Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC vgqBLDkmGtkZQp5gQ93cxYK S0066-782X2016000400297 S0066-782X2016005008102 10.5935/abc.20160040 Original Articles Cardiac Autonomic Adjustments During Baroreflex Test in Obese and Non-Obese Preadolescents Paschoal Mário Augusto Brunelli Aline Carnio Tamaki Gabriela Midori Magela Sofia Serafim Pontifícia Universidade Católica de Campinas Campinas SP Brazil Pontifícia Universidade Católica de Campinas, PUC-Campinas, Campinas, SP - Brazil Pontifícia Universidade Católica de Campinas Mailing Address: Mario Augusto Paschoal, PUC - Campinas. Av. John Boyd Dunlop s/n, Jd. Ipaussurama. Postal Code 13090-950, Campinas, SP - Brazil. E-mail: fisioni@puc-campinas.edu.br, mapascka@gmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Paschoal MA; Acquisition of data: Brunelli AC, Tamaki GM, Magela SS; Analysis and interpretation of the data: Paschoal MA, Brunelli AC, Tamaki GM, Magela SS; Writing of the manuscript: Paschoal MA, Brunelli AC, Magela SS; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Paschoal MA, Tamaki GM.

Potential Conflict of Interest

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

 22 03 2016 04 2016 106 04 297 303 23 03 2015 29 11 2015 30 11 2015 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

Recent studies have shown changes in cardiac autonomic control of obese preadolescents.

 Objective:

To assess the heart rate responses and cardiac autonomic modulation of obese preadolescents during constant expiratory effort.

 Methods:

This study assessed 10 obese and 10 non-obese preadolescents aged 9 to 12 years. The body mass index of the obese group was between the 95th and 97th percentiles of the CDC National Center for Health Statistics growth charts, while that of the non-obese group, between the 5th and 85th percentiles. Initially, they underwent anthropometric and clinical assessment, and their maximum expiratory pressures were obtained. Then, the preadolescents underwent a constant expiratory effort of 70% of their maximum expiratory pressure for 20 seconds, with heart rate measurement 5 minutes before, during and 5 minutes after it. Heart rate variability (HRV) and heart rate values were analyzed by use of a software.

 Results:

The HRV did not differ when compared before and after the constant expiratory effort intra- and intergroup. The heart rate values differed (p < 0.05) during the effort, being the total variation in non-obese preadolescents of 18.5 ± 1.5 bpm, and in obese, of 12.2 ± 1.3 bpm.

 Conclusion:

The cardiac autonomic modulation did not differ between the groups when comparing before and after the constant expiratory effort. However, the obese group showed lower cardiovascular response to baroreceptor stimuli during the effort, suggesting lower autonomic baroreflex sensitivity.

 Keywords: Heart Rate/physiology Autonomic Nervous System/physiopathology Obesity Barorreflex Physical Exertion Adolescents Introduction

Expiratory efforts maintained for a certain time against a constant pressure can simulate the autonomic function test, known as Valsalva maneuver.

The Valsalva maneuver was named after Antônio Maria Valsalva, who described it for the first time in 1704, and used it to expel mucopurulent secretion from the middle ear to the nasopharynx. Many years later, it was shown to cause autonomic cardiac and vascular oscillations intermediated by the baroreceptor system.1,2

Since then, that maneuver began to be used as a non-invasive autonomic cardiac function test, being standardized as an expiratory effort equivalent to 40 cmH2O, maintained for 15 to 20 seconds.3 That test usually assesses heart rate (HR) and systemic blood pressure (BP) behavior in response to a stimulus that sensitizes baroreceptors, chemoreceptors and cardiopulmonary receptors, through overload of the cardiovascular system caused by the Valsalva maneuver.4

The Valsalva maneuver can be applied to assess baroreflex-dependent cardiocirculatory responses in several situations, such as in ill and healthy individuals, in pre- and post-physical training periods, or in comparative studies of autonomic cardiac modulation between groups of athletes and sedentary individuals.5,6

However, it is rarely applied to children and preadolescents, because, according to some authors, the expiratory pressure exerted can be excessive. That population is believed to have difficulty correctly exerting the expiratory pressures and maintaining them for the established time, therefore encouraging the development of studies on that issue.1

Several studies have suggested the existence of cardiac dysautonomia in obese children and preadolescents,7,8 mainly the morbid obese ones. This study aimed at assessing the HR responses and cardiac autonomic modulation of obese preadolescents during a constant expiratory effort.

The tested hypothesis was that such functional test, by provoking an autonomic cardiorespiratory reflex response, could also reveal the presence of dysautonomia in obese children.

 Methods

This cross-sectional study was approved by the Ethics Committee of Research in Human Beings of the Life Sciences Center of the Pontifícia Universidade Católica of Campinas (protocol 0298/11).

Study sample

This study selected 20 preadolescents aged 9 to 12 years, who were divided into two groups of 10 individuals each, as follows: obese sedentary (OB); and non-obese (NO). This sample was selected by using the convenience sampling technique.

The inclusion criteria were as follows: no regular physical activity practice; no medication that interfered on the data studied; and no changes on clinical examination. In addition, the 10 obese preadolescents had to have body mass index (BMI) values between the 95th and 97th percentiles of the CDC National Center for Health Statistics growth charts,9 while the 10 non-obese ones, between the 5th and 85th percentiles.

 Anthropometric assessment

The anthropometric data assessed were body weight, height, BMI, perimeters of body segments (arm, forearm, thigh, leg and abdomen) and local fat (subscapular, suprailiac, triceps and abdominal).

To measure body weight, individuals should be barefoot and positioned on a pre-calibrated Filizola® scale graded in 100-g units. Height was taken on that same device, using a metallic rod graded in centimeters, with the volunteer in the standing position, facing back the metallic rod, which should be positioned above the head.

In addition, the body perimeters were measured by using a flexible measuring tape, and the skinfolds, by using a scientific caliper (Premier Cescorf®, Porto Alegre, RS, Brazil) graded in millimeters.

 Clinical assessment

The clinical assessment consisted of a brief anamnesis to confirm the sedentary lifestyle. Heart rate and BP were recorded. For BP measurement, a standard aneroid sphygmomanometer (Wan Med®, São Paulo, SP, Brazil) was used, with cuffs adequate for the participants' arm circumference.

In addition, cardiac and pulmonary auscultations were performed in all participants with a stethoscope (Littmann Classic II®, USA), according to the techniques widely described in the literature.

 Obtaining maximal expiratory pressure

Aiming at selecting the expiratory pressure to be used to assess expiratory resistance to stimulate the baroreceptor reflex, the maximal expiratory pressure (PEmax) of each participant was obtained. For that, an M-120 analogical manovacuometer (Global Med®, Minas Gerais, Brazil), graded in cmH2O, was used. Before that assessment, all participants were instructed on the maneuver to be performed.

The participants were then asked to sit, using a nose clip to prevent air from escaping. They were then instructed to inspire deeply through the mouth, and, right after, to suddenly expire as strongly as possible against the manovacuometer's resistance.

