esforço físico no qual acontece a transição aeróbia-anaeróbia no metabolismo
muscular (BRUNETTO et al., 2005). Estudos recentes demonstraram que não houve
diferenças significativas entre LVFC e LL e nem entre LVFC e LV. Os dados
sugerem que o LVFC coincide com o LL e o LV durante um exercício graduado e
pode ser usado para a detecção do LL em adultos saudáveis (KARAPETIAN;
ENGELS; GRETEBECK, 2008).
15
6 MÉTODOS
6.1 Amostra.
Fizeram parte do estudo 12 participantes moderadamente ativo (menor ou
igual que 3 vezes por semana) do sexo masculino (26,8 ± 5 anos, 74,8 ± 8,3 kg,
175,2 ± 6,5 cm), uma vez que foi demonstrado que o gênero tem influência nos
índices de VFC (RAMAEKERS; ECTOR; AUBERT, 1999), embora existam algumas
controvérsias a cerca deste assunto, consideramos que o gênero masculino tem
uma menor VFC. A amostra foi constituída de estudantes de graduação, de
mestrado e participantes de grupos de estudo da Universidade Estadual de
Londrina. Foram incluídos no estudo indivíduos que não tinham histórico de
doenças cardiovasculares, que não fizessem uso de medicamentos que
influenciasse as respostas cardíacas, não fumantes e que não apresentassem
distúrbios músculo esqueléticos que impeçam a realização dos testes. Este estudo
foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa em Seres Humanos da
Universidade Estadual de Londrina (parecer número 15093/2012). Todos os
voluntários foram informados sobre os procedimentos aos quais foram submetidos e
assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.
6.2 Local
Os testes foram realizados no laboratório do grupo de estudos das
adaptações fisiológicas ao treinamento GEAFIT da Universidade Estadual de
Londrina, na cidade de Londrina, Paraná.
6.3 Protocolo experimental
Para maior confiabilidade dos parâmetros de reprodutibilidade, os
participantes fizeram seis visitas ao laboratório para coleta de dados. No primeiro
dia foram realizadas medidas antropométricas (peso e estatura) com a finalidade de
caracterizar a amostra. Logo após, os participantes realizaram o teste incremental,
o qual foi repetido sob as mesmas condições em todos os dias. Os seis testes
16
foram realizados com intervalo mínimo de 48 horas entre os testes. Os participantes
foram instruídos a não beber cafeína 24 horas antes, bem como não participar de
exercícios físicos extenuantes 48 horas antes das coletas.
6.4 Teste Incremental
Os testes foram realizados em um ciclossimulador (Velotron) com frenagem
eletromagnética. A altura do banco foi ajustada para cada sujeito, de forma que esta
ficasse confortável na realização do teste e assim mantida nos testes seguintes. A
carga inicial do teste foi de 25 W, sendo que a cada 3 minutos foi acrescentada uma
carga de 25 W até a exaustão voluntária do sujeito ou diminuição na cadência
estipulada (60 rpm). A percepção subjetiva de esforço foi registrada com a utilização
da escala de Borg de 6-20 (BORG, 1982), na qual o sujeito reportou a intensidade do
esforço no final de cada estágio (3 minutos). Os intervalos RR foram armazenados
durante o teste através de cardiofrequencímetro (POLAR®, modelo RS800 -
Kempele, Finlândia).
6.5 Análise da VFC e do LVFC
O cálculo dos parâmetros da VFC no domínio do tempo foi realizado a partir
dos índices raiz quadrada da média das diferenças sucessivas ao quadrado dos
intervalos RR adjacentes (RMSSD), desvio padrão de todos os intervalos RR
normais gravados em um intervalo de tempo (SDNN), média dos intervalos RR (RR
médio) e desvio padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento (SD1).
As análises foram feitas a partir do programa Kubios HRV (University of Eastern
Finland).
Para a determinação do LVFC, foram utilizados dois métodos:
O primeiro método, por meio de inspeção visual, foi determinada a
carga correspondente ao ponto de estabilização das variáveis citadas
anteriormente durante o teste incremental (KARAPETIAN et al., 2008);
O segundo, proposto por Lima e Kiss (1999), foi determinado na
intensidade em que o SD1 durante o exercício atingiu valor igual ou
menor do que 3 ms (SD1-3ms).
