Arq Bras Cardiol Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia LYKqHjfgrcLWs3dw7TTDkjG S0066-782X2014000300011 00011 10.5935/abc.20140021 Artigos Originais Treinamento Físico Aeróbico como Tratamento não Farmacológico da Síncope Neurocardiogênica Takahagi Vanessa Cristina Miranda Costa Daniela Caetano Crescêncio Júlio César Gallo Lourenço Junior Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Ribeirão Preto SP Brasil Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP - Brasil Correspondência: Vanessa Cristina Miranda Takahagi, Divisão de Cardiologia HCFMRP-USP - Av. Bandeirantes, 3900, Monte Alegre. CEP 14049-900, Ribeirão Preto, SP - Brasil. E-mail: vmiranda_fisio@yahoo.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Takahagi VCM, Gallo Júnior L; Obtenção de dados: Takahagi VCM, Costa DC, Crescêncio JC; Análise e interpretação dos dados e Análise estatística: Takahagi VCM; Redação do manuscrito: Takahagi VCM, Costa DC; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Gallo Júnior L.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Vanessa Cristina Miranda Takahagi pela Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo.

 03 2014 102 3 288 294 27 11 2012 10 09 2013 09 10 2013 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Fundamento:

Caracterizada por perda súbita e transitória da consciência e do tônus postural, com recuperação rápida e espontânea, a síncope é causada por uma redução aguda da pressão arterial sistêmica e, por conseguinte, do fluxo sanguíneo cerebral. Os resultados insatisfatórios com o uso de fármacos permitiu que o tratamento não farmacológico da síncope neurocardiogênica fosse contemplado como primeira opção terapêutica.

 Objetivos:

Comparar, em pacientes com síncope neurocardiogênica, o impacto do Treinamento Físico Aeróbico (TFA) de moderada intensidade e de uma intervenção controle, na positividade do Teste de Inclinação Passiva (TIP) e no tempo de tolerância ortostática.

 Métodos:

Foram estudados 21 pacientes com história de síncope neurocardiogênica recorrente e TIP positivo. Esses foram aleatorizados em: Grupo Treinado (GT), n = 11, e Grupo Controle (GC), n = 10. O GT foi submetido a 12 semanas de TFA supervisionado, em cicloergômetro, e o GC, a um procedimento controle que consistia na realização de 15 minutos de alongamentos e 15 minutos de caminhada leve.

 Resultados:

O GT apresentou efeito positivo ao treinamento físico, com aumento significativo do consumo de oxigênio-pico. Já o GC não apresentou nenhuma mudança estatisticamente significante, antes e após a intervenção. Após o período de intervenção, 72,7% da amostra do GT apresentou resultado negativo ao TIP, não apresentando síncope na reavaliação.

 Conclusão:

O programa de treinamento físico aeróbico supervisionado por 12 semanas foi capaz de reduzir o número de TIP positivos, assim como foi capaz de aumentar o tempo de tolerância na posição ortostática durante o teste após o período de intervenção.

 Treinamento físico aeróbico Síncope neurocardiogênica Teste de inclinação passiva Introdução

Caracterizada por perda súbita e transitória da consciência e do tônus postural, com recuperação rápida e espontânea, a síncope é causada por uma redução aguda da pressão arterial sistêmica e do fluxo sanguíneo cerebral1 - 3. Dentre os vários tipos, a Síncope Neurocardiogênica (SNC) representa maior frequência e, embora benigna, quando recorrente, diminui a qualidade de vida como em doenças crônicas4 , 5.

O Teste de Inclinação Passiva (TIP) é eficaz e seguro em identificar pacientes com suspeita de SNC, e sua reprodutibilidade, quando positivo, é de aproximadamente 82%6 , 7.

A fisiopatologia da SNC permanece incerta, porém, observa se uma insuficiência dos mecanismos reflexos compensatórios responsáveis por manter os níveis pressóricos em curto prazo. Na SNC, mecanismos de gatilho desconhecidos ativam uma resposta eferente autonômica peculiar, com diminuição da estimulação simpática arteriolar e/ou aumento do tônus parassimpático para o nó sinusal, assim a vasodilatação e/ou bradicardia resultantes reduzem a pressão arterial sistêmica3 , 8. A síncope é, geralmente, precedida de pródromos como palidez, náusea, sudorese, tontura, escurecimento visual e palpitação. Pode ser desencadeada no estresse ortostático, particularmente em ambientes quentes, ocorrência de dor ou estresse emocional, baixa ingesta hídrica e jejum prolongado3 , 9 , 10.

As múltiplas formas de tratamento propostas para a SNC não estão completamente esclarecidas11 - 13, uma vez que mesmo estudos aleatorizados e bem conduzidos mostram a ineficácia da terapêutica farmacológica na sua prevenção14 - 16,permitindo que o tratamento não farmacológico seja contemplado como primeira opção2 - 5 , 17 - 19. O treinamento físico aeróbico tem sido intensamente estudado como parte do tratamento da SNC3, estudos prévios mostram o aumento da tolerância ortostática nesses pacientes20 , 21.Aumentos no volume sanguíneo e redução dos níveis de vasopressina circulantes também foram observados20 - 22.Outro importante efeito do exercício físico é o aumento da massa muscular, particularmente nos membros inferiores, melhorando o retorno venoso pelo mecanismo de bomba muscular22. O treinamento aeróbico atenua o tônus simpático sobre o coração, o que pode influenciar na diminuição das respostas cronotrópicas e inotrópicas responsáveis pelo desencadeamento do reflexo de Bezold-Jarisch, quando há diminuição do retorno venoso pela ortostase, além de aumentar a sensibilidade barorreflexa23 - 25.

