Relação entre a variabilidade do intervalo R-R do electrocardiograma e a prática desportiva

Relação entre a variabilidade do intervalo R-R do electrocardiograma e a prática desportiva Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Medicina - Artigo de Investigação Médica Ana Marta Cardoso Conde Pinto1 1Aluna do 6º ano do Mestrado Integrado em Medicina Orientador: Dr. Pedro de Pinho e Costa Amorim Co-orientador: Prof. Dr. Álvaro José Barbosa Moreira da Silva Afiliação: Centro Hospitalar do Porto Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar Endereço: Rua de Jorge Viterbo Ferreira, nr. 228, 4050-313 Porto Porto Ano lectivo 2014/2015 2 Índice RESUMO ........................................................................................................................................ 6 ABSTRACT ..................................................................................................................................... 7 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 8 MÉTODOS .................................................................................................................................... 10 RESULTADOS .............................................................................................................................. 13 DISCUSSÃO ................................................................................................................................. 21 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................. 27 AGRADECIMENTOS ..................................................................................................................... 30 ANEXOS ....................................................................................................................................... 31 3 Índice de Tabelas Tabela I Variáveis da VFC determinadas no domínio do tempo. ..................................... 12 Tabela II Variáveis da VFC determinadas no domínio da frequência. ............................ 12 Tabela III Variáveis demográficas e VO2max em cada um dos grupos da amostra. ....... 13 Tabela IV Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo para os grupos Não-atletas, Ultramaratonistas e Total. .............................................................. 16 Tabela V Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio da frequência para os grupos Não atletas, Ultramaratonistas e Total. ..................................................... 16 Tabela VI Teste t de Student para igualdade de médias - variáveis com distribuição normal. ....................................................................................................................................... 17 Tabela VII Teste de Mann-Whitney - variáveis sem distribuição normal. ....................... 17 Tabela VIII Correlações entre as variáveis da VFC no domínio do tempo e os valores de VO2max. .................................................................................................................................. 17 Tabela IX Correlações entre as variáveis da VFC no domínio da frequência e os valores de VO2max. .................................................................................................................... 17 4 Índice de gráficos Gráfico 1 Correlação entre o HRV index Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,01) ......... 18 Gráfico 2 Correlação entre o SDNN Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05)................. 18 Gráfico 3 Correlação entre a média dos intervalos RR Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,01) ..................................................................................................................................... 19 Gráfico 4 Correlação entre a média da FC total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05) ...... 19 Gráfico 5 Correlação entre a média do SDANN total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05) ..................................................................................................................................................... 20 5 Siglas e abreviaturas %MG – percentagem corporal de massa gorda BPM – batimentos por minuto DEXA – Dual X-Ray Absorptiometry DP – desvio-padrão ECG – electrocardiograma FADEUP – Faculdade de Desporto da Universidade do Porto FC – frequência cardíaca HF – high frequency HF u.n.-high frequency em unidades normalizadas IMC – índice de massa corporal LF – low frequency LF u.n. – low frequency em unidades normalizadas LF/HF – low frequency/high frequency balance P – valor da significância estatística R – coeficiente de correlação SNP – Sistema nervoso parassimpático SNS – Sistema nervoso simpático VFC – variabilidade da frequência cardíaca VO2max – consumo de oxigénio máximo em mL/kg/min 6 RESUMO INTRODUÇÃO: A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) tem vindo a ser estudada como um indicador cardiovascular passível de ser melhorado pela prática desportiva. OBJECTIVO: O objectivo principal do presente estudo foi comparar a VFC entre ultramaratonistas e não-atletas. METODOLOGIA: Estudaram-se 6 não-atletas saudáveis e 7 atletas nacionais de topo, especialistas de ultra-trail. Avaliou-se a composição corporal por Dual X-Ray Absorptiometry, mediu-se o consumo máximo de oxigénio (VO2max) e monitorizou-se o electrocardiograma de 24 horas. RESULTADOS: Os ultramaratonistas tiveram um VO2max significativamente mais elevado(66,9±3,9 vs 46,5±4,3 mL/kg/min)(P=0,000) e uma frequência cardíaca (FC) média inferior à dos não-atletas no registo total(P=0,012), no período do dia(P=0,004) e no período da noite(P=0,020). Na VFC no domínio do tempo, verificaram-se valores superiores no grupo dos ultramaratonistas: HRV index total(34,3±8,1 vs 24,3±5,8)(P= 0,030); média do intervalo