FUNDAMENTO: A Frequência Cardíaca Média (FCM) tende a reduzir com a idade. Quando ajustado para gênero e agravos, a magnitude desse efeito é pouco conhecida. OBJETIVO: Analisar a FCM em amostra estratificada de indivíduos ativos e independentes funcionais. MÉTODOS: Mil cento e setenta e dois pacientes com idade > 40 anos realizaram Holter e foram estratificados por faixa etária: 1 = 40-49; 2 = 50-59; 3 = 60-69; 4 = 70-79; 5 > 80 anos. A FCM foi avaliada segundo idade e gênero, ajustados para Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS), dislipidemia e Diabete Melito não insulinodependente (DM). Empregaram-se diversos modelos de ANOVA, correlação e regressão linear. Considerou-se significativo valor de p bicaudal < 0,05 (IC 95%). RESULTADOS: A FCM tendeu a diminuir com a faixa etária: 1 = 77,20 ± 7,10; 2 = 76,66 ± 7,07; 3 = 74,02 ± 7,46; 4 = 72,93 ± 7,35; 5 = 73,41 ± 7,98 (p < 0,001). Mulheres tiveram correlação com maiores valores de FCM (p < 0,001). Nas ANOVAS e nos modelos de regressão, idade e gênero foram preditores (p < 0,001). Porém, R2 e Eta2 < 0,10, além de discretos coeficientes beta padronizados, indicaram tamanho do efeito reduzido. Dislipidemia, HAS e DM não influenciaram nos achados. CONCLUSÃO: A FCM reduziu com a idade. O gênero feminino apresentou valores de FCM mais elevados, independentemente de grupo etário. Correlações entre FCM e idade ou gênero, embora significativas, demonstraram magnitude do efeito de pequena relevância estatística. A prevalência de HAS, dislipidemia e DM não exerceu interação nos resultados.
IUniversidade Tiradentes
IIUniversidade Federal de Sergipe
IIICentro de Pesquisas da Clínica e Hospital São Lucas, Aracaju, SE - Brasil
O processo de envelhecimento, a despeito dos recentes avanços da medicina, ainda se constitui num fenômeno inexorável. O número de idosos tem crescido em praticamente todas as regiões do mundo, em especial onde tenham sido implantadas estratégias de melhoria de condições de vida1.
Nas últimas décadas, ocorreu uma mudança no perfil etário brasileiro. Considerada, durante muito tempo, jovem, a população vem progressivamente adquirindo maior participação da parcela idosa2-5.
Em decorrência, têm surgido estudos de larga escala acerca de variados aspectos da questão do envelhecimento6-8, entendido como um processo complexo e multifatorial, a encapar transformações biológicas com consequências na qualidade de vida e no estado geral de saúde9.
Existem diversas particularidades da senescência cardiovascular, que vão desde a diminuição da complacência do ventrículo esquerdo devido acúmulo de colágeno e fibrose até a alteração no sistema de condução, com redução das células marca-passo e infiltração gordurosa, levando a perda de fibras especializadas e depressão intrínseca do automatismo sinusal10,11. Adicionalmente, alterações dinâmicas no âmbito histoquímico e imuno-histoquímico durante o processo de envelhecimento estão associadas a reações autonômicas envolvidas na redução da frequência cardíaca em idosos12, com implicações no plano diagnóstico e terapêutico13.
Pouca é a produção científica que objetiva mensurar o tamanho do efeito e a relevância da FCM ao Holter com o avançar da idade. Em busca no banco de dados do Medline e do Embase para publicações a partir de 2005, tendo como palavras-chave "mean heart rate" e "ageing" ou "elderly", apenas um artigo abordou a questão, se bem que indiretamente devido ao delineamento, ainda assim em amostra reduzida e população específica14.
O presente estudo se propõe a investigar os valores de FCM em adultos e gerontes ativos funcional e mentalmente, submetidos ao exame ambulatorial de Holter de 24 horas. Serão utilizados diversos e exaustivos modelos de análise estatística com o intuito de identificar, quantificar e avaliar a relevância de tendências de FCM associadas à faixa etária, dependentes ou não de outros fatores, entre eles o gênero e a presença de três comorbidades de elevada prevalência entre idosos: Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS), dislipidemia e Diabete Melito não insulinodependente (DM).
Foi realizado um estudo transversal, descritivo e analítico. A pesquisa cumpriu os princípios éticos contidos na Declaração de Helsinki e os requisitos da resolução Conselho Nacional de Saúde 196/96, incluindo os complementares, tendo obtido a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa sob o parecer número 100710, de 19 de julho de 2010. Todos os indivíduos investigados consentiram em participar e preencheram o termo de consentimento livre e esclarecido.
O tamanho amostral, em torno de mil sujeitos, foi calculado previamente por intermédio do software GPower, tomando-se como base os seguintes parâmetros: alfa = 0,05; 1-β = 0,80; efeito = 0,10.
