Arq. Bras. Cardiol.Arquivos Brasileiros de CardiologiaArq. Bras.
Cardiol.0066-782X1678-4170Sociedade Brasileira de CardiologiartcFKY35PPdZyMwdxyq6bnsS0066-782X2014002000009S0066-782X20140050400920000910.5935/abc.20140092Original ArticlesProposal Intensity Adequacy of Expiratory Effort and
Heart Rate Behavior During the Valsalva Maneuver in
PreadolescentsPaschoalMario AugustoDonatoBruno de SousaNevesFlávia BaroniPontifícia Universidade Católica de
CampinasCampinasSPBrazilPontifícia Universidade Católica de
Campinas, Campinas, SP - BrazilMailing Address: Mario Augusto Paschoal, Avenida Dr. Nelson Noronha
Gustavo Filho, 170 Bloco E - Prime Family Club, apt.º 62, Vila Brandina. Postal
Code 13092-526, Campinas, SP - Brazil. E-mail:
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Potential Conflict of Interest
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
1507201408201410302146153291120132103201424032014This 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. Background:
When performing the Valsalva maneuver (VM), adults and preadolescents
produce the same expiratory resistance values.
Objective:
To analyze heart rate (HR) in preadolescents performing VM, and propose a
new method for selecting expiratory resistance.
Method:
The maximal expiratory pressure (MEP) was measured in 45 sedentary children
aged 9-12 years who subsequently performed VM for 20 s using an expiratory
pressure of 60%, 70%, or 80% of MEP. HR was measured before, during, and
after VM. These procedures were repeated 30 days later, and the data
collected in the sessions (E1, E2) were analyzed and compared in periods
before, during (0-10 and 10-20 s), and after VM using nonparametric tests.
Results:
All 45 participants adequately performed VM in E1 and E2 at 60% of MEP.
However, only 38 (84.4%) and 25 (55.5%) of the participants performed the
maneuver at 70% and 80% of MEP, respectively. The HR delta measured during
0-10 s and 10-20 s significantly increased as the expiratory effort
increased, indicating an effective cardiac autonomic response during VM.
However, our findings suggest the VM should not be performed at these
intensities.
Conclusion:
HR increased with all effort intensities tested during VM. However, 60% of
MEP was the only level of expiratory resistance that all participants could
use to perform VM. Therefore, 60% of MEP may be the optimal expiratory
resistance that should be used in clinical practice.
The Valsalva maneuver (VM) is named for called Antonio Maria Valsalva (1666-1723), an
Italian doctor who first described the maneuver in 1704. Valsalva instructed his
patients to use VM to expel mucopurulent discharge from the middle ear to the
nasopharynx1,2. In the late nineteenth century, a decreased
heart beat sound was observed in individuals performing VM when they closed the
glottis and increased expiratory pressure3.
In 1944, VM was first used to assess cardiac autonomic function in a patient with
congestive heart failure after a change in cardiovascular activity was detected in
the patient during VM4. Since then, VM is
often used with a range of other non-invasive examinations that assess autonomic
modulation of the cardiovascular system in ill patients5-9, healthy
patients, and athletes10,11.
VM is an abrupt and transitory increase in intra-thoracic and intra-abdominal
pressures produced by a voluntary expiratory effort equivalent to 30 or 40 mmHg and
maintained 15 or 20 s against resistance applied by a mouthpiece attached to a
manometer6,9,12. The efficacy of VM depends on several factors, such as age, sex,
body position, and the intensity of expiratory effort13.
However, there are no reports in the literature regarding calculations or guidelines
that account for individual differences, such as respiratory muscle strength. These
factors might affect the magnitude of the cardiovascular responses observed during
the VM, possibly causing errors in the data analysis or interpretation. As for age,
children and preadolescents typically perform VM with the same expiratory effort as
adults. Perhaps the similar expiratory efforts among age groups, in addition to
difficulties in understanding the VM produced by some children, have led to a
limited application of VM in children and preadolescents14.
Although VM is an important test of cardiovascular functioning, it is rarely used
with preadolescents. Considering these previous findings and presuppositions, we
conducted a study in which the main objectives were to assess HR responses during VM
and to propose the intensity of expiratory effort an individual should use during
the VM.
Method
This prospective study was approved by the Human Research Ethics Committee of the
Center of Life Sciences at Pontifícia Universidade Católica in
Campinas (protocol n. 298/11) and conformed to the requirements of the Declaration
of Helsinki.
Participant selection
Forty-five preadolescents aged between 9 and 12 years, (33 male and 12 female
participants) were selected from 75 students attending public schools in the
northwest region of Campinas (SP), and who were assessed between 2011 and 2013.
The participant's parents or guardian consented to their participation in the
study.
The inclusion criteria were a sedentary lifestyle (no regular participation in
physical activities or sports in the previous 6 months), not taking medications
that could interfere with cardiovascular activity, and the absence of diseases
that could affect cardiorespiratory functions. From the 75 potential
participants, we excluded 25 because of a sedentary lifestyle and five because
of disease or medication use. We selected sedentary preadolescents because of
the concern that physical training can cause cardiovascular adaptation that
might bias the data.
Anthropometric and clinical evaluation
We conducted an anthropometric evaluation to record the body characteristics of
the 45 participants. For each patient, we used weight and height to calculate
the body mass index (BMI, Table 1).
Mean values of anthropometric, clinical, and maximal expiratory
pressure (MEP) data, as well as MEP percentages calculated in the first
and second evaluations (E1 and E2)
Variables
First evaluation (E1) (n = 45)
Second evaluation (E2) (n = 45)
p
Weight (kg)
39.8
± 5.0
40.3
± 5.4
ns
Height (cm)
139.5
± 29.0
140.0
± 29.3
ns
Systolic BP (mmHg)
107.1
± 4.1
109.2
± 4.3
ns
Diastolic BP (mmHg)
71.5
± 6.6
70.1
± 5.9
ns
HR (bpm)
83.0
± 12.0
84.1
± 11.7
ns
Maximal expiratory pressure (cm H2O)
70.1
± 5.7
70.4
± 5.9
ns
Expiratory pressure - 80% of MEP
55.0
± 7.1
56.4
± 6.6
ns
Expiratory pressure - 70% of MEP
51.0
± 5.8
53.1
± 6.3
ns
Expiratory pressure - 60% of MEP
36.5
± 11.0
36.2
± 10.7
ns
The clinical evaluation included anamnesis, HR records (HR - Polar heart
frequency meter S810i®, Kempele, Finland), and blood pressure (BP)
measured with a mercury column sphygmomanometer (WanMed®, São Paulo,
Brazil) with cuffs adapted to fit the participants' arms and a cardiac and
pulmonary auscultation (stethoscope Littmann Classic II SE®, Ontario,
Canada). The evaluation was performed using techniques that are widely described
in the literature (Table 1).
Participants were advised not to consume caffeine or cola soft drinks and not to
participate in physical activities, except for those necessary for daily
routines, at least 24 h before the procedure. The data were collected in a room
with a constant temperature of 23ºC and between the hours of 1500 and 1700. They
were also advised to eat light meals 2 h before the procedures, especially when
the procedures were performed around lunch time15.
Selection of expiratory effort intensity and execution of the Valsalva
maneuver
To determine the participants' effort intensities for performing VM, we measured
each participant's maximal expiratory pressure (MEP) using a manovacuometer
(M120® - Comercial Médica, São Paulo, Brazil) with values
available from 0 to 120 cm H2O. During this procedure, the
participants sat in a chair with their feet comfortably placed on the floor.
A nose clip was placed to avoid air escape through the nostrils, and participants
were asked to breathe in as deeply as possible through the mouth, reaching the
maximal inspiratory capacity. Immediately after the inspiration, the
participants expired abruptly through the mouthpiece and against the resistance
of the manovacuometer using their maximum force16,17.