Assim, o treinamento físico aeróbico se desponta como opção plausível de tratamento da SNC, sendo objeto de nossa investigação8.

 Objetivo

Comparar, em pacientes com síncope neurocardiogênica, o impacto do Treinamento Físico Aeróbico (TFA) de moderada intensidade e de uma intervenção controle, na positividade do Teste de Inclinação Passiva (TIP) e no tempo de tolerância ortostática.

 Métodos

Foram estudados, prospectivamente, 21 pacientes sedentários com Teste de Inclinação Passiva (TIP) positivo, e história de síncope neurocardiogênica recorrente, com dois ou mais episódios, e o último episódio tinha ocorrido nos últimos seis meses, prévios ao início do presente estudo, e que tinham realizado o exame com propósito de diagnóstico, após terem sido encaminhados dos ambulatórios de Cardiologia Geral, Arritmia e Neurologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP. Após a inclusão no estudo, os pacientes foram novamente avaliados por um médico cardiologista, a fim de descartar causas cardíacas e neurológicas de síncope, bem como realizaram exames complementares, incluindo o eletrocardiograma convencional de repouso (12 derivações), Doppler-ecocardiograma e eletrocardiograma de 24 horas (Holter). Os indivíduos selecionados foram estudados na ausência de medicações que pudessem interferir na resposta das variáveis analisadas. Excluíram-se do estudo os pacientes que apresentavam suspeita de doenças crônicas como o diabetes, pacientes com doença arterial coronariana, entre outras, e ainda aqueles que tinham alguma limitação ortopédica ou funcional que inviabilizasse a realização do treinamento físico aeróbico.

O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em pesquisa da nossa Instituição, e todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Teste de Inclinação Passiva (TIP)

Para a realização do exame, o paciente permanecia em decúbito dorsal, numa mesa basculante, posicionado sobre um selim, durante 20 minutos, para medida dos parâmetros basais. Foram monitorados eletrocardiograma de superfície, Frequência Cardíaca (FC) instantânea (cardiotacômetro), pressão arterial pelo método auscultatório e de batimento a batimento através do método pletismográfico (Finapres - Ohmeda - 2300).

Após o período de repouso basal, na posição horizontal supina, a mesa era então inclinada para a posição vertical a 70º (head-up tilting), em menos de 10 segundos, e a duração do teste se prolongava por até 45 minutos, ou era interrompido imediatamente caso o paciente atingisse os critérios de positividade do exame6. Nessa circunstância, procedia-se ao rápido posicionamento da mesa na posição horizontal ou para a posição de Trendelemburg, quando necessário, por um período de 5 minutos ou até a recuperação completa do paciente3 , 10. Ambos os testes, inicial e de reavaliação, foram realizados usando-se a mesma metodologia.

 Teste de Esforço Ergoespirométrico (TEE)

Todos os voluntários estudados foram submetidos ao teste cardiopulmonar de exercício máximo. O protocolo consistiu na realização de esforço físico dinâmico na posição sentada, em cicloergômetro de frenagem eletromagnética (Corival 400, Quinton). A potência aplicada no cicloergômetro foi do tipo rampa, com intensidade determinada individualmente segundo fórmula desenvolvida por Wasserman e cols.26, baseada em características antropométricas, idade e gênero. Os pacientes foram incentivados a realizar o esforço aplicado até a potência em que atingissem a exaustão cardiorrespiratória. Durante o teste, o início da rampa foi precedido por um período de 4 minutos de duração, com carga mínima (3-4 Watts), na velocidade constante de 60 rotações por minuto, com o objetivo de obter-se um aquecimento prévio dos sistemas fisiológicos envolvidos no transporte de oxigênio, permitindo-lhes que entrassem novamente em steady-state. As variáveis ventilatórias foram obtidas nesse protocolo usando-se um ergoespirômetro (CPX/D MedGraphics), que permitiu aquisição, processamento e armazenamento das variáveis ventilatórias de respiração a respiração. Os valores-pico de VO2 e FC foram expressos como a média dos últimos 30 segundos de registro durante o período de esforço.

 Protocolo de Intervenção

Após a confirmação do diagnóstico no TIP, todos os pacientes receberam orientações gerais para evitar situações e locais que pudessem desencadear a síncope, como calor excessivo, ambientes fechados com acúmulo de pessoas, desidratação, jejum prolongado, permanência em posição vertical por tempo prolongado e estresse emocional24. Eles receberam instruções para aumentar a ingesta hidrossalina, realizar manobras de contração isométrica e/ou assumir a posição deitada sempre que aparecessem os primeiros sintomas pré-sincopais. Os pacientes também foram orientados a anotar em um diário as datas em que viessem a apresentar as síncopes e/ou os eventuais sintomas pré sincopais ocorridos no período de intervenção.