That maneuver was performed three times, at 1-minute intervals. At the end, the nose clip was withdrawn, and the participant rested for 5 minutes. The highest measure of the three interventions (PEmax) was selected to serve as basis for calculating the effort the participant would have to perform for the expiratory resistance maneuver. That effort should correspond to 70% of the participant's PEmax. That percentage was based on previous calculations performed in pilot studies showing that, at that expiratory effort intensity, cardiocirculatory responses are not impaired, and participants can maintain the expiratory pressure with low oscillation for the 20 seconds of the test.

Participants began to be prepared for the expiratory effort test 5 minutes after the last PEmax measurement, when a belt was fixed to their chest to register their heartbeats with a frequency meter (Polar S180®, Kempele, Finland). That device has a belt with an elastic system tied to the back and a wristwatch, with which heartbeats can be measured. Later, the heartbeats recorded were entered to a computer, with an IR interface, and by use of the Polar Precision Performance® software (Kempele, Finland), the HR values analyzed during the maneuver, as well as the HR variability (HRV) index, could be calculated.

 Expiratory effort test performance and baroreceptor reflex stimulus

After the 5-minute rest, the participant initiated the expiratory effort test, using a nose clip. The participant inspired deeply through the mouth, and then performed the predetermined expiratory effort (70% of PEmax), which should be continuous for 20 seconds, maintaining the expiratory pressure. During the effort, to facilitate its control, the participant was instructed to read on the manovacuometer display the pressure value, highlighted in red, that should be achieved and maintained.

The tests were considered valid when the highest pressure oscillation during 20 seconds was 5 cmH2O. It is worth noting that data were collected under controlled conditions (temperature of 23°C and at the same day times) to avoid the circadian influences of HR on autonomic modulation.

Later, participants remained in the dorsal decubitus position for 5 minutes more, resting, to record the heartbeats of the post-test condition.

 Data collection for HR variability analysis

Before and after the expiratory maneuver, heartbeats were recorded for 5 minutes, so that the autonomic balance would be compared on those two moments. The objective was to know whether, after performing the expiratory effort, the OB group would have more difficulty than the NO group to return to the cardiac autonomic modulation pattern of before the effort.

The HRV analysis involved the time and frequency domains. For the time domain, the following indices were selected according to the Task Force:10

iRR: RR intervals between each normal heartbeat;

pNN50: percentage of adjacent iRR values greater than 50ms. It represents the parasympathetic influences on the iRR, because the actions controlled by the parasympathetic nervous system are faster than those modulated by the sympathetic nervous system; when greater than 50ms and frequent, they can mean greater vagal interference in heart functioning;

rMSSD: square root of the sum of the square of the differences between iRR. Similarly to pNN50, rMSSD expresses interferences of the parasympathetic nervous system in the heart, and the higher its value, the greater the vagal action on the heart.

For HRV analysis in the frequency domain, the following indices were selected:

LF NU: low frequency component (0.04 to 0.15 Hz), whose values express cardiac sympathetic tonus, although some authors report a certain vagal influence on those values. In the present study, that HRV parameter was normalized (normalized units - NU), according to the Task Force,10 and presented as percentages. The values therefore calculated express the percentage influence of the sympathetic component on cardiac autonomic modulation on the occasion of heartbeat recording, considering the total potency of the spectrum after eliminating the influence of the values of the very low frequency (VLF) component, because they have less influence on short-term records;

HF NU: high frequency component (0.15 to 0.4 Hz), whose values express cardiac parasympathetic tonus. Those values were also normalized according to the Task Force.10

Collection of HR values and calculation of the delta HR 0 to 10 seconds and 10 to 20 seconds during forced expiration

The HR values were recorded during the expiratory maneuver at an intensity of 70% of the PEmax and analyzed in the computer. The Polar Precision Performance® software (Kempele, Finland) presented graphically all the HR behavior before, during and after the maneuver. The value immediately before beginning the expiratory maneuver was recorded and compared with those of the times 0-10 seconds and 10-20 seconds of the maneuver. From those values, all HR variations were calculated.

The period of 20 seconds refers to the exact duration of the expiratory effort during the maneuver and represents, through HR elevation in the period, the interference of the baroreceptor reflex. Greater HR elevations may suggest greater sensitivity to the baroreflex, and, thus, good heart response to the autonomic nervous system stimulus resulting from the expiratory maneuver.

 Data analysis and statistical approach

Statistical analysis was performed with the Graph Pad Prism 4.0® (San Diego, USA) software. The anthropometric and clinical data were shown in tables as means and standard deviations. The Shapiro-Wilk test was used to assess data normality, and, because of their normal distribution, Student t test was used to show the differences (p < 0.05) between the groups.

The Shapiro-Wilk test was used to assess the distribution of HRV data, and, because of their non-normal distribution, the nonparametric Mann-Whitney test was used to compare the indices before and after the expiratory maneuver. To compare the HR values (pretest vs. 10 seconds and 10 seconds vs. 20 seconds during the maneuver), the Kruskal-Wallis test and Dunn's post-test were used. The significance level adopted was p < 0.05.

 Results

Table 1 shows the anthropometric data of all participants, while Table 2, their clinical data. The weigh and BMI values were higher in the OB group, which was expected and is part of the study's inclusion criteria.

Anthropometric data
Anthropometric data Non-obese (n = 10) Obese (n = 10) p Value
Age, years 9.6 ± 0.5 9.5 ± 0.5 > 0.99
Weight, kg 38.8 ± 4.9 51.8 ± 4.8 0.0002
Height, m 1.4 ± 0.07 1.4 ± 0.06 0.74
BMI, kg/m2 18.5 ± 1.9 24.5 ± 2.0 < 0.0001
Arm, cm 22.3 ± 1.6 26.9 ± 1.5 0.0001
Forearm, cm 19.1 ± 1.2 21.8 ± 1.0 0.0002
Thigh, cm 41.5 ± 3.8 47.2 ± 4.4 0.015
Leg, cm 28.8 ± 1.3 33.3 ± 2.5 0.0004
Abdomen, cm 65.5 ± 6.4 77.7 ± 6.1 0.0021
Skinfolds, mm
Subscapular 15.5 ± 7.3 24.4 ± 7.6 0.0362
Triceps 21.1 ± 8.2 31.1 ± 6.0 0.0098
Abdominal 27.1 ± 10.0 41.6 ± 7.0 0.0055
Suprailiac 34.0 ± 15.8 51.6 ± 8.6 0.0066

Data presented as mean ± standard deviation. BMI: body mass index.

 Clinical data
Dados clínicos Non-obese (n = 10) Obese (n = 10) p Value
HR, bpm 93.4 ± 13.5 86.4 ± 9.6 0.42
Systolic BP, mm Hg 106.6 ± 8.6 100.0 ± 7.2 0.65
Diastolic BP, mm Hg 56.6 ± 5.0 60.0± 7.0 0.07
PEmax, cmH2O 80.7 ± 20.5 77.3 ± 15.9 0.43
70% PEmax, cmH2O 56.4 ± 14.1 54.1 ± 11.1 0.43

Data presented as mean ± standard deviation. HR: heart rate; BP: blood pressure; PEmax: maximal expiratory pressure.