RR total(1082,7±154,2 vs 859±106,5 ms)(P=0,012), no dia(1035,2±160,3 vs 791,6±97,6 ms)(P=0.008) e na noite(1338,2±235,2 vs 1019,8±161,7 ms)(P=0,018). Verificou-se uma tendência no sentido de maior variabilidade nos ultramaratonistas nas variáveis SDNN total(P=0,052 ms) e SDANN total(p=0,050 ms). Encontraram-se correlações altamente significativas entre o VO2max e as variáveis: HRV index total(R=0,715;P=0,006), Média RR Total(R=0,704;P=0,007), Média RR Dia(R=0,757;P=0,003) e Média FC Dia(R=- 0,767;P=0,002). Verificou-se uma correlação significativa(P<0,05) entre o VO2max e as variáveis SDNN Total(R=0,598;P=0,031), SDNN noite(R=0,571;P=0,042), Média RR Noite(R=0,653;P=0,015), Média FC Total(R=-0,679;P=0,011), Média FC Noite(R=- 0,618;P=0,24) e SDANN Total(R=0,588;P=0,035). No domínio da frequência, não se verificaram diferenças entre os dois grupos nem correlações com o VO2max. CONCLUSÕES: Detectámos diferenças significativas na VFC no domínio do tempo mas não no domínio da frequência. Encontramos correlações positivas entre o VO2max e a VFC no domínio do tempo, mas não no domínio da frequência. Desconhecemos outro estudo semelhante em ultramaratonistas; o facto de não termos encontrado diferenças na VFC no domínio da frequência e em alguns parâmetros no domínio do tempo, pode dever-se a efeitos cardíacos desta modalidade. PALAVRAS-CHAVE: variabilidade da frequência cardíaca; bradicardia; ultramaratonistas; atletas; prática desportiva; treino aeróbio; VO2max. 7 ABSTRACT INTRODUCTION: Heart rate variability (HRV) has been used as a marker for cardiovascular health, and the ability to improve it through sports practice has been an object of research. OBJECTIVES: The purpose of this study was to compare HRV between ultramarathoners and non-athletes. METHODS: We studied six healthy non-athletes and seven national top athletes, specialized in ultratrail. Body composition was assessed with Dual X-Ray Absorptiometry, maximal oxygen consumption (VO2max) was measured and 24hour electrocardiogram was monitored. RESULTS: Ultramarathoners had a significantly higher VO2max(66,9±3,9 vs 46,5±4,3 mL/kg/min)(P=0,000) and a significantly lower heart rate (HR) [complete record(P=0,012), day period(P=0,004) and night period(P=0,020)] than non-athletes. Regarding the HRV analysis, some time domain parameters were significantly higher in the group of ultramarathoners: HRV index total(34,3±8,1 vs 24,3±5,8)(p=0,030); RR mean total(1082,7±154,2 vs 859±106,5 ms)(p=0,012), on the day(1035,2±160,3 vs 791,6±97,6 ms)(P=0.008) and on the night(1338,2±235,2 vs 1019,8±161,7 ms)(P=0,018). We also found a trend towards higher variability among ultramarathoners in SDNN total(p=0,052) and SDANN total(P=0,050). We found highly significant correlations(P<0,01) between VO2max and the following variables: HRV index total(R=0,715;P=0,006), RR mean total(R=0,704;P=0,007), RR mean day(R=0,757;P=0,003) e HR mean day(R=-0,767;P=0,002). We found significant correlations(P<0,05) between VO2max and the following: SDNN Total(R=0,598;P=0,031), SDNN night(R=0,571;P=0,042), RR mean night(R=0,653;P=0,015), HR mean total(R=-0,679;P=0,011), HR mean night(R=- 0,618;P=0,24) and SDANN Total(R=0,588;P=0,035). On the frequency domain, there were no differences between the two groups and there were no significant correlations with VO2max. CONCLUSIONS: We found differences in HRV in the time domain but not in the frequency domain. We found strong correlations between VO2max and HRV in the time domain but not in the frequency domain. To the best of our knowledge, there are no similar studies including ultramarathoners. The fact that we did not find differences regarding HRV in the frequency domain and some variables in the time domain may be due to cardiac effects resulting from the practice of prolonged endurance exercise. KEYWORDS: heart rate variability; bradycardia; ultramarathoners; athletes; sports practice; aerobic training; VO2max. 8 INTRODUÇÃO A prática desportiva regular é amplamente aceite como um factor significativo na melhoria de vários indicadores de saúde, bem como preponderante na redução da mortalidade associada a várias doenças(1). Sabe-se que a estrutura cardíaca, a fisiologia cardiovascular e a regulação do sistema nervoso autónomo são diferentes nos atletas de endurance 1 comparativamente a controlos saudáveis(3)(4)(5). O envelhecimento fisiológico associa-se ao declínio do controlo parassimpático que é exercido no coração, pensando-se que este declínio possa ser atenuado ou contrariado pela prática regular de exercício físico de endurance(6), o que pode contribuir para as melhores condições de saúde encontradas em indivíduos que praticam exercício físico regularmente. Têm sido estudadas as principais causas associadas à bradicardia característica dos atletas de endurance e as alterações autonómicas que lhe possam estar subjacentes(1). A pertinência da utilização e optimização de marcadores de actividade autonómica cardíaca, como a variabilidade da frequência cardíaca, reside não só na sua potencial aplicação ao alto rendimento desportivo, mas também no contributo para a possível prevenção de condições patológicas, nomeadamente a nível cardiovascular, o que impulsionou a investigação no sentido de desenvolver esses marcadores(7). A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) representa as alterações associadas ao ciclo respiratório que ocorrem no intervalo existente entre batimentos cardíacos consecutivos no ECG (medido em ms), sendo a sua análise um método não invasivo(7). A análise pode ser realizada no domínio do tempo e no domínio da frequência (análise espectral). O padrão espectral que se obtém da análise da VFC após aplicação de um método matemático, como a Transformada de Fourier, inclui duas bandas de frequência, que têm sido relacionadas com componentes distintos do sistema nervoso autónomo, o que pode possibilitar a distinção entre a influência do sistema nervoso simpático (SNS) e do sistema nervoso parassimpático (SNP)(8)(9): a banda de baixa frequência (LF) - que se considera ser afectada pelo SNS e SNP – e a de alta frequência (HF) - dependente da actividade parassimpática. A relação LF/HF traduz um balanço mensurável existente entre a influência do SNS e do SNP(3)(10). Este parâmetro (VFC) tem sido estudado não só como marcador da função autonómica cardíaca, mas também como possível preditor da performance atlética ou até de condições patológicas e prejudiciais ao alto rendimento desportivo, como o 1 Treino de endurance diz respeito a actividade realizada durante períodos de tempo longos nos quais prevalece o envolvimento do metabolismo aeróbio.