Predição da frequência cardíaca basal de indivíduos com níveis de atividade física alto e baixo

ARTIGO ORIGINAL

CLÍNICA MÉDICA DO EXERCÍCIO E DO ESPORTE

Predição da frequência cardíaca basal de indivíduos com níveis de atividade física alto e baixo

André de Assis Lauria^I; Tony Meireles dos Santos^II; Paulo Roberto dos Santos Amorim^I; Fábio Antonio Damasceno Marques^I; Jorge Roberto Perrout de Lima^I

^IPrograma de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física da Universidade Federal de Viçosa, Universidade Federal de Juiz de Fora (UFV/UFJF) - Viçosa, MG e Juiz de Fora, MG

^IIPrograma de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física da Universidade Gama Filho (UGF) - Rio de Janeiro, RJ

^{Correspondência}

RESUMO

INTRODUÇÃO: A frequência cardíaca basal (FC_basal) é medida ao despertar, já que apresenta alterações rítmicas ao longo do dia.

OBJETIVO: Em vista da dificuldade em conseguir mensurar, o objetivo do estudo foi propor uma equação de predição da FC_Basal. Para isto, foi necessário, em primeiro lugar, descrever o padrão de ritmicidade da FC e estudar a influência do nível de atividade física habitual (NAF) sobre tal ritmicidade.

MÉTODO: 90 indivíduos responderam o questionário de Baecke, cuja mediana foi usada para a constituição dos grupos NAF A e NAF B. Os sujeitos autoavaliaram a FC_rep às 6, 9, 12, 15, 18, 21 e 24 h. Para descrever a ritmicidade e identificar a influência do NAF, aplicou-se ANOVA seguida do teste de Tukey (p > 0,05) aos valores absolutos e normalizados de FC_rep. Os valores normalizados foram ajustados por polinômio de segundo grau para construir a equação de predição, cuja validade foi testada por correlação de Pearson (p > 0,05) e erro padrão de estimativa (EPE).

RESULTADOS: A FC_rep do grupo NAF A foi menor que a do grupo NAF B em todos horários avaliados: 60 ± 7,5, 64 ± 9,3, 63 ± 8,1, 66 ± 8,7, 66 ± 7,7, 64 ± 8,1 e 60 ± 8,2; em comparação com: 66 ± 9,6, 71 ± 11,4, 72 ± 11,6, 73 ± 10,8, 74 ± 10,7, 69 ± 9,4 e 68 ± 10,7. Para os valores normalizados, não foram encontradas diferenças significativas entre os dois grupos, ambos apresentaram padrão de ritmicidade semelhante a uma parábola. A equação de predição apresentou r de 0,70 a 0,83 e EPE de 4,8 a 6,2 bpm.

CONCLUSÃO: A FC_rep apresenta valores mais baixos em indivíduos mais ativos, porém com o mesmo padrão de ritmicidade. É possível predizer a FC_basal a partir da medição da FC_rep feita em diferentes horários do dia.

Palavras-chave: ritmo circadiano, frequência cardíaca, atividade física.

ABSTRACT

INTRODUCTION: Basal heart rate (HR_basal) is measured minutes upon waking up, since it has rhythmic changes throughout the day.

OBJECTIVE: Considering the difficulty in achieving the standard conditions for its measurement, the objective was to propose an equation for predicting HR_Basal. Therefore, at first, it was necessary to describe the pattern of rhythmicity of HR and study the influence of habitual physical activity level (PAL) on this rhythmicity.

METHOD: 90 subjects (54 men and 36 women) filled out the Baecke Questionnaire, median was used to form the PAL A and PAL B groups. The subjects self-assessed HR_res at 6, 9, 12, 15, 18, 21 and 24 h using a cardio frequency meter. To describe the rhythmicity and identify the PAL influence, ANOVA followed by Tukey test (p> 0.05) were applied for absolute and normalized values of HR_res. The normalized values were adjusted by second-order polynomial to construct the prediction equation, whose validity was tested by Pearson correlation (p> 0.05) and standard error of estimate (SEE).