17
Essas determinações foram realizadas a partir da média das variáveis dos
últimos 2 minutos de cada estágio de acordo com proposto por Karapetian et al.,
2008.
6.6 Análise Estatística
Os valores estão apresentados em média e desvio padrão. As comparações
entre 6 testes para a carga correspondente ao LVFC foi feita por meio de ANOVA
para medidas repetidas. A esfericidade foi verificada por meio do teste de Mauchly e
quando necessário foi utilizado a correção de Greenhouse-Geisser. A
reprodutibilidade dos dados foi analisada por meio do coeficiente de correlação
intraclasse (CCI) e coeficiente de variação (CV), é válido lembrar que os critérios
aceitos para CCI é de pelo menos 0,80 e para o CV é de no máximo 15%. A
variância foi usada para calcular o poder estatístico de detectar incrementos em
várias intensidades (0 – 80 W) (MORTON et al., 2012). A significância adotada foi de
P < 0,05.
7 RESULTADOS
A tabela 1 apresenta os valores de média e desvio padrão com valor mínimo e
máximo da potência pico atingida nos testes incrementais. O CCI para os seis testes
foi de 0,98.
Tabela 1 – Média ± desvio padrão, valor mínimo e máximo da potência pico atingida
nos testes incrementais.
TESTE 1 2 3 4 5 6
MÉDIA 200 206,2 204,2 202,1 206,3 202,1
DP 21,3 26,4 20,9 19,8 21,7 19,8
MÍN 175 175 175 175 175 175
MÁX 250 250 250 250 250 250
18
Os resultados apresentados na tabela 2 demonstram que não houve
diferenças significativas ao longo dos seis testes realizados na intensidade
representativa do LVFC comparando os diferentes métodos (ponto de estabilização
do RMSSD, SDNN e SD1, e SD1-3ms). Dentre os métodos analisados, os que
apresentaram alta reprodutibilidade foi RMSSD (CCI = 0,81; CV = 13%), SD1 (CCI =
0,86; CV = 12%) e SD1-3ms (CCI = 0,90; CV = 17%), porém para o SD1-3ms as
análises foram realizadas apenas com 10 sujeitos devido a 2 deles não atingirem
pelo menos 3 ms e não ser possível determinar o limiar em um dos testes. Para o
SDNN a reprodutibilidade foi baixa (CCI = 0,48; CV = 17%).
Tabela 2– Média ± desvio padrão da intensidade correspondente ao LVFC utilizando
diferentes métodos.
TESTE RMSSD (W) SDNN (W) SD1 (W) SD1-3ms (W)
1 108 ± 19 121 ± 21 108 ± 19 107 ± 37
2 106 ± 19 125 ± 24 104 ± 21 92 ± 31
3 100 ± 24 125 ± 24 106 ± 22 100 ± 26
4 102 ± 22 131 ± 22 102 ± 22 105 ± 23
5 104 ± 18 129 ± 26 104 ± 17 110 ± 32
6 106 ± 22 119 ± 30 104 ± 21 100 ± 26
Na tabela 3 estão apresentados os valores de poder estatístico (power). Para
o LVFC identificado a partir da variável RMSSD a magnitude do incremento para
atingir o power de pelo menos 0,80 é necessário 30 W. Porém para a variável SDNN
a magnitude do incremento necessária é de 70 W, enquanto que para o SD1 é de
20W.
19
Tabela 3. Poder estatístico para detectar incrementos nos métodos RMSSD, SDNN e
SD1 realizado com 12 sujeitos.
Magnitude do
incremento (W)
RMSSD SDNN SD1
0 0,0500 0,0500 0,0500
10 0,2168 0,1043 0,6168
20 0,5305 0,1921 0,9870
30 0,8248 0,3143 1,0000
40 0,9631 0,4611 1,0000
50 0,9958 0,6132 1,0000
60 0,9997 0,7495 1,0000
70 1,0000 0,8548 1,0000
80 1,0000 0,9253 1,0000
Como não foi possível determinar o LVFC em dois sujeitos para o índice SD1-
3ms, foi feito o calculo do poder estatístico novamente para todas as variáveis com
10 sujeitos (tabela 4). Para o LVFC identificado a partir da variável RMSSD a
magnitude do incremento para atingir o power de pelo menos 0,80 é necessário 40
W. Porém para a variável SDNN a magnitude do incremento de 80W não foi o
suficiente, enquanto que para o SD1 e SD1-3ms é de 30W.
