Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC 488PrTg9sPKPJpzDjK7XxHr S0066-782X2016000600510 S0066-782X2016005012103 10.5935/abc.20160063 Original Articles Influence of Smoking Consumption and Nicotine Dependence Degree in Cardiac Autonomic Modulation Santos Ana Paula Soares dos 1 Ramos Dionei 1 Oliveira Gabriela Martins de 1 Santos Ana Alice Soares dos 1 Freire Ana Paula Coelho Figueira 1 Ito Juliana Tiyaki 2 Fernandes Renato Peretti Prieto 3 Vanderlei Luiz Carlos Marques 1 Ramos Ercy Mara Cipulo 1 Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências e Tecnologia Departamento de Fisioterapia Presidente Prudente SP Brazil Departamento de Fisioterapia - Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Presidente Prudente, SP - Brazil Universidade Estadual Paulista Universidade de São Paulo Faculdade de Medicina Departamento de Clínica Médica Presidente Prudente SP Brazil Departamento de Clínica Médica - Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP), Presidente Prudente, SP - Brazil Universidade de São Paulo Secretaria Municipal de Saúde de Presidente Prudente Presidente Prudente SP Brazil Secretaria Municipal de Saúde de Presidente Prudente, Presidente Prudente, SP - Brazil Secretaria Municipal de Saúde de Presidente Prudente Mailing Address: Ana Paula Soares dos Santos, Departamento de Fisioterapia - Faculdade de Ciências e Tecnologia - Universidade Estadual Paulista (FCT/UNESP). Rua Roberto Simonsen, nº 305 - Centro Educacional. Postal Code 19060-900, Presidente Prudente, SP - Brazil. E-mail: anasoares_santos@hotmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Santos APS, Ramos D, Ito JT, Vanderlei LCM, Ramos EMC; Acquisition of data: Santos APS, Oliveira GM, Santos AAS, Freire APCF; Analysis and interpretation of the data: Santos APS, Santos AAS, Freire APCF; Statistical analysis: Santos APS; Obtaining financing: Ramos EMC; Writing of the manuscript: Santos APS; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Ramos D, Freire APCF, Ito JT, Fernandes RPP, Vanderlei LCM, Ramos EMC.

Potential Conflict of Interest

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

 03 05 2016 6 2016 106 6 510 518 20 10 2015 04 01 2016 23 02 2016 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:

Smoking consumption alters cardiac autonomic function.

 Objective:

Assess the influence of the intensity of smoking and the nicotine dependence degree in cardiac autonomic modulation evaluated through index of heart rate variability (HRV).

 Methods:

83 smokers, of both genders, between 50 and 70 years of age and with normal lung function were divided according to the intensity of smoking consumption (moderate and severe) and the nicotine dependency degree (mild, moderate and severe). The indexes of HRV were analyzed in rest condition, in linear methods in the time domain (TD), the frequency domain (FD) and through the Poincaré plot. For the comparison of smoking consumption, unpaired t test or Mann-Whitney was employed. For the analysis between the nicotine dependency degrees, we used the One-way ANOVA test, followed by Tukey's post test or Kruskal-Wallis followed by Dunn's test. The significance level was p < 0,05.

 Results:

Differences were only found when compared to the different intensities of smoking consumption in the indexes in the FD. LFun (62.89 ± 15.24 vs 75.45 ± 10.28), which corresponds to low frequency spectrum component in normalized units; HFun (37.11 ± 15.24 vs 24.55 ± 10.28), which corresponds to high frequency spectrum component in normalized units and in the LF/HF ratio (2.21 ± 1.47 vs 4.07 ± 2.94). However, in the evaluation of nicotine dependency, significant differences were not observed (p > 0.05).

 Conclusion:

Only the intensity of smoking consumption had an influence over the cardiac autonomic modulation of the assessed tobacco smokers. Tobacco smokers with severe intensity of smoking consumption presented a lower autonomic modulation than those with moderate intensity.

 Keywords: Smoking Tobacco Use / complications Tobacco Use Disorders Introduction

It is known that smoking is considered a serious public health problem with high incidence worldwide. It is estimated that there are 1.3 billion tobacco smokers in the world.1 Therefore, the consequences of the use of tobacco have, in the last few years,2 aroused the attention of researchers. The chronic use of tobacco creates tobacco-related diseases, the most common of which being related to the respiratory system.3 However, it is clear that smoking has an important extrapulmonary toxicity,3 which could represent serious risk factors for cardiovascular diseases and their respective complications, such as the damage of cardiac autonomic modulation.4,5

The changes that smoking causes in the cardiac autonomic modulation are thoroughly described in literature6,7 and can be evaluated through the heart rate variability (HRV),8 a non-invasive method, which describes the fluctuations between consecutive heartbeats.9 Eryonucu et al.6 found that smokers present lower rates of HRV, a result that is similar to those found by Barutcu et al.7 when assessing the HRV during controlled breathing exercises and muscle strength tests.

The intensity of smoking consumption, assessed by the number of cigarettes consumed per day, may influence the severity of the alterations observed in the autonomic modulation. Kupari et al.10 verified that individuals that smoked ten or more cigarettes per day presented greater impairment in cardiac autonomic modulation as compared to those who smoked less. Additionally, the risk of death for smokers increases according to the number of cigarettes smoked per day and the years of smoking.

The intensity of smoking consumption is strongly associated with the level of nicotine dependency, often times seen as the main determinant of the frequent use of cigarettes to avoid withdrawal symptoms.11,12 As a consequence of this more intense habit, the damages caused by smoking take bigger proportions.12,13

In spite of its importance, research in pertinent literature did not find studies that addressed the influence of nicotine dependency levels and smoking consumption in cardiac autonomic modulation. This represents a significant gap in the literature, considering that information of this nature could give smokers a more complete orientation on the importance of early cessation of this habit, as well as add elements of the exposed theme to the literature.

In this context, the objective of this study is to evaluate the influence of the intensity of smoking consumption and nicotine dependency degree on cardiac autonomic modulation through the index of HRV.

 Methods Population

Observational, cross-sectional study, in which 83 smokers were evaluated, determined by sample size calculation, with the LF/HF ratio as its variable. The magnitude of assumed significant difference was 1,8, considering a standard deviation of 1,19, based on a pilot study conducted with 80% beta-risk. The sample size, per evaluated group, resulted in 16 individuals of both genders, between 50 and 70 years of age, with normal lung function evidenced by spirometry. These individuals participated in a cessation program called PROCAT (Program of Anti-Tobacco Orientation and Awareness) of the University of Science and Technology Faculdade de Ciências e Tecnologias - FCT/UNESP, whose objective is the treatment of smokers through cognitive-behavioral and drug therapy.13

This study did not include individuals who used narcotics or medications that influenced cardiac autonomic activity, alcoholics, or individuals with known diseases such as infections, metabolic or cardiorespiratory diseases. The flowchart of study losses is presented in Figure 1.

Flowchart of study losses

The volunteers were properly informed of the procedures and objective of this study. After agreement, they signed an informed consent to be part of the possible sample. This research was submitted to the appreciation of the Ethics Committee FCT/UNESP and by approved them (process n° 18/2011). All procedures were in accordance with Resolution 466/2012 of the National Health Counsil.

 Experimental Protocol

The protocol was carried out in the morning in order to soften the influences of the circadian rhythm, in a room with a controlled temperature of 23°C and relative air humidity between 50 and 60%. Before the evaluation, the individuals were asked to abstain from smoking, caffeine and physical activities for 12 hours prior to the execution of the protocol. The confirmation of the period of smoking abstinence was done through the uptake of carbon monoxide levels in exhaled air by using the Micro CO monoximeter (Micro Medical Limited, Rochester, England); values of under six parts per million (ppm) were considered to be abstinent.14

On the first day of the protocol, the characterization of the population was initially carried out through interviews with the volunteers to gather personal information, smoking habits (cigarettes per day and years of smoking to calculate packs/years)15 and degree of nicotine dependency. The characterization was concluded with the Fagerström questionnaire, which made it possible to separate the smokers into groups.