Three measurements were performed, and the highest value for these three attempts
was considered MEP. After a minimum time of 5 min used to obtain MEP, each
volunteer executed VM in three 20-s attempts and against three predicted
resistances, 60%, 70%, and 80% of MEP. The participant's momentary expiratory
effort was displayed by a red line shown on the manovacuometer display.
The examiner followed the participant's effort and carefully observed for
pressure oscillations to instruct the participant to avoid them when they
occurred. The maximum acceptable oscillation was ±5 cm H2O relative
to the predicted effort. The participants were allowed a rest period of at least
5 min between each VM to recover. The resistance values for the three maneuvers
were presented in order. The participant's HR was recorded during VM with a HR
monitor belt (Polar heart frequency meter, S810i®, Kempele, Finland)
that the participant wore around the thorax. The HR data were sent to a computer
via an infrared interface and were processed using the manufacturer's software
(Polar Precision Performance®, Kempele Finland), which computed a HR
graph (Figure 1) and a report for the
cardiovascular measures.
Heart rate (HR) tacogram (HR – bpm) recorded during the Valsalva
maneuver (VM) performed by a 10-year-old preadolescent and with a
resistance equivalent to 60% of MEP. Observe the beginning and the end
of the emphasized maneuver effort and the respective 20 s time for the
expiratory effort made with the closed glottis. Also, observe the sinus
bradycardia after the maneuver.
When selecting the expiratory resistance for cardiovascular functional
assessments that are appropriate for the participant's age group, we considered
factors such as the magnitude of the HR response, effort intensity needed to
maintain the expiratory pressure for 20 s, and the number of participants who
could properly complete the maneuver.
Replication of the results
According to Low13, the VM should be
repeated to ensure its reproducibility and the reliability of its results.
Therefore, after the participants completed the first experimental session (E1),
they were advised to return to the outpatient clinic 1 month later to repeat the
session using the same predetermined effort intensities (E2). They were advised
again to maintain their daily activities, but not to participate regularly in
physical activities or sports during that period.
The procedure for collecting MEP and calculations for the percentage rates was
repeated and monitored by the same examiner who monitored the first experimental
session. The objectives for the E2 session were as follows:
to verify if the data obtained in the first evaluation (E1) were stable
in the evaluation conducted one month later (E2)
to meet the essential requirements in processes involving new
methodological proposals for evaluations, known as replication of the
results
to determine whether a learning effect interfered with the data
collection
Data analysis
The anthropometric and clinical data were tested with the Kolmogorov-Smirnov
test, which revealed data normality. Therefore, a t-test was
used to perform comparisons between the data collected in E1 and E2 (Table 1).
We analyzed the HR data recorded in three periods during VM. First, the median
values of the HR deltas occurring in 0-10 s and 10-20 s were compared for
maneuvers performed with the three expiratory effort intensities. Using a
Kruskal-Wallis test, we determined the HR data were not normally distributed.
The significance level was p < 0.05 for all statistical analyses (Figure 2).
Mean values of HR deltas obtained during 0–10 s and 10–20 s of the
Valsalva maneuver conducted with expiratory resistances of 60%, 70%, and
80% of MEP; data obtained during the first evaluation (E1). The
presented values were significantly different (p < 0.05).
Likewise, values for total delta (0-10 s and 10-20 s) were compared to determine
HR increases between the beginning and end of the 20-s periods in stages E1 and
E2, and with the same of expiratory effort intensities (Figure 3).
Overall medians of heart rate deltas (0–10 s and 10–20 s) recorded
during the Valsalva maneuver performed with expiratory resistances of
60% (n = 45), 70% (n = 38), and 80% (n = 25) of MEP. Data collected
during the two moments were compared (E1 and E2). E1 is the first
evaluation, whereas E2 is the second evaluation. There was a significant
difference (p < 0.05) between HR values in the three situations (60%,
70%, and 80% of MEP), however, there was no difference between moments
E1 and E2 regarding each employed intensity.
We also compared the median HR for the 45 participants before, during, and after
they performed VM with a resistance that was 60% of MEP, which was considered
the most adequate effort intensity. For this analysis, we used the Friedman test
to compare HR recorded in four periods during VM: the pre-test, 0-10 s, 10-20 s,
and HR after (Figure 4).
Mean HR values with their highest and lowest amplitudes recorded
before (1-min HR mean – pre-test HR), during (values recorded at 0–10 s
and 10–20 s), and after the Valsalva maneuver (1-min HR mean – pre-test
HR) performed with an expiratory resistance equivalent to 60% of MEP.
There was a significant difference (p < 0.05) among the HR values for
all four periods.
Statistical analyses were performed with Graph Pad Prism 6.0® software
(San Diego, United States); HR values were obtained directly from the report
generated by the Polar Precision Performance® software package.
Results
Table 1 presents anthropometric and clinical
values. As the data indicate, the participants' conditions were unchanged during
moments E1 and E1 predicted for data collection.
Figure 2 presents the medians of the HR delta
values for the 0-10 s and 10-20-s periods during VM and for the three effort
intensities. For the 0-10 s period, the median HR at 60%, 70%, and 80% of MEP were
19 bpm (n = 45), 23 bpm (n = 38), and 27 bpm (n = 25), respectively. For the 10-20 s
period, the median HR at 60%, 70%, and 80% of MEP were 7 bpm (n = 45), 9 bpm (n =
38), and 11 bpm (n = 25), respectively. All of the compared values showed
significant differences, which indicates the HR response increased as the effort
intensity increased.
Figure 3 presents the medians of the total HR
deltas (0-20 s) when the expiratory effort was 60%, 70%, and 80% of MEP for stages
E1 and E2. There was a significant difference among effort intensities in the same
stage, but there was no difference in effort intensities between stages E1 and
E2.
Figure 4 shows the median HR for all
participants before, during (0-10 s and 10-20 s), and after the VM (n = 45)
performed at 60% of MEP. HR responses are shown in detail for VMs conducted with a
60% resistance because all participants could perform VM at this intensity with
minimal oscillations, and this is consistent with similar data reported in
literature.
HR was significantly different among the four periods (p < 0.05). This finding
reinforces the relevance of the maneuver as an instrument for assessing autonomic
cardiac function.
Discussion
VM is widely used to assess autonomic cardiovascular function because it can identify
vagal release, sympathetic actions, and cardiac vagal reactivation, in addition to
being practical and having a low cost6,18.
Even though standard protocols suggest VM should be performed for 15-20 s with 30-40
mmHg of pressure exerted on the mouth19, no
study has focused on a systematic method for using the VM that accounts for
individual differences in respiratory capacity and strength. Whether body position
or pulmonary volume affect expiratory effort also has not been considered, which
makes it difficult to compare the results obtained in different studies15,20.
These aspects, which were reported from previous studies with adults, become even
more relevant when the individuals performing the VM are children or preadolescents.
The expiratory effort intensities of children and preadolescents are not calculated
according to their morphofunctional characteristics; therefore, they are examined
under the same protocols and intensities as adults.
In the present study, we used a percentage of MEP because the expiratory effort
depends especially on expiratory muscle strength17,21, and when
factors that are known to affect VM are under control, the individual performing VM
will execute the maneuver with an adequate effort that is equivalent to the
expiratory muscle strength.
In this context, weaker or smaller people would not have to exert major efforts to
reach the predicted values, which are inadequate for the general population.
Likewise, the maneuver could even be used in cases with pulmonary disease or other
conditions that interfere with respiratory muscle strength, as these individuals
would also be performing expiratory efforts that would be proportional to their
functional capacities, after assessing the MEP.