(2) 9 over-training(11). Acresce ainda que a atenuação da VFC está associada a doença e a pior outcome em várias situações patológicas(12). Existem vários estudos que correlacionam o treino aeróbio com uma maior variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo(3) e com um maior componente HF do domínio da frequência. No entanto, há estudos que falharam em demonstrar essa relação(13)(14). Existem vários estudos da VFC em atletas de variadas modalidades desportivas, porém, desconhecemos outro estudo semelhante realizado em ultramaratonistas, nomeadamente especialistas de corrida de trail e montanha. Este desporto encontra-se em grande expansão a nível mundial, caracterizando-se por corridas de muitas dezenas de quilómetros e muitas horas de duração, associadas a um esforço cardiovascular e muscular muito intensos. A sua prática requer volumes de treino muito superiores aos da maioria dos outros atletas, frequentemente de várias horas. Assim, achamos que seria pertinente analisar a VFC nestes atletas uma vez que proporcionaria informação de que actualmente não se dispõe. O objectivo deste estudo foi determinar a variabilidade da frequência cardíaca numa amostra constituída por ultramaratonistas e não-atletas do mesmo sexo e idade, para investigar se ocorriam diferenças significativas entre os dois grupos. A análise foi efectuada no domínio do tempo e no domínio da frequência. Determinou-se também se se verificava uma correlação entre o VO2max de cada voluntário e a sua VFC e comparou-se a frequência cardíaca (FC) entre os dois grupos em diferentes períodos do dia, esperando-se encontrar no grupo de ultramaratonistas acentuada bradicardia em repouso. 16 Não-atletas (n=6) Ultramaratonistas (n=7) Total (n= 13) Média ± DP Mediana Mínimo Máximo Média ± DP Mediana Mínimo Máximo Média ± DP Mediana Mínimo Máximo SDNN Total (ms) 170,4±34,1 154,3 140,9 218,3 231,6±61 203,1 174,4 343,9 203,4±57,9 193,3 140,9 343,9 SDNN Dia (ms) 134,7±33 125,1 95,6 181,7 168,8±56,5 147,1 118,1 275,6 153,1±48,6 136,2 95,6 275,6 SDNN Noite (ms) 129,6±34 137,2 84,9 162,4 183,2±73,4 151,3 111,4 307,2 158,5±62,8 151,3 84,9 307,2 RMSSD Total (ms) 46,5±12,2 43,1 32,5 62,9 64,1±37,7 54,7 34,5 144,5 56±29,2 45,7 32,5 144,5 RMSSD Dia (ms) 40,5±14,2 35,5 27,1 61,7 61,4±39,9 50,3 31,8 147,7 51,7±31,6 41,7 27,1 147,7 RMSSD Noite (ms) 57±11,9 57,3 38,8 76,1 74,5±40 62,2 42,1 157,1 66,4±30,7 58,0 38,8 157,1 HRV Index Total 24,3±5,8 22,3 17,5 32,6 34,3±8,1 30,4 26,6 46,0 29,7±8,6 28,4 17,5 46,0 Média RR Total (ms) 859±106,5 821,0 762,8 1025,2 1082,7±154,2 1086,6 860,5 1311,7 979,4±173,5 960,0 762,8 1311,7 Média RR Dia (ms) 791,6±97,6 758,3 699,0 950,2 1035,2±160,3 1007,8 799,0 1305,3 922,7±181,1 950,2 699,0 1305,3 Média RR Noite (ms) 1019,8±161,7 950,6 879,7 1273,3 1338,2±235,2 1291,8 1052,8 1725,9 1191,2±256,6 1165,9 879,7 1725,9 SDANN Total (ms) 152,9±32,2 135,0 129,7 203,0 211,4±57,5 189,1 152,9 317,8 184,4±54,8 184,2 129,7 317,8 SDANN Dia (ms) 115,7±32,8 104,9 75,1 160,3 139,8±43,8 127,0 90,9 214,0 128,7±39,6 109,5 75,1 214,0 SDANN Noite (ms) 94,8±34,8 92,9 52,1 140,4 128,9±56,6 98,3 80,9 228,1 113,1±49,2 98,3 52,1 228,1 Média FC Total (bpm) 73,7±8,2 75,6 61,2 81,8 59,3±8,9 56,9 47,5 72,7 65,9±11,1 66,5 47,5 81,8 Média FC Dia (bpm) 79,1±8,9 81,1 65,1 89,6 60,9±9,3 60,4 47,2 77,7 69,3±12,9 65,1 47,2 89,6 Média FC Noite (bpm) 61,3±9,2 63,8 48,1 70,7 47,6±8,9 47,2 35,7 59,7 53,9±11,2 52,1 35,7 70,7 Tabela IV Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo para os grupos Não-atletas, Ultramaratonistas e Total. Valores da média ± desvio padrão, mediana, máximo e mínimo, para as variáveis SDNN (desvio padrão de todos os intervalos NN), RMSSD (raiz quadrada da média da soma dos quadrados das diferenças entre intervalos NN adjacentes), Média RR (média de todos os intervalos RR), SDANN (Desvio padrão da média dos intervalos NN em todos os segmentos de 5 min da medição), FC média - total, dia e noite – e HRV index total (número total de intervalos NN dividido pela altura do histograma medido em intervalos de 7,8125ms que é equivalente a calcular o integral da função de distribuição e dividir pelo máximo). Não atletas (n = 6) Ultramaratonistas (n = 7) Total (n = 13) Média ± DP Mediana Mínimo Máximo Média ± DP Mediana Mínimo Máximo Média ± DP Mediana Mínimo Máximo LF (ms2) 2017,1±499,9 1779,4 1623,7 2803,2 4396,9±6586,9 2054,2 1181,5 19296,4 3298,5±4829,3 1826,3 1181,5 19296,4 LF u.n. 63,2±8,9 61,9 55,2 79,3 66,8±13,4 62,8 51,6 81,7 65,1±11,2 62,8 51,6 81,7 HF (ms2) 1258,5±688,7 1279,0 398,2 2226,4 1364,7±1077,4 918,4 516,2 3566,7 1315,7±883,8 977,3 398,2 3566,7 HF u.n. 33,2±7,2 35,9 20,2 38,8 32±12,9 34,3 17,4 47,1 32,6±10,3 34,7 17,4 47,1 LF/HF 3±1,5 2,6 1,4 5,6 3±1,7 1,8 1,3 5,2 3±1,5 2,4 1,3 5,6 Tabela V Análise da variabilidade da frequência cardíaca no domínio da frequência para os grupos Não atletas, Ultramaratonistas e Total. Valores da média ± desvio padrão, mediana, máximo e mínimo, para as variáveis LF (baixa frequência), LF u.n. (baixa frequência em unidades normalizadas), HF (alta frequência), HF u.n. (alta frequência em unidades normalizadas) e LF/HF (balanço entre baixa frequência e alta frequência). 