Tabela 4. Poder estatístico para detectar incrementos nos métodos RMSSD, SDNN,
SD1 e SD1-3ms realizado com 10 sujeitos.
Magnitude do
incremento (W)
RMSSD SDNN SD1 SD1 - 3ms
0 0,0500 0,0500 0,0500 0,0500
10 0,1417 0,0629 0,1560 0,3004
20 0,4162 0,1027 0,4662 0,7230
30 0,7429 0,1709 0,7999 0,9555
40 0,9346 0,2667 0,9608 0,9975
50 0,9909 0,3851 0,9962 1,0000
60 0,9993 0,5152 0,9998 1,0000
70 1,0000 0,6435 1,0000 1,0000
80 1,0000 0,7570 1,0000 1,0000
20
8 DISCUSSÃO
Os limiares de transição metabólica são importantes para auxiliar, por
exemplo, a prescrição de exercícios físicos. O LVFC pode ser usado como uma
ferramenta não invasiva e simplificada para a determinação do limiar aeróbio. O
objetivo deste estudo foi verificar a reprodutibilidade do LVFC durante o exercício
físico a partir de diferentes métodos. Os resultados apontaram que os métodos mais
indicados para essa análise, ou seja, que apresentaram uma alta reprodutibilidade
são o RMSSD, o SD1 e o SD1-3ms, porém este último em algumas situações não foi
possível determinar o LVFC devido a dois sujeitos não alcançarem o mínimo de
3ms, como proposto por Lima e Kiss (1999). O índice SDNN apresentou uma
reprodutibilidade moderada no presente estudo.
No presente estudo não foram encontradas diferenças significativas quando
comparado os diferentes métodos de identificação do LVFC ao longo dos seis testes
e entre as variáveis. Lima & Kiss (1999), Karapetian et al. (2008) e Sales et al.
(2011) demonstram a validade do LVFC determinado a partir do ponto de
estabilização utilizando os índices RMSSD, SDNN, SD1 e SD1-3ms comparando
com o limiar de lactato e limiar ventilatório. No entanto, não há evidências que
demonstraram anteriormente a reprodutibilidade do LVFC utilizando esses índices.
No presente estudo foi verificado que o CCI para o LVFC estimado pelo método
visual usando o SDNN foi questionável (CCI = 0,48), enquanto que o limiar estimado
usando outros índices foi moderado a alto (CCI = 0,81-0,90). Isso indica que os
métodos mais indicados para a determinação do LVFC são aqueles que utilizam o
RMSSD e o SD1, no entanto, é preciso considerar a impossibilidade de detectar o
limiar pelo método de SD1-3ms em alguns dos sujeitos embora o CCI tenha
apresentado um valor de 0,90.
Comparando os dados do CCI do presente estudo com McNarry e Lewis
(2012), o qual realizou um protocolo de teste com três visitas ao laboratório, em que
os indivíduos realizaram dois períodos de exercício de intensidade moderada
seguido por um período de intensidade pesada em oitenta indivíduos, os resultados
apontaram que o índice SDNN apresentou um CCI de 0,76 em intensidade
moderada e 0,47 em intensidade pesada e o RMSS um CCI 0,73 em intensidade
moderada e 0,59 em intensidade pesada. Esses resultados demonstraram que os
21
índices de VFC apresentam uma menor reprodutibilidade em exercícios em
intensidades elevadas quando comparado com intensidades moderadas. Isso pode
explicar em partes a menor reprodutibilidade na determinação do limiar utilizando o
SDNN e por esse índice se tratar de indicadores tanto parassimpáticos e simpáticos,
enquanto que os outros índices utilizados eram apenas indicadores de atividade
parassimpática (TASK FORCE, 1996; MCNARRY; LEWIS, 2012).
Para verificar a variabilidade intra-sujeitos da potência do LVFC foi realizado a
análise proposta por Morton et al. (2012). Neste tipo de análise, a variável que
apresentou maior power para detectar incremento na carga de LVFC foi o SD1,
seguido pelo SD1-3ms, RMSSD e SDNN. Cabe ressaltar que o power recomendado
é de 0,80 para possamos identificar a sensibilidade da medida.