One of the main findings of the present study was that 60% of MEP was the most
adequate intensity, because at this effort intensity, all of the participants could
conduct the maneuver with minimal pressure oscillation during the proposed time in
both E1 and E2. The exception is the positive HR response, which reflects the
cardiac vagal and sympathetic action15. The
interesting aspect of this finding was that the effort used at 60% of MEP produced
mean values of 36.5 and 36.2 cmH2O for E1 and E2, respectively. These
values are equivalent to 26.8 mmHg (E1) and 25.7 mmHg (E2) as mmHg is typically used
to characterize VM. The data obtained in this study may be similar to those for the
traditional VM; however, they are less than those proposed in other studies
conducted with children or preadolescents14.
For example, Van Steenwijk et al14 examined
the VM in children and preadolescents with the standard expiratory efforts of 30
mmHg and 40 mmHg and 15-s durations. Out of the 68 children analyzed, only 10 could
execute VM with a minimal pressure oscillation (< 2 mmHg), when the effort
intensity of the maneuver was 30 mmHg. For the remaining participants, the
oscillations ranged from 15 to 55 mmHg and the duration ranged between 13 and 17
s.
After observing these results, the interest in using VM in children and adolescents
as a clinical cardiac autonomic evaluation decreased, and discussions were raised
regarding VM's reliability and feasibility. On the other hand, there is an
increasing interest in finding reliable alternatives that are easy to apply and have
unrestricted use.
With regard to HR during the VM, the magnitude of HR changes varied with the
intensity effort (Figures 2-4), which demonstrates that higher loads imposed
on the cardiovascular system activate arterial baroreceptors, chemoreceptors, and
cardiopulmonary receptors, which are included in the central nervous system7,14.
Activating these receptors allows modulation of the cardiovascular system. Such
modulation results from sympathetic and parasympathetic nervous system activation,
and both of these systems modulate HR and BP18,22.
In practice, the increasing HR in the first 10 s of the VM (delta 0-10 s) depended on
the vagal release, considering the actions of the cardiac parasympathetic nervous
system are faster than those of the sympathetic nervous system. In the subsequent 10
s (delta 10-20 s of the maneuver), a supplementary increase in HR likely resulted
from arteriolar sympathetic activation, which also modulates heart functions2,6.
However, some authors23 have not discriminated
the periods of 0-10 s and 10-20 s; thus, only stating that the increased HR is
mediated by the autonomous nervous system. Therefore, this system should modulate
cardiac responses, such as HR, according to the stimuli provoked by the
maneuver.
In order to consider the rate of the reflex activated during the maneuver, Pickering
and Davies24 suggested that the time of
stimulus conduction from the baroreceptors to the heart of normal individuals, with
a HR < 75 bpm, is around 473 ms. The registered HR response pattern enabled us to
infer its normality, as HR increased during the entire maneuver (Figures 2 and 3), and was followed by bradycardia, produced by subsequent vagal
activation6,9,15.
Hohnloser and Klingenheben6 showed that, among
adults, HR deltas ≥ 15 bpm recorded during the maneuver indicated adequate or normal
autonomic cardiac responses, whereas deltas between 11-14 bmp are considered
borderline normal.
Abnormal responses were HR deltas ≤10 bpm, which is commonly found with heart
failure, diabetes, post-acute myocardial infarction, mitral stenosis, and others
that cause cardiac dysautonomia9.
In the present study, for all of the three expiratory effort intensities,
participants HR delta values greater than 15 bpm (Figure 3), thus suggesting that applying MEP percentages was efficient
in causing an adequate HR response, and that the participants were without cardiac
dysautonomia.
Considering the HR during an expiratory effort at 80% of MEP (55.0 cmH2O
in E1 and 56.4 cmH2O in E2), there was a significant increase in HR, and
the greatest increase occurred between the MEP percentages. This might suggest that
this is an adequate expiratory resistance for future investigations. However, only
25 volunteers (55.5%) could execute the maneuver at this expiratory effort intensity
while producing an oscillation less than 5 cm H2O.
Likewise, when the expiratory resistance was 70% of MEP (51.0 cm H2O in E1
and 53.1 cm H2O in E2), the HR response was good, but 84.4% (38) of the
individuals performed the maneuver perfectly. Therefore, the maneuver performed with
major efforts confirmed what had been documented in other studies14,15, which also revealed higher HR elevations when expiratory resistance
was higher.
Figure 4 demonstrates bradycardia occurred
after the expiratory effort concluded. After performing the VM for 20 s, HR was 113
bpm; 1 min after interrupting the expiratory effort, HR decreased by 32 bpm. Even
though Figure 4 only demonstrates HR responses
with an expiratory resistance of 60% of MEP, this HR response also occurred with the
other expiratory resistances used in the study.
HR reduction during VM resulted from parasympathetic nervous system activation
stimulated by the baroreceptor reflex. This reflex is sensitive to abrupt increases
in BP (overshoot), which happened after the expiratory effort concluded2.
According to Hilz and Dütsch18, the resulting
bradycardia is a measurement of the buffering capacity of the baroreflex system and
the vagus nerve. Therefore, a decreasing HR at this time represents an adequate and
expected action for a healthy population, as was observed in this sample. An
analysis of this response can be used to investigate changes in the baroreflex
system and vagal dysautonomia20,22.
As for the study limitations, sedentary volunteers were selected according to
questionnaire responses with information obtained from a parent or guardian. No
tests or specific examinations were used to confirm the participant was sedentary,
as the ones that were proposed by Luband et al25. Likewise, the study did not perform a simultaneous analysis of BP
beats per beat, which could enrich the results and open new possibilities for
analysis. However, the objective of the study was to assess HR, and especially
because preadolescents were examined, it was believed that invasive methods could
bias the study and HR measures.
As a final limitation, there were not enough comparisons between HR measured during
the proposed and traditional methods, which would probably enable consolidation of
the new methodology as a more adequate measurement, with greater reliability and
clinical applicability.
However, it is possible to state that the other intensities used in this study (70%
and 80% of MEP) were similar to those applied in clinical practice. Therefore, they
may provide important information considering the traditional VM not only requires
excessive effort from preadolescents, but it can prevent an adequate cardiac
autonomic evaluation because it promotes oscillation in the oral pressure, and
consequently, bias the results.
Conclusion
The present results suggest that 60% of MEP as an expiratory resistance during the VM
performed by preadolescents is adequate for cardiac autonomic evaluation in this
population. Besides being achievable for all volunteers, this expiratory effort
intensity stimulated HR responses that allowed clinical-functional interpretations
or analyses, both from vagal and cardiac sympathetic action during the VM.
Therefore, expiratory effort values that are calculated individually create
conditions of balance and proportion between people with different biotypes and
levels of respiratory muscle strength, without affecting the results or analysis. In
addition, this enables a high number of people to be evaluated by this type of
protocol.
Author contributions
Conception and design of the research, Analysis and interpretation of the data,
Statistical analysis and Critical revision of the manuscript for intellectual
content: Paschoal MA; Acquisition of data: Donato BS, Neves FB; Writing of the
manuscript: Paschoal MA, Donato BS.
Sources of Funding
There were no external funding sources for this study.
Study Association
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
References1. Hainsworth R. The importance of vascular capacitance in
cardiovascular control. News in Physiological Science.
1990;5:250-4.HainsworthRThe importance of vascular capacitance in
cardiovascular controlNews in Physiological Science199052502542. Xavier R, Laranjo S, Ducla-Soares E, Andrade A, Boto JP,
Santos-Bento M, et al. The Valsalva maneuver revisited by wavelets. Rev Port
Cardiol. 2008;27(4):435-44.XavierRLaranjoSDucla-SoaresEAndradeABotoJPSantos-BentoMet alThe Valsalva maneuver revisited by
waveletsRev Port Cardiol20082744354443. Derbes VJ, Kerr A. Valsalva's maneuver and Weber's experimente. N
Engl J Med. 1955;253(19):822-3.DerbesVJKerrAValsalva's maneuver and Weber's
experimenteN Engl J Med1955253198228234. Hamilton WF, Woodbury RA, Haper HT. Arterial cerebrospinal and
venous pressures in man during cough and strain. Am J Physiol.