17 Não atletas (n=6) Ultramaratonistas (n=7) P Média±DP Média±DP Domínio do tempo SDNN_Total (ms) 170,4±34,1 231,6±61 0,052 SDNN_Dia (ms) 134,7±33 168,8±56,5 0,222 HRV_Index_Total 24,3±5,8 34,3±8,1 0,030 Média_RR_Total (ms) 859±106,5 1082,7±154,2 0,012 Média_RR_Dia (ms) 791,6±97,6 1035,2±160,3 0,008 Média_RR_Noite (ms) 1019,8±161,7 1338,2±235,2 0,018 Média_FC_Total (bpm) 73,7±8,2 59,3±8,9 0,012 Média_FC_Dia (bpm) 79,1±8,9 60,9±9,3 0,004 Média_FC_Noite (bpm) 61,3±9,2 47,6±8,9 0,020 SDANN_Total (ms) 152,9±32,2 211,4±57,5 0,050 SDANN_Dia (ms) 115,7±32,8 139,8±43,8 0,292 SDANN_Noite (ms) 94,8±34,8 128,9±56,6 0,228 Domínio da frequência HF (ms2) 1258,5±688,7 1364,7±1077,4 0,840 HF u.n. 33,2±7,2 32±12,9 0,833 Tabela VI Teste t de Student para igualdade de médias - variáveis com distribuição normal. Variâncias diferentes na variável HF_u.n. Não atletas (n=6) Ultramaratonistas (n=7) P Mediana (min-máx) Mediana (min-máx) Domínio do tempo SDNN Noite (ms) 137,2(84,9-162,4) 151,3(111,4-307,2) 0,295 RMSSD Total (ms) 43,1(32,5-62,9) 54,7(34,5-144,5) 0,445 RMSSD Dia (ms) 35,5(27,1-61,7) 50,3(31,8-147,7) 0,295 RMSSD Noite (ms) 57,3(38,8-76,1) 62,2(42,1-157,1) 0,534 Domínio da frequência LF (ms2) 1779,4(1623,7-2803,2) 2054,2(1181,5-19296,4) 0,836 LF u.n. 61,9(55,2-79,3) 62,8(51,6-81,7) 0,731 LF/HF 2,6(1,4-5,6) 1,8(1,3-5,2) 0,836 Tabela VII Teste de Mann-Whitney - variáveis sem distribuição normal. SDNN Total SDNN Dia SDNN Noite HRV Index Total Média RR Total Média RR Dia Média RR Noite Média FC Total Média FC Dia Média FC Noite SDANN Total SDANN Dia SDANN Noite R ,598* ,449 ,571* ,715** ,704** ,757** ,653* -,679* -,767** -,618* ,588* ,406 ,504 P ,031 ,124 ,042 ,006 ,007 ,003 ,015 ,011 ,002 ,024 ,035 ,169 ,079 Tabela VIII Correlações entre as variáveis da VFC no domínio do tempo e os valores de VO2max. R:correlação. P: nível de significância. ** Correlação significativa com P<0,01. *Correlação significativa com P<0,05. LF HF LF/HF LF u.n. HF u.n. R ,225 ,048 ,119 ,265 -,165 P ,459 ,876 ,699 ,382 ,590 Tabela IX Correlações entre as variáveis da VFC no domínio da frequência e os valores de VO2max. R:correlação. P: nível de significância. 18 Gráfico 1 Correlação entre o HRV index Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,01) Gráfico 2 Correlação entre o SDNN Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05) 19 Gráfico 3 Correlação entre a média dos intervalos RR Total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,01) Gráfico 4 Correlação entre a média da FC total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05) 20 Gráfico 5 Correlação entre a média do SDANN total e o VO2max (mL/kg/min) (P<0,05) 21 DISCUSSÃO O principal objectivo do presente estudo era avaliar a possível existência de diferenças na Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC), nos domínios do tempo e da frequência, entre um grupo de ultramaratonistas especialistas de ultratrail e um grupo de não-atletas. Foi também objectivo do estudo relacionar a VFC com a capacidade aeróbia. Recorreu-se à avaliação das características demográficas e da composição corporal, para caracterização da amostra e identificação de possíveis diferenças existentes entre os dois grupos. Foram encontradas as diferenças esperadas entre o grupo de ultramaratonistas e o grupo de não-atletas a nível do IMC e da %MG, ambos com valores inferiores nos ultra-maratonistas. Não se verificaram diferenças significativas na idade entre os dois grupos, o que elimina o possível factor confundidor associado a esta variável, uma vez que a sua relação com a VFC está já descrita em estudos prévios(14)(15). A determinação do VO2max revelou diferenças altamente significativas entre os dois grupos (P=0,000), o que evidencia a superior capacidade aeróbia dos ultramaratonistas(16). Para a análise da VFC, no domínio do tempo recorreu-se à análise das 24 horas do ECG, com determinação das variáveis recomendadas pelas guidelines(7). Importa referir que embora nas guidelines seguidas se preconize o recurso a períodos de 5 minutos para a análise no domínio da frequência, estudos posteriores recorrem e recomendam a utilização de períodos de 10 minutos(17)(3). A presença de artefactos e batimentos ectópicos a excluir antes da realização da análise da VFC poderia tornar os 5 minutos insuficientes para uma análise apropriada, pelo que no presente estudo se optou pela análise de segmentos de 10 minutos para análise no domínio da frequência. Esses períodos foram seleccionados a partir do registo de ECG obtido durante o sono, uma vez que neste período há uma maior probabilidade de obter sinal estacionário, o mais adequado para a análise neste domínio(17). Os ultramaratonistas tiveram uma FC significativamente mais baixa que a dos não-atletas, tendo-se verificado este resultado não só no registo total das 24 horas, como também no registo realizado apenas no dia e na noite, separadamente; esta diferença entre os dois grupos bem como a bradicardia no grupo dos ultramaratonistas é consistente com estudos prévios, realizados também em corredores de longas distâncias(3)(10). No domínio do tempo, o HRV index total foi significativamente diferente nos dois grupos, com uma maior variabilidade a verificar-se no grupo dos ultramaratonistas. A média do intervalo RR mostrou ser também significativamente 22 diferente e superior no grupo dos ultramaratonistas. Estes resultados coadunam-se com os de estudos prévios realizados em atletas de outras modalidades.