RESULTS: HR_res in bpm, of the PAL A group was lower than in the PAL B group at all moments tested: 60 ± 7.5, 64 ± 9.3, 63 ± 8.1, 66 ± 8.7, 66 ± 7,7, 64 and 60 ± 8.1 ± 8.2 compared to: 66 ± 9.6, 11.4 ± 71, 72 ± 11.6, 73 ± 10.8, 10.7 ± 74, 69 ± 9.4 and 10.7 ± 68. Concerning normalized values, no significant differences were found between the two groups and both showed rhythmicity similar to a parabola. The prediction equation showed r 0.70 to 0.83 and SEE from 4.8 to 6.2 bpm.

CONCLUSION: HR_res presents lower values in more active individuals, but with the same pattern of rhythmicity. This equation enables prediction of FC_basal from the measurement of HR_res taken at different times of day.

Keywords: circadian rhythm, heart rate, physical activity.

INTRODUÇÃO

A medição da frequência cardíaca basal (FC_Basal) é utilizada em avaliação física por ser um indicador do estado de saúde do indivíduo. Valores elevados estão relacionados com o risco aumentado de mortalidade^1-6, com a associação à obesidade e diabetes⁷ e com o overtraining⁸. A elevação da FC_Basal é determinada, dentre outros fatores, por alterações do equilíbrio autonômico provocadas, principalmente, pela redução do tônus vagal cardíaco^3,9-11. Por outro lado, a prática de atividade física de intensidade moderada a vigorosa pode resultar em bradicardia de repouso, que se instala, dentre outros fatores, pela melhora do equilíbrio autonômico, principalmente pelo aumento da atividade vagal sobre o coração^12-14. Os benefícios advindos da prática de atividade física dependem do volume, intensidade e tipo da atividade realizada^15,16, além do sexo e idade do praticante¹⁷.

De acordo com a American Heart Association¹⁸, a FC_Basal deve ser medida pela manhã, após uma noite de sono e antes de se levantar, para que se registrem os menores valores alcançados em estado de vigília. A FC medida em outros horários é denominada FC de repouso (FC_rep) e apresenta alterações rítmicas de acordo com a hora do dia, demonstrando um ritmo circadiano. Ela é, consistentemente, mais baixa à noite, com diferença em relação às obtidas durante o dia de 5 a 10 bpm ou 5 a 15% no período de 24 h, dependendo da extensão da influência de fatores exógenos como o sono, a postura, a prática de atividade física e a dieta¹⁹ e fatores endógenos que, combinados, provocam variações da temperatura central e da adrenalina plasmática, resultando no aumento da FC e da pressão arterial²⁰. Apesar de se conhecerem os benefícios da prática de atividade física sobre a FC_Basal^15-17, não se conhece sua influência sobre a ritmicidade da FC_rep. Entretanto, pode-se hipotetizar que o indivíduo que pratica atividade física apresentaria oscilações menos acentuadas da FC_rep ao longo do dia por causa do aumento da atividade vagal.

Considerando o exposto, há clara importância na identificação da FC_Basal. Apesar da simplicidade de sua determinação, a necessidade de registrá-la ao acordar, antes de se levantar, cria uma dificuldade operacional para a precisa identificação da medida, inviabilizando, inclusive, a monitoração por um técnico experiente. Como alternativas, podemos sugerir a autodeterminação da FC_Basal ou sua predição por equação de regressão. Lauria et al.²¹ demonstraram que há validade na autoavaliação da FC_rep com a utilização de monitores de FC. Entretanto, de acordo com nosso conhecimento, não há estudo que tenha proposto equação de predição da FC_Basal. Assim, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese que a FC_Basal pode ser predita por equação de regressão a partir da medição da FC_rep feita em diferentes horários do dia, desde que se conheçam os padrões de ritmicidade das oscilações da FC_rep ao longo do dia. Para isso, foi investigada a ritmicidade das oscilações da FC_rep ao longo do dia e a influência do nível de atividade física sobre tal ritmicidade. Para concretização do objetivo, o estudo foi estabelecido através de três etapas: 1) identificação do padrão de ritmicidade da FC_rep ao longo do dia; 2) observação da influência da prática habitual de atividade física sobre o padrão de ritmicidade; e 3) proposição de equação de predição da FC_Basal.