1944;14:42-50.HamiltonWFWoodburyRAHaperHTArterial cerebrospinal and venous pressures in man
during cough and strainAm J Physiol19441442505. Felker GM, Cuculich PS, Gheorghiade M. The Valsalva maneuver: a
bedside "biomarker" for heart failure. Am J Med.
2006;119(2):117-22.FelkerGMCuculichPSGheorghiadeMThe Valsalva maneuver: a bedside "biomarker" for
heart failureAm J Med200611921171226. Hohnloser SH, Klingenheben T. In: Malik M. Clinical guide to
cardiac autonomic tests. London: Kluwer Academic Publishers; 1998. p.
51-65.HohnloserSHKlingenhebenTMalikMClinical guide to cardiac autonomic testsLondonKluwer Academic Publishers516519987. Marães VR, Santos MD, Catai AM, Moraes FR, Oliveira L, Gallo
Júnior L, et al. Modulação do sistema nervoso autonômico na resposta da
frequência cardíaca em repouso e a manobra de Valsalva com o incremento da
idade. Rev Bras Fisioter. 2004;8(2):97-103.MarãesVRSantosMDCataiAMMoraesFROliveiraLGalloLJúnioret alModulação do sistema nervoso autonômico na resposta
da frequência cardíaca em repouso e a manobra de Valsalva com o incremento
da idadeRev Bras Fisioter200482971038. Morgan-Hughes NJ, Kenny RA, Scott CD, Dark JH, McComb JM.
Vasodepressor reactions after orthotopic cardiac transplantation: relationship
to reinnervation status. Clin Auton Res. 1994;4(3):125-9.Morgan-HughesNJKennyRAScottCDDarkJHMcCombJM Vasodepressor reactions after orthotopic cardiac
transplantation: relationship to reinnervation statusClin Auton Res1994431251299. Vinik AI, Maser RE, Mitchell BD, Freeman R. Diabetic autonomic
neuropathy. Diabetes Care. 2003;26(5):1553-79.VinikAIMaserREMitchellBDFreemanRDiabetic autonomic neuropathyDiabetes Care20032651553157910. Monahan KD, Dinenno FA, Tanaka H, Clevenger CM, De Souza CA,
Seals DR. Regular aerobic exercise modulates age-associated declines in
cardiovagal baroreflex sensitivity in healthy men. J Physiol.
2000;529(1):263-71.MonahanKDDinennoFATanakaHClevengerCMDe SouzaCASealsDRRegular aerobic exercise modulates age-associated
declines in cardiovagal baroreflex sensitivity in healthy
menJ Physiol2000529126327111. Kawaguchi LY, Nascimento AC, Lima MS, Frigo G, Paula Junior AR,
Tierra-Criollo CJ, et al. Characterization of heart rate variability and
baroreflex sensitivity in sedentary individuals and male athletes. Rev Bras Med
Esporte. 2007;13(4):207e-12e.KawaguchiLYNascimentoACLimaMSFrigoGPaulaARJuniorTierra-CriolloCJet alCharacterization of heart rate variability and
baroreflex sensitivity in sedentary individuals and male
athletesRev Bras Med Esporte2007134207e212e12. Lindqvist A. Noninvasive methods to study autonomic nervous
control of circulation. Acta Physiol Scand. 1990;588:1-107.LindqvistANoninvasive methods to study autonomic nervous
control of circulationActa Physiol Scand1990588110713. Low PA. Testing the autonomic nervous system. Semin Neurol.
2003;23(4):407-21.LowPATesting the autonomic nervous
systemSemin Neurol200323440742114. de Jong-de Vos van Steenwijk CC1, Imholz BP, Wesseling KH,
Wieling W. The Valsalva manoeuvre as a cardiovascular reflex test in healthy
children and teenagers. Clin Auton Res. 1997;7(4):167-71.de Jong-de Vos van SteenwijkCC1ImholzBPWesselingKHWielingWThe Valsalva manoeuvre as a cardiovascular reflex
test in healthy children and teenagersClin Auton Res19977416717115. Singer W, OpferGgehrking TL, McPhee BR, Hilz MJ, Low PA.
Influence of posture on the Valsalva manoeuvre. Clin Sci (Lond).
2001;100(4):433-40.SingerWOpferGgehrkingTLMcPheeBRHilzMJLowPAInfluence of posture on the Valsalva
manoeuvreClin Sci (Lond)2001100443344016. Sousa RB. Pressões respiratórias estéticas máximas. J Pneumol.
2002;28(3):S155-S165.SousaRBPressões respiratórias estéticas
máximasJ Pneumol2002283S155S16517. Neder JA, Andreoni S, Lerario MC, Nery LE. Reference values for
lung function tests II. Maximal respiratory pressures and voluntary ventilation.
Braz J Med Biol Res. 1999;32(6):719-27.NederJAAndreoniSLerarioMCNeryLEReference values for lung function tests II.
Maximal respiratory pressures and voluntary ventilationBraz J Med Biol Res199932671972718. Hilz MJ, Dütsch M. Quantitative studies of autonomic function.
Muscle Nerve. 2006;33(1):6-20.HilzMJDütschMQuantitative studies of autonomic
functionMuscle Nerve200633162019. Eckberg DL. Parasympathetic cardiovascular control in human
disease: a critical review of methods and results. Am J Physiol. 1980;
239(5):H581-93.EckbergDLParasympathetic cardiovascular control in human
disease: a critical review of methods and resultsAm J Physiol19802395H581H59320. Castro LB, Nóbrega AC, Araújo CG. Testes autonômicos
cardiovasculares. Uma revisão crítica. Parte I. Arq Bras Cardiol.
1992;59(1):75-85.CastroLBNóbregaACAraújoCGTestes autonômicos cardiovasculares. Uma revisão
crítica. Parte IArq Bras Cardiol1992591758521. McConnell AK, Copestake AJ. Maximum static respiratory pressures
in healthy elderly men and women: issues of reproducibility and interpretation.
Respiration. 1999;66(3):251-8.McConnellAKCopestakeAJMaximum static respiratory pressures in healthy
elderly men and women: issues of reproducibility and
interpretationRespiration199966325125822. Nishimura RA, Tajik AJ. The Valsalva maneuver and response
revisited. Mayo Clin Proc. 1986;61(3):211-7.NishimuraRATajikAJThe Valsalva maneuver and response
revisitedMayo Clin Proc198661321121723. Liang F, Liu H, Simulation of hemodynamic responses oh the
Valsalva maneuver: an integrative computational model of the cardiovascular
system and the autonomic nervous system. J Physiol Sci.
2006;56(1):45-65.LiangFLiuHSimulation of hemodynamic responses oh the Valsalva
maneuver: an integrative computational model of the cardiovascular system
and the autonomic nervous systemJ Physiol Sci2006561456524. Pickering TG, Davies J. Estimation of the conduction time of the
barorreceptor-cardiac reflex in man. Cardiovasc Res.
1973;7(2):213-9.PickeringTGDaviesJEstimation of the conduction time of the
barorreceptor-cardiac reflex in manCardiovasc Res19737221321925. Lubans DR, Hesketh K, Cliff DP, Barnett LM, Salmon J, Dollman J,
et al. A systematic review of the validity and reliability of sedentary
behaviour measures used with children and adolescents. Obes Rev.