A coleta de dados se deu de maneira consecutiva e prospectiva, sendo a amostra constituída de adultos e gerontes de ambos os gêneros, com idade igual ou superior a 40 anos, submetidos ao exame de Holter de 24 horas em clínica privada de referência cardiológica no período entre julho de 2010 e dezembro de 2012. O principal motivo para a realização do exame foi avaliação cardiológica de rotina em assintomáticos ou investigação de sintomas inespecíficos, tais como palpitação, tonturas ou precordialgia atípica.
O registro do traçado eletrocardiográfico decorreu de situações espontâneas, ocorridas fora do ambiente médico e hospitalar. Foi também integral, isto é, realizou-se a contagem de todo batimento que gerasse atividade elétrica em qualquer período da gravação. O método foi validado por diversos pesquisadores15,16, associações cardiológicas nacionais17 e internacionais18.
O gravador de Holter utilizado, modelo digital da marca Cardiolight da Cardios, com Memory Card, realizou registro contínuo de três canais de gravação, posteriormente analisado em programa CardioSmart Professional CS 540. Todos os aparelhos de gravação foram instalados no mesmo local, por idêntico profissional, e os exames processados em um único computador. Igualmente, a análise do exame e a produção do laudo final estiveram a cargo de um mesmo cardiologista, experiente em Sistema Holter.
Antes de proceder ao arrolamento, os indivíduos, inicialmente selecionados pelo critério de idade (
Selecionaram-se apenas os sujeitos que atenderam a ambos os critérios e aceitaram tomar parte na investigação. Queixas indicativas de agravos maiores (histórico de infarto do miocárdio, angina de peito, procedimento hemodinâmico invasivo, cirurgia cardíaca e estimulação artificial definitiva) representaram critérios adicionais de exclusão.
Excluíram-se também os que referiram uso de insulina, digitálicos, antiarrítmicos, betabloqueadores ou fármacos com ação direta na frequência cardíaca (a exemplo do nebivolol), sendo o inquérito farmacológico realizado em duas etapas (nos dias de instalação e retirada do gravador) e avaliando-se a compatibilidade entre os dados da anamnese, os agravos referidos e a prescrição em uso.
Também foram excluídos, desta vez
A amostra resultante, de 1.172 indivíduos, foi separada por gênero e agrupada em cinco estratos de acordo com a idade (em anos): 1 = 40 - 49; 2 = 50-59; 3 = 60 a 69 anos; 4 = 70-79; 5 =
A obtenção de dados antropométricos (peso e altura) se realizou com o auxílio de balança eletrônica calibrada, com capacidade máxima de 200 kg e régua de aferição de altura com abrangência entre 1,30 e 2 metros. O Índice de Massa Corporal (IMC) foi calculado através da fórmula: peso (kg)/altura (m)2.
Por intermédio de aplicação do questionário sociodemográfico foram obtidos dados de caracterização da amostra, assim como referência a três enfermidades crônicas: HAS, DM e dislipidemia.
Os cálculos foram aplicados em plataforma SPSS 20, com exceção do teste de homocedasticidade e as estimativas de FCM baseadas em "jackknife", realizados em Stata12. Empregou-se o Intervalo de Confiança (IC) de 95% e o valor de significância de p < 0,05 (bicaudal). Os dados não paramétricos foram representados mediante número total e porcentagem. Calculou-se o qui-quadrado de Pearson, ou o teste de Fisher quando mais apropriado, para as comparações entre os grupos. As variáveis paramétricas foram descritas como média, desvio padrão, erro padrão e intervalo interquartil. Empregaram-se diversos "bootstraps" para corroborar os valores amostrais de FCM, com 1.000 coletas e recontagens aleatórias do IC95% para cada situação: FCM na totalidade da amostra; FCM para diferenças de gênero; FCM em cinco estratos etários.
Aplicou-se o teste de Kolmogorov-Smirnov para exploração do padrão de normalidade e o teste de Levene para igualdade de variância. Isso se fez tanto na totalidade da amostra quanto em subgrupos, divididos segundo o gênero ou faixa etária. Nas comparações entre duas amostras independentes, calculou-se a diferença de médias pelo teste
Em seguida, a análise da FCM entre os estratos etários foi realizada mediante teste de Kruskal-Wallis (também pela sua característica mais conservadora e menor probabilidade de erro tipo I) e três modelos de ANOVA: One-way (grupos etários), 5x2 (grupos etários e gênero) e 5x2x2x2x2 (grupos etários, gênero, HAS, dislipidemia e DM). No terceiro modelo de ANOVA, calculou-se a diferença entre subgrupos com o teste
De igual modo, foram empregados modelos de correlação bivariada, bisserial por ponto e parcial, calculando-se o r, o R2 e o Eta2 para FCM e idade, FCM e gênero, FCM e agravos, ajustados e não ajustados, assim como também os fatores de correlação e determinação para FE e IMC.