To separate the smokers according to their smoking consumption, the rate of packs/year was calculated by dividing the number of cigarettes smoked daily by 20 (number of cigarettes in a pack) and then multiplying that number by the years of smoking.15 Smokers were considered moderate when their smoking habits were between 10 and 20 packs per years and severe when that number surpassed 20 packs/year.16 Within the same degree of nicotine dependency, however, smokers were divided according to their scores in the Fagerström questionnaire, which consists of six questions that address some of the smoking habits such as the time of the first cigarette of the day, number of cigarettes throughout the day, discomfort for not being able to smoke in places where it is prohibited, satisfaction from smoking, frequency of smoking in the morning and illness occurrences. Each of these alternatives receives a score which allows the rating of three degrees of dependency: mild (0 to 3 points), moderate (4 to 6 points) and severe (7 to 10 points).17

Still on the first day of the protocol, anthropometric data was measured: weight (digital anthropometric scale W110 H - Welmy) and height (Stadiometer Standard Sanny) to calculate the Body Mass Index (BMI), and finally the lung function was calculated by using a portable spirometer (MIR - Spirobank - Italy) connected to a microcomputer. The criteria for the selection and analysis of the curves were in accordance with American Thoracic Society and European Respiratory Society.18 The values of normality were relative to the Brazilian population.19

On the second day of the protocol, the HRV was measured by capturing the heart rate (HR), beat by beat, using the cardiofrequencimeter Polar S810i. A chest strap for the capturing of HR was placed at the level of the xiphoid process of the sternum and an HR receptor strap was placed on the wrist to record the received data. After being fit with the equipment, the volunteers were asked to stay seated for 20 minutes, resting, breathing spontaneously.20,21

Analysis of the indexes of heart rate variability

To analyse the indexes of HRV, 256 RR intervals selected from the most stable part of the chart were used after digital filtering, completed by manual filtering to eliminate artifacts and ectopic beats; only series with over 95% of sinus beats were included in the study. The analysis was processed by the software Kubios (University of Kuopio, Finland).22

In the time domain (TD), the duration of RR intervals and the indexes RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences) and SDNN (Standard Deviation of Normal to Normal intervals) were used, both expressed in milliseconds (ms). In the frequency domain (FD), there was use of the low frequency spectrum component (LF, 0.04 - 0.15 Hz), which represents sympathetic and parasympathetic activity, with predominance of high frequency and sympathetic (HF, 0.15 - 0.40 Hz), this represents parasympathetic activity, in absolute values (ms2) and in normalized units (un), as well as the LF/HF ratio.23,24 The spectral analysis was calculated using the fast Fourier transform algorithm.8

The Poincaré plot was also used for the analysis of the HRV. The plot represents, graphically, a correlation between consecutive RR intervals, in which each point is represented - on the horizontal axis X (abscissa) by the previous normal RR interval, and on the vertical axis Y (ordinate) by the following RR interval - and it may be analysed quantitatively and qualitatively through the assembly of an ellipse formed by the graphical representation of the RR intervals. The center of this ellipse is determined by the average of the RR intervals.25,26

For the quantitative analysis of the plot, through the adjustment of the ellipse of the shape formed by the attractor, the following indexes were calculated: SD1 (standard deviation of the instantaneous beat to beat variability); SD2 (standard deviation of the long-term continuous R-R intervals); and the SD1/SD2 ratio, which shows the ratio between short and long-term variations of the RR intervals.9,27

The qualitative plot analysis was done through the analysis of the shapes formed by its attractor. The following patterns were considered: I) a shape in which an increase in the dispersion of RR intervals is observed with an increase in intervals was considered characteristic of a normal plot; II) a shape with little beat-to-beat global dispersion and without an increase in the dispersion of long-term RR intervals was considered characteristic of a plot with smaller variability.28

Statistical Analysis

To analyse the data, the statistical program Graphpad Prism® was used. The normal distribution of data was assessed through the Shapiro-Wilk test, and the description of the results was done as mean values ± standard deviation or median [interquartile intervals 25-75%]. To analyse the different intensities of smoking consumption, the unpaired t test or Mann-Whitney test was used, depending on the normality of the data. For the different degrees of nicotine dependency, the One-way ANOVA followed by Tukey's test or Kruskal-Wallis' test followed by Dunn's test were used, also depending on the normality of the data. Significance level used in the study: p < 0.05.

 Results Characteristics of individuals and lung funtion

Table 1 presents the personal, anthropometric and spirometric data of the smokers, separated according to intensity of smoking consumption. The groups were similar in relation to BMI and lung function. Statistically significant differences were found between moderate and severe smokers when the groups were compared by age, cigarettes smoked per day, years of smoking and packs/year.

Characterization of smokers divided according to intensity of smoking consumption in relation to age, BMI, spirometric values and smoking habits, expressed in mean ± standard deviation and median [Interquartile interval 25 – 75%]
Variables Moderate smokers Severe smokers p
N 34 49
Anthropometry
Gender (M/F) (7/27) (29/20)
Age (years) 53.76 ± 4.14* 56.10 ± 4.74 0.0213
52.00 [50.00 – 56.25] 56.00 [52.00 – 59.00]
BMI (kg/m(2) 26.46 ± 4.84 26.12 ± 4.72 0.7673
26.54 [22.28 – 29.94] 26.00 [22.24 – 28.84]
Spirometric values
FEV1 (% Pred) 95.40 ± 11.33 95.68 ± 8.30 0.9112
96.52 [86.00 – 104.30] 95.07 [90.58 – 99.89]
FVC (% Pred) 99.26 ± 12.47 97.81 ± 8.18 0.5851
102.50 [87.14 – 108.80] 97.08 [91.14 – 103.20]
FEV1/FVC 78.38 ± 4.60 78.46 ± 6.21 0.9560
78.50 [75.35 – 82.15] 77.65 [73.85 – 83.28]
FEF25-75% (% Pred) 91.74 ± 22.93 96.97 ± 29.23 0.4571
92,65 [78.20 – 105.00] 89.78 [77.81 – 116.30]
Smoking consumption history
Time of smoking (years) 28.79 ± 7.85* 38.31 ± 7.46 < 0.0001
29.00 [20.00 – 35.50] 38.00 [33.00 – 42.50]
Cigarettes/day 12.82 ± 4.59* 22.55 ± 6.77 < 0.0001
10.00 [10.00 – 16.25] 20.00 [20.00 – 20.00]
Packs/year 17.05 ± 3.30* 42.74 ± 13.34 < 0.0001
18.63 [14.75 – 20.00] 40.00 [30.75 – 50.00]

N: number of volunteers; M: male; F: female; BMI: body mass index; kg: kilogram; - m: meter; FEV1: forced expiratory volume in the first second; FVC: forced vital capacity; FEV1/FVC: ratio between FEV1 and FVC; FEF25-75%: forced expiratory flow between 25 and 75% of FVC;

Statistically significant difference in comparison to severe smokers.

Table 2 presents the personal, anthropometric and spirometric data of the smokers, separated according to nicotine dependency. The groups were similar as related to age, BMI and lung function. In the Fagerström questionnaire, according to the score obtained, there was statistically significant difference between the groups only in relation to nicotine dependency.