(3)(18)(19) Nas variáveis SDNN total e SDANN total, apesar de não terem revelado diferenças estatisticamente significativas(P=0,052 e P=0,050, respectivamente), verificou-se uma tendência forte no sentido de maior variabilidade no grupo dos ultramaratonistas comparativamente ao grupo dos não-atletas. Este resultado limítrofe pode dever-se ao tamanho reduzido da amostra(n=13). No domínio da frequência não se verificaram diferenças significativas entre os grupos em nenhuma das variáveis avaliadas. Uma vez que o componente HF da análise espectral da VFC reflecte a actividade autonómica vagal(9)(14)(8), faria sentido que se verificasse uma maior expressão do mesmo nos ultramaratonistas, assumindo a associação do SNP com a sua bradicardia acentuada. No entanto, a ausência de diferença significativa entre os valores de HF nos dois grupos pode sugerir que a bradicardia verificada poderá ser intrínseca aos ultramaratonistas e não se encontrar na dependência de alterações autonómicas adaptativas decorrentes do treino físico de longa duração.(3)(10) É de referir ainda, a favor desta hipótese, que a única variável no domínio do tempo em que não se verificaram nem diferenças entre os grupos nem correlações com o VO2max foi a RMSSD. Esta medida está relacionada com o sistema nervoso parassimpático, e está descrita a sua correlação significativa com a variável HF do domínio da frequência(20). Na determinação das correlações entre o VO2max e as variáveis estudadas encontraram-se, porém, várias correlações estatisticamente significativas, no domínio do tempo, em variáveis para as quais não se tinham verificado diferenças aquando da comparação inter-grupos. Encontraram-se correlações positivas entre o VO2max e as variáveis SDNN Total, SDNN Noite, HRV índex total, Média RR Total, Média RR Dia, Média RR Noite e SDANN total e correlações negativas com a Média FC total, Média FC Dia e Média FC Noite; estes achados sugerem uma associação entre maior capacidade aeróbia e maior VFC. Sugerem, também, que a FC da amostra e, consequentemente, a bradicardia encontrada nos atletas, se correlacionam com a capacidade aeróbia: o sentido negativo da correlação indica que quanto maior é a capacidade aeróbia, menor é a FC, o que se encontra em concordância com estudos prévios. No domínio da frequência, mais uma vez não se verificaram correlações entre os componentes espectrais e o VO2max. Algumas variáveis que não revelaram diferenças entre os dois grupos, tiveram correlações significativas com o VO2max. Uma possível explicação para este facto pode estar relacionada com o critério empregue na fase inicial do presente estudo para o recrutamento dos voluntários, que foi o factor ser ultramaratonista vs ser não-atleta. O 23 VO2max foi realizado posteriormente para quantificar a diferente condição física, esperada, entre os dois grupos. Em vários dos estudos transversais prévios realizados em atletas e não-atletas, a segregação dos grupos foi estabelecida logo à partida com base em valores de VO2max que distam muito mais entre grupos do que o que se verifica na nossa amostra(9)(21). Enquanto o limite superior de VO2max habitualmente escolhido para o grupo dos não-atletas é entre 40-45 mL/kg/min, no nosso estudo apenas um dos não-atletas possuía um valor inferior a 45 mL/kg/min, sendo que mesmo a média no grupo dos não-atletas foi de 46,5 ± 4,3 mL/kg/min, acima do valor 45 mL/kg/min adoptado como limite superior nos grupos de não-atletas dos outros estudos. Assim, o facto de os nossos não-atletas apresentarem valores de VO2max superiores aos dos não-atletas de outros estudos, pode explicar a ausência de diferenças significativas entre os grupos em algumas das variáveis no domínio do tempo, que tenham sido ultrapassadas quando se procedeu à junção de todos os dados e se estabeleceu uma correlação directa entre o VO2max e a VFC, sem separação dos grupos. O presente estudo não estabelece uma comparação entre um grupo de atletas (ultramaratonistas) e um grupo de sedentários, sem qualquer prática de actividade física regular, mas sim entre atletas e indivíduos sem prática regular e organizada de exercício físico e sem participação em competições desportivas, um aspecto distintivo relativamente a muitos dos estudos realizados previamente. Existem vários estudos que analisam a VFC em atletas de diversas modalidades (ciclismo, remo, rugby, corrida, karaté, natação, etc.)(9)(19)(14)(22)(23)(10)(8)(24)(25) mas desconhecemos estudos prévios desta natureza que tenham sido realizados em ultramaratonistas, nomeadamente praticantes de ultratrail. Estes atletas realizam esforços de endurance muito intensos, que têm sido recentemente estudados quanto aos possíveis efeitos nocivos que podem provocar a nível cardíaco(26)(27)(28). Apesar de o efeito a longo prazo desta prática ainda não ser conhecido, foi já verificado um aumento dos biomarcadores de lesão cardíaca (troponina, galectina-3 e NT-proBNP) em doseamentos realizados imediatamente após uma ultramaratona(26). A lesão e reparação miocárdicas recorrentes na sequência de esforços de endurance prolongados e crónicos pode eventualmente levar a efeitos no coração como fibrose miocárdica e disfunção diastólica(28). O facto de não termos encontrado uma maior variabilidade nos ultramaratonistas no domínio da frequência e em algumas variáveis do domínio do tempo pode estar relacionado com uma hipotética atenuação deste parâmetro decorrente da agressão miocárdica a que, eventualmente, estes ultramaratonistas possam estar expostos na modalidade que praticam. 