Por fim, efetuou-se regressão linear para FCM em cinco modelos. Os dois primeiros, simplificados, envolvendo apenas os estratos etários ou a idade. O terceiro, com o método de entrada simultânea de variáveis preditoras (grupo etário, gênero e os três agravos). O quarto, uma regressão hierárquica dividida em duas etapas, para idade e gênero. O quinto, uma regressão hierárquica mais complexa, contendo as variáveis supracitadas, inseridas em três etapas sequenciais. Coeficientes-beta padronizados foram calculados separadamente para os dois modelos hierárquicos.
As características gerais da distribuição da amostra de acordo com os grupos etários e gênero estão representadas na
Pode ser observado que o gênero feminino predominou nos cinco grupos etários, mas esse padrão não apresentou diferença significativa entre as faixas etárias da população amostral.
Com o avançar da idade, houve aumento da prevalência de HAS, DM, dislipidemia e do número de medicamentos (p < 0,001) e decréscimo do IMC, da fração de ejeção e do percentual de não sedentários.
A média da FCM na população amostral foi igual a 74,45 ± 7,55 ppm (IC95% = 74,02 - 74,88). Além do estreito intervalo de confiança, a validade interna desses valores espontâneos foi corroborada por sucessivos "bootstraps" (IC95% = 74,00 - 74,90) e pelo emprego de "jackknife" (IC95% = 74,01 - 74,89). A análise foi também realizada em subgrupos, de acordo com o gênero, a faixa etária e a associação entre ambos. Em todas as situações, os valores obtidos diretamente se assemelharam tanto aos de "jackknife" quanto aos de "bootstraps" (
Os intervalos interquartis e a mediana da FCM foram analisados na totalidade da amostra de acordo com o gênero, e estratificados segundo gênero e faixa etária. As distribuições apresentaram padrão típico de normalidade, sem valores extremos ou atípicos. Ocorreu FCM mais elevada entre as mulheres, notando-se que esse padrão persistiu em todos os estratos etários, e também se identificou tendência de redução da FCM com a idade, independente do gênero (
A média de FCM foi significativamente superior no gênero feminino, tanto no teste
Com o intuito de avaliar o grau de associação entre FCM e algumas variáveis, empregaram-se estratégias de correlação bivariada, incluindo bisserial por ponto e parcial. Calculou-se o coeficiente de correlação e de determinação, individual ou ajustados, para idade, gênero, agravos, FE e IMC (
Nas análises envolvendo os cinco grupos etários, diferentes modelos de ANOVA foram empregados, além do teste de Kruskal-Wallis (
Isoladamente, HAS, dislipidemia e DM não exerceram influência preditiva, tampouco em interação. Em decorrência de múltiplas comparações, uma vez aplicada a correção de Bonferroni, os valores limítrofes para a interação entre grupo etário e HAS (p = 0,046) não seriam considerados significativos. Nas situações em que ocorreu diferença realmente significativa, os valores de R2 e de Eta2 encontrados nos diversos modelos indicam uma contribuição diminuta da variável implicada.
Semelhante fenômeno se deu com os cinco modelos de regressão linear. Nos dois primeiros, aplicou-se uma regressão simples, seja para o grupo etário, seja para a idade como variável discreta. No terceiro, foram agregadas as três comorbidades e inseridas simultaneamente. Aplicou-se regressão hierárquica no quarto e no quinto modelos, a primeira em duas etapas e contendo apenas idade e gênero, e a segunda em três etapas, reincluindo-se as comorbidades (
Novamente, em todos os modelos de regressão se encontrou significância para a faixa etária e o gênero. Não obstante, a participação dessas duas variáveis foi diminuta, haja vista os reduzidos valores dos coeficientes beta padronizados. Nos modelos hierárquicos, quando se analisou o papel individual das comorbidades, ele não foi significante do ponto de vista estatístico.
Os valores de VIF em torno de 1 e o cômputo da equação de Durbin-Watson próximo a 2, acrescidos do resultado satisfatório do teste de homocedasticidade de Cook-Weisberg (p = 0,892) indicaram excelente adequação amostral aos modelos escolhidos para os testes de regressão. Isso também pôde ser corroborado mediante análise de resíduos padronizados de regressão envolvendo frequências de distribuição, probabilidade acumulada e valores críticos de distribuição Z em gráficos de dispersão.
O predomínio de mulheres à medida que avança a faixa etária tem sido devido provavelmente a uma maior expectativa de vida nesse gênero, quando comparado com idosos do gênero masculino19.
As três comorbidades avaliadas na pesquisa (HAS, diabete melito e dislipidemia) apresentaram distribuição homogênea e não exerceram influência no comportamento da FCM. Quanto à prevalência, apresentaram padrão semelhante ao costumeiramente descrito em estudos epidemiológicos de outras localidades no Brasil20,21.
No estudo CARLA (Cardiovascular Disease, Living and Ageing), com uma amostra de 1.779 indivíduos, a idade variou entre 45 e 83 anos e também não foi encontrada uma relação consistente entre parâmetros de variabilidade de frequência cardíaca e os principais fatores de risco cardiovascular22.