Os indivíduos foram aleatorizados em dois grupos: Grupo Treinado (GT), n = 11, e Grupo Controle (GC), n = 10. O GT foi submetido a um programa de 12 semanas de treinamento físico aeróbico, supervisionado, em cicloergômetro. A intensidade do treinamento foi prescrita de modo que a FC de treinamento se mantivesse entre o valor correspondente ao Limiar de Anaerobiose Ventilatório (LAV) e o valor de 10% abaixo do Ponto de Compensação Respiratória (PCR), sendo monitorada em toda sessão através de cardiofrequencímetro (Polar®. As sessões de treinamento tinham a duração de 35 minutos, duas vezes por semana, e o paciente era orientado a realizar outras duas sessões, sem supervisão. Caso o paciente não pudesse comparecer na sessão marcada, era reagendado uma reposição para a mesma semana, para que todas as sessões supervisionadas fossem rigorosamente cumpridas. As sessões não supervisionadas eram controladas, semanalmente, por uma planilha fornecida ao paciente e checada a cada sessão, de modo a garantir a adesão ao treinamento externo.

O GC foi submetido a um procedimento controle que consistia na realização de 15 minutos de alongamentos globais, 15 minutos de caminhada leve, abaixo da FC alvo prescrita e 10 minutos de relaxamento. A FC era monitorada durante todo o procedimento com cardiofrequencímetro (Polar® para garantir que ficasse abaixo da FC alvo calculada. Foram realizadas duas sessões semanais durante 12 semanas.

Após 12 semanas, ambos os grupos foram reavaliados pelo TIP e TEE.

 Análise Estatística

Os dados foram apresentados como média ± desvio padrão, e mediana. Para análise intergrupo dos dados antropométricos foi utilizada a análise de variância (ANOVA)27. Para comparar a resposta ao TIP e a intervenção, foi utilizado o teste exato de Fisher28. Para comparar o número de síncopes entre os grupos foi proposto o modelo de Poisson com efeito aleatório29. Foi realizada a correlação de Spearman para medir a associação entre duas variáveis quantitativas. O nível de significância estatística foi de 5%.

 Resultados

As características antropométricas e os parâmetros hemodinâmicos basais estão ilustrados na tabela 1. Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos.

Características antropométricas e parâmetros hemodinâmicos basais nos grupos treinado (GT) e controle (GC)
Gênero Média (DP)
Grupo Treinado Grupo Controle
Masculino 2 1
Feminino 9 9
Idade (anos) 32 (10) 26 (8)
Altura (cm) 164 (9,4) 163,5 (5,5)
Massa Corporal (Kg) 67 (11,2) 63 (10,0)
Frequência Cardíaca (bpm) 64 (8) 65 (7)
Pressão Arterial Sistólica (mmHg) 110,9 (17,1) 109,0 (17,1)
Pressão Arterial Diastólica (mmHg) 71,8 (12,7) 69,0 (11,0)

DP: desvio padrão.

Os resultados obtidos nas provas de esforço ergoespirométricas estão apresentados na tabela 2. Não foi observada diferença significativa entre os grupos no período pré-intervenção. Após 12 semanas de treinamento aeróbico, o GT mostrou tendência a apresentar maior valor de FC pico; os valores do consumo de oxigênio (VO2) pico e do VO2 no LAV foram maiores e estatisticamente significantes no GT. O GC não apresentou nenhuma mudança estatisticamente significante nas variáveis ergoespirométricas, antes e após o período de treinamento. Após a intervenção, o GT apresentou maior valor de VO2 no LAV quando comparado ao GC.

Descrição das variáveis obtidas no Teste Ergoespirométrico, pré- e pós-intervenção, nos grupos GT e GC
Grupo Período Variável n Média DP CV Mínimo Mediana Máximo
Controle Pré- FC repouso 10 65 7 11 56 63 77
FC pico 10 168 14 9 143 173 183
VO2 pico 10 24,3 7,55 31,06 16 22,95 40
VO2 LA 10 12,4 3,27 26,39 8 12 20
Pós- FC repouso 10 66 6 9 59 65 82
FC pico 10 169 17 10 123 172 181
VO2 pico 10 22,84 7,25 31,72 14,3 22 38
VO2 LA 10 11,8§ 3,12 26,44 9 11 19
Treinado Pré- FC repouso 11 64 8 12 51 66 78
FC pico 11 162 16 10 133 166 180
VO2 pico 11 21,1† 4,02 19,03 14 21,15 26,8
VO2 LA 11 12‡ 1,48 12,36 9 12 14
Pós- FC repouso 11 66 10 15 52 64 83
FC pico 11 169 10 6 150 171 181
VO2 pico 11 25,35† 3,93 15,51 21,6 25 34,8
VO2 LA 11 14,27‡ § 2,28 16 10 14 19

DP: desvio padrão; CV: coeficiente de variação; FC: frequência cardíaca; LA: limiar de anaerobiose;

p ≤ 0,05 VO2 pico grupo treinado pré- vs. pós-;

p ≤ 0,05 VO LA grupo treinado pré- vs. pós-;

p ≤ 0,05 VO2 LA pós-grupo controle vs. treinado.

A figura 1 mostra uma análise do número de síncopes apresentadas pelos pacientes em três períodos: no período de 1 ano a 6 meses anteriormente à intervenção (P1), nos 6 meses prévios à intervenção (P2), e após 3 meses do início da intervenção (P3). Houve, no GT, diferença estatisticamente significante quando comparados os períodos 1-3 e 2-3, enquanto no grupo controle observa-se uma diferença estatisticamente significante somente entre os períodos 1-3. Quando se comparam os dois grupos nota-se diferença somente no período 3.

Número de síncopes nos grupos treinado e controle nos três períodos estudados.