24 Uma limitação do nosso estudo é o número reduzido da amostra(n=13), uma vez que dificulta a obtenção de significância estatística. Para além disso, a amostra diminuta também leva a que não se verifique uma distribuição normal em algumas das variáveis analisadas, obrigando a utilização de testes não paramétricos: é de admitir que um alargamento da nossa amostra pudesse resultar numa distribuição normal das variáveis e em diferenças significativas na VFC também no domínio da frequência. No entanto, este estudo possui uma amostra reduzida por motivos inerentes à especificidade e exigência extremas da modalidade ultramaratona/ultratrail. Em Portugal, verificou-se recentemente uma emergência assinável no número de competições desta natureza que são realizadas, bem como no número de atletas envolvidos, representando já mais de 50% das provas fora de estádio(29). Desta forma, entende-se que não exista ainda uma população numerosa de ultramaratonistas com alto nível de performance competitiva, que seja homogénea no que concerne ao número de anos de prática e antecedentes desportivos e que habite a uma distância do local do estudo que permita a sua inclusão. Todos os ultramaratonistas participantes neste estudo obtiveram resultados de relevo a nível nacional e em participações a nível internacional; não obstante, o número de anos de prática de cada um não é homogéneo, bem como os seus antecedentes desportivos. A inexistência de equipas com vários atletas nesta modalidade cumprindo um plano de treinos comum e com um calendário competitivo equivalente impede a uniformização da amostra que é possível, por exemplo, no estudo de atletas de modalidades colectivas. Não foi possível assegurar a ausência de actividade física nas 48 horas nem nas 24 horas anteriores à realização do Holter, conforme recomendado em estudos prévios(9)(11), tanto no grupo dos atletas como dos não-atletas, por questões logísticas relacionadas com a previsibilidade da disponibilidade dos aparelhos de Holter com a antecedência necessária para controlo dessa variável. A privação alargada da realização de exercício físico de forma a que abarcasse o período de tempo em que era expectável a concretização do exame não só inviabilizaria o cumprimento dos objectivos de cada atleta do ponto de vista desportivo, como também poderia induzir um estado de “descondicionamento”(30) e, consequentemente, comprometer a fiabilidade da avaliação efectuada. A realização de treinos intensos nesse período prévio à colocação do Holter poderá ter condicionado a presença de um tónus simpático persistentemente aumentado ainda durante a realização do exame, que justifique a ausência de diferenças na VFC no domínio da frequência. Da mesma forma, não foi possível controlar em todos os voluntários a ingestão de cafeína e/ou de bebidas alcoólicas nas 24 horas antes do teste. Importa referir que foram usados dois 25 aparelhos diferentes, Aria® e Evo®, também por uma questão de disponibilidade limitada dos mesmos. No entanto, o software a que se recorreu para análise dos registos obtidos por cada um deles foi o mesmo, pelo que se admite que este factor não tenha tido interferência nos resultados. Sabe-se que a diminuição da VFC após eventos isquémicos cardíacos se encontra associada a um pior prognóstico(31), o que leva à questão de se, inversamente, a maior VFC encontrada nos ultramaratonistas corresponderá a um indicador de “melhor saúde”. Os achados do presente estudo não permitem concluir nesse sentido; para tal, recomenda-se que sejam realizados estudos longitudinais que procedam à avaliação contínua dos atletas, para documentar a incidência de eventos cardíacos num período de tempo alargado. Acresce ainda que o nosso estudo não permite excluir possíveis diferenças genéticas que possam condicionar não só a maior VFC como também a menor FC encontrada nos ultramaratonistas. Para controlo desta variável, será necessária também uma avaliação longitudinal, iniciada antes do início da prática desportiva, para que se possa inferir acerca do efeito do treino físico de grande volume nesses parâmetros. Seria também importante ter podido realizar exames laboratoriais que permitissem pesquisar diferenças entre os dois grupos, mas não foi possível obter apoio institucional para a realização dos exames propostos na submissão inicial do projecto para aprovação. A execução deste estudo permitiu adquirir experiência na utilização do software de análise da VFC que já existia no Serviço de Cardiologia do Hospital Santo António mas cujas potencialidades ainda não tinham sido desenvolvidas. Este estudo permitiu ainda identificar limitações que se verificavam nesse software e permitiu a aquisição de um conhecimento prático que permite agora a sua utilização e aplicação na clínica. Como conclusões principais deste estudo destacam-se a existência de maior VFC no domínio do tempo nos ultramaratonistas do que nos não-atletas e a existência de uma forte correlação positiva entre um maior VO2max e uma maior VFC no domínio do tempo. A ausência de maior variabilidade nos ultramaratonistas no domínio da frequência e em alguns parâmetros no domínio do tempo que foi observada pode decorrer de efeitos deletérios do esforço de endurance prolongado realizado pelos ultramaratonistas, algo que representa uma hipótese preocupante e que por isso merece ser investigado. Assim, os presentes resultados justificam a inclusão de mais voluntários, quer ultramaratonistas quer não-atletas, para melhor esclarecimento destes aspectos. Até à obtenção desses resultados justifica-se uma atitude de atenção à possibilidade de que os efeitos cardiovasculares e autonómicos da prática de ultramaratonas de trail a um nível competitivo elevado possa resultar em efeitos sobre 32 ANEXO 1 CONSENTIMENTO INFORMADO 33 CONSENTIMENTO INFORMADO, LIVRE E ESCLARECIDO PARA PARTICIPAÇÃO EM PROJECTOS DE INVESTIGAÇÃO de acordo com a Declaração de Helsínquia 2 e a Convenção de Oviedo 3 Por favor, leia com atenção a seguinte informação. Se achar que algo está incorrecto ou que não está claro, não hesite em solicitar mais informações. Se concorda com a proposta que lhe foi feita, queira