Embora geralmente seja considerado que o automatismo sinusal diminui durante o processo de envelhecimento12-15, o valor prognóstico, o potencial terapêutico e a relevância clínica têm sido questionados em vista da diversidade de resultados e de interpretação23,24.
No Japão14, os valores médios de NN ao Holter de 24 horas em 15 indivíduos com idade superior a 65 anos foram analisados em dois momentos, com intervalo de 15 anos, tendo havido ligeiro encurtamento do ciclo sinusal, embora alcançando significância estatística (0,976 ± 0,115 x 0,903 ± 0,117; p = 0,0019). Não obstante, os autores do presente artigo calcularam a diferença segundo a fórmula de Cohen e corrigiram para cada ano de vida, com resultado ínfimo (d = 0,0413).
Na Dinamarca, em uma pesquisa cuja amostra era formada por 260 indivíduos saudáveis com idade variando entre 40 e 79 anos, obteve-se FCM igual a 74 ± 18 bpm25. O menor valor de desvio padrão no presente estudo sugere maior homogeneidade da amostra, além da maior precisão devido ao emprego de traçados de longa duração.
Num estudo de caso-controle realizado no Rio Grande do Sul26, o registro da FC de repouso no grupo controle de 5.410 pacientes com idade média igual a 55,4 ± 10,4 anos apresentou uma média de 72,1 ± 12,6 bpm. Esse também foi um valor próximo aos atuais achados descritos no exame de Holter. Porém, ao contrário da eletrocardiografia ambulatorial de 24 horas, medições rotineiras e diretas da FC estão sujeitas a variância decorrente de vários tipos de interferência, tais como a temperatura ambiente, a presença do examinador e o estado emocional do examinado27. Novamente, o desvio padrão obtido através da FC de repouso foi bastante superior àquele resultante da medida da FCM através do registro de 24 horas.
Esse aspecto da questão pode ser ilustrado mediante análise de outra pesquisa28, onde foram utilizadas ambas as medições (FC de repouso e FCM). Primeiramente, comparou-se a FC de repouso de 32 pacientes centenários (idade entre 100 e 106 anos) com 89 pessoas saudáveis (idade entre 63 e 95 anos). Foi encontrada uma diferença entre os primeiros (76,8 ± 12,7) e os segundos (74,9 ± 5,9), com significância (p < 0,005). Porém, quando se mediu a FCM durante Holter de 24 horas, essa se situou em torno de 72 bpm, e não houve diferença significativa entre grupos. Tais achados se assemelham aos encontrados no presente estudo. Os autores atribuíram o aumento da FC de repouso em centenários ao esforço prévio durante o deslocamento para a maca, ou a alguma expectativa de ordem emocional, diante da realização do exame.
O Baltimore Longitudinal Study on Ageing (BLSA)29 avaliou 69 homens e 29 mulheres com idade entre 60 e 85 anos. Os pacientes foram divididos em três grupos: 59 indivíduos com idade entre 60 e 69 anos; 32 com idade entre 70 e 79 anos; e apenas 7 integrantes com idade
Comparado à presente pesquisa, e embora corrobore nossos achados, o BLSA apresentou maior diferença com relação ao gênero, o que pode dever-se ao menor tamanho amostral e à maior variabilidade de duração do registro eletrocardiográfico. Outro aspecto importante a ser comentado sobre o estudo BLSA é a excessiva proporção de homens (cerca de 70%). Isso decorreu da forma de ingresso, que foi voluntária e ativa da parte dos pacientes. Adicionalmente, a mensuração, obtida em regime de internamento, pode enviesar os resultados, uma vez que possivelmente não refletiram o ambiente natural30.
A fisiopatologia da resposta cronotrópica é considerada complexa, multifatorial e não totalmente conhecida. O aumento discreto da frequência cardíaca poderia decorrer de variações transitórias do fluxo sanguíneo na parede atrial31, reduções progressivas do volume sistólico ou alterações de complacência ventricular produzidas pela disfunção diastólica32.
Diversos fatores relacionados com a modulação autonômica durante o processo de envelhecimento, agônicos e antagônicos, podem estar relacionados com a manutenção do status de equilíbrio da FCM.
A reduzida queda da FCM, substancialmente inferior à diminuição da frequência sinusal intrínseca14, eventualmente decorreria da atuação de outros mecanismos de adaptação do sistema cardiovascular em gerontes, tais como o incremento do tônus simpático diante de um menor desempenho miocárdico durante as atividades diárias, incluindo graus variáveis de esforço físico. Vários estudos identificaram uma tendência de predomínio da modulação simpática sobre a parassimpática com a avançar da idade23,33.
Embora não se conheçam completamente os motivos responsáveis, a diminuta redução da FCM com a idade, independentemente de gênero e etnia, tem sido demonstrada em outros trabalhos com idosos submetidos ao exame de Holter de 24 horas27,34,35.