A limitação principal presente neste estudo foi a não realização de métodos
mais aceitos para comparar com o LVFC como, por exemplo, o limiar de lactato e
limiar ventilatório. O presente estudo é interessante, pois mostra quais métodos
apresentam melhor reprodutibilidade a serem utilizados como uma ferramenta de
auxílio aos profissionais da área e quais são mais sensíveis para identificar possíveis
alterações com o treinamento físico.
9 CONCLUSÕES
O presente estudo demonstrou que os melhores métodos para a
determinação do LVFC, devido a uma alta reprodutibilidade e menor CV, foram as
técnicas em que utilizam o ponto de estabilização do RMSSD e SD1 ao longo do
teste incremental. Já para o SD1-3ms, apesar de indicar uma alta reprodutibilidade,
este método não é o mais indicado devido a dois dos sujeitos não ter sido possível
determinar o LVFC em um dos testes. Além disso, o método que utiliza a variável
SDNN não apresentou uma alta reprodutibilidade e com alto valor de CV.
22
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26
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA
Centro de Educação Física e Esporte
ANEXO 1 - TERMO DE CONSENTIMENTO DE PARTICIPAÇÃO
Responsáveis: Nadia Candido Fábio Yuzo Nakamura Este é um convite especial para você participar voluntariamente do estudo: “REPRODUTIBILIDADE DO LIMIAR DE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA” Por favor, leia com atenção as informações abaixo antes de dar seu consentimento para participar do estudo. Qualquer dúvida pode ser esclarecida diretamente com a pesquisadora Nadia Candido ou entre em contato através do telefone (43) 96209299. OBJETIVO E BENEFÍCIOS DO ESTUDO
O objetivo do estudo será verificar a reprodutibilidade do limiar de variabilidade da frequência cardíaca utilizando diferentes técnicas. Sabe-se que uma alta variabilidade da frequência cardíaca significa que o indivíduo tem mecanismos autonômicos eficientes, já quando este apresenta uma baixa variabilidade da frequência cardíaca significa que há um mau funcionamento fisiológico do organismo. Portanto é interessante estudar a reprodutibilidade de tal medida, para verificarmos a consistência da mesma.
PROCEDIMENTOS
Os participantes do estudo deverão fazer 6 visitas ao laboratório de pesquisa – GEAFIT para a coleta de dados, com um tempo médio de 50 minutos a 1 hora cada visita e intervalo de no mínimo de 48 horas entre elas. Serão realizados testes incrementais, ou seja, teste com adição de carga, em um ciclossimulador até a exaustão voluntária do indivíduo ou diminuição da cadência estipulada. DESPESAS/ RESSARCIMENTO DE DESPESAS DO VOLUNTÁRIO
Todos os sujeitos envolvidos nesta pesquisa são isentos de custos. PARTICIPAÇÃO VOLUNTÁRIA
A sua participação neste estudo é voluntária e você terá plena e total liberdade para desistir do estudo a qualquer momento, sem que isso acarrete qualquer prejuízo para você. GARANTIA DE SIGILO E PRIVACIDADE
As informações relacionadas ao estudo são confidenciais e qualquer informação divulgada em relatório ou publicação será feita sob forma codificada, para que a confidencialidade seja mantida. A pesquisadora garante que seu nome não será divulgado sob hipótese alguma. Diante do exposto acima eu, ___________________________________________, declaro que fui esclarecido sobre os objetivos, procedimentos e benefícios do presente estudo. Participo de livre e espontânea vontade do estudo em questão. Foi-me assegurado o direito de abandonar o estudo a qualquer momento, se eu assim o desejar. Declaro também não possuir nenhum grau de dependência profissional ou educacional com os pesquisadores envolvidos nesse projeto (ou seja, os pesquisadores desse projeto não podem me prejudicar de modo algum no trabalho ou nos estudos), não me sentindo pressionado de nenhum modo a participar dessa pesquisa.
Londrina, ______ de ______________ de _________. ________________________________
___________________________________
Responsável RG __________________ Pesquisador RG ____________________
