Arq Bras CardiolabcArquivos Brasileiros de CardiologiaArq. Bras. Cardiol.0066-782X1678-4170Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBCQchPzn8SycgHCsGcCQGtRNSS0066-782X201900060074710.5935/abc.20190097Short EditorialHeart and Skeletal Muscles: Linked by Autonomic Nervous System0000-0001-6679-6695AraujoClaudio Gil10000-0002-3738-1586LaukkanenJari Antero2Exercise Medicine ClinicRio de JaneiroRJBrazilExercise Medicine Clinic - CLINIMEX, Rio de Janeiro, RJ - BrazilUniversity of JyvaskylaFaculty of Sport and Health SciencesJyvaskylaFinlandUniversity of Jyvaskyla - Faculty of Sport and Health Sciences, Jyvaskyla - FinlandMailing Address: Claudio Gil Araujo, Rua Siqueira Campos, 93/101-103, Postal Code 22031-072, Rio de Janeiro, RJ - Brazil. E-mail: cgaraujo@iis.com.br150720190620191126747748This 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 citedKeywordsHeart FailureMyocardiumMuscle,SkeletalAutonomic Nervous SystemHomeostasisSarcopeniaSympathetica Nervous System
The autonomic nervous system (ANS) plays a fundamental role in maintaining cell homeostasis and human life. The functionality of the heart and skeletal muscles is partially modulated by sympathetic and parasympathetic branches of the ANS both in resting and exercising conditions.
Substantial literature attests to the fact that objective indices of muscle strength reflect health status. It is well-established that heart failure is typically accompanied by skeletal muscle abnormalities that contributed to the exercise intolerance and poor health-related quality of life usually seen in these patients.1,2 Indeed, while a decrease in muscle mass and strength is naturally seen with ageing, especially after the fifth decade of life, this is especially more relevant in middle-aged and older patients with heart failure.
Several decades ago, the term sarcopenia was proposed as a medical expression to describe the universal and involuntary loss in muscle mass that occurs with age.3 However, despite the fact that several criteria were proposed to characterize it, a growing body of knowledge understanding its pathophysiology and confirming its clinical and epidemiological relevance and being listed in ICD-10,4 still today, it remains rarely evaluated in daily medical practice.
In a Brazilian and German collaborative research study, Fonseca et al.5 analyzed data from 116 male patients with heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF) that were submitted to a maximal cycling cardiopulmonary exercise testing using a ramp protocol. In addition, using a microneurography technique, muscle sympathetic nerve activity was directly recorded from the peroneal nerve and parasympathetic activity was estimated by the magnitude of heart rate decay in the first two minutes after the maximal cycling exercise test. Measurements were obtained from dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) and handgrip strength to reflect, respectively, body composition and muscle strength. Based on these measurements and applying standard literature criteria, the authors were able to identify the presence or absence of sarcopenia in their set of patients. We acknowledge the authors by their study originality that could add a significant contribution to the existing body of knowledge in the research area.
Combining all these data, they searched for a link between heart-skeletal muscle abnormalities and ANS dysfunction and tried to quantify the association between sympathetic ANS abnormalities and sarcopenia in male patients with clinically stable heart failure. They have identified sarcopenia in 33 (28%) of HFrEF patients and their results indicated that these patients had significantly distinct results to the ANS variables assessed when compared as to the group of patients without sarcopenia.5 Moreover, they found a significant although quite modest correlation (r = -0.29) between appendicular muscle mass and muscle sympathetic nerve activity. Looking in more details their results, it is possible to note that there is a considerable overlapping between the results of HFrEF patients with and without sarcopenia, which may diminish the clinical value.
Based on their current study by Fonseca et al.,5 we can speculate that if they have used other assessment methods, like the 4-second exercise test,6,7 - a very specific one for assessing cardiac vagal activity - and handgrip strength relative to body weight or maximal muscle power8 or even a simple functional test like the sitting-rising test,9 all of them, more specific to assess dynapenia, a likely clinically more relevant issue than sarcopenia,10,11 they could have found additional discriminative values.
Finally, perhaps regular exercise/physical exercise could be the way to improve the health status of HFpEF patients. In acknowledging that this study showed an association between cardiac ANS dysfunction and heart and skeletal muscle abnormalities and knowing that regular aerobic and resistance exercise improves cardiac ANS modulation, including reducing the risk of ventricular fibrillation on the occurrence of a myocardial infarction,12 and are strongly recommended as part of the medical treatment of patients with sarcopenia and for those with HFpEF;13 it is quite motivating to think about an expected next step in research: a randomized controlled trial with exercise training intervention. Such study would assess if the ANS dysfunction reported by Fonseca et al.5 is subject to reversal, and if so, how this would improve quality of life and other major health outcomes in patients with HFpEF.