Novas investigações nesse sentido, associando medições ecococardiográficas e variabilidade de frequência cardíaca, poderão esclarecer o fenômeno e corroborar algumas das hipóteses aventadas.
Entre as limitações do presente estudo, pode-se questionar a representatividade da amostra, uma vez que não houve aleatorização durante o processo de inclusão dos participantes, e a população fonte é formada por clientes de um único centro de referência cardiológica. De fato, em amostragens de base institucional, existe potencialmente uma tendência de predomínio de sujeitos com maior prevalência de agravos36. Outro fator a ser considerado é a ausência de mensuração direta de níveis pressóricos e parâmetros clínicos, mas a avaliação ecocardiográfica buscou evitar a inserção de indivíduos com cardiopatia evidente.
Dados relativos à função da tireoide não estiveram disponíveis em cerca de 25% da amostra. Embora uma eventual disfunção dessa glândula possa interferir nos valores de FCM, acreditamos que esse fator não tenha sido de significativa influência no presente estudo, uma vez que os restantes 75% apresentaram níveis hormonais normais e nenhum sujeito arrolado referiu uso de medicação relacionada.
Adicionalmente, a coleta prospectiva e sequencial, o preenchimento completo dos dados, os critérios de seleção e exclusão dos participantes, além de apurados recursos estatísticos, foram medidas relevantes na minimização de vieses. A distribuição de indivíduos entre os grupos etários e a esperada proporção entre homens e mulheres em termos de "vida real" também sugerem que a amostra pesquisada se insere no padrão populacional esperado.
A FCM reduziu com o aumento da idade, em ambos os gêneros. Para idênticas faixas etárias, o gênero feminino apresentou valores de FCM significativamente mais altos que sua contrapartida masculina, e esse fenômeno se reproduziu tanto na totalidade da amostra quanto na observação estratificada por idade. A prevalência de comorbidades tais como hipertensão arterial sistêmica, diabete melito não insulinodependente e dislipidemia não exerceu influência detectável nos padrões de FCM. Tanto a associação entre FCM e faixa etária quanto a associação entre FCM e gênero foram significativas em diversos modelos de análise estatística. Porém, a magnitude dessa associação em ambos as situações é consideravelmente pequena.
Os achados foram consistentes, reprodutíveis e corroborados em variados modelos estatísticos.
Concepção e desenho da pesquisa e Redação do manuscrito: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Santos TR, Lima SO, Barreto-Filho JA; Obtenção de dados: Santos MAA, Santos TR; Análise e interpretação dos dados: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Barreto-Filho JA; Análise estatística: Santos MAA; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Lima SO, Barreto-Filho JA.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de tese de Mestrado e Doutorado de Marcos Antonio Almeida Santos pela Universidade Tiradentes e Universidade Federal de Sergipe.
Marcos Antonio Almeida Santos Avenida Gonçalo Prado Rollemberg, 211, Sala 210, São José CEP 49010-410 - Aracaju, SE - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 07/04/13; revisado em 03/06/13; aceito em 07/06/13.
BACKGROUND: The Mean Heart Rate (MHR) tends to decrease with age. When adjusted for gender and diseases, the magnitude of this effect is unclear. OBJECTIVES: To analyze the MHR in a stratified sample of active and functionally independent individuals. METHODS: A total of 1,172 patients aged > 40 years underwent Holter monitoring and were stratified by age group: 1 = 40-49, 2 = 50-59, 3 = 60-69, 4 = 70-79, 5 = > 80 years. The MHR was evaluated according to age and gender, adjusted for Hypertension (SAH), dyslipidemia and non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM). Several models of ANOVA, correlation and linear regression were employed. A two-tailed p value <0.05 was considered significant (95% CI). RESULTS: The MHR tended to decrease with the age range: 1 = 77.20 ± 7.10; 2 = 76.66 ± 7.07; 3 = 74.02 ± 7.46; 4 = 72.93 ± 7.35; 5 = 73.41 ± 7.98 (p < 0.001). Women showed a correlation with higher MHR (p <0.001). In the ANOVA and regression models, age and gender were predictors (p < 0.001). However, R² and ETA² < 0.10, as well as discrete standardized beta coefficients indicated reduced effect. Dyslipidemia, hypertension and DM did not influence the findings. CONCLUSION: The MHR decreased with age. Women had higher values of MHR, regardless of the age group. Correlations between MHR and age or gender, albeit significant, showed the effect magnitude had little statistical relevance. The prevalence of SAH, dyslipidemia and diabetes mellitus did not influence the results.
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The aging process, in spite of recent medical advances, still constitutes an inexorable phenomenon. The number of elderly individuals has grown in almost all regions of the world, particularly where strategies to improve living conditions have been implemented1.
In recent decades, there has been a change in the age profile of Brazil. Considered for a long time as a young population, the number of elderly individuals is progressively increasing2-5.
On account of that, large-scale studies have been performed on the different aspects of the aging issue6-8, understood as a complex and multifactorial process, comprising biological changes with consequences on quality of life and general health status9.