Na avaliação inicial de ambos os grupos, todos os indivíduos positivaram o TIP (tabela 3). Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos quanto ao tempo tolerado no TIP, antes da intervenção (tabela 4).

Resposta ao TIP, pré- e pós-intervenção, em ambos os grupos
  Grupo Treinado (n = 11) Grupo Controle (n = 10)
Pré- Pós- Pré- Pós-
Positivo 11 (100%) 3 (27,3%) 10 (100%) 7 (70%)
Negativo 0 8 (72,7%)* 0 3 (30%)*

p ≤ 0,05 resposta ao TIP pós-intervenção no grupo treinado vs. controle.

 Tempo de tolerância ao TIP, pré- e pós-intervenção, em ambos os grupos
Grupo Tempo n Média DP CV Mínimo Mediana Máximo
Controle Pré- 10 31,3 12,9 41,2 9 35,5 44
Pós- 10 27,6* 13,6 49,3 4 25,5 45
Treinado Pré- 11 28,6† 13,8 48,0 8 32 44
Pós- 11 39,5* † 9,9 25,1 18 45 45

DP: desvio padrão; CV: coeficiente de variação;

p≤ 0,05 tempo de tolerância (minutos) ao TIP no pós intervenção do grupo controle vs. treinado;

p ≤ 0,05 tempo de tolerância ao TIP no grupo treinado pré- vs. Pós-intervenção.

Após o período de intervenção, 72,7% da amostra do GT apresentaram resultado negativo ao TIP, não apresentando síncope na reavaliação. Já no GC, apenas 30% da amostra apresentaram TIP negativo, essa diferença entre os grupos é significativa (tabela 3). Dos indivíduos que apresentaram TIP positivo após a intervenção, o tempo de ortostase tolerado no teste foi maior no GT que no GC, sendo essa diferença estatisticamente significante, e no GT mesmo entre os indivíduos que positivaram houve aumento significativo de tolerância ortostática (tabela 4).

Não observamos correlação entre o ganho de capacidade física (delta de VO2 pico) e o aumento de tolerância ao TIP (delta do tempo de tolerância ao TIP), em ambos os grupos.

 Discussão

A síncope neurocardiogênica é um transtorno funcional intermitente do sistema nervoso autonômico que, na maioria das vezes, acomete jovens sadios, predominantemente do sexo feminino, que não apresentam evidências de cardiopatia estrutural nem doença neurológica. Os pacientes que apresentam recorrência dos episódios passam a apresentar restrições nas atividades de vida diária e profissional, o que causa grande prejuízo na qualidade de vida3 , 30 , 31.

O tratamento farmacológico da síncope, baseado em agentes como betabloqueadores, fludrocortisona e inibidores de recaptação de serotonina, compõe parte do arsenal terapêutico disponível, porém, na grande maioria dos casos, a escolha da terapia farmacológica para o tratamento dessa disautonomia não apresenta resultados efetivos14 - 16 , 32.

Dessa forma, uma variedade de abordagens não farmacológicas tem sido proposta, como: 1- aquelas que previnem a ocorrência da síndrome por evitar os fatores desencadeantes: aumento da ingestão de água no decorrer do dia; redução da permanência prolongada na posição vertical em repouso; evitar jejum prolongado, e o treinamento postural passivo (tilt training); e 2- manobras para abortar a síncope, quando o paciente apresenta os chamados pródromos. Nessas condições, o paciente pode ser orientado a realizar manobras ou adotar posturas que impeçam a evolução da pré-sincope para síncope, como: cruzar as pernas na posição vertical, esforço isométrico com os membros superiores, assumir a posição horizontal. Dentre essas medidas, o treinamento físico tem ganhado relevância, visto os resultados positivos no sentido de reduzir e/ou eliminar os episódios de síncope neurocardiogênica3 , 20 , 24 , 33 , 34.

Os nossos achados mostraram no GT, um efeito positivo do treinamento físico aeróbico, com aumento significativo do consumo de oxigênio no pico do esforço e no limiar de anaerobiose ventilatório26. Por outro lado, o GC não apresentou mudanças significativas nos valores dos parâmetros de transporte de oxigênio em esforço, em níveis tanto submáximos como máximos. Esses achados sugerem que as adaptações fisiológicas induzidas pelo treinamento aeróbico no GT sejam as responsáveis pela redução do número de indivíduos com resposta positiva ao TIP e aumento do tempo de tolerância ao estresse ortostático após 12 semanas de intervenção.

Gardenghi e cols.24, em 2007, ao estudarem, durante quatro meses o impacto de diferentes terapêuticas (treinamento físico aeróbico moderado, treinamento postural passivo, tratamento farmacológico e controle) sobre o ganho reflexo do barorreceptor na síncope neurocardiogênica, observaram que somente o treinamento físico aeróbico foi eficaz em aumentar a sensibilidade barorreflexa arterial, que estava reduzida no grupo estudado. Brum e cols.25, em estudo experimental, documentaram que o treinamento físico tem a capacidade de aumentar a sensibilidade barorreflexa em ratos normotensos e hipertensos. Gava e cols.23 documentaram, em 1998, atenuação do tônus simpático sobre o coração em ratos espontaneamente hipertensos após o treinamento físico, o que poderia influenciar na diminuição das respostas cronotrópicas e inotrópicas do coração, responsáveis pelo desencadear do reflexo de Bezold-Jarisch, quando em situação de queda do retorno venoso por estresse gravitacional.