assinar este documento. Título do estudo: Avaliação da relação entre a variabilidade do intervalo R-R do electrocardiograma e a prática desportiva. Enquadramento: Estudo a realizar com base no Hospital de Santo António do Centro Hospital do Porto e na Faculdade de Desporto da Universidade do Porto, no âmbito da Tese de Mestrado Integrado em Medicina do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar da aluna Ana Marta Pinto, sob orientação do Prof. Dr. Pedro de Pinho e Costa Amorim. Explicação do estudo: A variabilidade da frequência cardíaca é um fenómeno fisiológico, isto é, que ocorre nas pessoas normais, e que consiste no facto de a frequência com que o coração se contrai variar com a respiração. De cada vez que os pulmões se enchem de ar o coração acelera ligeiramente. Esta variabilidade pode ser medida através de métodos especiais de análise do electrocardiograma. Alguns estudos sugerem que quanto maior for esta variabilidade da frequência cardíaca melhor poderá ser a saúde ou o desempenho atlético, tendo este parâmetro vindo a ser estudado como preditor da performance atlética ou de excesso de treino. A atenuação desta variabilidade tem sido também associada a doença e a pior outcome em várias situações patológicas. O objectivo do presente estudo é determinar as diferenças existentes na variabilidade da frequência cardíaca, como marcador da função autonómica e possível indicador de saúde, entre atletas e indivíduos sem história prévia de prática regular de exercício físico. Os participantes, todos voluntários e do sexo masculino, serão atletas e indivíduos da mesma idade mas não-atletas. Numa primeira fase, os voluntários serão sujeitos a um teste de VO2 máximo e avaliação da composição corporal de modo a permitir separar os atletas dos nãoatletas. O estudo propriamente dito consiste na realização da monitorização contínua do ECG de 24h (Holter) com software de avaliação contínua da variabilidade R-R, monitorização da pressão arterial por 24h, avaliação cardiológica através de ECG de 12 derivações e de ecocardiograma. O registo de Holter será realizado ao longo de 24 horas, período durante o qual os participantes poderão desenvolver todas as suas actividades normais. Condições e financiamento: A participação no estudo é voluntária e não proporciona qualquer contrapartida a não ser o conhecimento dos resultados das avaliações de cada participante. A não participação no estudo não implica quaisquer prejuízos para os participantes. O estudo foi submetido a parecer e aprovado pela Comissão de Ética para a Saúde do Centro Hospitalar do Porto – Hospital de Santo António. Confidencialidade e anonimato: É garantida a confidencialidade e anonimato dos dados recolhidos para o presente estudo, que serão usados exclusivamente para os propósitos 2 http://portal.arsnorte.minsaude.pt/portal/page/portal/ARSNorte/Comiss%C3%A3o%20de%20%C3%89tica/Ficheiros/Declaracao_Helsinquia_2008.pdf 3 http://dre.pt/pdf1sdip/2001/01/002A00/00140036.pdf 34 enunciados do mesmo. Não serão publicados quaisquer dados identificativos, pelo que a identificação dos participantes nunca será tornada pública. As avaliações e recolha de dados serão realizadas em ambiente de privacidade. Declaração da investigadora: Eu, Ana Marta Cardoso Conde Pinto, aluna do 6º ano do Mestrado Integrado em Medicina do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, investigadora responsável pelo estudo, confirmo que expliquei à pessoa abaixo indicada, de forma adequada e inteligível, o fundamento e procedimentos necessários ao estudo de investigação acima mencionado. Respondi a todas as questões que me foram colocadas e assegurei-me de que houve um período de reflexão suficiente para a tomada da decisão. Também garanti que, em caso de recusa, não haverá qualquer prejuízo ou desvantagem para o participante. Assinatura(s): (Ana Marta Cardoso Conde Pinto) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Declaração do participante: Declaro ter lido e compreendido este documento, bem como as informações verbais que me foram fornecidas pela/s pessoas/s que acima assina/m e que considero suficientes. Foi-me garantida a possibilidade de, em qualquer altura, recusar participar neste estudo sem qualquer tipo de consequências. Desta forma, aceito participar neste estudo e permito a utilização dos dados que de forma voluntária forneço, confiando em que apenas serão utilizados para esta investigação e nas garantias de confidencialidade e anonimato que me são dadas pelo/a investigador/a. Nome: ______________________________________________________ Assinatura: Data: __ /__ /_____ ESTE DOCUMENTO, COMPOSTO DE 2 PÁGINA/S, É FEITO EM DUPLICADO: UMA VIA PARA O/A INVESTIGADOR/A, OUTRA PARA A PESSOA QUE CONSENTE 35 ANEXO 2 FOLHETO INFORMATIVO 36 FOLHETO INFORMATIVO PARA PARTICIPANTES – TRABALHO DE INVESTIGAÇÃO TÍTULO: Avaliação da relação entre a variabilidade do intervalo R-R do electrocardiograma e a prática desportiva A prática regular de exercício físico é amplamente aceite como um factor significativo na melhoria de vários indicadores de saúde, verificando-se nos seus praticantes alterações de natureza fisiológica e anatómica que têm sido alvo de investigação científica desde há várias décadas. A variabilidade da frequência cardíaca é um parâmetro que tem sido estudado como marcador da função autonómica cardíaca, como preditor de performance atlética e de overtraining, sendo que a sua atenuação está associada a doença e a um pior outcome em várias situações patológicas. Este parâmetro obtém-se através do cálculo das variações nos intervalos R-R do complexo QRS do electrocardiograma associadas à respiração, que se obtêm a partir da monitorização do ECG, constituindo-se assim como um método não invasivo. O presente estudo visa determinar a variabilidade