Characterization of smokers devided according to nicotine dependency in relation to age, BMI, spirometric values and score in the Fagerström questionnaire, expressed in mean ± standard deviation and median [Interquartile interval 25 – 75%]
Variables Mild smokers Moderate smokers Severe smokers p
N 18 33 32
Anthropometry
Gender (M / F) (5 / 13) (15 / 18) (16 / 16)
Age (years) 56.06 ± 5.63 55.36 ± 3.75 54.41 ± 4.87 0.4043
56.50 [50.00 – 60.25] 55.00 [52.00 – 59.00] 53.00 [50.25 – 57.00]
BMI (kg/m(2) 25.19 ± 5.03 26.90 ± 4.94 26.22 ± 4.38 0.4977
25.36 [21.94 – 26.99] 26.46 [22.31 – 30.68] 26.62 [22.46 – 28.63]
Spirometric values
FEV1 (% Pred) 94.05 ± 13.30 93.60 ± 8.06 98.57 ± 8.19 0.1629
93.21 [83.47 – 104.30] 94.10 [88.43 – 98.65] 98.12 [92.42 – 105.80]
FVC (% Pred) 98.30 ± 11.98 97.11 ± 10.67 99.86 ± 8.41 0.6472
98.18 [89.99 – 107.90] 97.42 [87.31 – 104.30] 100.20 [91.34 – 105.80]
FEV1/FVC% 77.08 ± 5.27 77.82 ± 6.12 79.85 ± 4.99 0.2816
76.60 [73.75 – 80.60] 77.20 [73.45 – 82.75] 79.60 [77.00 – 83.60]
FEF25-75% (% Pred) 87.05 ± 28.98 89.20 ± 22.64 105.30 ± 27.33 0.0586
90.15 [60.04 – 105.00] 87.58 [77.26 – 100.90] 95.08 [85.32 – 123.90]
Smoking Dependency
Fagerström (SCORE) 2.66 ± 0.84(† 5.48 ± 0.61* 7.84 ± 1.01 < 0.0001
3.00 [3.00 – 3.00] 6.00 [5.00 – 6.00] 7.50 [7.00 – 8.75]

N: number of volunteers; M: male; F: female; BMI: body mass index; kg: kilogram; m: meter; FEV1: forced expiratory volume in the first second; FVC: forced vital capacity; FEV1/FVC: ratio between FEV1 and FVC; FEF25-75%: forced expiratory flow between 25 and 75% of FVC;

Statistically significant difference in comparison to severe smokers.

Statistically significant difference in comparison to moderate and severe smokers.

 Indexes of HRV of smokers according to the intensity of smoking consumption and degree of nicotine dependency

Table 3 depicts the indexes of HRV of the smokers, divided according to the intensity of smoking consumption. Statistically significant differences were found in the LF and HF indexes un, LF/HF ratio, and SD1/SD2 ratio

HRV indexes evaluated in the different groups of smokers according to the intensity of smoking consumption expressed in mean ± standard deviation and median [Interquartile interval 25 – 75%]
Variables Moderate smokers Severe smokers p
N 34 49
RR (ms) 819.40 ± 173.00 831.40 ±145.50 0.6467
828.00 [743.50 – 885.80] 828.00 [743.50 – 885.80]
SDNN (ms) 30.47 ± 12.77 31.20 ± 13.79 0.5943
29.00 [22.75 – 34.25] 31.00 [20.00 – 41.50]
RMSSD (ms) 23.61 ± 9.54 21.01 ± 11.03 0.1538
22.45 [16.23 – 29.53] 18.70 [13.40 – 26.90]
LFms(2 77.82 ± 115.20 104.20 ± 138.40 0.3617
43.00 [25.00 – 86.25] 58.00 [23.50 – 128.00]
HFms(2 39.68 ± 49.93 32.69 ± 43.95 0.0776
23.50 [14.25 – 48.00] 16.00 [7.00 – 39.00]
LFun 62.89 ± 15.24* 75.45 ± 10.28 < 0.0001
64.85 [54.33 – 74.23] 77.30 [66.30 – 82.50]
HFun 37.11 ± 15.24* 24.55 ± 10.28 < 0.0001
35.15 [25.78 – 45.68] 22.70 [17.50 – 33.70]
LF/HF 2.21 ± 1.47* 4.07 ± 2.94 0.0002
1.84 [1.19 – 2.89] 3.40 [1.96 – 4.72]
SD1 (ms) 16.99 ± 6.85 15.12 ± 7.90 0.1473
16.25 [11.65 – 21.08] 13.40 [9.55 – 19.30]
SD2 (ms) 47.03 ± 20.01 48.30 ± 21.41 0.7354
46.70 [32.85 – 53.43] 46.70 [31.10 – 58.50]
SD1/SD2 0.38 ± 0.13* 0.31 ± 0.11 0.0204
0.35 [0.27 – 0.45] 0.29 [0.23 – 0.36]

N : number of volunteers; ms: milliseconds; SDNN: Standard Deviation of Normal to Normal intervals; RMSSD: Root Mean Square of Successive Differences; LF: low frequency; un: normalized unit; HF: high frequency; SD1: standard deviation of the instantaneous beat to beat variability; SD2: standard deviation of the long-term continuous R-R intervals;

Statistically significant difference in comparison to severe smokers.

Table 4 depicts the HRV indexes of the smokers divided into groups, according to the degree of nicotine dependency. No significant differences were found in the analysed indexes.

Indexes of HRV evaluated in the different groups of smokers according to the degree of nicotine dependency expressed in mean ± standard deviation and median [Interquartile interval 25 – 75%]
Variables Mild smokers Moderate smokers Severe smokers p
N 18 33 32
RR (ms) 844.70 ± 82.51 840.5 ± 171.40 811.80 ± 179.10 0.6632
839.00 [788.00 – 937.00] 868.00 [782.00 – 888.00] 824.50[732.30 – 892.30]
SDNN (ms) 29.78 ± 11.10 32.18 ± 14.16 30.69 ± 13.57 0.9287
30.00 [24.75 – 36.00] 31.00 [22.50 – 40.00] 29.00 [20.50 – 40.25]
RMSSD (ms) 21.78 ± 7.44 23.68 ± 10.16 20.82 ± 12.10 0.3369
22.25 [17.23 – 26.98] 22.40 [15.40 – 30.45] 18.50 [13.53 – 26.15]
LFms(2 75.22 ± 56.72 108.20 ± 172.90 88.72 ± 105.20 0.9648
56.50 [21.75 – 131.00] 50.00 [24.00 – 101.50] 45.00 [24.25 – 118.80]
HFms2 28.11 ± 21.93 41.12 ± 43.32 34.31 ± 58.25 0.2748
22.00 [14.25 – 36.50] 24.00 [8.50 – 56.00] 15.50 [8.25 – 36.50]
LFun 66.72 ± 11.07 68.81 ± 14.61 73.72 ± 14.35 0.0630
68.35 [60.13 – 75.80] 71.10 [60.45 – 80.05] 78.30 [65.53 – 83.00]
HFun 33.28 ± 11.07 31.19 ± 14.61 26.28 ± 14.35 0.0630
31.65 [24.20 – 39.88] 28.90 [19.95 – 39.55] 21.70 [17.00 – 34.48]
LF/HF 2.34 ± 1.19 3.02 ± 2.15 4.14 ± 3.32 0.0628
2.16 [1.50 – 3.13] 2.46 [1.53 – 4.04] 3.61 [1.90 – 4.88]
SD1 (ms) 15.71 ± 5.40 17.04 ± 7.27 14.98 ± 8.65 0.3330
16.15 [12.33 – 19.65] 16.10 [11.05 – 21.80] 13.40 [9.65 – 18.83]
SD2 (ms) 47.24 ± 19.07 49.88 ± 20.89 46.64 ± 21.47 0.7365
46.50 [37.48 – 53.28] 48.60 [32.10 – 60.45] 45.80 [30.60 – 54.48]
SD1/SD2 0.34 ± 0.08 0.35 ± 0.13 0.32 ± 0.13 0.3203
0.34 [0.28 – 0.39] 0.33 [0.25 – 0.42] 0.29 [0.23 – 0.38]

N: number of volunteers; ms: milliseconds; SDNN: Standard Deviation of Normal to Normal intervals; RMSSD: Root Mean Square of Successive Differences; LF: low frequency; un: normalized unit; HF: high frequency; SD1: standard deviation of the instantaneous beat to beat variability; SD2: standard deviation of the long-term continuous R-R intervals.