2011;12(10):781-99.LubansDRHeskethKCliffDPBarnettLMSalmonJDollmanJet alA systematic review of the validity and reliability
of sedentary behaviour measures used with children and
adolescentsObes Rev20111210781799Artigos OriginaisProposta de Adequação da Intensidade do Esforço
Expiratório e Comportamento da Frequência Cardíaca Durante a Manobra de Valsalva
em Pré-AdolescentesPaschoalMario AugustoDonatoBruno de SousaNevesFlávia BaroniPontifícia Universidade Católica de
Campinas, Campinas, SP - BrasilCorrespondência: Mario Augusto Paschoal, Avenida Dr. Nelson Noronha
Gustavo Filho, 170 Bloco E - Prime Family Club, apt.º 62, Vila Brandina. CEP
13092-526, Campinas, SP - Brasil. E-mail:
fisioni@puc-campinas.edu.br,
mapascka@gmail.com
Potencial conflito de interesse
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
Fundamento:
Durante a manobra de Valsalva (MV), os valores de resistência expiratória
utilizados por adultos são os mesmos aplicados em pré-adolescentes.
Objetivo:
Analisar as respostas da frequência cardíaca (FC) de pré-adolescentes
durante a MV e propor nova metodologia para eleição da resistência
expiratória.
Métodos:
Submeteram-se 45 pré-adolescentes com idades entre 9 e 12 anos à avaliação
das pressões expiratórias máximas (PEmáx). Valores de 60%, 70% e 80% dessas
PEmáx foram selecionados para ser aplicados nas MV, mantidas por 20 s.
Batimentos cardíacos foram registrados antes, durante e após a manobra.
Trinta dias após, todos os procedimentos foram repetidos, e os dados da
primeira (A1) e da segunda (A2) avaliações foram comparados. As análises
foram feitas com testes não paramétricos, destacando-se os momentos antes,
durante (0-10 s e 10-20 s) e após as manobras.
Resultados:
Os 45 pré-adolescentes conseguiram realizar adequadamente a manobra à
resistência de 60% da PEmáx, enquanto apenas 38 (84,4%) e 25 (55,5%) a
realizaram com resistências de 70% e 80% da PEmáx, respectivamente. Os
deltas de FC 0-10 s e 10-20 s, calculados durante o esforço, foram
significativamente maiores quanto maior foi o esforço expiratório, revelando
efetiva resposta autonômica cardíaca durante a manobra. Entretanto, o estudo
sugere que essas intensidades não devam ser empregadas.
Conclusão:
A FC se elevou em todas as intensidades de esforço testadas durante a MV,
porém somente quando foi realizada com resistência expiratória de 60% da
PEmáx é que todos os participantes conseguiram realizá-la, sugerindo ser a
intensidade ideal para ser empregada na prática clínica.
CriançaFatores EtáriosFrequência CardíacaManobra de ValsalvaExpiraçãoIntrodução
A manobra de Valsalva (MV) recebeu esse nome porque foi descrita pela primeira
vez, em 1704, por um médico italiano chamado Antônio Maria Valsalva (1666-1723),
que a usava como forma de expelir secreção mucopurulenta do ouvido médio para a
nasofaringe de seus pacientes1,2.
No final do século XIX, constatou-se que ela provocava intensa diminuição dos
ruídos cardíacos em resposta ao aumento da pressão expiratória feita com a glote
fechada3.
Em 1944, foi observado que poderia servir de avaliação da função autonômica
cardíaca ao ser detectada alteração na resposta cardiovascular de um paciente
com insuficiência cardíaca congestiva no momento em que a realizava4. Desde então, faz parte de uma gama de
exames não invasivos que têm por objetivo avaliar a modulação autonômica do
sistema cardiovascular em doentes5-9, em pessoas
saudáveis e em atletas10,11.
A MV compreende uma abrupta e transitória elevação voluntária das pressões
intratorácica e intra-abdominal provocada por um esforço expiratório equivalente
a 30 ou 40 mmHg, mantido por 15 s ou 20 s contra uma resistência aplicada por um
bocal acoplado a um manômetro6,9,12. Sua eficácia
depende de vários aspectos, como idade, sexo, posição corporal e,
principalmente, intensidade do esforço expiratório13.
Entretanto, não há na literatura preocupação com qualquer tipo de cálculo ou
regra que propicie o respeito à individualidade ou características de força dos
músculos respiratórios das pessoas avaliadas, cujos aspectos poderiam interferir
na magnitude das respostas cardiovasculares obtidas durante a manobra e provocar
eventuais erros de interpretação dos resultados. O que se constata é que mesmo
crianças e pré-adolescentes submetidos à MV a executam enfrentando pressão
expiratória igual à de adultos. Talvez esse aspecto, somado à própria
dificuldade da compreensão da manobra por parte de algumas crianças, resulte em
limitação da aplicação da MV a essa população14.
Partindo desses pressupostos e por entender que a referida manobra é um
importante teste funcional autonômico cardiovascular, mas pouco empregado em
pré-adolescentes, o principal objetivo do presente estudo foi o de avaliar a
resposta de FC durante a MV e propor uma adequação individualizada da
intensidade do esforço a ser realizado durante a manobra.
Método
O estudo, com caráter prospectivo, foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisas
Envolvendo Seres Humanos do Centro de Ciências da Vida da Pontifícia
Universidade Católica de Campinas, protocolo n.º 298/11, e atendeu às normas da
declaração de Helsinque.
Seleção dos voluntários
Quarenta e cinco pré-adolescentes com idades entre 9 e 12 anos, sendo 33 do
sexo masculino e 12 do sexo feminino, pertencentes a escolas públicas da
região noroeste do município de Campinas (SP), foram selecionados de um
universo de 75 que foram avaliados entre os anos de 2011 e 2013. Todos os
responsáveis pelos voluntários deram aval às participações dos mesmos no
estudo.
Como critérios de inclusão, ressalta-se que todos deveriam ser sedentários,
entendido como não praticantes de atividade físico-desportiva regular há
seis meses, o que fez com que 25 pré-adolescentes não pudessem participar da
investigação. A opção por pré-adolescentes considerados sedentários deveu-se
à preocupação de que eventuais mecanismos adaptativos fisiológicos de ordem
cardiovascular resultantes da exposição a qualquer tipo de treinamento
físico poderiam causar viés aos dados. Também não poderiam fazer uso de
medicação que interferisse no sistema cardiovascular nem apresentar doenças
que afetassem as funções cardiorrespiratórias. Esses critérios eliminaram
mais cinco pré-adolescentes.
Avaliação antropométrica e clínica
Foi realizada uma avaliação antropométrica com a intenção de apresentar as
características corporais dos 45 voluntários que compuseram a amostra.
Registraram-se o peso e a estatura, e foi feito o cálculo do IMC (Tabela 1).
Valores médios dos dados antropométricos, clínicos, de pressão
expiratória máxima (PEmáx) e das porcentagens da PEmáx, obtidos nos
momentos da primeira e da segunda avaliação (A1 e A2)
Variáveis
Primeira avaliação (A1) (n = 45)
Segunda avaliação (A2) (n = 45)
p
Peso (kg)
39,8
± 5,0
40,3
± 5,4
ns
Altura (cm)
139,5
± 29,0
140,0
± 29,3
ns
PA sistólica (mmHg)
107,1
± 4,1
109,2
± 4,3
ns
PA diastólica (mmHg)
71,5
± 6,6
70,1
± 5,9
ns
FC (bpm)
83,0
± 12,0
84,1
± 11,7
ns
Pressão expiratória máxima (cm H2O)
70,1
± 5,7
70,4
± 5,9
ns
Pressão expiratória 80% da máxima
55,0
± 7,1
56,4
± 6,6
ns
Pressão expiratória 70% da máxima
51,0
± 5,8
53,1
± 6,3
ns
Pressão expiratória 60% da máxima
36,5
± 11,0
36,2
± 10,7
ns
A avaliação clínica contou com anamnese, registro da frequência cardíaca (FC
- cardiofrequencímetro Polar S810i®, Kempele, Finlândia) e da
pressão arterial (PA -esfigmomanômetro padrão coluna de mercúrio
WanMed®, São Paulo, Brasil) com manguito adaptado à
circunferência do braço dos voluntários e ausculta cardíaca e pulmonar
(estetoscópio Littmann Classic II SE®, Ontário, Canadá), segundo
as técnicas amplamente descritas na literatura (Tabela 1).