Corroborando nossos achados, Mitnangi e Hainsworth33 e Carrol e cols.21 relataram aumento da tolerância à posição ortostática em pacientes portadores de síncope neurocardiogênica que foram submetidos ao treinamento físico aeróbico. Aumentos no volume de sangue circulante e redução dos níveis de vasopressina circulante foram observados nesses pacientes. Convertino e cols.22 documentaram aumento significativo no volume de plasma circulante em indivíduos submetidos ao treinamento físico aeróbico de intensidade moderada.

Nesse contexto, vale a pena ser relatado trabalho conduzido por Allen e cols.35, em 1945, que estudaram dois gêmeos idênticos com resposta positiva ao teste de inclinação; um deles realizou treinamento físico durante três semanas, enquanto o outro permaneceu sedentário. Após o período da intervenção, o teste de inclinação passiva mostrou que o gêmeo sedentário manteve a resposta positiva enquanto o gêmeo treinado apresentou resposta negativa ao teste.

Além de o treinamento físico aeróbico promover, nos pacientes com síncope neurocardiogênica, modificações benéficas da modulação autonômica sobre o sistema cardiovascular, ele pode aumentar o volume de sangue, a concentração de hemoglobina e, ainda, o tônus muscular dos membros inferiores quando o exercício físico envolver os referidos grupos musculares30. O treinamento físico também é responsável por um aumento no volume diastólico final e no volume sistólico, o que pode interferir com a estimulação das fibras C ventriculares, fatores desencadeantes da síncope neurocardiogênica3 , 36.

Apesar de o presente estudo não ter sido elaborado para explorar os mecanismos fisiopatológicos responsáveis pela síncope, que são muitos e de natureza complexa, e considerando que avaliamos os efeitos do treinamento físico por 12 semanas, é pouco provável que o aumento do volume circulante tenha papel relevante nos achados documentados20 , 33 - 35 , 37. Nesse estudo, mudanças de sensibilidade reflexa dos barorreceptores arteriais muito provavelmente tenham um papel relevante no grupo treinado, uma vez que estudos disponíveis na literatura têm documentado as referidas adaptações ao treinamento físico aeróbico de curta e longa duração24 , 25 , 38 , 39.

 Conclusão

Nossos resultados nos levam a concluir que o programa de treinamento físico aeróbico supervisionado, por 12 semanas, foi capaz de reduzir o número de testes de inclinação positivos, assim como de aumentar o tempo de tolerância ao teste na posição ortostática, após o período de intervenção.

Limitações

Os efeitos do treinamento físico como conduta não farmacológica para o tratamento da síncope neurocardiogênica ainda precisam ser mais bem investigados. Com o desenho experimental de curta duração utilizado no presente estudo não foi possível fazer inferências, quanto à recorrência da síncope e ao impacto clínico da intervenção na evolução natural da doença.

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Fontes de Financiamento

O presente estudo foi financiado pelas CAPES

 Original Articles Physical Training as Non-Pharmacological Treatment of Neurocardiogenic Syncope Takahagi Vanessa Cristina Miranda Costa Daniela Caetano Crescêncio Júlio César Gallo Lourenço Junior Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto Ribeirão Preto SP Brazil Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP - Brazil Mailing Address: Vanessa Cristina Miranda Takahagi, Divisão de Cardiologia HCFMRP-USP - Av. Bandeirantes, 3900, Monte Alegre. Postal Code 14049-900, Ribeirão Preto, SP - Brazil. E-mail: vmiranda_fisio@yahoo.com

Author contributions

Conception and design of the research: Takahagi VCM, Gallo Júnior L; Acquisition of data: Takahagi VCM, Costa DC, Crescêncio JC; Analysis and interpretation of the data and Statistical analysis: Takahagi VCM; Writing of the manuscript: Takahagi VCM, Costa DC; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Gallo Júnior L.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Vanessa Cristina Miranda Takahagi from Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo.

 Background:

Characterized as a sudden and temporary loss of consciousness and postural tone, with quick and spontaneous recovery, syncope is caused by an acute reduction of systemic arterial pressure and, therefore, of cerebral blood flow. Unsatisfactory results with the use of drugs allowed the nonpharmacological treatment of neurocardiogenic syncope was contemplated as the first therapeutic option.

Objectives:

To compare, in patients with neurocardiogenic syncope, the impact of a moderate intensity aerobic physical training (AFT) and a control intervention on the positivity of head-up tilting test (HUT) and orthostatic tolerance time.

Methods:

Were studied 21 patients with a history of recurrent neurocardiogenic syncope and HUT. The patients were randomized into: trained group (TG), n = 11, and control group (CG), n = 10. The TG was submitted to 12 weeks of AFT supervised, in cycle ergometer, and the CG to a control procedure that consisted in 15 minutes of stretching and 15 minutes of light walk.

Results:

The TG had a positive effect to physical training, with a significant increase in peak oxygen consumption. The CG did not show any statistically significant change before and after the intervention. After the intervention period, 72.7% of the TG sample had negative results to the HUT, not having syncope in the revaluation.

Conclusion:

The program of supervised aerobic physical training for 12 weeks was able to reduce the number of positive HUT, as it was able to increase tolerance time in orthostatic position during the HUT after the intervention period.

 Aerobic physical training Neurocardiogenic syncope Head-up tilting test Introduction

Syncope is defined as a sudden and temporary loss of consciousness and postural tonus characterized by a quick and spontaneous recovery. It is caused by an acute decrease in systemic arterial blood pressure and cerebral blood flow1 - 3. Neurocardiogenic syncope (NCS) is the most frequent type of syncope, and, although benign, recurrent symptoms decrease the quality of life of patients in the same manner as chronic diseases4 , 5.