da frequência cardíaca em atletas e indivíduos não-atletas sendo o principal objectivo estudar se se verificam diferenças significativas no grau de variabilidade R-R em relação com a condição atlética e se os atletas têm uma maior variabilidade R-R, o que poderia equivaler a um indicador de melhor saúde. Para tal, será realizada monitorização contínua do ECG de 24 horas (Holter) com software de avaliação contínua da variabilidade R-R com posterior processamento da variabilidade da frequência cardíaca e ainda monitorização da pressão arterial ao longo de 24 horas. Para quantificar a capacidade atlética e a composição corporal dos participantes do estudo, para uma melhor caracterização dos mesmos, será ainda realizada uma avaliação do VO2 máximo e da composição corporal, bem como avaliação laboratorial de alguns marcadores séricos e urinários relacionados com o desempenho atlético. 37 Como explicado aquando da obtenção do consentimento informado, a participação no estudo é de carácter voluntário e os dados obtidos serão apenas utilizados para os propósitos do estudo, estando garantidos a confidencialidade e o anonimato dos mesmos. Acresce ainda que não serão publicados quaisquer dados identificativos, pelo que a identificação dos participantes nunca será tornada pública. Cada participante receberá um relatório com os resultados dos seus exames. Este estudo não contempla quaisquer riscos uma vez que não será realizada qualquer intervenção tratando-se apenas de um estudo observacional. Os participantes não recebem qualquer compensação financeira ou de outra natureza, beneficiando apenas de uma avaliação da sua composição corporal, do seu VO2 máximo, do ECG e mapa tensional de 24 horas e da análise da variabilidade do ECG, tudo sob a forma dos relatórios que são habituais neste tipo de exames. Este estudo tem por base o Centro Hospitalar do Porto – Hospital de Santo António e a Faculdade de Desporto da Universidade do Porto, mas a recolha de dados do Holter e pressão arterial será feita ao longo de 24 horas durante as quais os participantes realizam as suas actividades normais. Será realizado sob a responsabilidade de Ana Marta Cardoso Conde Pinto, estudante do 6º ano do Mestrado Integrado em Medicina do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, no âmbito da unidade curricular de Dissertação/Projecto/Relatório de Estágio e sob a supervisão e orientação do Prof. Dr. Pedro de Pinho e Costa Amorim. Qualquer contacto julgado necessário poderá ser efectuado por telefone para o Serviço de Anestesiologia do HSA pelo número 222077549 ou por email para: estudovariabilidadefc.desp[email protected]om. 38 ANEXO 3 RESPOSTAS AOS QUESTIONÁRIOS – ATLETAS 39 ULTRAMARATONISTAS U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 Nº de anos de prática de atletismo: 4 1 5 8 3 3 8 Praticou outra modalidade nestes 10 anos? Se sim, qual? Sim Futebol Não Não Sim Futebol e BTT Sim BTT Sim Remo Não Ano de participação na primeira ultramaratona: 2013 2014 2010 2010 2012 2012 2008 Nº de ultramaratonas oficiais que finalizou: 7 11 15 50 4 20 28 Distâncias de corrida em que já competiu (nº kms) 5, 10, 15, 21, 42, 50, etc 10, 21, 43, 48, 50, 60, 65, 130 5, 10, 21, 42, 52, 70 21, 25, 30, 35, 40, 42, 45, 50, 55, 80, 100, 115, 145,167 21,42,100,115 10,21,42,50,60,100, 115,125 10,21,42,75,85,102, 115,160,170,184,330 Para as distâncias em que se aplique, indique os seus recordes pessoais: 5km 15m15s 16m50s 10km 32m21s 33m58s 35m20s 35m56s 34m12s Meia maratona 1h17m 1h14m 1h16m 1h24m00 1h20m 1h19m 1h16m Maratona 2h43m 2h38m15s 2h47m48s 2h30m Compete em provas de estrada? Sim Não Sim Não Não Sim Não Para além da corrida, que outras modalidades inclui no seu treino? Ciclismo Ciclismo Nenhuma Ciclismo Ciclismo, Natação Ciclismo, Estrada Ciclismo, Natação Realiza treino de ginásio com carga? Sim Não Não Não Não Sim Sim Nº de sessões de treino de corrida semanais: 3 6 6 7 2 5 7 Nº de kms de corrida semanais: 40 110 120 140 20 160 120 Nº de horas de corrida semanais: 4 10 8 20 2 16 10 Nº de sessões de treino semanais no total: 5 6 6 8 7 6 10 Nº de horas de treino semanais (corrida e outras): 8 12 8 25 12 18 13 40 O seu plano de treinos é realizado com base na frequência cardíaca (FC)? Sim Não Não Não Sim Não Sim Monitoriza a FC durante o treino? Sim Não Sim Não Sim Sim Sim Realiza treinos bidiários? Não Não Não Sim (2x por semana) Não Não Não Utiliza suplementos? Sim Não Sim Não Sim Sim Sim Se sim, quais? Magnésio Vitaminas, condoprotetores Vitaminas, magnésio, proteína, ácido lipoico Vitaminas, magnésio Realiza exame médico-desportivo anualmente? Não Não Sim Não Sim Sim Sim Assinale os exames que já realizou: ECO, ECG, Prova de esforço ECG ECO, ECG, Prova de esforço ECO, ECG, Prova de esforço ECO, ECG, Holter, Prova de esforço ECO, ECG Ecocardiograma, Electrocardiograma, Prova de esforço Quanto tempo, somando eventuais paragens por lesão, esteve sem treinar nos últimos 2 anos? 15 20 60 35 365 90 60 Avalie a sua condição atlética? (0-10) 8 8 7 8 7 7 8 Avalie o seu estado de saúde? (0-10) 8 9 8 10 8 8 9 Qual a quantidade de actividade física envolvida no seu emprego? c) c) d) d) d) d) d) Alguma vez fumou? Se sim, indique ano de término: Não Não Sim - 2007 Não Não Não Sim (2003-2006) Anexo 1 Questionário e respostas dos ultramaratonistas. a)Desempregado. b)Passo a maior parte do tempo sentado. c)Passo a maior parte do tempo a caminhar ou de pé; no entanto, o meu trabalho não requer esforço físico muito intenso. d)O meu emprego envolve esforço físico intenso incluindo transporte de objectos pesados e uso de ferramentas. e) O meu emprego envolve actividade física vigorosa incluindo transporte de objectos muito pesados. Notas: Ultramaratona – distância superior a 42,195km. 41 ANEXO 4 RESPOSTAS AOS QUESTIONÁRIOS – NÃO-ATLETAS