A partir de 24 h antes do início dos procedimentos, os voluntários foram
orientados para que não fizessem uso de cafeína, refrigerantes com cola nem
realizassem atividade física, a não ser a ordinária do dia a dia. Toda
coleta de dados foi realizada em sala climatizada com temperatura
estabelecida em 23ºC e no período compreendido entre 15-17 h. Também se
orientou que a alimentação fosse leve e feita duas horas antes do início dos
procedimentos, principalmente para aqueles cujos procedimentos fossem feitos
mais próximo do horário de almoço15.
Seleção da intensidade do esforço expiratório e execução da manobra de
Valsalva
A fim de se selecionarem as intensidades de esforço que seriam empregadas
durante a realização da MV, todos os voluntários foram submetidos ao
procedimento para a obtenção da pressão expiratória máxima (PEmáx). Para
isso, foi utilizado um manovacuômetro (M120® - Comercial Médica,
São Paulo, Brasil) com valores disponíveis entre 0 e 120 cm H2O.
Para a realização do esforço expiratório, todos foram posicionados sentados
em uma cadeira com encosto, sendo os pés apoiados confortavelmente no
chão.
Foi colocado um clipe nasal para evitar o escape aéreo pelas narinas e dada
orientação para que inspirassem o mais profundamente possível pela boca,
atingindo a máxima capacidade inspiratória, e, imediatamente após, que
expirassem bruscamente, o mais forte que pudessem, através do bocal e contra
a resistência do manovacuômetro16,17.
Foram feitas três aferições, sendo considerado como PEmáx o maior valor
obtido a partir dessas três tentativas. Após um tempo mínimo de cinco
minutos da obtenção da PEmáx, cada voluntário passou a executar a MV com as
três resistências previstas, todas com o mesmo tempo de duração,
estabelecido em 20 s.
Os valores percentuais da PEmáx utilizados foram 60%, 70% e 80% dessa
variável, os quais seriam aplicados durante a execução das manobras. O valor
relativo à porcentagem da PEmáx que deveria ser atingido pelo voluntário em
cada momento do esforço já estava demarcado por uma linha vermelha feita no
display do manovacuômetro.
O esforço foi acompanhado pelo examinador, que estava atento para eventuais
oscilações na pressão, buscando estimular o voluntário a evitá-las. Porém,
considerou-se como oscilação máxima válida para a aceitação da manobra
quando não foi ultrapassado o valor de 5 cm H2O, tanto para mais
como para menos do valor previsto para o esforço.
Entre cada uma das manobras foi respeitado um tempo mínimo de cinco minutos
para a recuperação dos voluntários, sendo que o valor da resistência
aplicada durante essas avaliações não seguiu uma ordem crescente ou
decrescente, sendo randomicamente selecionado.
Durante a execução das manobras, um cinto referente à monitoração dos
batimentos cardíacos (cardiofrequencímetro Polar S810i®, Kempele,
Finlândia) foi fixado no tórax dos voluntários para que fossem registrados
os batimentos cardíacos. Os dados registrados foram enviados a um computador
por meio de uma interface com sinais infravermelhos para serem processados
pelo software Polar Precision Performance®,
Kempele, Finlândia), que emitiu um gráfico do comportamento da FC (Figura 1) e um relatório de dados,
também envolvendo valores de índices cardiovasculares.
Tacograma de FC (HR – bpm) durante a realização da manobra de
Valsalva feita a uma resistência equivalente a 60% do valor da PEmáx
em pré-adolescente de 10 anos de idade. Observar o início e o
término do esforço da manobra em destaque e o respectivo tempo de 20
s de duração do esforço expiratório feito com a glote fechada.
Observar, também, que após a manobra ocorreu bradicardia
sinusal.
Para selecionar a resistência expiratória mais adequada a futuros testes de
avaliação funcional cardiovascular envolvendo a faixa etária da população
estudada, foram levados em consideração aspectos como a magnitude da
resposta de FC apresentada, a intensidade do esforço necessário para a
manutenção da pressão expiratória por 20 s e, principalmente, o número de
voluntários que conseguiram completar a manobra de forma adequada.
Replicação dos resultados
Segundo Low13, a MV deve ser repetida
a fim de assegurar sua reprodutibilidade e a confiabilidade de seus
resultados. Portanto, após finalizada a etapa anteriormente descrita, os
voluntários foram orientados a voltar ao ambulatório após um mês para que
novamente fossem submetidos à manobra nas mesmas intensidades de esforço
preestabelecidas. Também receberam orientações para que não alterassem seus
hábitos de vida e não participassem de atividades físico-desportivas
regulares nesse período.
Todo o procedimento de coleta do valor de PEmáx e elaboração dos cálculos das
porcentagens previstas no estudo, além da execução das manobras, foi
rigorosamente repetido, sendo controlado pelo mesmo examinador que aplicou
esse procedimento na fase anterior.
Os objetivos eram:
verificar se os dados obtidos na primeira avaliação (A1) se mantinham
estáveis na avaliação feita após um mês (A2);
atender a questões essenciais em processos que envolvam novas
possibilidades de propostas metodológicas em testes de avaliação,
conhecidas como replicação dos resultados;
avaliar se o efeito aprendizado não interferiria nos valores
obtidos.
Análise dos dados e abordagem estatística
Os dados antropométricos e clínicos foram testados por meio do teste
Komolgorov-Smirnov, que revelou normalidade dos dados. Dessa forma, optou-se
pelo teste t para a comparação dos valores dessas variáveis
entre os momentos das fases A1 e A2 (Tabela
1).
Com relação aos valores de FC, eles foram analisados em três momentos.
Primeiramente, foram comparados os valores de medianas dos deltas de FC nos
tempos 0-10 s e 10-20 s das manobras feitas nas três intensidades de esforço
expiratório, e constatou-se que os dados apresentavam distribuição não
normal, sendo avaliados pelo teste de Kruskal-Wallis. O nível de
significância empregado foi de p < 0,05 (Figura 2).
Valores medianos dos deltas de FC, obtidos nos momentos 0-10 s e
10-20 s da manobra de Valsalva realizada com resistências
expiratórias com valores equivalentes a 60%, 70% e 80% da PEmáx,
dados obtidos durante a primeira avaliação (A1). Houve diferença
significativa (p < 0,05) entre todos os valores
apresentados.
Da mesma forma, foram comparados os valores dos deltas totais (0-10 s e 10-20
s), que representaram o quanto a FC se elevou desde o início até o final do
tempo de 20 s durante as fases A1 e A2 nas mesmas intensidades de esforço
expiratório (Figura 3).
Valores totais das medianas dos deltas de frequência cardíaca
(0-10 s e 10-20 s) obtidos durante a realização das manobras de
Valsalva feitas com resistências expiratórias de 60% (n = 45), 70%
(n = 38) e 80% (n = 25) da PEmáx, comparando-se os dois momentos da
coleta dos dados (A1 e A2). A1 significa a primeira avaliação,
enquanto A2 é a segunda avaliação. Houve diferença significativa (p
<0,05) entre os valores de FC nas três situações (60%, 70% e 80%
da PEmáx), porém não existiu diferença entre os momentos A1 e A2
relativos a cada intensidade empregada.