The passive head-up tilt test (HUT) is an effective and safe method to identify patients with suspected NCS. Its reproducibility, when positive, is approximately 82%6 , 7.

The physiopathology of NCS remains unclear; however, an impairment of the compensatory reflex mechanisms responsible for maintaining pressure levels in the short term is observed. In NCS, unknown trigger mechanisms activate a specific autonomic efferent response, with a decrease in the sympathetic arteriolar stimulation and/or increase in the parasympathetic tonus at the sinus node, thereby resulting in vasodilatation and/or bradycardia that decreases the systemic arterial pressure3 , 8. Syncope is usually preceded by prodromes such as pallor, nausea, sweating, dizziness, visual disturbances, and palpitations. It may be triggered by orthostatic stress, particularly in hot environments, pain or emotional stress, low hydration, and prolonged fasting3 , 9 , 10.

The various forms of treatment proposed for NCS have not been completely investigated11 - 13. Well-conducted randomized studies have shown that preventive pharmacological therapy is ineffective14 - 16, which has led to the possibility of considering nonpharmacological treatments as first-line therapeutic options2 - 5 , 17 - 19. Aerobic physical training (AFT) has been extensively studied as part of the treatment for NCS3. In previous studies, increased orthostasis tolerance time and blood volume21 as well as decreased levels of circulating vasopressin were observed in patients with NCS20 - 22. Another important effect of physical exercise is the increase in muscle mass, particularly in the lower limbs, which improves venous return via the muscle pump mechanism22. Aerobic training decreases cardiac sympathetic tonus, which may cause a decrease in the chronotropic and inotropic responses that are responsible for triggering the Bezold-Jarisch reflex when venous return is decreased because of orthostasis; in addition, it improves baroreflex sensitvity23 - 25.

This study aimed to clarify the effectiveness of AFT in the treatment of NCS8.

 Objective

This study aimed to compare the effects of moderate-intensity AFT on HUT positivity and orthostasis tolerance time with those of a control intervention in patients with NCS.

 Methods

This prospective study included 21 sedentary patients with positive HUT results and a history of recurrent NCS (>2 episodes, with the last episode having occurred during the 6 months before the start of this study). These patients underwent the diagnostic test after being referred to the General Cardiology, Arrhythmia, and Neurology Outpatient Clinics of the Hospital das Clínicas of the School of Medicine of Ribeirão Preto-USP. Following inclusion in the study, the patients were reassessed by a cardiologist to rule out cardiac and neurological causes of syncope. They also underwent complementary tests, including resting electrocardiogram (12 leads), Doppler-echocardiogram, and 24-h electrocardiogram (Holter). The selected individuals were studied in the absence of drugs that could interfere with the response of the analyzed variables. Patients with suspected chronic diseases such as diabetes and coronary artery disease were excluded from the study, along with those who had some orthopedic or functional limitation that prevented them from performing aerobic exercise.

The study was approved by the Research Ethics Committee of our institution. All patients provided written informed consent.

The passive HUT

During the test, the patients were maintained in the supine position with a saddle support for 20 min on a tilt table. The following parameters were assessed at baseline and tilt: surface electrocardiogram, instantaneous heart rate (cardio tachometer), and arterial blood pressure by auscultatory method and beat-by-beat using the plethysmographic method (Finapres - Ohmeda - 2300).

After the resting period in the horizontal supine position, the table was tilted to a vertical position at an angle of 70º (head-up tilt) in less than 10 s and the test was continued for 45 min. The test was immediately interrupted if the patient reached the test positivity criteria6. In this case, the table was quickly returned to the horizontal position or the Trendelenburg position, when necessary, for a period of 5 min or until complete recovery of the patient3 , 10. Both the initial and re-evaluation tests were performed using the same methodology.

 The ergospirometric test (ET)

All patients underwent the maximal cardiopulmonary exercise test. The protocol involved dynamic physical effort to be applied while sitting on a cycle ergometer with an electromagnetic brake (Corival 400, Quinton). The power applied to the cycle ergometer was of the ramp-type, and the intensity was determined individually according to the formula developed by Wasserman et al26, which was based on anthropometric characteristics, age, and gender. The patients were encouraged to apply effort until the point of exhaustion. During the test, the initial ramp was preceded by a period of 4 min at minimum load (3-4 Watts) and a constant speed of 60 rotations per min, with the aim of warming up the physiological systems involved in oxygen delivery and allowing them to reach the steady-state. In this protocol, the ventilatory variables were obtained using an ergospirometry device (CPX/D MedGraphics) that allowed the acquisition, processing, and recording of these variables on a breath-to-breath basis. The peak values of oxygen consumption (VO2) and heart rate (HR) were expressed as the mean of the last 30 s of recording during the effort period.

 Intervention protocol

Following confirmation of diagnosis based on the HUT, all patients received general guidance on how to avoid situations and places that could trigger syncope, such as excessive heat, closed crowded environments, dehydration, prolonged fasting, remaining in a vertical position for a long time, and emotional stress24. They received instructions to increase the intake of water, perform isometric contraction maneuvers, and/or lie down on experiencing the first presyncopal symptoms. In addition, they were asked to note, in a diary, the dates of any syncope episodes and/or presyncopal symptoms experienced during the intervention period.