 Qualitative analyses of the Poincaré plot

The qualitative analyses of the Poincaré plot is expressed in figures 2 and 3, which show standard examples of the plot in smokers that presented SD1 and SD2 index values close to the mean, according to the intensity of smoking consumption and the degree of nicotine dependency, respectively.

Qualitative analysis of the Poincaré plot in the different intensities of smoking consumption: moderate (individual A - SD1: 16,9 and SD2: 47) and severe (individual B - SD1: 15,2 and SD2: 50,4).

Qualitative analysis of the Poincaré plot in the different degrees of nicotine dependency: mild (individual A - SD1: 16.9 and SD2: 47), moderate (individual B - SD1: 17.8 and SD2: 52.9) and severe (individual C - SD1: 13.4 and SD2: 46.7).

Discussion

The present study evaluated the influence of smoking consumption and degree of nicotine dependency over cardiac autonomic modulation of smokers by using HRV indexes. The main results showed that smoking consumption alone had influence over the cardiac autonomic modulation of the assessed smokers. In the indexes that describe the HRV in the FD, the LFun index and the LF/HF ratio were increased in severe smokers, as opposed to the HFun index, which was significantly smaller in this group. This characterizes a sympathetic predominance in severe smokers, in comparison to moderate smokers. Carcigi et al.29 found an enlarged LF/HF ratio in smokers with a consumption of over 20 cigarettes/day in comparison to non-smokers. Baructu et al.7 observed that the length of smoking consumption showed a positive correlation with the LF/HF ratio, which characterizes a smaller vagal modulation and larger sympathetic modulation the longer the length of smoking consumption.

In the quantitative of the Poincaré plot, the SD1/SD2 ratio, which represents the ratio between the long and short-term variations of records of RR intervals, was significantly larger in moderate smokers, who, when compared to severe smokers, had better HRV.

The qualitative Plot analysis did not show differences in the dispersion of RR intervals. However, the analyses of the plot of the different degrees of nicotine dependency showed that mild and moderate smokers present larger RR intervals when compared to severe smokers, but without significant differences. Reduced RR intervals, like the ones found in severe smokers, suggest a higher HR in resting in these individuals, which may be more predisposed to the surging of cardiovascular events.30 The HR may have a direct effect on the cardiovascular system, because it increases myocardial consumption of oxygen and induces fatigue, in addition to being associated with higher pressure levels.30

In this study, the studied population is considered between adults and seniors, between 50 and 70 years old, which may justify, in part, the obtained results in the analysed HRV indexes. The results show that the participants in the severe smokers group, separated by the intensity of smoking consumption, were older than the ones in the moderate smokers group. Literature shows that there is an influence of age in the autonomic modulation, that is, the older the individual, the higher the sympathetic action that can be observed; so this factor may have influenced the observed results.31,32

Age is an important determinant in autonomic modulation, with aging being associated to a progressive cardiac vagal decline as age advances,31 which may be considered a limitation in the present study. Paschoal et al.32 found a reduction of the indicative values of parasympathetic activity and an increase in cardiac sympathetic activity, as from the 5th decade of life, in healthy individuals, when compared to younger individuals. Hering et al.33 showed that the autonomic responses depend on age in smokers as well and may result from alterations in the responses of the adrenal medulla, reduced clearance of norepinephrine and/or inhibition of the process of norepinephrine reabsorption, caused by chronic exposure to smoking.

The biggest chronicity of smoking was shown to be related to lower vagal activity and higher sympathetic activity, as verified in other studies,7,10,29 which characterize the decrease of HRV indexes in smokers.6 The reduction of HRV may be associated to health damages, and is a concerning factor associated to the increase in mortality and morbidity in several conditions.9

No differences were found in the cardiac autonomic modulation of the evaluated smokers, when comparing different degrees of nicotine dependency. This non-difference may support the evidence that personality traits may be more strongly associated to the dependency than the smoking itself.34 Some authors are investigating the association between nicotine dependency and psychiatric disturbances such as depression, anxiety, schizophrenia, among others.35,36 Such evidence may appear from the assumption that, in the Fagerström questionnaire, only one question addresses the quantity of cigarettes smoked, per day, by the individual, while the others are related to his/her behavior.

As a limitation of the study, the lack of a control group consisting of non-smoking individuals, and of tests to detect asymptomatic heart diseases may be pointed out. These factors could have contributed to a better understanding of the obtained results.

 Conclusion

Only the intensity of smoking consumption had influences over cardiac autonomic modulation of the evaluated smokers. Smokers with severe smoking consumption intensity presented worse autonomic modulation than moderate ones.

Sources of Funding

This study was funded by FAPESP.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Juliana Tiyaki Ito, from Universidade Estadual Paulista "Jùlio de Mesquita Filho".

 Acknowledgements

To the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - The Research Support Foundation of São Paulo - (FAPESP) for financing this present study.

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Herran A de Santiago A Sandoya M Fernandez MJ Diez-Manrique JF Determinants of smoking behavior in outpatients with schizophrenia Schizophr Res 2000 41 2 373 381 Influência do Consumo Tabagístico e Grau de Dependência Nicotínica na Modulação Autonômica Cardíaca Santos Ana Paula Soares dos 1 Ramos Dionei 1 Oliveira Gabriela Martins de 1 Santos Ana Alice Soares dos 1 Freire Ana Paula Coelho Figueira 1 Ito Juliana Tiyaki 2 Fernandes Renato Peretti Prieto 3 Vanderlei Luiz Carlos Marques 1 Ramos Ercy Mara Cipulo 1 Departamento de Fisioterapia - Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (UNESP), Presidente Prudente, SP - Brasil Departamento de Clínica Médica - Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP), Presidente Prudente, SP - Brasil Secretaria Municipal de Saúde de Presidente Prudente, Presidente Prudente, SP - Brasil Correspondência: Ana Paula Soares dos Santos, Departamento de Fisioterapia - Faculdade de Ciências e Tecnologia - Universidade Estadual Paulista (FCT/UNESP). Rua Roberto Simonsen, nº 305 - Centro Educacional. CEP 19060-900, Presidente Prudente, SP - Brasil. E-mail: anasoares_santos@hotmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Santos APS, Ramos D, Ito JT, Vanderlei LCM, Ramos EMC; Obtenção de dados: Santos APS, Oliveira GM, Santos AAS, Freire APCF; Análise e interpretação dos dados: Santos APS, Santos AAS, Freire APCF; Análise estatística: Santos APS; Obtenção de financiamento: Ramos EMC; Redação do manuscrito: Santos APS; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Ramos D, Freire APCF, Ito JT, Fernandes RPP, Vanderlei LCM, Ramos EMC.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

O tabagismo altera a função autonômica cardíaca.

 Objetivo:

Avaliar a influência da intensidade do consumo tabagístico e do grau de dependência nicotínica na modulação autonômica cardíaca avaliada por meio de índices de variabilidade da frequência cardíaca (VFC).