There are several features related to cardiovascular senescence, ranging from decreased left ventricular compliance due to collagen accumulation and fibrosis to alterations in the conduction system, with reduction in pacemaker cells and fatty infiltration, leading to loss of specialized fibers and intrinsic decrease in sinus automatism10,11. Moreover, dynamic histochemical and immunohistochemical alterations during the aging process are associated with autonomic reactions involved in the reduction of heart rate in the elderly12, resulting in diagnostic and therapeutic implications13.
There is little scientific literature that aims to measure the effect size and relevance of MHR at Holter with advancing age. Searching the Medline and Embase databases for publications from 2005 on, using the keywords "mean heart rate" and "aging" or "elderly", only one article addressed the issue, albeit indirectly due to its design, as well as its small sample size and specific population14.
The present study aims to investigate the values of MHR in functionally and mentally active adults and elderly individuals, submitted to physical examination with 24-hour Holter monitoring. Several and exhaustive statistical analysis models will be used in order to identify, quantify and assess the relevance of MHR trends associated with age, dependent or not on other factors, including gender and presence of three high prevalence comorbidities among the elderly: systemic arterial hypertension (SAH), dyslipidemia and non-insulin dependent diabetes mellitus (NIDDM).
A cross-sectional, descriptive and analytical study was carried out. The study complied with the ethical principles in the Declaration of Helsinki and the requirements of the 196/96 National Health Council Resolution, including complementary requirements and was approved by the institutional Research Ethics Committee #100710, on July 19, 2010. All individuals enrolled in the study consented to participate and signed the free and informed consent form.
The sample size, of around a thousand individuals, was previously calculated using the GPower software, based on the following parameters: alpha = 0.05, 1-β = 0.80, effect = 0.10. Data collection was performed consecutively and prospectively and the sample consisted of adult and elderly individuals of both genders, aged
The recording of the electrocardiographic tracing was performed during spontaneous situations occurring outside the hospital and medical environment. Every beat that generated electrical activity at any time of the recording was counted. The method has been validated by several researchers15,16 national17 and international18 cardiology associations.
The Holter recorder used in the study was a Cardiolight Cardios digital model with Memory Card, which performed 3-channel continuous recording, subsequently analyzed by the CardioSmart Professional CS 540 program. All recording devices were installed in the same location by the same professional and the tests were processed in a single computer. Moreover, the analysis of the examination and the production of the final report were made by the same cardiologist, experienced in Holter System.
Before the enrollment, individuals initially selected by the age criterion (
We selected only those individuals that met both criteria and agreed to take part in the research. Complaints indicating major diseases (history of myocardial infarction, angina pectoris, invasive hemodynamic procedure, cardiac surgery and permanent pacing) represented additional exclusion criteria.
We also excluded those who reported using insulin, digitalis, antiarrhythmics, beta-blockers or drugs that had a direct action on heart rate (such as the nebivolol), and the pharmacological survey was carried out in two stages (on the day of installation and removal of the recording device) and by evaluating the compatibility between the anamnesis, the reported diseases and prescribed medications.
We also subsequently excluded those whose tests had a recording duration < 22 hours, those with more than 5% of artifacts, atrial fibrillation or dynamic alterations in the ST segment and T wave, high rate of supraventricular or ventricular ectopy (> 10,000/24h), or those who had evidence of abnormal sinus activity, be it of functional or organic etiology, manifested by atypical MHR values (< 60 or > 90 bpm). After echocardiography, we selected subjects with ejection fraction (EF) > 50%. The sample selection flowchart is shown in
The resulting sample consisted of 1,172 individuals and was separated by gender and grouped into five strata according to the age (in years): 1 = 40-49; 2 = 50-59; 3 = 60-69; 4 = 70-79; 5
Anthropometric data were obtained (weight and height) using an electronic calibrated scale with a maximum capacity of 200 kg and a ruler for measuring height ranging between 1.30 and 2 meters. The Body Mass Index (BMI) was calculated using the formula: weight (kg) / height (m)2.
Sample characterization data were obtained through a sociodemographic questionnaire, as well as reference to three chronic diseases: systemic arterial hypertension, diabetes mellitus and dyslipidemia.
The calculations were performed using SPSS platform 20, with the exception of the homoscedasticity test, and MHR jackknife estimates were performed in Stata 12. The 95% Confidence Interval (95%CI) was used and a significance value of p < 0.05 (two-tailed). Nonparametric data were represented by the total number and percentage. The chi-square test or Fisher's test were employed when appropriate for comparisons between groups.
Parametric variables were described as mean, standard deviation, standard error and interquartile range. Several bootstraps were employed to corroborate the sample values of MHR, with 1,000 samples and random counts of the 95%CIs for each situation: MHR for the entire sample; MHR for gender differences; MHR in five age groups.