The individuals were randomized into 2 groups: a trained group (TG, n = 11) and a control group (CG, n = 10). The TG was subjected to a 12-week program of supervised AFT using a cycle ergometer. The intensity of training was prescribed such that the HR was maintained between the value corresponding to the ventilatory anaerobic threshold (VAT) and that corresponding to 10% below the respiratory compensation point (RCP). A heart rate monitor (Polar®) was used throughout the session. Training took place twice a week and lasted for 35 min, and the patient was instructed to perform 2 more unsupervised sessions. If the patient was unable to attend the scheduled session, another session was rescheduled for the same week to ensure that all supervised sessions were conducted. To ensure adherence to external training, the unsupervised sessions were subjected to weekly control using a spreadsheet given to the patient that was checked at every session.

The CG was subjected to a control procedure that included 15 min of stretching, 15 min of light walking below the prescribed target HR, and 10 min of relaxation. The HR was monitored throughout the procedure using an HR monitor (Polar®) to ensure that it was maintained below the calculated target HR. Two weekly sessions were performed over a period of 12 weeks.

After 12 weeks, both groups were re-evaluated using HUT and ET.

 Statistical analysis

Data are expressed as means ± standard deviations and medians. For intergroup analysis of anthropometric data, analysis of variance (ANOVA) was used27. Fisher's exact test was used to compare the response to the HUT and the intervention28. To compare the number of syncope episodes between groups, the Poisson model with random effects was used29. Spearman's correlation coefficient was used to assess the association between the 2 quantitative variables. The level of statistical significance was 5%.

 Results

The anthropometric characteristics and basal hemodynamic parameters are shown in Table 1. There was no statistically significant difference between groups.

Antropometric characteristics and basal hemodynamic parameters in the trained group (TG) and control group (CG)
Gender Mean (SD)
TG CG
 
Male 2 1
Female 9 9
Age (years) 32 (10) 26 (8)
Height (cm) 164 (9.4) 163.5 (5.5)
Body mass (kg) 67 (11.2) 63 (10.0)
Heart rate (bpm) 64 (8) 65 (7)
Systolic arterial pressure (mmHg) 110.9 (17.1) 109.0 (17.1)
Diastolic arterial pressure (mmHg) 71.8 (12.7) 69.0 (11.0)

SD: Standard deviation.

The results obtained in the ergospirometric stress tests are presented in Table 2. There was no significant difference between groups during the preintervention period. After 12 weeks of aerobic training, the TG exhibited a tendency for higher peak HR, with VO2 peak and VO2 at AT being significantly higher in the TG than in the CG. The CG did not exhibit any statistically significant changes in ergospirometry variables before and after the training period. After the intervention, the TG exhibited a higher VO2 at AT compared with the CG.

Description of the variables measured in the ergospirometric test before and after intervention in the trained group (TG) and control group (CG)
Group Period Variable n Mean SD CV Minimum Median Maximum
Control Before HR rest 10 65 7 11 56 63 77
HR peak 10 168 14 9 143 173 183
VO2 peak 10 24.3 7.55 31.06 16 22.95 40
VO2 AT 10 12.4 3.27 26.39 8 12 20
After HR rest 10 66 6 9 59 65 82
HR peak 10 169 17 10 123 172 181
VO2 peak 10 22.84 7.25 31.72 14.3 22 38
VO2 AT 10 11.8§ 3.12 26.44 9 11 19
Trained Before HR rest 11 64 8 12 51 66 78
HR peak 11 162 16 10 133 166 180
VO2 peak 11 21,1† 4.02 19.03 14 21.15 26.8
VO2 AT 11 12‡ 1.48 12.36 9 12 14
After HR rest 11 66 10 15 52 64 83
HR peak 11 169 10 6 150 171 181
VO2 peak 11 25.35† 3.93 15.51 21.6 25 34.8
VO2 AT 11 14.27ठ2.28 16 10 14 19

SD: standard deviation; CV: coefficient of variation; HR: heart rate; AT: anaerobic threshold; † p ≤ 0.05; VO2 peak in the trained group before and after the intervention. ‡ p ≤ 0.05; VO2 at AT in the trained group before and after the intervention. § p ≤ 0.05; VO2 at AT between the control and trained groups after the intervention.

Figure 1 shows an analysis of the number of syncope episodes experienced by the patients during 3 distinct periods: from 1 year to 6 months before the intervention (P1), during the 6 months before the intervention (P2), and 3 months after the start of the intervention (P3). The TG exhibited a statistically significant difference between periods P1 and P3 and between P2 and P3, whereas the CG exhibited a statistically significant difference between P1 and P3. On comparing both groups, a significant difference was observed for P3.

Number of syncope episodes in the trained group and control group in the 3 periods under study.

In the initial evaluation of both groups, all individuals exhibited a positive HUT result (Table 3). There was no statistically significant difference between groups in orthostasis tolerance time before the intervention (Table 4).

Results of the head-up tilt test before and after the intervention in the trained group (TG) and control group (CG)
  TG (n = 11) CG (n = 10)
Before After Before After
Positive 11 (100%) 3 (27.3%) 10 (100%) 7 (70%)
Negative 0 8 (72.7%)* 0 3 (30%)*

p ≤ 0.05; HUT result between the TG and CG after the intervention.