 Métodos:

83 tabagistas, de ambos os sexos, faixa etária entre 50 e 70 anos de idade e com função pulmonar normal foram divididos de acordo com a intensidade do consumo tabagístico (moderado e grave) e o grau de dependência nicotínica (leve, moderado e grave). Os índices de VFC foram analisados em condição de repouso, em métodos lineares no domínio do tempo (DT), domínio da frequência (DF) e pelo plot de Poincaré. Para comparação do consumo tabagístico, foi utilizado teste t não pareado ou Mann-Whitney. Para análise entre os graus de dependência nicotínica, foi utilizado teste One-way ANOVA seguido de pós-teste de Tukey ou Kruskal-Wallis seguido pelo teste de Dunn. O nível de significância foi de p < 0,05.

 Resultados:

Diferenças só foram encontradas quando comparadas às diferentes intensidades do consumo tabagístico nos índices no DF: LFun (62,89 ± 15,24 vs 75,45 ± 10,28), que corresponde ao componente espectral de baixa frequência em unidades normalizadas; HFun (37,11 ± 15,24 vs 24,55 ± 10,28), que corresponde ao componente espectral de alta frequência em unidades normalizadas e na relação LF/HF (2,21 ± 1,47 vs 4,07 ± 2,94). No entanto, na avaliação da dependência nicotínica não foram observadas diferenças significativas (p > 0,05).

 Conclusão:

Apenas a intensidade do consumo tabagístico promoveu influências sobre a modulação autonômica cardíaca dos tabagistas avaliados. Tabagistas com intensidade de consumo tabagístico grave apresentaram menor modulação autonômica do que tabagistas moderados.

 Palavras-chave: Hábito de Fumar Uso de Tabaco/complicações Transtorno por Uso de Tabaco Introdução

Sabe-se que o tabagismo é considerado um grave problema de saúde pública com alta incidência mundial. Estima-se que exista 1,3 bilhões de tabagistas no mundo.1 Dessa forma, as consequências do uso do tabaco vêm, nos últimos anos,2 despertando a atenção de pesquisadores. O uso crônico do tabaco dá origem às doenças tabaco-relacionadas, sendo as mais comuns relacionadas ao sistema respiratório.3 Entretanto, é evidente que o fumo tem uma importante toxidade extrapulmonar,3 o que pode representar respeitáveis fatores de risco para doenças cardiovasculares e suas complicações, como os prejuízos sobre a modulação autonômica cardíaca.4,5

As alterações que o tabagismo promove na modulação autonômica cardíaca estão bem descritas na literatura6,7 e podem ser avaliadas por meio da variabilidade da frequência cardíaca (VFC),8 um método não invasivo, que descreve as oscilações entre batimentos cardíacos consecutivos.9 Eryonucu et al.6 constataram que tabagistas apresentam menores índices de VFC, resultado semelhante aos encontrados por Barutcu et al.7 ao avaliarem a VFC durante manobras de respiração controlada e teste de força muscular.

A intensidade do consumo tabagístico, avaliada pela quantidade de cigarros consumida por dia, pode influenciar na severidade das alterações observadas na modulação autonômica. Kupari et al.10 verificaram que indivíduos que fumavam 10 ou mais cigarros por dia apresentavam maior comprometimento na modulação autonômica cardíaca em relação aos que fumavam cargas menores. Além disso, o risco de morte em tabagistas aumenta de acordo com o número de cigarros fumados por dia e anos de tabagismo.11

A intensidade da carga tabagística está fortemente associada ao nível de dependência à nicotina, muitas vezes vista como o principal determinante do uso frequente do cigarro a fim de evitar sintomas de abstinência.11,12 Em consequência desse hábito mais intenso, os danos causados pelo tabaco tomam maiores proporções.12,13

Apesar de sua importância, busca na literatura pertinente não encontrou estudos que abordassem a influência, na modulação autonômica cardíaca, dos níveis de dependência à nicotina e do consumo tabagístico. Isso representa uma lacuna importante na literatura, visto que informações dessa natureza podem permitir uma orientação mais completa, ao tabagista, da importância da cessação precoce desse hábito, além de acrescentar, à literatura, elementos relacionados ao tema exposto.

Nesse contexto, o presesnte estudo tem, como objetivo, avaliar a influência da intensidade do consumo tabagístico e do grau de dependência nicotínica na modulação autonômica cardíaca por meio de índices de VFC.

 Métodos População

Estudo observacional, do tipo transversal, no qual foram avaliados 83 indivíduos tabagistas, determinados por cálculo amostral, realizado considerando-se como variável a relação LF/HF. A magnitude de diferença significante assumida foi de 1,8, considerando um desvio padrão de 1,19, baseado em estudo piloto realizado com risco beta de 80%. O tamanho amostral, por grupo avaliado, resultou em 16 indivíduos de ambos os sexos, entre 50 e 70 anos de idade, com função pulmonar normal atestada por espirometria. Estes indivíduos participaram de um programa de cessação tabagística denominado Programa de Orientação e Conscientização Antitabagismo (PROCAT) da Faculdade de Ciências e Tecnologias - FCT/UNESP, o qual tem por objetivo o tratamento de tabagistas por meio da terapia cognitivo-comportamental e medicamentosa.13

No estudo, não foram incluídos indivíduos que faziam uso de narcóticos ou medicamentos que influenciassem a atividade autonômica cardíaca, etilistas e indivíduos que apresentassem doenças conhecidas, tais como infecções, doenças metabólicas ou do sistema cardiorrespiratório. O fluxograma de perdas do estudo está ilustrado na figura 1.

Fluxograma de perdas do estudo.

Os voluntários foram devidamente informados sobre os procedimentos e objetivos deste estudo, após concordarem, assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido, para fazer parte da possível amostra. Esta pesquisa foi submetida à apreciação do Comitê de Ética FCT/UNESP de Presidente Prudente e aprovada pelo mesmo (processo nº 18/2011), e todos os procedimentos seguiram a Resolução 466/2012 do Conselho Nacional de Saúde.

 Protocolo experimental

O protocolo foi realizado no período da manhã, a fim de amenizar as influências do ritmo circadiano, em sala com temperatura controlada a 23°C e umidade relativa do ar entre 50 e 60%. Previamente à avaliação, os indivíduos foram orientados a abster-se de cigarro, cafeína e atividades físicas por 12 horas antecedentes à execução do protocolo. A confirmação do período de abstinência do fumo foi realizada por meio da captação dos níveis de monóxido de carbono no ar exalado, utilizando-se o aparelho monoxímetro Micro CO (Micro Medical Limited, Rochester, Inglaterra), valores abaixo de 6 partes por milhão (ppm) foram considerados como abstinentes.14

No primeiro dia do protocolo foi realizada inicialmente a caracterização da população, mediante entrevista dos voluntários, para obtenção dos dados pessoais, hábito tabagístico (cigarros fumados por dia e anos de tabagismo para obtenção do cálculo de maços/ano)15 e grau de dependência nicotínica, avaliado por meio de questionário Fagerström, o que possibilitou dividir os tabagistas em grupos.