MÉTODO

Sujeitos

Foram recrutados 90 indivíduos, sendo 59 homens (27,6 ± 7,6 anos) e 31 mulheres (27,7 ± 7,8 anos), com padrões antropométricos e de aptidão aeróbica em níveis adequados para a saúde (tabela 1). Os sujeitos assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (conforme resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde do Brasil), apresentaram PAR-Q negativo e não faziam uso de qualquer medicamento que pudesse alterar o comportamento da FC. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Envolvendo Seres Humanos da Universidade Federal de Juiz de Fora (parecer número 171/2008). Os participantes foram orientados a não realizar atividades físicas e manter sua rotina alimentar nas 24 h anteriores às avaliações, com exceção à restrição de alimentos e bebidas que contivessem cafeína nas 12 h anteriores às avaliações.

Procedimentos

Para caracterização dos indivíduos, foram mensuradas a massa corporal, a estatura e as dobras cutâneas do tórax, abdômen e coxa para homens e tríceps, suprailíaca e coxa para mulheres. Para a estimativa do percentual de gordura (%G), foram aplicadas equações de regressão. Foi determinado o volume, a intensidade e o tipo de atividade física realizada por meio do questionário de nível de atividade física habitual (NAF) proposto por Baecke et al.²², que considera as seguintes categorias: atividade laboral (Laboral), atividades esportivas sistematizadas (Esporte) e atividade de lazer e locomoção (Lazer). Foi realizado o teste de Bruce em esteira ergométrica para estimativa do VO_2max²³. Foi calculada a mediana do escore Esporte do Questionário de Baecke²² e os sujeitos foram divididos em dois grupos, e para delimitação quanto ao nível de atividade física habitual. Os sujeitos com o escore Esporte ≥ 3 fizeram parte do grupo com NAF mais alto, e ao grupo foi conferida a sigla NAF A. Já os sujeitos no qual o escore relatado foi < 3, fizeram parte do grupo com o NAF mais baixo com a sigla NAF B (tabela 1).

Após a realização dos testes, os sujeitos foram treinados no uso do cardiofrequencímetro (Polar S-801i). As medições da FC_basal foram feitas às 6 h. As da FC_rep, nos horários: 9, 12, 15, 18, 21 e 24 h. Todos os registros de FC foram realizados pelos próprios sujeitos que, dentro da sua rotina, registravam a FC_rep se mantendo durante 10 minutos na posição sentado²¹.

Tratamento estatístico

A distribuição normal dos dados foi verificada pelo teste de Shapiro-Wilk. Para caracterização da amostra, utilizou-se estatística descritiva. Para discriminar os grupos quanto ao NAF (NAF A e NAF B), foi calculada a mediana do escore Esporte do questionário de Baecke. Para testar a influência do nível de atividade física sobre os valores absolutos de FC_rep dos dois grupos, nos diferentes horários do dia, utilizou-se a análise de variância com dois fatores (grupo x horário), seguida do teste post hoc de Tukey. Para testar o efeito do nível da atividade física sobre a ritmicidade da FC_rep, optou-se pela normalização dos valores dos diferentes horários atribuindo-se o valor de 100 aos valores obtidos no horário das 6 h. Os valores normalizados de FC_rep, por grupo e horário, também foram submetidos à análise de variância com dois fatores (grupo x horário) seguida do teste post hoc de Tukey. Ao se observar que o NAF não influenciava a ritmicidade, os dados normalizados dos dois grupos foram reunidos em um único conjunto e ajustados por polinômio de segundo grau. A equação obtida com este ajuste foi utilizada na predição dos valores de FC_Basal das 6 h. Em seguida, foram testadas as estimativas da FC_Basal, feitas a partir de cada horário do dia, com a utilização da correlação de Pearson e cálculo do erro padrão de estimativa (EPE). As análises foram realizadas pelo software Statistica (versão 8.0) com nível de significância de p < 0,05.

RESULTADOS

A figura 1 mostra que o grupo de indivíduos com NAF A apresentou FC_rep significativamente mais baixa que o grupo com NAF B em todos os horários estudados.

Quando os valores de FC_rep são apresentados em unidades normalizadas (variação percentual) para demonstrar sua ritmicidade (figura 2), não foi observada diferença significativa entre os grupos em nenhum dos horários. Considerando as variações intragrupo, observou que os valores normalizados dos horários de 9, 12, 15, 18 e 21h dos dois grupos foram significativamente maiores que os das 6 h. Às 24h, os valores não são significativamente diferentes dos valores das 6h, demonstrando que os valores absolutos de FC_rep do grupo NAF A são mais baixos, contudo mantêm a mesma ritmicidade do grupo NAF B.