Short Editorial related to the article: Sympatho-Vagal Imbalance is Associated with Sarcopenia in Male Patients with Heart Failure
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O sistema nervoso autônomo (SNA) exerce um papel fundamental na manutenção da homeostase celular e da vida humana. O funcionamento do coração e dos músculos esqueléticos é em parte modulado pelos ramos simpáticos e parassimpáticos do SNA tanto em repouso como no exercício.
Dados substanciais da literatura atestam o fato de que indicadores objetivos da força muscular refletem o estado de saúde. Já está bem estabelecido de que a insuficiência cardíaca é tipicamente acompanhada por anormalidades do músculo esquelético que contribuem à intolerância ao exercício e baixa qualidade de vida relacionada à saúde observadas nesses pacientes.1,2 De fato, enquanto uma redução na massa e na força musculares é naturalmente observada no processo de envelhecimento, principalmente após a quinta década de vida, isso torna-se ainda mais relevante em pacientes de meia idade e idosos com insuficiência cardíaca.
Há muitas décadas, o termo “sarcopenia” foi proposto como uma expressão médica para descrever a perda universal e involuntária de massa muscular que ocorre com o aumento da idade.3 No entanto, apesar de vários critérios terem sido propostos para caracterizá-la, do conhecimento crescente para compreender sua fisiopatologia e confirmar sua relevância clínica e epidemiológica, e de seu registro no CID-10,4 ainda hoje, a sarcopenia é raramente avaliada na prática clínica diária.
Em um estudo colaborativo entre Brasil e Alemanha, Fonseca et al.,5 analisaram dados de 116 pacientes do sexo masculino com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida, submetidos ao teste de exercício cardiopulmonar máximo em cicloergômetro, usando um protocolo de rampa. Ainda, utilizando-se a técnica de microneurografia, a atividade nervosa simpática muscular foi diretamente registrada do nervo peroneal e a atividade parassimpática estimada pela magnitude da redução da frequência cardíaca nos primeiros dois minutos após o teste de exercício. Foram utilizadas absorciometria de raios-x de dupla energia (DEXA) e força de preensão manual para as medidas de composição corporal e força muscular. Com base nessas medidas e nos critérios padrões da literatura, os autores identificaram presença ou não de sarcopenia no grupo de pacientes. Reconhecemos a originalidade do estudo feito pelos autores, o qual pode dar uma contribuição significativa ao conhecimento existente na área de pesquisa.
Combinando todos esses dados, os autores buscaram uma relação entre anormalidades no músculo esquelético cardíaco e disfunção do SNA, e tentaram quantificar a associação entre as anormalidades do SNA e sarcopenia em pacientes do sexo masculino com insuficiência cardíaca clinicamente estável. Foi identificada sarcopenia em 33 (28%) dos pacientes com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida, e esses pacientes apresentaram resultados das variáveis do SNA avaliadas significativamente distintos em comparação ao grupo de pacientes sem sarcopenia.5 Ainda, os autores encontraram uma correlação significativa, ainda que modesta (r=-0,29) entre a massa muscular apendicular e a atividade nervosa simpática muscular. Ao analisar os resultados com mais detalhes, é possível verificar que existe uma sobreposição considerável entre os resultados dos pacientes com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida com e sem sarcopenia, o que pode diminuir o valor clínico dos achados.
Baseados no protocolo do estudo de Fonseca et al.,5 nós podemos especular que, caso os autores tivessem usado outros métodos de avaliação, tais como o teste de exercício de 4 segundos,6,7 - um exame muito específico para avaliar a atividade vagal cardíaca - a força de preensão manual em relação ao peso corporal ou à potência muscular máxima,8 ou mesmo um simples teste funcional como o teste de sentar e levantar,9 poderiam ter encontrado outros valores discriminatórios, uma vez que todos esses testes são mais específicos para avaliar dinapenia, condição clinicamente mais relevante que a sarcopenia.10,11
Por fim, é possível que a prática de exercícios físicos regulares seja a maneira mais adequada para melhorar a saúde dos pacientes com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida. Assim, esse estudo mostrou uma associação entre disfunção do SNA cardíaco e anormalidades dos músculos cardíaco e esquelético. Isso, somado ao fato de que exercícios aeróbicos e resistidos regulares melhoram a modulação do SNA cardíaco, incluindo a diminuição do risco de fibrilação ventricular na ocorrência de um infarto do miocárdio,12 e que são fortemente recomendados como parte do tratamento médico de pacientes com sarcopenia e para aqueles com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida;13 é bastante motivador pensar sobre o próximo passo esperado em pesquisa: um ensaio controlado randomizado com treinamento com exercícios físicos como intervenção. Tal estudo avaliaria se a disfunção no SNA relatada por Fonseca et al.,5 é passível de reversão e, se sim, de que maneira isso melhoraria a qualidade de vida e outros desfechos em saúde dos pacientes com insuficiência cardíaca e fração de ejeção reduzida.
Minieditorial referente ao artigo: Desequilíbrio Simpático-Vagal está Associado com Sarcopenia em Pacientes do Sexo Masculino com Insuficiência Cardíaca