Para a divisão dos tabagistas, segundo a intensidade do consumo tabagístico, foi calculado o índice de maços/ano, dividindo-se por 20 o número de cigarros consumidos diariamente (quantidade de cigarros por maço) e, em seguida, multiplicando-se esse valor pelos anos de histórico de tabagismo.15 Os tabagistas foram considerados moderados quando tinham um hábito tabagístico entre 10 e 20 maços/ano, e graves quando tal hábito era superior a 20 maços/ano.16 Segundo o grau de dependência nicotínica, no entanto, os tabagistas foram divididos de acordo com a pontuação obtida no questionário de Fagerström, o qual é composto por seis perguntas que abordam alguns dos hábitos tabagísticos, como horário do primeiro cigarro e quantidade consumida ao longo do dia, dificuldade em não poder fumar em lugares proibidos, satisfação pelo cigarro, frequência do fumo no período da manhã e em casos de doença. Cada uma dessas alternativas recebe uma pontuação, que permite a classificação em três níveis de dependência: leve (0 a 3 pontos), moderada (4 a 6 pontos) e grave (7 a 10 pontos).17

Ainda no primeiro dia do protocolo, foi realizada a mensuração de dados antropométricos: peso (Balança Antropométrica Digital W110 H - Welmy) e altura (Estadiômetro Standard Sanny), para cálculo do Índice de Massa Corpórea (IMC) e, por fim, a mensuração da função pulmonar por meio de um espirômetro portátil (MIR - Spirobank - Itália) acoplado a um microcomputador. Os critérios para seleção e análise das curvas estavam de acordo com a American Thoracic Society e European Respiratory Society.18 Os valores de normalidade foram relativos à população brasileira.19

No segundo dia do protocolo, foi realizada a mensuração da VFC por meio da captação da frequência cardíaca (FC), batimento a batimento, utilizando-se o cardiofrequencímetro Polar S810i. Para isso, foram colocados uma cinta de captação da FC posicionada ao nível do processo xifóide do esterno e, no punho, o receptor de FC, que grava os dados recebidos. Após a colocação dos equipamentos, os voluntários foram orientados a permanecer 20 minutos sentados, em repouso, com respiração espontânea.20,21

Análise dos índices de variabilidade da frequência cardíaca

Para a análise dos índices de VFC foram utilizados 256 intervalos RR, selecionados do trecho mais estável do traçado, após filtragem digital, completada por filtragem manual para eliminação de artefatos e batimentos ectópicos, e apenas séries com mais de 95% de batimentos sinusais foram incluídas no estudo. A análise foi processada pelo software Kubios (University of Kuopio, Finlândia).22

No domínio do tempo (DT), foram utilizados a duração dos intervalos RR e os índices RMSSD (raiz quadrada da soma das diferenças sucessivas entre RR ao quadrado) e SDNN (desvio padrão da média de todos os RR normais), ambos expressos em milissegundos (ms). No domínio da frequência (DF), foram utilizados os componentes espectrais de baixa frequência (LF, 0,04 - 0,15 Hz), os quais representam atividade simpática e parassimpática, com predomínio simpático e de alta frequência (HF, 0,15 - 0,40 Hz), que representa atividade parassimpática em valores absolutos (ms²) e em unidades normalizadas (un), assim como a relação LF/HF.23,24 A análise espectral foi calculada usando o algoritmo da Transformada Rápida de Fourier.8

O plot de Poincaré também foi utilizado para a análise da VFC. A plotagem, graficamente, representa uma correlação entre consecutivos intervalos RR, em que cada ponto é representado, no eixo horizontal X (abscissa), pelo intervalo RR normal precedente, e no eixo vertical Y (ordenada) pelo intervalo RR seguinte, e pode ser analisado quantitativa e qualitativamente por meio da montagem de uma elipse formada pela representação gráfica dos intervalos RR. O centro dessa elipse é determinado pela média dos intervalos RR.25,26

Para a análise quantitativa do plot pelo ajuste da elipse da figura formada pelo atrator, foram calculados os seguintes índices: SD1 (desvio-padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento), SD2 (desvio-padrão em longo prazo dos intervalos RR contínuos) e a relação SD1/SD2, que mostra a razão entre as variações curta e longa dos intervalos RR.9,27

A análise qualitativa do plot foi feita por meio da análise das figuras formadas por seu atrator. Foram considerados os seguintes padrões: I) uma figura na qual um aumento na dispersão dos intervalos RR é observada com aumento nos intervalos, característica de um plot normal; II) uma figura com pouca dispersão global batimento a batimento e sem aumento na dispersão dos intervalos RR a longo prazo, característica de um plot com menor variabilidade.28

Análise estatística

Para análise dos dados, utilizou-se o programa estatístico Graphpad Prism®. A normalidade na distribuição dos dados foi avaliada por meio do teste de Shapiro-Wilk, e a descrição dos resultados foi realizada como média ± desvio padrão ou mediana [intervalo interquartílico 25-75%]. Para a análise entre as diferentes intensidades do consumo tabagístico, foi utilizado o teste t não pareado ou teste de Mann-Whitney, dependendo da normalidade dos dados, e para análise entre os diferentes graus de dependência nicotínica, foi utilizado o teste One-way ANOVA seguido pelo teste de Tukey ou o teste de Kruskal-Wallis seguido pelo teste de Dunn, também dependendo da normalidade dos dados. O nível de significância utilizado no estudo foi de p < 0,05.

 Resultados Características dos indivíduos e função pulmonar

A Tabela 1 apresenta os dados pessoais, antropométricos e espirométricos dos tabagistas separados em relação à intensidade do consumo tabagístico. Os grupos foram semelhantes quanto ao IMC e à função pulmonar. Diferenças estatisticamente significantes foram encontradas entre os tabagistas moderados e graves, quando comparados os grupos em relação à idade, cigarros fumados por dia, anos de tabagismo e maços/ano.

Caracterização dos tabagistas divididos segundo a intensidade do consumo tabagístico quanto à idade, IMC, valores espirométricos e hábito tabagístico, expressos em média ± desvio padrão e mediana [intervalo interquartílico 25 – 75%]
Variáveis Tabagistas moderados Tabagistas graves p
N 34 49
Antropometria
Sexo (M/F) (7/27) (29/20)
Idade (anos) 53,76 ± 4,14* 56,10 ± 4,74 0,0213
52,00 [50,00 – 56,25] 56,00 [52,00 – 59,00]
IMC (kg/m(2) 26,46 ± 4,84 26,12 ± 4,72 0,7673
26,54 [22,28 – 29,94] 26,00 [22,24 – 28,84]
Valores espirométricos
VEF1 (% Pred) 95,40 ± 11,33 95,68 ± 8,30 0,9112
96,52 [86,00 – 104,30] 95,07 [90,58 – 99,89]
CVF (% Pred) 99,26 ± 12,47 97,81 ± 8,18 0,5851
102,50 [87,14 – 108,80] 97,08 [91,14 – 103,20]
VEF1/CVF 78,38 ± 4,60 78,46 ± 6,21 0,9560
78,50 [75,35 – 82,15] 77,65 [73,85 – 83,28]
FEF25-75% (% Pred) 91,74 ± 22,93 96,97 ± 29,23 0,4571
92,65 [78,20 – 105,00] 89,78 [77,81 – 116,30]
Histórico tabagístico
Tempo de tabagismo (anos) 28,79 ± 7,85* 38,31 ± 7,46 < 0,0001
29,00 [20,00 – 35,50] 38,00 [33,00 – 42,50]
Cigarros/dia 12,82 ± 4,59* 22,55 ± 6,77 < 0,0001
10,00 [10,00 – 16,25] 20,00 [20,00 – 20,00]
Maços/ano 17,05 ± 3,30* 42,74 ± 13,34 < 0,0001
18,63 [14,75 – 20,00] 40,00 [30,75 – 50,00]

N: número de voluntários; M: sexo masculino; F: sexo feminino; IMC: índice de massa corporal; kg: quilograma; m: metro; VEF1: volume expiratório forçado no primeiro segundo; CVF: capacidade vital forçada; VEF1/CVF: relação entre VEF1 e CVF; FEF25-75%: fluxo expiratório forçado entre 25 e 75% da CVF;

Diferença estatisticamente significante em comparação aos tabagistas graves.