The Kolmogorov-Smirnov test was used for exploration of the normality pattern and Levene's test for equality of variance. This was carried out both in the whole sample and in subgroups divided according to gender or age. In comparisons between two independent samples, the mean difference was calculated by Student's
Subsequently, the analysis of MHR between age groups was performed by Kruskal-Wallis (also due to its more conservative characteristic and lower probability of type I error) and three ANOVA models: One-way (age groups), 5x2 (age groups and gender) and 5x2x2x2x2 (age groups, gender, SAH, dyslipidemia and diabetes mellitus). In the third ANOVA model, the difference between subgroups was calculated using Tukey's post hoc test.
Similarly, models of bivariate, point biserial and partial correlation were used, calculating the R2 and ETA2 for MHR and age, MHR and gender, MHR and diseases, adjusted and nonadjusted, as well as factors of correlation and determination for EF and BMI.
Finally, we performed linear regression for MHR in five models. The first two, simplified, involved only the age groups or age. The third was performed using the method of simultaneous input of predictor variables (age group, gender and the three diseases). The fourth was a hierarchical regression divided into two stages, for age and gender. The fifth was a more complex hierarchical regression, containing the aforementioned variables, entered in three sequential steps. Standardized beta-coefficients were calculated separately for the two hierarchical models.
The general characteristics of the sample distribution according to age groups and gender are shown in
It can be observed that females predominated in the five age groups, but this pattern was not significantly different between the age groups of the sample population. With advancing age, there was an increased prevalence of SAH, diabetes mellitus, dyslipidemia, and number of medications (p < 0.001) and decreased BMI, ejection fraction and percentage of non-sedentary individuals.
The mean MHR in the sample population was 74.45 ± 7.55 bpm (95% CI = 74.02 to 74.88). In addition to the narrow confidence interval, the internal validity of these values was corroborated by successive spontaneous bootstrap estimates (95% CI = 74.00 to 74.90) and the use of jackknife estimates (95%CI = 74.01 to 74.89). The analysis was also performed in subgroups according to gender, age range and the association between them. In all cases, the values obtained directly resembled those found by the jackknife and the bootstrap estimates (
The median and interquartile ranges of MHR were analyzed for the whole sample according to gender and stratified according to gender and age. The distributions showed typical pattern of normality without outliers or atypical values. MHR was higher among women and this pattern persisted in all age groups; we also identified a trend decline in MHR with age, regardless of gender (
The mean MHR was significantly higher in females, both at Student's
In order to assess the degree of association between MHR and some variables bivariate correlation strategies were employed, including point biserial and partial correlation. We calculated the coefficient of correlation and determination, individual or adjusted for age, gender, diseases, EF and BMI (
In analyses involving the five age groups, different ANOVA models were employed, as well as the Kruskal-Wallis test (
However, in
In the first two models, a simple regression was applied, for the age group and for age as discrete variable. In the third, the three comorbidities were added and inserted simultaneously. Hierarchical regression was applied to the fourth and fifth models, the first in two stages and containing only age and gender, and the second in three stages, once again including the comorbidities (
The VIF values around 1 and the computation of the Durbin-Watson equation close to 2, added to the successful result of the Cook-Weisberg homoscedasticity test (p = 0.892) indicated excellent sample suitability to the models chosen for regression testing. This was also corroborated by analyzing the standardized regression residuals involving frequencies of distribution, cumulative probability and critical values of Z-distribution in scatter plots.
The predominance of women as the age progresses has been probably due to a longer life expectancy in females, when compared with male elderly individuals19.
The three comorbidities assessed in the study (SAH, diabetes and dyslipidemia) showed homogenous distribution and had no influence on MHR behavior. In terms of prevalence, they showed a similar pattern customarily described in epidemiological studies carried out in other locations in Brazil20,21.
In the CARLA (Cardiovascular Disease, Living and Ageing) study, which had a sample of 1,779 individuals, age ranged between 45 and 83 years and no consistent association was observed between parameters of heart rate variability and major cardiovascular risk factors22.
Although it is generally considered that sinus automatism decreases with the aging process12-15, the prognostic value, therapeutic potential and clinical significance have been questioned in view of varying results and interpretation23,24.
In Japan14, the mean values of NN intervals at 24-hour Holter in 15 individuals aged > 65 years were analyzed in two stages, with a 15-year interval, showing slight shortening of sinus cycle, although reaching statistical significance (0.976 ± 0.115 x 0.903 ± 0.117, p = 0.0019). Nevertheless, the authors of this article calculated the difference according to Cohen's formula and corrected for each year of life, with negligible results (d = 0.0413).
In Denmark, a study of which sample consisted of 260 healthy subjects aged between 40 and 79 years, a MHR of 74 ± 18 bpm was obtained25. The lower standard deviation value in this study suggests greater sample homogeneity, in addition to greater precision due to the use of long-term tracings.