Nota-se, também nas figuras 1 e 2, que a FC_rep sobe ao longo do dia, tende a baixar após as 18h e retorna aos valores de base as 24h. Portanto, comportamento semelhante a uma parábola, sugerindo que os valores normalizados apresentam como melhor ajuste uma função polinomial de segunda ordem.

Como não houve diferença entre os grupos, os valores normalizados e FC_rep foram reunidos em um único conjunto e ajustados por polinômio de 2° grau, conforme apresentado na figura 3.

A partir da equação de ajuste, que apresentou um r² de 0,92, pode-se estimar o valor do percentual da FC no momento da medição e, matematicamente, predizer o valor absoluto de FC_Basal utilizando as seguintes equações:

Os resultados da predição da FC_Basal, obtidos com a utilização da equação proposta são apresentados na figura 4, na qual podem ser observados os valores de correlação e erro padrão de estimativa.

Todas as predições apresentaram correlação significativa com valores de r de 0,70 a 0,83 e EPE de 4,8 a 6,2 bpm, que correspondem a valores percentuais de 7,7 a 9,6%, respectivamente. Por fim, observou-se um aumento do EPE relativo nos horários mais distantes de 6 h.

DISCUSSÃO

O presente estudo teve por objetivo testar a hipótese de que a FC_Basal pudesse ser predita por equação de regressão a partir da medição da FC_rep feita em diferentes horários do dia. Para que se alcançasse tal objetivo, o estudo foi dividido em três etapas: 1) identificação do padrão de ritmicidade da FC_rep ao longo do dia; 2) observação da influência da prática habitual de atividade física sobre o padrão de ritmicidade; e 3) proposição de equação de predição da FC_Basal. Os achados do estudo sugerem que a FC_Rep tem padrão de ritmicidade semelhante a uma parábola: os valores sobem ao longo do dia, tentem a baixar após as 18 h e retornam aos valores de base às 24 horas, de forma que podem ser ajustados por uma equação polinomial de segunda ordem; indivíduos do grupo NAF A apresentaram valores de FC_rep mais baixos ao longo de todo o dia, porém com o mesmo padrão de ritmicidade dos indivíduos do grupo NAF B. Apesar da prática de atividade física provocar bradicardia, não foi observada alteração do padrão de ritmicidade da FC_rep ao longo do dia; e os valores de FC_Basal podem ser estimados por equação polinomial de segunda ordem.

Ritmicidade da frequência cardíaca

No presente estudo, encontrou-se o menor valor de FC às 6 h (FC_Basal), aumento significativo a partir das 9 h até as 21 h e retorno à linha de base às 24h. No período que compreende os horários entre 9 h e 21 h, as oscilações não apresentaram diferenças significativas, indicando uma estabilização da FC_rep. O padrão de ritmicidade da FC_rep encontrado neste estudo seguiu a mesma tendência de outros estudos que relataram aumento da FC_rep a partir do despertar até atingir os maiores valores entre 14 e 18 h, com posterior diminuição desta variável até alcançar os menores valores entre 2 e 4 h, ou seja, durante a madrugada^19,24-26. No presente estudo, não se acompanhou o período de sono, o registro se limitou ao período de vigília. Em vista disto, não foi possível observar os menores valores típicos do período escuro do dia. Entretanto, foi possível observar redução da FC_rep no início do período escuro. Às 24 h, já se registraram valores semelhantes aos das 6 h. A amplitude verificada no presente estudo entre os horários foi de 7 a 14%, estando de acordo com os apresentados na literatura com diferença entre o dia e a noite de 5 a 15% no período de 24 h¹⁹.

Influência do NAF sobre a ritmicidade da frequência cardíaca

Os valores absolutos de FC_basal bem como de FC_rep dos sujeitos NAF A foram significativamente mais baixos que os dos sujeitos NAF B em todos os horários do dia. É possível que a resposta encontrada se deva ao fato de que indivíduos com prática de atividade física mais elevada apresentam alterações no equilíbrio autonômico^27,28, sugerindo maior atividade parassimpática ou menor atividade simpática. Associadas a isso, algumas alterações circulatórias como melhora do retorno venoso e aumento do volume sistólico podem gerar diminuição da FC em indivíduos treinados aerobicamente²⁹.