A outra análise foi feita comparando-se os valores medianos de FC dos 45
voluntários antes, durante e após a realização da MV executada a uma
resistência de 60% da PEmáx, considerada a mais adequada. Para essa análise,
envolvendo quatro momentos (FC pré-teste, FC 0-10 s, FC 10-20 s e FC após),
foi utilizado o teste de Friedman (Figura
4).
Valores medianos de FC com suas maiores e menores amplitudes,
obtidos antes (FC média de um minuto – FC pré-teste), durante
(valores obtidos entre 0-10 s e 10-20 s) e após a manobra de
Valsalva (FC média de um minuto – FC pós-teste) feita com
resistência expiratória equivalente a 60% da PEmáx. Houve diferença
significativa (p < 0,05) entre os valores de FC em todos os
quatro momentos observados.
Para a análise estatística utilizou-se o software Graph Pad
Prism 6.0® (San Diego, Estados Unidos), e os valores de FC foram
obtidos diretamente do relatório emitido pelo software
Polar Precision Performance®.
Resultados
Na Tabela 1 são apresentados os valores
antropométricos e clínicos, e constata-se que suas condições ficaram inalteradas
durante os momentos A1 e A2 previstos para as coletas de dados.
Na Figura 2 são apresentados os valores
medianos dos deltas de FC dos tempos 0-10 s e 10-20 s obtidos das MV feitas nas
três intensidades. As medianas de FC calculadas a partir dos dados obtidos no
tempo 0-10 s das manobras executadas, respectivamente, a 60%, 70% e 80% da
PEmáx, foram: 19 bpm (n = 45), 23 bpm (n = 38) e 27 bpm (n = 25). Os valores das
medianas de FC relativos aos tempos compreendidos entre 10 s e 20 s da manobra,
com as respectivas intensidades de esforços expiratórios relatados
anteriormente, foram 7 bpm (n = 45), 9 bpm (n = 38) e 11 bpm (n = 25). Todos os
valores comparados se diferenciaram significativamente, representando que,
quanto maior o esforço, maior a resposta de FC.
A Figura 3 mostra os valores medianos dos
deltas totais (0-20 s) de FC quando o esforço expiratório foi de 60%, 70% e 80%
da PEmáx, nas fases A1 e A2. Houve diferença significativa entre os dados
comparados de acordo com as intensidades de esforço, mas não houve diferença
entre os dados de mesmas intensidades comparados nas fases A1 e A2.
Na Figura 4, são apresentados os valores
medianos de FC antes, durante (0-10 s e 10-20 s) e após a realização da MV por
todos os participantes (n = 45), na intensidade de esforço expiratório feito a
60% da PEmáx. A opção de mostrar com mais detalhes as respostas da FC com a MV
feita com resistência a 60% da PEmáx deveu-se ao fato de que todos os
participantes a executaram com a mínima oscilação e apresentaram resposta de FC
conforme é relatado na literatura sobre o assunto.
Os valores de FC se mostraram significativamente diferentes nos quatro momentos
analisados (p < 0,05), reforçando a relevância da manobra como instrumento de
avaliação da função autonômica cardíaca.
Discussão
Por sua praticidade e baixo custo, a MV é reconhecida como um procedimento
amplamente empregado na avaliação da função autonômica cardiovascular, pois
permite a identificação da liberação vagal, ação simpática e reativação vagal
cardíaca6,18.
Apesar de existirem protocolos-padrão com relação à pressão exercida na boca
durante a manobra, sendo de 30 ou 40 mmHg, e o tempo de duração da mesma, que é
de 15 s ou 20 s19, não são encontrados
estudos que se preocupam em sistematizar um método de aplicação da MV que
respeite as características individuais das pessoas de acordo com a sua
capacidade de força muscular respiratória. Tampouco há preocupação com a posição
corporal e o volume pulmonar anterior ao esforço expiratório, dificultando
sobremaneira a comparação dos resultados colhidos em diferentes estudos15,20.
Esses aspectos, relatados em investigações envolvendo adultos, tornam-se ainda
mais relevantes quando as pessoas avaliadas são crianças ou pré-adolescentes,
cujas intensidades de esforço expiratório não são calculadas de acordo com suas
características morfofuncionais, levando-as a ser submetidas aos mesmos esforços
ou aos mesmos protocolos feitos por adultos.
A presente opção pela aplicação de valores percentuais de PEmáx deveu-se ao fato
de que o esforço expiratório depende, principalmente, da força gerada pelos
músculos da expiração17,21, e, desde que se controlem aspectos
conhecidos que podem interferir nos resultados da manobra, a pessoa avaliada
sempre executará um esforço adequado e equivalente às próprias forças dos
músculos expiratórios.
Nesse contexto, pessoas mais fracas ou menores não teriam que fazer força muito
grande para atingir e manter os valores previstos, e inapropriadamente propostos
para a população geral. Igualmente, a manobra poderia até ser empregada em casos
de portadores de doenças pulmonares ou outras enfermidades que pudessem
interferir na força muscular respiratória, pois essas pessoas também estariam,
após a avaliação da PEmáx, realizando esforços expiratórios proporcionais às
suas capacidades funcionais, limitadas pelas doenças.
Um dos principais achados do estudo é que o valor de 60% da PEmáx se mostrou o
mais adequado, pois nessa intensidade de esforço, além de se conseguir boa
resposta de FC cuja atividade reflete a ação vagossimpática cardíaca15, todos os voluntários conseguiram
realizar a manobra com mínima oscilação da pressão durante o tempo proposto,
fato que ocorreu tanto em A1 como em A2.
O interessante nesse achado é que o esforço feito a 60% da PEmáx resultou em
valores médios de 36,5 cm H2O e 36,2 cmH2O,
respectivamente, para A1 e A2, valores que, em mmHg, unidade habitualmente
utilizada na manobra, são equivalentes a 26,8 mmHg e 25,7 mmHg, respectivamente.
Os valores obtidos no presente estudo, apesar de se mostrarem próximos aos
utilizados nas MV tradicionais, são inferiores aos já propostos em alguns
estudos feitos com crianças e/ou pré-adolescentes14.
Por exemplo, Van Steenwijk e cols.14
aplicaram a MV em crianças e pré-adolescentes nas duas intensidades de esforço
expiratório conhecidas como padrão, que são de 30 mmHg e 40 mmHg, as quais foram
mantidas pelo tempo de 15 s. Observaram que, ao fazer a manobra na intensidade
de esforço de 30 mmHg, do total de 68 crianças somente 10 conseguiram executá-la
com oscilação pressórica mínima, que foi considerada < 2 mmHg, sendo que no
restante dos avaliados ela oscilou muito (entre 15-55 mmHg), o mesmo ocorrendo
com o tempo do esforço, que variou entre 13-17 s.
Durante a manobra feita com esforço expiratório de 40 mmHg, os autores
constataram que apenas nove crianças conseguiram realizar a manobra com
oscilação mínima do esforço.
Obviamente, ao se observarem esses resultados, o interesse em aplicar essa
manobra em crianças e/ou pré-adolescentes como forma de avaliação clínica
autonômica cardíaca tende a diminuir e certamente aparecem argumentações no
sentido de sua confiabilidade e exequibilidade. Em contrapartida, há o
crescimento do estímulo em procurar alternativas que sejam confiáveis, de fácil
aplicação e de uso irrestrito.