All body segments and skinfolds assessed differed significantly (p < 0.05) between groups, and the OB group had always the greatest values.

Despite obesity, no clinical differences in HR and systolic and diastolic BP were observed between the groups. In addition, the clinical parameters were within the normal range.

Similarly to the clinical data, the HRV indices did not differ in the pre- and post-expiratory maneuver conditions (Table 3). This shows that, after the effort, the HRV values expressing the cardiac autonomic modulation returned to their pre-effort values.

Mean values of heart rate variability (HRV) indices before and after the expiratory maneuver
HRV Indices Before After
Non-obese (n = 10) Obese (n = 10) p Value Non-obese (n = 10) Obese (n = 10) p Value
RR intervals, ms 664.0 655.0 0.73 673.0 678.0 0.5
pNN50, % 6.6 9.5 0.79 6.9 11.9 0.4
rMSSD, ms 40.5 52.8 0.66 43.0 50.0 0.2
LF, NU 58.2 37.2 0.38 59.9 47.7 0.2
HF, NU 41.7 62.7 0.38 40.0 52.2 0.2

pNN50: percentage of adjacent RR intervals greater than 50ms; rMSSD: square root of the sum of the square of the differences between RR intervals; LF: low frequency component; HF: high frequency component; NU: normalized unit.

Figure 1 shows, as boxplots, the median values of the first and third quartiles, and the extreme HR values obtained in the NO group before and during the expiratory effort (10 and 20 seconds). The HR showed a trend towards elevation from the beginning to the end of the expiratory effort, characterizing the normal HR response to the baroreceptor reflex in the NO group.

Median values, first and third quartiles, and extreme heart rate (HR) values obtained right before the beginning of the expiratory effort (HR pre), after 10 seconds from the beginning of the expiratory effort (HR 10s) and on the 20th second of the expiratory effort (HR 20s), with 70% of the maximal expiratory pressure, obtained in the non-obese preadolescent group. Kruskall-Wallis test. p = 0.0432 - significant difference.

Under the same conditions, the OB group did not show the same HR behavior (Figure 2). The HR value increased up to the 10th second of the expiratory effort (HR pre compared to HR at 10 seconds); however, the HR value did not increase from the 10th to the 20th second of the expiratory effort.

Median values, first and third quartiles, and extreme heart rate (HR) values obtained right before the beginning of the expiratory effort (HR pre), after 10 seconds from the beginning of the expiratory effort (HR 10s) and on the 20th second of the expiratory effort (HR 20s), with 70% of the maximal expiratory pressure, obtained in the obese preadolescent group. Kruskall-Wallis test; p = 0.1332 - no significant difference.

Discussion

In addition to showing that the expiratory pressure to be applied during the expiratory effort similar to the Valsalva maneuver can be individually calculated, the present study aimed at assessing whether the magnitude of the cardiovascular response to the baroreceptor reflex stimulus of obese preadolescents would differ from that of the healthy control group.

The major findings of the present study were: an expiratory effort calculated as 70% of the PEmax and maintained for 20 seconds, although slightly greater than that proposed in other studies,1 can be applied in functional tests to assess cardiovascular responses to stimuli promoted by baroreceptors; the cardiac autonomic modulation, which was similar in the OB and NO groups before the expiratory effort, returned rapidly to its characteristic after the effort; the OB group did not show the same magnitude of the HR response stimulated by baroreceptors, unlike that of the NO group, this being the most relevant finding of this study.

A reduction in the baroreflex response has also been reported in children and preadolescents by Dangardt et al.11 and Lazarova et al.12 The analysis of the baroreceptor reflex is important to assess the cardiac baroreflex activity, because it incorporates both the sympathetic and parasympathetic afferent and efferent branches; therefore, its assessment could be more sensitive than HRV to identify cardiac autonomic dysfunction in children.11,13

The analysis began with anthropometric and clinical data, which could raise questions whether they could have interfered in the above results, and showed that the mean values of the body segments and skinfolds of the OB group were significantly greater, as expected.

Those values certainly contributed to the higher body weight of the obese individuals and their inclusion in this study. It is worth noting that the greater abdominal perimeter was confirmed in the obese individuals. That body region measure has clinical relevance because it correlates with an increased risk for cardiovascular diseases, such as coronary artery disease,14 acute myocardial infarction,15 and diabetes,16 and can even interfere with cardiac autonomic modulation.17-20

The values of systolic and diastolic BP and of HR did not differ between the groups, suggesting that obesity has no effect on them, as reported by some studies.15,17 However, that is a controversial issue, because some studies14,21 have reported higher BP and HR values in obese preadolescents, including increased vascular stiffness of their carotid artery.22

Briefly, it seems that the significant effect of obesity on those clinical data is not simple, and some factors, such as genetic inheritance, obesity duration and presence or absence of sedentary lifestyle, have been suggested to be related and require further investigation.

In addition, the PEmax values did not differ between the groups. It is worth noting that, if they did differ, they could account for the difference in the HR data obtained during the expiratory effort, as shown in another study conducted by our team.1

Regarding the HRV indices in the time and frequency domains, no significant difference was identified between the groups (before or after the expiratory effort, when the heartbeats were recorded).

However, unlike our results, some studies7,17 have shown differences in the cardiac autonomic modulation between obese and non-obese preadolescents, tending towards a reduction in vagal activity and an increase of the cardiac sympathetic tonus in the obese ones. Other authors have suggested that, in that population, dysautonomia relates to a decrease in the sympathetic and parasympathetic activity.23

The lack of difference in the HRV indices obtained in this study, in addition to suggesting normality of the autonomic nervous system at rest in both groups, contributes to prevent that possible changes in the OB group could be held responsible for the differences in HR responses, which were documented during the baroreceptor reflex stimulation.

The most important finding of this study occurred during the expiratory effort, which triggered the baroreceptor reflex. Analyzing the HR behavior on the occasions of pre-effort rest and at the 10th and 20th seconds of the expiratory test, the OB group did not show the same HR response pattern of the NO group, suggesting cardiac autonomic dysfunction in that group.

During expiratory efforts sustained for a certain time, HR elevation usually occurs, as reported in studies using the Valsalva maneuver. In those studies, the HR elevation that occurs from time 0 (beginning of effort) to 10 seconds of the effort is vagus-dependent, that is, there is vagal release, which determines a rapid HR elevation; the HR elevation in the final 10 seconds occurs in response to arteriolar sympathetic activation.1,3,8 However, some authors consider it difficult, from the methodological viewpoint, to separate the HR response during the baroreflex stimulus promoted by the expiratory effort into times (from 0 to 10 seconds, and from 10 to 20 seconds).24

Thus, the OB group, with similar values to those of the NO group at rest, cannot have the same cardiovascular performance when stimulated by use of the baroreceptor reflex.