A Tabela 2 apresenta os dados pessoais, antropométricos e espirométricos dos tabagistas separados quanto à dependência nicotínica. Os grupos foram semelhantes quanto à idade, IMC e função pulmonar. No questionário Fagerström, segundo a pontuação obtida, houve, entre os grupos, diferença estatisticamente significante apenas em relação à dependência nicotínica.

Caracterização dos tabagistas divididos segundo a dependência nicotínica quanto à idade, IMC, valores espirométricos e pontuação no questionário de Fagerström, expressos em média ± desvio padrão e mediana [intervalo interquartílico 25 – 75%]
Variáveis Tabagistas leves Tabagistas moderados Tabagistas graves p
N 18 33 32
Antropometria
Sexo (M / F) (5 / 13) (15 / 18) (16 / 16)
Idade (anos) 56,06 ± 5,63 55,36 ± 3,75 54,41 ± 4,87 0,4043
56,50 [50,00 – 60,25] 55,00 [52,00 – 59,00] 53,00 [50,25 – 57,00]
IMC (kg/m(2) 25,19 ± 5,03 26,90 ± 4,94 26,22 ± 4,38 0,4977
25,36 [21,94 – 26,99] 26,46 [22,31 – 30,68] 26,62 [22,46 – 28,63]
Valores Espirométricos
VEF1 (% Pred 94,05 ± 13,30 93,60 ± 8,06 98,57 ± 8,19 0,1629
93,21 [83,47 – 104,30] 94,10 [88,43 – 98,65] 98,12 [92,42 – 105,80]
CVF (% Pred) 98,30 ± 11,98 97,11 ± 10,67 99,86 ± 8,41 0,6472
98,18 [89,99 – 107,90] 97,42 [87,31 – 104,30] 100,20 [91,34 – 105,80]
VEF1/CVF% 77,08 ± 5,27 77,82 ± 6,12 79,85 ± 4,99 0,2816
76,60 [73,75 – 80,60] 77,20 [73,45 – 82,75] 79,60 [77,00 – 83,60]
FEF25-75% (% Pred) 87,05 ± 28,98 89,20 ± 22,64 105,30 ± 27,33 0,0586
90,15 [60,04 – 105,00] 87,58 [77,26 – 100,90] 95,08 [85,32 – 123,90]
Dependência Tabagística
Fagerström (pontos) 2,66 ± 0,84(† 5,48 ± 0,61* 7,84 ± 1,01 < 0,0001
3,00 [3,00 – 3,00] 6,00 [5,00 – 6,00] 7,50 [7,00 – 8,75]

N: número de voluntários; IMC: índice de massa corporal; kg: quilograma; m: metro; VEF1: volume expiratório forçado no primeiro segundo; CVF: capacidade vital forçada; VEF1/CVF: relação entre VEF1 e CVF; FEF25-75%: fluxo expiratório forçado entre 25 e 75% da CVF.

Diferença estatisticamente significante quando comparada aos tabagistas graves.

Diferença estatisticamente significante quando comparada aos tabagistas moderados e graves.

 Índices de VFC dos tabagistas segundo a intensidade do consumo tabagístico e o grau de dependência nicotínica

Na Tabela 3, estão apresentados os índices de VFC dos tabagistas divididos segundo a intensidade do consumo tabagístico. Diferenças estatisticamente significantes foram encontradas nos índices LF e HF em un, relação LF/HF e relação SD1/SD2 entre tabagistas moderados e graves.

Índices de VFC avaliados nos diferentes grupos de tabagistas segundo a intensidade do consumo tabagístico expressos em média ± desvio padrão e mediana [intervalo interquartílico 25 – 75%]
Variáveis Tabagistas moderados Tabagistas graves p
N 34 49
RR (ms) 819,40 ± 173,00 831,40 ±145,50 0,6467
828,00 [743,50 – 885,80] 828,00 [743,50 – 885,80]
SDNN (ms) 30,47 ± 12,77 31,20 ± 13,79 0,5943
29,00 [22,75 – 34,25] 31,00 [20,00 – 41,50]
RMSSD (ms) 23,61 ± 9,54 21,01 ± 11,03 0,1538
22,45 [16,23 – 29,53] 18,70 [13,40 – 26,90]
LFms(2 77,82 ± 115,20 104,20 ± 138,40 0,3617
43,00 [25,00 – 86,25] 58,00 [23,50 – 128,00]
HFms(2 39,68 ± 49,93 32,69 ± 43,95 0,0776
23,50 [14,25 – 48,00] 16,00 [7,00 – 39,00]
LFun 62,89 ± 15,24* 75,45 ± 10,28 < 0,0001
64,85 [54,33 – 74,23] 77,30 [66,30 – 82,50]
HFun 37,11 ± 15,24* 24,55 ± 10,28 < 0,0001
35,15 [25,78 – 45,68] 22,70 [17,50 – 33,70]
LF/HF 2,21 ± 1,47* 4,07 ± 2,94 0,0002
1,84 [1,19 – 2,89] 3,40 [1,96 – 4,72]
SD1 (ms) 16,99 ± 6,85 15,12 ± 7,90 0,1473
16,25 [11,65 – 21,08] 13,40 [9,55 – 19,30]
SD2 (ms) 47,03 ± 20,01 48,30 ± 21,41 0,7354
46,70 [32,85 – 53,43] 46,70 [31,10 – 58,50]
SD1/SD2 0,38 ± 0,13* 0,31 ± 0,11 0,0204
0,35 [0,27 – 0,45] 0,29 [0,23 – 0,36]

N: número de voluntários; ms: milissegundos; SDNN: desvio-padrão da média de todos os intervalos RR normais; RMSSD: raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes; LF: baixa frequência; un: unidade normalizada; HF: alta frequência; SD1: desvio-padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento; SD2: desvio-padrão em longo prazo dos intervalos RR contínuos;

Diferença estatisticamente significante em comparação aos tabagistas graves.

A Tabela 4 apresenta os índices de VFC dos tabagistas divididos em grupos segundo o grau de dependência nicotínica. Não foram encontradas diferenças significativas nos índices analisados.

Índices de VFC avaliados nos diferentes grupos de tabagistas segundo o grau de dependência nicotínica expressos em média ± desvio padrão e mediana [intervalo interquartílico 25 – 75%]
Variáveis Tabagistas leves Tabagistas moderados Tabagistas graves p
N 18 33 32
RR (ms) 844,70 ± 82,51 840,5 ± 171,40 811,80 ± 179,10 0,6632
839,00 [788,00 – 937,00] 868,00 [782,00 – 888,00] 824,50[732,30 – 892,30]
SDNN (ms) 29,78 ± 11,10 32,18 ± 14,16 30,69 ± 13,57 0,9287
30,00 [24,75 – 36,00] 31,00 [22,50 – 40,00] 29,00 [20,50 – 40,25]
RMSSD (ms) 21,78 ± 7,44 23,68 ± 10,16 20,82 ± 12,10 0,3369
22,25 [17,23 – 26,98] 22,40 [15,40 – 30,45] 18,50 [13,53 – 26,15]
LFms(2 75,22 ± 56,72 108,20 ± 172,90 88,72 ± 105,20 0,9648
56,50 [21,75 – 131,00] 50,00 [24,00 – 101,50] 45,00 [24,25 – 118,80]
HFms2 28,11 ± 21,93 41,12 ± 43,32 34,31 ± 58,25 0,2748
22,00 [14,25 – 36,50] 24,00 [8,50 – 56,00] 15,50 [8,25 – 36,50]
LFun 66,72 ± 11,07 68,81 ± 14,61 73,72 ± 14,35 0,0630
68,35 [60,13 – 75,80] 71,10 [60,45 – 80,05] 78,30 [65,53 – 83,00]
HFun 33,28 ± 11,07 31,19 ± 14,61 26,28 ± 14,35 0,0630
31,65 [24,20 – 39,88] 28,90 [19,95 – 39,55] 21,70 [17,00 – 34,48]
LF/HF 2,34 ± 1,19 3,02 ± 2,15 4,14 ± 3,32 0,0628
2,16 [1,50 – 3,13] 2,46 [1,53 – 4,04] 3,61 [1,90 – 4,88]
SD1 (ms) 15,71 ± 5,40 17,04 ± 7,27 14,98 ± 8,65 0,3330
16,15 [12,33 – 19,65] 16,10 [11,05 – 21,80] 13,40 [9,65 – 18,83]
SD2 (ms) 47,24 ± 19,07 49,88 ± 20,89 46,64 ± 21,47 0,7365
46,50 [37,48 – 53,28] 48,60 [32,10 – 60,45] 45,80 [30,60 – 54,48]
SD1/SD2 0,34 ± 0,08 0,35 ± 0,13 0,32 ± 0,13 0,3203
0,34 [0,28 – 0,39] 0,33 [0,25 – 0,42] 0,29 [0,23 – 0,38]