Quando os valores de FC_rep foram normalizados e apresentados em percentuais do valor observado às 6h, verificou-se que não houve diferenças entre os grupos em nenhum dos horários estudados, mostrando que o padrão de ritmicidade não é alterado pela prática de atividade física. Possivelmente, as adaptações referentes ao controle autonômico e algumas adaptações crônicas associadas ao exercício não exercem efeito na ritmicidade da FC_rep. O achado sugere que a ritmicidade da FC_rep seja, em maior parte, determinada pelo ritmo circadiano endógeno ditado pelo comando central²⁵. Ou seja, as mudanças no controle autonômico que levam à bradicardia não provocam atenuação da amplitude ou modificação do padrão de ritmicidade da FC_rep.

Predição da frequência cardíaca de repouso

Os valores normalizados de FC_rep foram utilizados para demonstrar o padrão de ritmicidade da FC_rep e testar a influência da prática de atividade física. A partir da constatação de que as variações de FC_rep ao longo do dia não eram influenciadas pela prática de atividade física e se assemelhavam a uma parábola, optou-se por ajustar os valores normalizados por equação de segundo grau. Com a aplicação da equação ao valor absoluto de FC_rep medido a uma determinada hora do dia, é possível estimar o percentual da FC_Basal. Sabendo o percentual da FC_Basal que a FC_rep medida representa, por regra de três, pode-se estimar o valor absoluto de FC_Basal. Comparando os valores preditos pela equação proposta com os valores observados nos horários estudados, foram encontrados correlação significativa e EPE relativamente baixo.

As predições foram feitas para cada horário estudado e apresentaram valores de r entre 0,70 a 0,83 e EPEs que variaram entre 4,8 e 6,1 bpm (7,7 a 9,6%), dependendo do horário medido. Quanto mais distante das 6 h, for feita a medida da FCrep, maior será o erro desta medida. Não se encontrou estudo que tenha investigado a predição da FC_Basal para comparar a qualidade da predição. Apenas a título de exemplo, pode se traçar um paralelo dos presentes resultados com as equações que estimam a FC_máx. A equação proposta por Tanaka et al.³⁰ apresenta correlação de 0,81 e EPE de 6 bpm.

Limitações do estudo

Foram estudados indivíduos com diferentes padrões de prática de atividades esportivas sistematizadas, porém não atletas. Não se sabe se as respostas encontradas no presente estudo seriam as mesmas em atletas altamente treinados, abrindo assim uma lacuna de investigação para futuros estudos. Para obtenção de resultados mais precisos, seria recomendável o confinamento no laboratório com o intuito de aumentar o grau de controle sobre a rotina dos sujeitos estudados. Optou-se, por outro lado, que os indivíduos permanecessem inseridos em sua rotina, expressando seus ritmos habituais sem interferência de dessincronização forçada por uma rotina constante realizada em laboratório. Esta opção foi feita no sentido de aumentar a validade externa do estudo, para que a equação de predição proposta pudesse ser aplicada a situações reais.

Implicações práticas

Como foi ressaltado, apesar de ser de fácil realização, a medida da FC_Basal exige uma logística complicada para que seja realizada pelo avaliador, em condições realmente basais. Foram recomendadas duas soluções possíveis: a autoavaliação realizada pelo sujeito ou a predição por equação. Em estudo anterior, Lauria et al.²¹ demonstraram que é possível que o próprio sujeito, utilizando cardiofrequencímetro, registre sua FC_Basal. Neste estudo, demonstrou-se que, também, é possível predizer a FC_Basal a partir de medições feitas em qualquer horário do dia.

CONCLUSÃO

Concluímos que indivíduos com maior nível de atividade física habitual demonstram ter valores de FC_rep mais baixos independente da hora do dia quando comparados a indivíduos ativos, porém com níveis de atividade física habitual mais baixo, não apresentando diferença no padrão de ritmicidade. É possível predizer a FC_Basal com razoável precisão com base em medida realizada a qualquer horário do dia.

Todos os autores declararam não haver qualquer potencial conflito de interesses referente a este artigo.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Abr 2013
• Data do Fascículo
  Fev 2013