However, when analyzing HR values obtained during the expiratory effort in adults, because parameters in adolescents are scarce, the HR differences from the beginning of the expiratory effort to the end of the 20th second showed that obese individuals had a mean 12.2-beat elevation while non-obese had an 18.5-beat elevation. According to Hohnloser and Klingenheben,3 that would represent normal cardiac response of non-obese individuals, and borderline (upper limit of normality) response of the obese ones.

In addition, according to Hohnloser and Klingenheben,3 delta HR values ≥ 15 bpm indicate proper cardiac autonomic response, while delta HR values between 11 and 14 bpm are considered borderline. When delta HR values ≤ 10 bpm, such as those usually found in heart failure, diabetes, post-acute myocardial infarction, and mitral stenosis, the response is considered abnormal.

It is difficult to explain why the OB group did not have the same performance of the NO group, although some studies, such as that by Wieling et al.,25 have reported that the functional changes in the reflex loop, responsible for the chronotropic activity regulation that results in insufficient HR elevation during provocative stimuli, could suggest autonomic dysfunction.

According to Rabbia et al.,8 obese preadolescents tend to have sympathovagal dysfunction, which hinders the baroreflex control of HR, as evidenced in the present study, and these results are in accordance with those by Dangardt et al.11

The small sample size is a limitation of this study. Therefore, further investigation involving a higher number of participants should be conducted to confirm the lower baroreflex responsiveness detected in the OB group.

 Conclusion

The Valsalva maneuver applying a resistance equivalent to 70% of the PEmax can be used in a population of preadolescents to assess the cardiovascular response to the baroreceptor system stimulus.

This study most important finding was that obese preadolescents had lower autonomic baroreflex responsiveness than non-obese ones, because they had lower total HR response during the expiratory effort used to stimulate the baroreceptor reflex.

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.

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Petrelluzzi KFS Kawamura M Paschoal MA Avaliação funcional cardiovascular de crianças sedentárias obesas e não obesas Rev Ciênc Méd Campinas 2004 13 2 127 136 15 Paschoal MA, Pereira MC. Modulação autonômica cardíaca nas posições supina e bípede em crianças não obesas, obesas e obesas mórbidas. Rev Ciênc Méd. Campinas. 2010;19(1-6):33-41. Paschoal MA Pereira MC Modulação autonômica cardíaca nas posições supina e bípede em crianças não obesas, obesas e obesas mórbidas Rev Ciênc Méd Campinas 2010 19 1-6 33 41 16 Vinik AI, Maser RE, Mitchell BD, Freeman R. Diabetic autonomic neuropathy. Diabetes Care. 2003;26(5):1553-79. Vinik AI Maser RE Mitchell BD Freeman R Diabetic autonomic neuropathy Diabetes Care 2003 26 5 1553 1579 17 Paschoal MA, Trevizan PF, Scodeler NF. Heart rate variability, blood lipids and physical capacity of obese and non-obese children. Arq Bras Cardiol. 2009;93(3):239-46. Paschoal MA Trevizan PF Scodeler NF Heart rate variability, blood lipids and physical capacity of obese and non-obese children Arq Bras Cardiol 2009 93 3 239 246 18 Vanderlei LC, Pastre CM, Freitas Jr IF, Godoy MF. Geometric indexes of heart rate variability in obese and eutrophic children. Arq Bras Cardiol. 2010;95(1):35-40. Vanderlei LC Pastre CM Freitas IF Jr Godoy MF Geometric indexes of heart rate variability in obese and eutrophic children Arq Bras Cardiol 2010 95 1 35 40 19 Altunco ME, Basnipar O, Keskin M. The use of short-term analysis of heart rate variability to assess autonomic function in obese children and its relationship with metabolic syndrome. Cardiol J. 2012;19(5):501-6. Altunco ME Basnipar O Keskin M The use of short-term analysis of heart rate variability to assess autonomic function in obese children and its relationship with metabolic syndrome Cardiol J 2012 19 5 501 506 20 Cole AT, Harris KC, Panagiotopoulos C, Sandor GGS, Devlin AM. Childhood obesity and cardiovascular dysfunction. J Am Coll Cardiol. 2013;62(15):1309-19. Cole AT Harris KC Panagiotopoulos C Sandor GGS Devlin AM Childhood obesity and cardiovascular dysfunction J Am Coll Cardiol 2013 62 15 1309 1319 21 Brunetto AF, Roseguini BT, Silva BM, Hirai DM, Guedes DP. Cardiac autonomic responses t hed-up tilt in obese adolescents . Rev Assoc Med Bras. 2005;51(5):256-60. Brunetto AF Roseguini BT Silva BM Hirai DM Guedes DP Cardiac autonomic responses t hed-up tilt in obese adolescents Rev Assoc Med Bras 2005 51 5 256 260 22 Ozcetin M, Celikyay ZR, Celik A, Yilmaz R, Yerli Y, Erkorkmaz U. The importance of carotid artery stiffness and increase intima-media thickness in obese children. S Afr Med J. 2012;102(5):295-9. Ozcetin M Celikyay ZR Celik A Yilmaz R Yerli Y Erkorkmaz U The importance of carotid artery stiffness and increase intima-media thickness in obese children S Afr Med J 2012 102 5 295 299 23 Baum P, Petroff D, Classen J, Kiess W. Dysfunction of autonomic nervous system in childhood obesity. A cross-seccional study. Plos One. 2013;8(1):e54546. Baum P Petroff D Classen J Kiess W Dysfunction of autonomic nervous system in childhood obesity. A cross-seccional study Plos One 2013 8 1 e54546 24 Liang F, Liu H. Simulation of hemodynamic responses on the Valsalva maneuver: an integrative computational model of the cardiovascular system and the autonomic nervous system. J Physiol Sci. 2006;56(1):45-65. Liang F Liu H Simulation of hemodynamic responses on the Valsalva maneuver: an integrative computational model of the cardiovascular system and the autonomic nervous system J Physiol Sci 2006 56 1 45 65 25 Wieling W, Borst C, Karemaker JM, Dunning AJ. Testing for autonomic neuropathy: initial heart rate response to active and passive changes of posture. Clin Physiol. 1985;5(Suppl5):23-7. Wieling W Borst C Karemaker JM Dunning AJ Testing for autonomic neuropathy: initial heart rate response to active and passive changes of posture Clin Physiol 1985 5 15 23 27 Artigos Originais Ajustes Autonômicos Cardíacos Durante Teste Barorreflexo em Pré-Adolescentes Obesos e Não Obesos Paschoal Mário Augusto 1 Brunelli Aline Carnio 1 Tamaki Gabriela Midori 1 Magela Sofia Serafim 1 Pontifícia Universidade Católica de Campinas, PUC-Campinas, Campinas, SP - Brasil Brasil Correspondência: Mario Augusto Paschoal, PUC - Campinas. Av. John Boyd Dunlop s/n, Jd. Ipaussurama. CEP 13090-950, Campinas, SP - Brasil. E-mail: fisioni@puc-campinas.edu.br, mapascka@gmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Paschoal MA; Obtenção de dados: Brunelli AC, Tamaki GM, Magela SS; Análise e interpretação dos dados: Paschoal MA, Brunelli AC, Tamaki GM, Magela SS; Redação do manuscrito: Paschoal MA, Brunelli AC, Magela SS; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Paschoal MA, Tamaki GM.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

Estudos recentes revelaram alterações no controle autonômico cardíaco de pré-adolescentes obesos.