Com relação ao comportamento da FC durante a manobra, há que ser ressaltado que a
magnitude do incremento do valor da variável, que ocorre de acordo com a
intensidade de esforço (Figuras 2 a 4), é resultante do fato de que maiores
sobrecargas impostas ao sistema cardiovascular provocam maior ativação dos
barorreceptores arteriais, quimiorreceptores e receptores cardiopulmonares, que
estão integrados ao sistema nervoso central7,14.
A ativação desses receptores promove o desencadeamento de respostas moduladoras
das ações cardiovasculares, as quais são advindas da ativação do sistema nervoso
simpático e parassimpático, que interfere no valor da FC documentada, o mesmo
ocorrendo com a PA18,22.
Na prática, convencionou-se estabelecer que a elevação da FC presente nos 10 s
iniciais da manobra (delta 0-10 s) seria dependente da liberação vagal devido ao
fato de as ações do sistema nervoso parassimpático cardíaco serem mais rápidas
do que as do sistema nervoso simpático, enquanto nos 10 s subsequentes (delta
10-20 s da manobra) a suplementar elevação da FC seria decorrente da ativação
simpática arteriolar, que também tem reflexos sobre a função cardíaca2,6.
No entanto, há autores23 que não
discriminam os tempos 0-10 s e 10-20 s, como apresentado anteriormente,
afirmando apenas que a elevação da FC é mediada pelo sistema nervoso autônomo.
Esse sistema deve, portanto, modular as respostas cardíacas, como as da FC, de
acordo com os estímulos provocados pela manobra.
Para que se tenha ideia da velocidade do reflexo ativado durante a manobra,
Pickering e Davies24 sugeriram que o
tempo de condução do estímulo dos barorreceptores até o coração de indivíduos
normais e com FC <75 bpm está por volta de 473 ms. O padrão das respostas de
FC registrado permitiu inferir que ele tem característica de normalidade, pois o
adequado é que haja elevação da FC praticamente durante toda a manobra (Figuras 2 e 3), seguida de importante bradicardia resultante de ativação vagal
após a mesma6,9,15.
Hohnloser e Klingenheben6 mostraram que,
em adultos, deltas de FC ≥15 bpm obtidos durante a manobra significam respostas
autonômicas cardíacas adequadas ou normais, enquanto deltas entre 11-14 bpm são
considerados valores limítrofes para o estado de normalidade.
Devem ser consideradas respostas anormais quando os deltas de FC são ≤10 bpm,
como habitualmente se encontra em patologias como insuficiência cardíaca,
diabetes, pós-infarto agudo do miocárdio, estenose mitral, entre outras que
causam disautonomias cardíacas9.
Na presente investigação, em todas as três intensidades de esforço expiratório os
voluntários apresentaram valores bem superiores a 15 bpm de delta de FC (Figura 3), sugerindo que a proposta de
aplicação de porcentagens da PEmáx foi eficiente no sentido de provocar adequada
resposta de FC e, também, para mostrar que as pessoas avaliadas não tinham
problemas de disautonomia cardíaca.
Ao observar os resultados do comportamento da FC durante o esforço expiratório
feito a 80% da PEmáx (55,0 cm H2O em A1 e 56,4 cm H2O em
A2), constata-se que houve significativa elevação da variável, inclusive sendo a
elevação de maior magnitude entre as porcentagens de PEmáx empregadas. Muitos
poderiam concluir, levando em consideração esse aspecto, que essa seria a
resistência expiratória mais adequada a ser aplicada em futuras investigações.
No entanto, sua eleição foi prejudicada pelo fato de que apenas 25 voluntários
(55,5%) conseguiram executar a manobra com oscilação mínima de 5 cm
H2O nessa intensidade de esforço expiratório.
Da mesma forma, quando a resistência expiratória foi de 70% da PEmáx (51,0 cm
H2O em A1 e 53,1 cm H2O em A2), houve boa resposta de
FC, mas 84,4% (38) dos indivíduos concluíram perfeitamente a manobra. Portanto,
a manobra feita com os maiores esforços serviu para confirmar o que havia sido
documentado em outros estudos14,15 que também
revelaram maiores elevações da FC quando as resistências expiratórias eram mais
elevadas.
Na Figura 4 pode-se constatar que há
significativa bradicardia após a cessação do esforço expiratório. A FC que, no
final do tempo de 20 s da manobra, era de 113 bpm, sofreu redução de 32 bpm após
um minuto da interrupção do esforço expiratório. Apesar de estar sendo
demonstrada na Figura 4 apenas a resposta
de FC que ocorreu com os voluntários submetidos a resistência expiratória de 60%
da PEmáx, esse padrão de resposta cardíaca também aconteceu nas demais
resistências expiratórias empregadas no estudo.
A redução da FC, no referido momento da manobra, ocorre por meio de uma ação do
sistema nervoso parassimpático ativado pelo reflexo barorreceptor, que é
sensibilizado pela súbita elevação da PA média (overshoot), que
acontece ao término do esforço expiratório2.
Segundo Hilz e Dütsch18, a bradicardia
resultante é uma medida das capacidades-tampão do sistema barorreflexo e da
inervação vagal do coração. Portanto, a diminuição da FC nesse momento
representa uma ação adequada e esperada para uma população saudável, como a da
presente amostra, e sua análise pode ser utilizada na investigação de alterações
do sistema barorreflexo e nas disautonomias vagais20,22.
Como limitações, ressalta-se que os voluntários foram selecionados como
sedentários a partir da aplicação de um questionário com informações obtidas
junto aos seus responsáveis, não sendo aplicados testes ou exames específicos
para essa confirmação, como os propostos, por exemplo, por Lubans e cols.25.
Igualmente, o estudo não mostrou análise simultânea da PA batimento a batimento,
o que poderia enriquecer os resultados e abrir novas possibilidades de análise.
No entanto, por se objetivar a avaliação do comportamento da FC e,
principalmente, por se ter avaliado pré-adolescentes, acreditou-se que métodos
invasivos poderiam prejudicar o estudo e provocar interferências na FC
documentada.
Como limitação final, faltaram comparações entre os resultados de FC obtidos com
a metodologia proposta e a tradicional, o que provavelmente permitiria a
consolidação da nova metodologia como uma medida mais adequada, com maior
fidedignidade e aplicabilidade clínica.
No entanto, pode-se afirmar que as demais intensidades aplicadas no presente
estudo (70% e 80% da PEmáx), por serem intensidades similares às que atualmente
são aplicadas na prática clínica, já podem fornecer informações importantes de
que o método tradicional de execução da manobra, além de exigir muito esforço de
pré-adolescentes, tende a inviabilizar a adequada avaliação autonômica cardíaca,
pois promovem muita oscilação da pressão oral e, consequentemente, prejuízos nos
resultados obtidos.
Conclusão
Os resultados sugerem que o uso do valor de 60% da PEmáx como resistência
expiratória aplicado durante a MV em pré-adolescentes é o mais adequado para a
avaliação autonômica cardíaca dessa população. Além de ser uma intensidade de
esforço expiratório que todos os voluntários suportaram, estimulou respostas de
FC que permitiram interpretações ou análises clinicofuncionais, tanto da ação
vagal como da atuação simpática cardíaca, durante a manobra.
Portanto, valores dos esforços expiratórios calculados individualmente criam
condições de equilíbrio e proporcionalidade entre pessoas com diferentes
biótipos e graus de força muscular respiratória, sem causar prejuízo à qualidade
dos resultados ou das avaliações, além de permitir que um número altamente
expressivo de pessoas possa se submeter a esse tipo de protocolo.
Contribuição dos autores
Concepção e desenho da pesquisa, Análise e interpretação dos dados, Análise
estatística e Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual
importante: Paschoal MA; Obtenção de dados: Donato BS, Neves FB; Redação do
manuscrito: Paschoal MA, Donato BS.
Fontes de financiamento
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Vinculação acadêmica
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.