 Orthostasis tolerance time before and after the intervention in the trained group (TG) and control group (CG)
Group Time n Mean SD CV Minimum Median Maximum
Control Before 10 31.3 12.9 41.2 9 35.5 44
After 10 27.6* 13.6 49.3 4 25.5 45
Trained Before 11 28.6† 13.8 48.0 8 32 44
After 11 39.5*† 9.9 25.1 18 45 45

SD: standard deviation; CV: coefficient of variation; *p ≤ 0.05; orthostasis tolerance time (min) after the intervention between the CG and TG. † p ≤ 0.05; orthostasis tolerance time in the TG before and after the intervention.

After the intervention period, 72.7% patients in the TG exhibited a negative HUT, with no episodes of syncope reported during re-evaluation. In the CG, only 30% patients exhibited a negative HUT; this difference was significant (Table 3). Individuals with a positive HUT result after the intervention, those in the TG exhibited an increased orthostasis tolerance time compared with those in the CG. This difference was statistically significant (Table 4).

There was no correlation between the increase in physical capacity (delta of peak VO2) and increase in orthostasis tolerance time (delta of orthostasis tolerance time) in both groups.

 Discussion

NCS is a transient functional impairment of the autonomic nervous system that primarily affects healthy young women who do not exhibit signs of structural heart disease or neurological disease. Patients who experience recurrent episodes experience limitations in their daily and professional activities, which greatly affects their quality of life3 , 30 , 31.

The pharmacological treatment of syncope, which is based on medications such as beta blockers, fludrocortisone, and serotonin reuptake inhibitors, is part of the available therapeutic arsenal; however, in the vast majority of patients, pharmacological therapy for the treatment of this dysautonomia does not offer effective results14 - 16 , 32.

Therefore, a variety of nonpharmacological approaches have been proposed. These include prevention by avoiding the triggering factors, e.g., increasing water intake throughout the day, avoiding the vertical position at rest, avoiding prolonged fasting, and undergoing passive postural training (tilt training), and the use of maneuvers to avoid syncope when the patient exhibits the so-called prodromes. In these situations, the patients can be instructed to perform maneuvers or adopt postures that prevent the progression of the presyncope to syncope, such as crossing of the legs in the vertical position, isometric effort with the upper limbs, and change to the horizontal position. Among these measures, physical training has been gaining importance because of the positive results observed in terms of a decrease in and/or elimination of NCS episodes3 , 20 , 24 , 33 , 34.

In our study, AFT resulted in a significant increase in VO2 at stress peak and at VAT in the TG26. Moreover, the CG did not exhibit significant changes in oxygen delivery parameters during stress, either at submaximal levels or at maximal levels. These findings suggest that in the TG, the physiological adaptations induced by aerobic training are responsible for the decrease in the number of individuals with a positive HUT result and increased orthostasis tolerance time after 12 weeks of the intervention.

In 2007, Gardenghi et al24 conducted a 4-month study about the impact of different therapeutic methods (moderate AFT, passive postural training, pharmacological treatment, and control) on the improvement of the baroreceptor reflex in patients with NCS and observed that only AFT was effective in increasing arterial baroreflex sensitivity, which decreased in the studied group. Brum et al25 reported that physical training increased baroreflex sensitivity in normotensive and hypertensive rats. In 1998, Gava et al23 described the decrease in sympathetic cardiac tonus in rats with spontaneous hypertension after physical training, which decreased cardiac chronotropic and inotropic responses that are responsible for triggering the Bezold-Jarisch reflex when venous return is decreased because of gravitational stress.

Mitnangi and Hainsworth33 and Carrol et al21 reported an increase in orthostasis tolerance time in patients with NCS who underwent AFT, a finding consistent with our findings. Increased circulating blood volume and decreased levels of circulating vasopressin were observed in these patients. Convertino et al22 found a significant increase in the circulating plasma volume of individuals subjected to moderate intensity AFT.

In this context, it is worth noting the study conducted by Allen et al35 in 1945, wherein 2 identical twins with positive tilt tests were studied. One of them performed physical training over 3 weeks, whereas the other remained sedentary. After the intervention period, the sedentary twin exhibited a positive HUT result, whereas the active twin exhibited a negative HUT result.

AFT, in addition to promoting beneficial changes in the autonomic modulation of the cardiovascular system in patients with NCS, can also increase blood volume, hemoglobin levels, and muscle tonus in the lower limbs (when exercise involves these muscle groups)30. Moreover, physical training is responsible for the increase in the final diastolic and systolic volumes, which may interfere with the stimulation of ventricular C fibers that trigger NCS3 , 36.

Although the present study was not designed to explore the physiopathological mechanisms responsible for syncope, which are many and complex, and considering that we assessed the effects of a 12-week physical training program, it is unlikely that the increase in circulating plasma volume is key to the reported findings20 , 33 - 35 , 37. In this study, changes in arterial baroreceptor reflex sensitivity probably played an important role in the effects observed in the trained group, considering that other studies have reported these adaptations to short- and long-duration aerobic physical exercise24 , 25 , 38 , 39.

 Conclusions

The 12-week supervised AFT program was effective in decreasing the number of patients with positive HUT results and increasing the orthostasis tolerance time after the intervention period in patients with NCS.

Limitations

The effects of physical training as a nonpharmacological procedure for the treatment of NCS require further investigations. Because of the short follow-up period used in the present study, syncope recurrence could not be evaluated and the clinical impact of the intervention on the natural progression of the disease could not be determined.

Sources of Funding

This study was funded by CAPES.