 Objetivo:

Avaliar as respostas de frequência cardíaca e modulação autonômica cardíaca de pré-adolescentes obesos durante esforço expiratório constante.

 Métodos:

Estudaram-se 10 pré-adolescentes obesos e 10 não obesos com idades entre 9 e 12 anos. O índice de massa corporal dos obesos esteve entre os percentis 95 e 97 das curvas do gráfico do National Center for Health Statistics, enquanto o de não obesos, entre os percentis 5 e 85. Inicialmente, realizaram-se avaliações antropométrica e clínica, e as pressões expiratórias máximas foram obtidas. A seguir, os pré-adolescentes foram submetidos a um esforço expiratório constante correspondendo a 70% das pressões expiratórias máximas por 20 segundos, com registro da frequência cardíaca 5 minutos antes e depois do esforço, e durante o mesmo. A variabilidade e os valores de frequência cardíaca foram analisados em um software.

 Resultados:

Os índices da variabilidade da frequência cardíaca não diferiram ao serem comparados antes e depois do esforço expiratório constante intra- e intergrupos. Os valores da frequência cardíaca diferiram (p < 0,05) durante o esforço, sendo a variação total nos não obesos de 18,5 ± 1,5 bpm e nos obesos, 12,2 ± 1,3 bpm.

 Conclusão:

A modulação autonômica cardíaca não diferiu entre os grupos antes e depois do esforço expiratório constante. No entanto, o grupo de obesos mostrou menor resposta cardiovascular ao estímulo barorreceptor durante o esforço, o que sugere menor sensibilidade autonômica barorreflexa.

 Palavras-chave: Frequência Cardíaca/fisiologia Sistema Nervoso Autônomo/fisiopatologia Obesidade Barorreflexo Esfôrço Físico Adolescentes Introdução

Esforços expiratórios mantidos por um dado tempo contra uma pressão constante podem simular o teste funcional autonômico, conhecido por manobra de Valsalva.

A manobra de Valsalva recebeu esse nome, pois foi descrita pela primeira vez em 1704 por Antônio Maria Valsalva, que a usava como uma forma de expelir secreção mucopurulenta do ouvido médio para a nasofaringe. Após muitos anos, constatou-se que a manobra provocava oscilações autonômicas cardíacas e vasculares intermediadas pelo sistema barorreceptor.1,2

Desde então, a manobra passou a ser utilizada como teste funcional autonômico cardíaco não invasivo e foi padronizada em um esforço expiratório equivalente a 40 cmH2O, mantido entre 15 e 20 segundos.3 Durante sua execução, comumente avalia-se o comportamento da frequência cardíaca (FC) e da pressão arterial (PA) sistêmica em resposta a um estímulo que sensibiliza os barorreceptores, os quimiorreceptores e os receptores cardiopulmonares, excitados pela sobrecarga do sistema cardiovascular promovida pela manobra de Valsalva.4

A manobra de Valsalva pode ser aplicada em várias situações em que se avaliam as respostas cardiocirculatórias dependentes do reflexo barorreceptor, e pode envolver doentes e saudáveis, indivíduos em períodos pré- e pós-treinamento físico, ou em situações de estudos comparativos de modulação autonômica cardíaca entre grupos de atletas e sedentários,5,6 dentre várias outras possibilidades.

No entanto, é pouco aplicada em crianças e pré-adolescentes, pois a pressão expiratória exercida, segundo alguns autores, pode ser excessiva. Acredita-se que essa população tenha muita dificuldade em executar corretamente as pressões expiratórias e mantê-las pelo tempo preestabelecido, o que incentiva o desenvolvimento de estudos que abordem essa questão.1

Por se saber que muitos trabalhos sugerem a existência de eventual disautonomia cardíaca em crianças e pré-adolescentes obesos,7,8 e, principalmente, em obesos mórbidos, o objetivo do presente estudo foi avaliar as respostas de FC e modulação autonômica cardíaca de pré-adolescentes obesos durante esforço expiratório constante.

A hipótese testada foi a de que esse tipo de teste funcional, por provocar uma resposta reflexa autonômica cardiorrespiratória, poderia também revelar a presença de eventuais disautonomias em crianças obesas.

 Métodos

O estudo teve caráter transversal e foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisas com Seres Humanos do Centro de Ciências da Vida da Pontifícia Universidade Católica de Campinas (protocolo 0298/11).

Indivíduos estudados

Foram selecionados, 20 pré-adolescentes, que foram divididos em dois grupos, um constituído por 10 obesos sedentários (OB) e outro com 10 não obesos (NO), ambos com idades compreendidas entre 9 e 12 anos. A amostra de 20 pré-adolescentes foi escolhida por conveniência.

Os critérios de inclusão foram: não praticar atividade física regular, não fazer uso de medicação que interferisse nos dados estudados e não apresentar alterações detectadas em exame clínico. Além disso, os 10 pré-adolescentes obesos teriam que apresentar valores de índice de massa corporal (IMC) entre os percentis 95 e 97 do gráfico do CDC National Center for Health Statistics,9 enquanto que os não obesos, entre os percentis 5 e 85 do mesmo gráfico.

 Avaliação antropométrica

A avaliação antropométrica foi constituída pela aferição de peso e estatura, cálculo do IMC, registro dos perímetros dos segmentos corporais (braço, antebraço, coxa, perna e abdome) e avaliação da quantidade de gordura localizada (subescapular, suprailíaca, triciptal e abdominal).

Para a obtenção do peso corporal, os voluntários foram posicionados descalços em uma balança Filizola® pré-calibrada, graduada em 100 g. Nesse mesmo aparelho, por meio de uma haste metálica com valor escalar unitário em centímetros, o voluntário se dispôs em posição bípede, de costas para a toesa metálica, e o avaliador registrou sua estatura, posicionando a toesa imediatamente acima da cabeça.

Também foram registrados, por meio de uma fita antropométrica flexível, os perímetros dos segmentos corporais. As pregas cutâneas foram medidas com o plicômetro científico Premier Cescorf® (Porto Alegre, RS, Brasil), com unidades de medida apresentadas em milímetros.

 Avaliação clínica

A avaliação clínica contou com uma breve anamnese para confirmação de vida sedentária. Foram feitos registros da FC e da PA. Para aferição da PA, empregou-se um esfigmomanômetro aneroide Wan Med® (São Paulo, SP, Brasil), com manguitos adequados à circunferência do braço dos voluntários.

Foram feitas também auscultas cardíaca e pulmonar de todos os participantes com estetoscópio Littmann Classic II® (EUA), segundo as técnicas amplamente descritas na literatura.

 Obtenção da pressão expiratória máxima

Com a intenção de selecionar a pressão expiratória a ser empregada na resistência expiratória para estimular o reflexo barorreceptor, obteve-se, inicialmente, o valor da pressão expiratória máxima (PEmax) de cada voluntário. Para isso, utilizou-se um manovacuômetro analógico M-120 (Global Med®, Minas Gerais, Brasil), graduado em cmH2O. Antes dessa avaliação, foram fornecidas todas as informações sobre a manobra que seria realizada.