In a case-control study performed in the state of Rio Grande do Sul, Brazil26, the recording of HR at rest in the control group of 5,410 patients with a mean age of 55.4 ± 10.4 years showed a mean value of 72.1 ± 12.6 bpm. This value was also close to the current findings described in Holter monitoring. However, dissimilar from the 24-hour ambulatory ECG, routine and direct HR measurements are subject to variations caused by several types of interference, such as ambient temperature, presence of the examiner and the individual's emotional status27. Again, the standard deviation obtained from the resting HR was quite higher than that resulting from the measurement of MHR by 24-hour monitoring.
This aspect of the matter can be illustrated by the analysis of another study28, which used both measurements (resting HR and MHR). First, the resting HR of 32 patients aged 100 to 106 years was compared to that of 89 healthy individuals (aged 63 to 95 years). There was a difference between the first (76.8 ± 12.7) and the latter (74.9 ± 5.9), with statistical significance (p < 0.005). But when the MHR was measured by 24-hour Holter, it was around 72 bpm and there was no significant difference between the groups.
These findings are similar to those found in the present study. The authors attributed the increase in resting HR in centenarians to the previous effort made when lying on the stretcher, or some emotional expectation before the examination.
The Baltimore Longitudinal Study on Ageing (BLSA)29 evaluated 69 men and 29 women aged 60 to 85 years. Patients were divided into three groups: 59 subjects aged between 60 and 69 years, 32 aged between 70 and 79 years, and only 7 members aged
There was no significant variation in MHR with age. However, MHR in women (76.9 ± 8.0) was significantly higher than that of men (69.8 ± 8.8), with p < 0.001.
Compared to the present study, and although it corroborates our findings, the BLSA showed greater differences regarding gender, which may be due to the smaller sample size and greater variability during the electrocardiographic recording. Another important aspect of the BLSA study is the excessive proportion of men (70%). This fact was due to the enrollment procedure, which was voluntary and active on the part of the patients. Additionally, the measurements obtained in inpatients may result in bias, as they may not reflect the natural environment30.
The physiopathology of the chronotropic response is considered to be complex, multifactorial and not completely understood. The slight increase in heart rate may be attributed to transient alterations in blood flow on the atrial wall31, progressive reductions in systolic volume or ventricular compliance alterations produced by diastolic dysfunction32.
Several factors related to the autonomic modulation during the aging process, agonist and antagonist ones, may be related to the maintenance of the MHR equilibrium status.
The reduced decrease in MHR, substantially lower than the intrinsic sinus rate decrease14, would eventually result from the action of other adaptation mechanisms of the cardiovascular system in the elderly, such as increase in sympathetic tone after a lower myocardial performance during daily activities, including varying degrees of physical exertion. Several studies have identified a trend of predominant sympathetic modulation over the parasympathetic one with advancing age23,33.
Although the mechanisms responsible for it are not completely understood, the small decrease in MHR with age, regardless of gender and ethnicity, has been demonstrated in other studies with elderly individuals submitted to 24-hour Holter monitoring27,34,35.
Further investigations, involving echocardiographic measurements and heart rate variability, may explain the phenomenon and confirm some of the hypotheses.
Among the limitations of this study, one might question the representativeness of the sample, as there was no randomization during the process of participant inclusion and the source population consists of patients from a single cardiology referral center. In fact, considering the institutional-based sampling, there is potentially a trend of predominance of individuals with higher prevalence of diseases36. Another factor to be considered is the lack of direct measurement of blood pressure levels and clinical parameters, but the echocardiographic evaluation sought to avoid the inclusion of individuals with evident heart disease.
Data related to thyroid function were not available in approximately 25% of the sample. Although an eventual thyroid dysfunction may interfere with MHR values, we believe this factor did not have any significant influence on the present study, as the remaining 75% showed normal hormone levels and no subjects enrolled in the study reported the use of thyroid-dysfunction medication.
Additionally, the prospective and sequential data collection, the complete filling out of data, the participants' selection and exclusion criteria and the stringent statistical calculations were relevant measures in minimizing biases. The distribution of individuals across the age groups and the expected ratio between men and women in terms of "real life" also suggest that the research sample is inserted within the expected population standard.
MHR decreased with increasing age in both genders. For similar age groups, females had significantly higher MHR values than their male counterparts and this phenomenon was reproduced in both the total sample and when stratified by age. The prevalence of comorbidities such as hypertension, non-insulin dependent diabetes mellitus and dyslipidemia had no detectable influence on MHR patterns. Both the association between MHR and age range as the association between MHR and gender were significant in several models of statistical analysis. However, the magnitude of this association in both situations is considerably small.
The findings were consistent, reproducible and corroborated in several statistical models.
Conception and design of the research e Writing of the manuscript: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Santos TR, Lima SO, Barreto-Filho JA; Acquisition of data: Santos MAA, Santos TR; Analysis and interpretation of the data: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Barreto-Filho JA; Statistical analysis: Santos MAA; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Santos MAA, Sousa ACS, Reis FP, Lima SO, Barreto-Filho JA.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of master and doctoral submitted by Marcos Antonio Almeida Santos from Universidade Tiradentes and Universidade Federal de Sergipe.