N: número de voluntários; ms: milissegundos; SDNN: desvio-padrão da média de todos os intervalos RR normais; RMSSD: raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes; LF: baixa frequência; un: unidade normalizada; HF: alta frequência; SD1: desvio-padrão da variabilidade instantânea batimento a batimento; SD2: desvio-padrão em longo prazo dos intervalos RR contínuos.

 Análise qualitativa do plot de Poincaré

A análise qualitativa do plot de Poincaré está expressa nas figuras 2 e 3, que mostram exemplos padrões do plot em tabagistas que apresentaram valores dos índices SD1 e SD2 próximos aos da média, segundo a intensidade do consumo tabagístico e o grau de dependência nicotínica, respectivamente.

Análise qualitativa do plot de Poincaré nas diferentes intensidades do consumo tabagístico: moderada (indivíduo A - SD1: 16,9 e SD2: 47) e grave (indivíduo B - SD1: 15,2 e SD2: 50,4).

Análise qualitativa do plot de Poincaré nos diferentes graus de dependência nicotínica: leve (indivíduo A - SD1: 16,9 e SD2: 47), moderado (indivíduo B - SD1: 17,8 e SD2: 52,9) e grave (indivíduo C - SD1: 13,4 e S D2: 46,7).

Discussão

O presente estudo avaliou, por meio de índices de VFC, a influência do consumo tabagístico e do grau de dependência nicotínica sobre a modulação autonômica cardíaca de tabagistas. Os principais resultados demonstraram que apenas o consumo tabagístico promoveu influência sobre a modulação autonômica cardíaca dos tabagistas avaliados.

Nos índices que descrevem a VFC no DF, o índice LFun e a relação LF/HF encontraram-se aumentados nos fumantes graves, oposto do que ocorreu com o índice HFun, significativamente menor neste grupo, o que caracteriza um maior predomínio simpático nos tabagistas graves quando comparado ao dos moderados. Carcigi et al.29 encontraram relação LF/HF aumentada em tabagistas com consumo maior que 20 cigarros/dia comparado a dos não fumantes. Baructu et al.7 observaram que o tempo de tabagismo apresentou correlação positiva com a razão LF/HF, o que caracteriza menor modulação vagal e maior modulação simpática, quanto maior o tempo de tabagismo.

Na análise quantitativa do plot de Poincaré, a relação SD1/SD2, que representa a razão entre as variações curta e longa de registro dos intervalos RR, mostrou-se significativamente maior nos tabagistas moderados, indicando melhor VFC nesses indivíduos, quando comparados aos tabagistas graves.

A análise qualitativa do plot de Poincaré não mostrou diferença na dispersão dos intervalos RR. No entanto, ao se analisar o plot dos diferentes graus de dependência nicotínica, verifica-se que os tabagistas leves e moderados apresentam maiores intervalos RR quando comparados aos tabagistas graves, entretanto sem diferenças significativas. Intervalos RR reduzidos, assim como os encontrados nos tabagistas graves, sugerem uma maior FC em repouso nesses indivíduos, os quais podem estar mais predispostos ao surgimento de eventos cardiovasculares.30 A FC pode ter um efeito direto sobre o sistema cardiovascular, pois aumenta o consumo de oxigênio pelo miocárdio e induz fadiga, além de estar associada a maiores níveis pressóricos.30

Neste estudo, a população estudada é considerada entre adultos e idosos, numa faixa etária entre 50 e 70 anos de idade, o que pode justificar, em parte, os resultados obtidos nos índices de VFC analisados. Os resultados mostram que os participantes do grupo de tabagistas graves, separados pela intensidade de consumo tabagístico, eram mais velhos que os do grupo de tabagistas moderados. A literatura aponta que existe influência da idade na modulação autonômica, ou seja, quanto mais velho o indivíduo, maior atuação simpática pode ser observada podendo, tal fator, ter influenciado os resultados observados.31,32

A idade é um importante determinante da modulação autonômica, sendo que o envelhecimento é associado a um declínio vagal cardíaco de forma progressiva com o avançar da idade,31 o que pode ser considerado uma limitação no presente estudo. Paschoal et al.32 constataram redução dos valores indicativos da atividade parassimpática e aumento da atividade simpática cardíaca, a partir da quinta década de vida, em indivíduos saudáveis, quando comparados a indivíduos mais jovens. Hering et al.33 apontaram que as respostas autonômicas são dependentes da idade também em tabagistas e podem resultar das alterações nas respostas da medula adrenal, da redução na depuração de norepinefrina e/ou da inibição do processo de reabsorção desta, decorrente da exposição crônica ao tabagismo.

A maior cronicidade do fumo mostrou estar relacionada com menor atividade vagal e maior atividade simpática, assim como verificado em outros estudos,7,10,29 que se caracterizam em diminuição dos índices de VFC em fumantes.6 A redução da VFC pode estar associada a comprometimentos na saúde, e é um fator preocupante, associado ao aumento da mortalidade e da morbidade em diversas condições.9

Não foram encontradas diferenças na modulação autonômica cardíaca dos tabagistas avaliados, ao comparar os diferentes graus de dependência nicotínica. Essa não diferença pode sustentar as evidências de que características de personalidade podem ser mais fortemente associadas à dependência do que o tabagismo em si.34 Alguns autores vêm investigando a associação entre dependência nicotínica e perturbações psiquiátricas específicas como depressão, ansiedade, esquizofrenia, entre outras.35,36 Tais evidências podem surgir do pressuposto de que, no questionário de Fagerström, apenas uma questão aborda a quantidade de cigarros fumados, por dia, pelo indivíduo, estando as demais relacionadas ao comportamento dele.

Como limitações do estudo podem ser apontadas a falta de um grupo de controle composto por indivíduos não tabagistas e da realização de testes para detecção de cardiopatias assintomáticas. Esses fatores poderiam contribuir para melhor compreensão dos resultados obtidos.

 Conclusão

Apenas a intensidade do consumo tabagístico promoveu influências sobre a modulação autonômica cardíaca dos tabagistas avaliados. Tabagistas com intensidade de consumo tabagístico grave apresentaram pior modulação autonômica do que os moderados

Fontes de financiamento

O presente estudo foi financiado pela FAPESP.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Juliana Tiyaki Ito pela Universidade Estadual Paulista "Jùlio de Mesquita Filho".

 Agradecimentos

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo financiamento do presente estudo.