A seguir, os voluntários foram posicionados sentados, portando um clipe fixado em suas narinas, para evitar escape aéreo. Em seguida, receberam orientações para inspirar profundamente pela boca e, logo após, expirar bruscamente e o mais forte que pudessem contra a resistência do manovacuômetro.

Essa manobra foi realizada três vezes, com intervalos de 1 minuto. Ao seu término, o clipe nasal foi retirado, e o voluntário descansou por 5 minutos. O maior valor das três intervenções foi selecionado para o cálculo do esforço que seria feito pelo voluntário ao executar a manobra de resistência expiratória.

Para essa finalidade, calculou-se o valor de 70% da PEmax apresentada pelo voluntário como o valor a ser empregado durante o teste. Essa porcentagem foi selecionada a partir de cálculos prévios feitos em estudos-piloto mostrando que, nessa intensidade de esforço expiratório, as respostas cardiocirculatórias não são prejudicadas, e os voluntários conseguem manter a pressão expiratória com baixa oscilação durante os 20 segundos do teste.

Após 5 minutos da última aferição da PEmax, iniciou-se a preparação do voluntário para a realização do teste de esforço expiratório. Para isso, um cinto registrador dos batimentos cardíacos foi fixado ao tórax, para que o cardiofrequencímetro Polar S180® (Kempele, Finlândia) registrasse os batimentos cardíacos. Esse aparelho é constituído por um cinto com um sistema de elástico preso às costas e de um relógio de pulso por meio do qual os batimentos cardíacos são registrados. Os batimentos cardíacos registrados foram, posteriormente, direcionados a um computador, com uma interface IR e, por meio do software Polar Precision Performance® (Kempele, Finlândia), calcularam-se os valores de FC durante a manobra, além dos índices da variabilidade da FC (VFC).

 Execução do teste de esforço expiratório e estímulo ao reflexo barorreceptor

Após 5 minutos de repouso, o voluntário iniciava o teste de esforço expiratório, usando um clipe nasal. Ele inspirava profundamente pela boca e, a seguir, fazia o esforço expiratório predeterminado (70% da PEmax). Esse esforço foi ininterrupto por 20 segundos, com manutenção da pressão expiratória. Durante o esforço, para facilitar seu controle, o voluntário observou no display do manovacuômetro o valor de pressão expiratória que deveria ser atingido e mantido, sendo esse valor destacado em vermelho.

Os testes válidos foram aqueles nos quais a maior oscilação pressórica durante os 20 segundos foi de 5 cmH2O. Os procedimentos foram realizados em condições de temperatura controlada em 23°C e nos mesmos momentos do dia, a fim de se evitarem influências circadianas da FC sobre a modulação autonômica.

Posteriormente, o paciente permanecia deitado por mais 5 minutos, em repouso, para registro dos batimentos cardíacos referentes à condição pós-teste.

 Coleta dos dados para análise da variabilidade da FC

Antes e depois da manobra expiratória, foram registrados os batimentos cardíacos por 5 minutos, para que o balanço autonômico fosse comparado nesses dois momentos. O objetivo era saber se, após a execução do esforço expiratório, o grupo OB teria maior dificuldade do que o grupo NO em retornar ao padrão de modulação autonômica cardíaca apresentado antes do esforço.

A análise da VFC envolveu índices dos domínios do tempo e da frequência. Para o domínio do tempo, foram selecionados os seguintes índices, segundo a Task Force:10

iRR: intervalos RR existentes entre cada batimento cardíaco normal;

pNN50: porcentagem de valores dos iRR adjacentes maiores do que 50ms. Representa as influências parassimpáticas sobre os iRR, pois as ações comandadas pelo sistema nervoso parassimpático são mais rápidas do que as moduladas pelo sistema nervoso simpático e, quando são maiores do que 50ms e frequentes, podem significar maior interferência vagal sobre o funcionamento do coração;

rMSSD: raiz quadrada da soma dos quadrados das diferenças entre os iRR. Da mesma forma que o pNN50, a rMSSD expressa interferências do sistema nervoso parassimpático sobre o coração e, quanto maior seu valor, maior a ação vagal sobre o coração.

Para análise da VFC no domínio da frequência, os índices selecionados foram:

BF u.n.: componente de baixa frequência (0,04 a 0,15 Hz), cujos valores expressam o tônus simpático cardíaco, apesar de alguns autores relatarem certa influência vagal sobre tais valores. No presente estudo, os dados desse parâmetro da VFC foram normalizados (unidades normalizadas - u.n.), segundo orientações da Task Force,10 e apresentados em porcentagens. Os valores calculados dessa maneira expressam o porcentual de influência do componente simpático na modulação autonômica cardíaca no momento do registro dos batimentos cardíacos, levando-se em consideração a potência total do espectro após a eliminação da influência dos valores do componente frequência muito baixa (FMB), por terem menor influência em registros de curta duração;

AF u.n.: componente de alta frequência (0,15 a 0,4 Hz), cujos valores expressam o tônus parassimpático cardíaco. Esses valores também foram normalizados segundo orientação da Task Force.10

Coleta dos valores de FC e cálculo dos deltas de FC 0 a 10 segundos e 10 a 20 segundos obtidos durante a expiração forçada

Os valores de FC foram registrados durante a manobra expiratória feita na intensidade de 70% da PEmax e enviados ao computador para análise. O software Polar Precision Performance® (Kempele, Finlândia) apresentou graficamente todo o comportamento da FC comportamento da FC antes e depois da manobra e durante a mesma. O valor imediatamente antes do início da manobra expiratória foi registrado e comparado com os valores dos momentos 0-10 segundos e 10-20 segundos da manobra. De posse desses valores, foram calculadas todas as variações de FC.

O tempo de 20 segundos se refere exatamente à duração do esforço expiratório na manobra e representa, por meio da elevação da FC nesse período, a interferência do reflexo barorreceptor sobre a mesma. Entende-se que maiores elevações da FC podem sugerir maior sensibilidade barorreflexa e, desse modo, boa resposta do coração ao estímulo promovido pelo sistema nervoso autônomo, em resposta à provocação feita pela manobra expiratória.

 Análise dos dados e abordagem estatística

A análise estatística foi realizada com o programa Graph Pad Prism 4.0® (San Diego, EUA). Os dados antropométricos e clínicos foram apresentados em tabelas com médias e desvios-padrão. Aplicou-se o teste de Shapiro-Wilk para testar a normalidade dos dados e, por sua distribuição normal, empregou-se o teste t de Student para mostrar eventuais diferenças (p < 0,05) entre os grupos.

O teste Shapiro-Wilk também foi utilizado para analisar a distribuição dos dados referentes à VFC e, por terem distribuição não normal, optou-se pelo teste estatístico não paramétrico de Mann-Whitney, para comparar os índices de antes e depois da manobra expiratória. Para a comparação entre os valores de FC (pré vs. 10 segundos e 10 segundos vs. 20 segundos durante a manobra), aplicou-se o teste de Kruskal-Wallis e pós-teste de Dunn. O nível de significância foi de p < 0,05.

 Resultados

A Tabela 1 apresenta os dados antropométricos de todos os participantes do estudo, e a Tabela 2, seus dados clínicos. Os valores de peso e IMC foram maiores para o grupo de pré-adolescentes obesos, o que era esperado sendo, inclusive, parte dos critérios de inclusão para participação no estudo

Dados antropométricos
Dados antropométricos Não obesos (n = 10) Obesos (n = 10) Valor de p
Idade, anos 9,6 ± 0,5 9,5 ± 0,5 > 0,99
Peso, kg 38,8 ± 4,9 51,8 ± 4,8 0,0002
Altura, m 1,4 ± 0,07 1,4 ± 0,06 0,74
IMC, kg/m2 18,5 ± 1,9 24,5 ± 2,0 < 0,0001
Braço, cm 22,3 ± 1,6 26,9 ± 1,5 0,0001
Antebraço, cm 19,1 ± 1,2 21,8 ± 1,0 0,0002
Coxa, cm 41,5 ± 3,8 47,2 ± 4,4 0,015
Perna, cm 28,8 ± 1,3 33,3 ± 2,5 0,0004
Abdome, cm 65,5 ± 6,4 77,7 ± 6,1 0,0021
Dobras cutâneas, mm
Subescapular 15,5 ± 7,3 24,4 ± 7,6 0,0362
Triciptal 21,1 ± 8,2 31,1 ± 6,0 0,0098
Abdominal 27,1 ± 10,0 41,6 ± 7,0 0,0055
Suprailíaca 34,0 ± 15,8 51,6 ± 8,6 0,0066

Resultados expressos em média e desvio-padrão. IMC: índice de massa corpórea.

 Dados clínicos
Dados clínicos Não obesos (n = 10) Obesos (n = 10) Valor de p
FC, bpm 93,4 ± 13,5 86,4 ± 9,6 0,42
PA sistólica, mmHg 106,6 ± 8,6 100,0 ± 7,2 0,65
PA diastólica, mmHg 56,6 ± 5,0 60,0± 7,0 0,07
PEmax, cmH2O 80,7 ± 20,5 77,3 ± 15,9 0,43
70% PEmax, cmH2O 56,4 ± 14,1 54,1 ± 11,1 0,43

Resultados expressos em média e desvio padrão. FC: frequência cardíaca; PA: pressão arterial; PEmax: pressão expiratória máxima.

Todos os segmentos corporais e dobras cutâneas estudadas diferiram significativamente (p < 0,05) entre os grupos, sempre com o grupo OB apresentando valores maiores.

Apesar da obesidade, não houve diferenças clínicas relativas à FC e à PA sistólica e diastólica entre os grupos. Além disso, os parâmetros clínicos se mostraram dentro da normalidade.

Da mesma forma que aconteceu com os dados clínicos, os índices da VFC não se mostraram diferentes nas condições antes e depois da manobra expiratória, conforme mostrado na Tabela 3. Isso revela que, após o esforço, os valores da VFC que expressaram a modulação autonômica cardíaca já retornavam aos mesmos apresentados antes do referido esforço.

Valores médios dos índices da variabilidade da frequência cardíaca obtidos antes e depois da manobra expiratória
Índices Antes Após
Não obesos (n = 10) Obesos (n = 10) Valor de p Não obesos (n = 10) Obesos (n = 10) Valor de p
Intervalos RR, ms 664,0 655,0 0,73 673,0 678,0 0,5
pNN50, % 6,6 9,5 0,79 6,9 11,9 0,4
rMSSD, ms 40,5 52,8 0,66 43,0 50,0 0,2
BF, u.n. 58,2 37,2 0,38 59,9 47,7 0,2
AF, u.n. 41,7 62,7 0,38 40,0 52,2 0,2

pNN50: porcentagem dos valores dos iRR adjacentes maiores do que 50ms; rMSSD: raiz quadrada da soma dos quadrados das diferenças entre os intervalos RR; BF: componente de baixa frequência; AF: componente de alta frequência; u.n.: unidade normalizada.

A Figura 1 apresenta, no formato de boxplots, os valores medianos dos primeiro e terceiro quartis, e os valores extremos da FC obtidos no grupo NO antes do esforço expiratório e durante o mesmo (10 e 20 segundos). Pode-se observar que a FC mostrou uma tendência de elevação desde o início até o final do esforço expiratório, conferindo a esse grupo a característica de normalidade da resposta da FC ao reflexo barorreceptor.

Valores medianos, primeiro e terceiro quartis, e valores extremos da frequência cardíaca (FC) obtidos imediatamente antes do início do esforço expiratório (FC pré), após 10 segundos do início do esforço expiratório (FC 10s) e no 20o segundo do esforço expiratório (FC 20s), com intensidade de 70% da pressão expiratória máxima, obtidos no grupo de pré-adolescentes não obesos. Teste de Kruskall-Wallis. p = 0,0432 - diferença significativa entre os dados.

Em contrapartida, nas mesmas condições, o grupo OB não mostrou o mesmo comportamento da FC, conforme se observa na Figura 2. Houve elevação da FC até o 10º segundo do esforço expiratório (FC pré comparada à FC 10 segundos), porém não houve elevação na comparação entre os valores da FC após 10 segundos do início do esforço expiratório e no 20º segundo do esforço expiratório.

Valores medianos, primeiro e terceiro quartis, e valores extremos da frequência cardíaca (FC) obtidos imediatamente antes do início do esforço expiratório (FC pré), após 10 segundos do início do esforço expiratório (FC 10s) e no 20o segundo do esforço expiratório (FC 20s), com intensidade de 70% da pressão expiratória máxima, obtidos no grupo de pré-adolescentes obesos. Teste de Kruskall-Wallis; p = 0,1332 - sem diferença significativa entre os dados.

Discussão

O presente estudo, além de mostrar uma possibilidade de cálculo individual da pressão expiratória a ser aplicada durante um esforço expiratório similar ao da manobra de Valsalva, buscou avaliar se a magnitude das respostas cardiovasculares das respostas cardiovasculares ao estímulo promovido pelo reflexo barorreceptor de pré-adolescentes obesos poderia ser diferente da apresentada por um grupo controle saudável.

Nesse sentido, os principais achados, foram: o esforço expiratório correspondente a 70% da PEmax e mantido por 20 segundos, apesar de ser um pouco maior do que o proposto em outros estudos,1 pode representar uma intensidade viável para ser aplicada em testes funcionais que objetivam avaliar respostas cardiovasculares frente aos estímulos promovidos pelos barorrecptores; a modulação autonômica cardíaca, que era similar nos grupos OB e NO nas condições prévias ao esforço expiratório, retornou rapidamente à sua característica após a realização do esforço; o grupo OB não mostrou a mesma magnitude de resposta da FC estimulada pelos barorreceptores apresentada pelo grupo NO, sendo esse achado o mais relevante do estudo.

A diminuição da resposta barorreflexa foi também encontrada em crianças e pré-adolescentes nos estudos de Dangardt et al.11 e Lazarova et al.12 Dado que a análise do reflexo barorreceptor é importante para a avaliação da atividade barorreflexa cardíaca, por incorporar ambos os ramos aferente e eferente simpático e parassimpático, deduz-se que sua avaliação poderia ser mais sensível do que a da VFC para identificação de disfunção autonômica cardíaca em crianças.11,13

Ao começar a análise pelos valores antropométricos e clínicos, os quais poderiam suscitar indagações sobre a possibilidade de interferência nos resultados destacados acima, constatou-se que os valores médios dos segmentos corporais e das pregas cutâneas do grupo OB foram significativamente maiores, como esperado.

Certamente, esses valores contribuíram para o maior peso corporal dos obesos e sua inclusão no estudo. Importante ressaltar que se confirmou a maior medida do perímetro abdominal por parte dos obesos, região essa com relevância clínica pelo fato de se correlacionar com o maior risco de doença cardiovascular, como as coronariopatias,14 infarto agudo do miocárdio,15 e diabetes,16 podendo, inclusive, interferir nos dados da modulação autonômica cardíaca.17-20

Os valores de PA sistólica, PA diastólica e FC não diferiram entre os grupos, sugerindo que a obesidade não interferiu nos mesmos, conforme observado em alguns trabalhos.15,17 Porém, há divergências sobre essa questão, pois estudos14,21 mostraram maiores valores de PA e FC em pré-adolescentes obesos, inclusive com relatos de aumento da rigidez vascular da artéria carótida.22

Em suma, parece que a interferência significativa da obesidade nesses dados clínicos não envolve uma regra simples, sugerindo que aspectos, como herança genética, tempo de obesidade e presença ou ausência de sedentarismo, acham-se relacionados e merecem maior investigação.

Além disso, os valores da PEmax e os relativos a 70% da mesma não diferiram entre os grupos. Esses resultados são importantes, pois, caso diferissem, poderiam provocar indagações se não teriam sido os causadores da diferença nos dados de FC obtidos durante o esforço expiratório, conforme demonstrado em estudo realizado por nosso grupo.1

Com relação aos índices da VFC nos domínios do tempo e da frequência, não obtivemos diferença significativa entre os grupos, nem antes e nem depois do esforço expiratório, que foram os momentos em que os batimentos cardíacos foram registrados.

No entanto, ao contrário dos nossos resultados, há investigações7,17 que mostram diferenças na modulação autonômica cardíaca entre pré-adolescentes obesos e não obesos, com tendência à diminuição da atividade vagal e elevação do tônus simpático cardíaco nos obesos. Outros autores já sugerem que, nessa população, a disautonomia esteja relacionada à diminuição da atividade simpática e parassimpática.23

A não diferença nos índices da VFC obtidos por nós, além de sugerir uma situação de normalidade do sistema nervoso autônomo na condição de repouso em ambos os grupos, contribuiu para evitar que eventuais alterações presentes no grupo OB pudessem ser consideradas responsáveis pelas diferenças nas respostas da FC, que foram documentadas durante a estimulação do reflexo barorreceptor.

O mais importante achado do presente estudo ocorreu durante a realização do esforço expiratório, que provocou o reflexo barorreceptor. Ao se analisar o comportamento da FC nos momentos de repouso pré-esforço e nos tempos 10 e 20 segundos do teste expiratório, pode-se constatar que o grupo OB não mostrou o mesmo padrão de resposta da FC apresentado pelo grupo NO, sugerindo disfunção autonômica cardíaca naquele grupo.

Normalmente, o que se documenta durante esforços expiratórios sustentados por um determinado tempo é a elevação da FC, conforme se pode constatar em estudos que utilizaram a manobra de Valsalva. Nesses trabalhos, a elevação da FC que ocorre entre o tempo 0 (início do esforço) e 10 segundos do esforço é vago-dependente − ou seja, há uma liberação vagal, que faz com que ocorra rápida elevação da FC, enquanto que a elevação nos 10 segundos finais se dá em resposta à ativação simpática arteriolar.1,3,8 No entanto, há autores que consideram ser metodologicamente muito difícil separar em tempos de 0 a 10 segundos e de 10 a 20 segundos a resposta da FC durante o estímulo barorreflexo promovido pelo esforço expiratório.24

Levando-se em consideração esses aspectos, o que se depreende é que o grupo OB, que havia apresentado valores similares aos do grupo NO na condição de repouso, não consegue ter o mesmo desempenho cardiovascular quando estimulado por meio do reflexo barorreceptor.

No entanto, se analisarmos os valores da FC obtidos durante o esforço expiratório pela vertente de adultos, já que os parâmetros em adolescentes são raros, os deltas de FC desde o início do esforço expiratório até o final do seu 20o segundo mostraram que os obesos tiveram elevação média de 12,2 batimentos e os não obesos de 18,5 batimentos, o que representaria, para Hohnloser e Klingenheben,3 resposta cardíaca normal dos não obesos e resposta borderline, ou seja, no limite máximo de normalidade para os obesos.

Ainda segundo Hohnloser e Klingenheben,3 valores de deltas de FC ≥ 15 bpm significam resposta autonômica cardíaca adequada, e deltas de FC entre 11 e 14 bpm são considerados limítrofes de normalidade. Quando os deltas de FC são ≤ 10 bpm, como habitualmente ocorre em doenças como insuficiência cardíaca, diabetes, pós-infarto agudo do miocárdio e estenose mitral, a resposta é considerada anormal.

Dificilmente poderíamos, com convicção, explicar o porquê de o grupo OB não ter apresentado o mesmo desempenho mostrado pelo grupo NO, apesar de existirem estudos como os de Wieling et al.25 que afirmam que alterações funcionais na alça reflexa, responsável pela regulação da atividade cronotrópica que resulte em não elevação suficiente da FC durante estímulos provocativos, poderiam sugerir disfunção autonômica.

Para Rabbia et al.,8 pré-adolescentes obesos tendem a apresentar disfunção simpatovagal cardíaca, que prejudica seus mecanismos de controle barorreflexo da FC − exatamente o constatado no presente estudo, cujos resultados também foram concordantes com os apresentados por Dangardt et al.11

Como limitação deste estudo, apontamos o pequeno número de pré-adolescentes avaliados. Pelo que se conseguiu documentar, seria muito importante que o estudo pudesse ser refeito envolvendo maior número de participantes, a fim de que a menor responsividade barorreflexa detectada no grupo OB fosse comprovada.

 Conclusão

A manobra de Valsalva, empregando resistência de 70% do valor da PEmax, pode ser utilizada na população de pré-adolescentes, para avaliar a resposta cardiovascular ao se estimular o sistema barorreceptor.

Como resultado mais importante, foi encontrado que pré-adolescentes obesos têm menor responsividade autonômica barorreflexa do que não obesos, pois apresentaram menor resposta total de FC durante o esforço expiratório utilizado para estimular o reflexo barorreceptor.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.