Traditional Parameters of Evaluation and Cardiac Autonomic Modulation in Non-Obese and Morbid Obese Children

Abstract
Background: Morbid obesity present in childhood, leads to functional changes that can modify the traditional and current evaluation parameters.



Objective: To study the interference of obesity on traditional parameters of evaluation and on the heart rate variability (HRV) index.



Methods: 15 morbidly obese (MO) and 30 non-obese children (NO) aged 9-11years were studied. They were all submitted to traditional evaluation and also to a record of heart beats that was used to HRV analysis. According to data distribution, t test or Mann-Whitney test was applied, both with significance level of p < 0.05. Spearman correlation test was used to connect the HRV index with the measure of abdominal circumference.



Results: a) anthropometric measurements: the most important difference found was on the abdominal circumference, with respective mean values of 83.9 ± 10.4 cm (MO) and 59.2 ± 6.4 cm (NO); b) laboratorial evaluation: significant difference between the groups involving the glucose and blood lipids; c) HRV evaluation: rMSSD and pNN50 indices showed significant decrease of cardiac parasympathetic activity in the MO group; d) correlation test: there was an inverse correlation between the values of abdominal circumference and the parasympathetic index of HRV.



Conclusion: The morbid obesity contributed to alter the results in traditional assessments and to reduce the index of cardiac parasympathetic activity.

Key words
autonomic nervous system, obesity, heart rate, blood lipids

Artículo completo
Introdução

Há mais de 30 anos a obesidade é um dos grandes desafios à saúde pública mundial e, apesar dos esforços desenvolvidos por várias nações e da divulgação de inúmeras propostas de intervenções, esse problema vem crescendo e afetando, também, o segmento infantil da população.¹

Dados obtidos no Brasil mostram aumento de 359% nos valores de prevalência de obesidade em meninos e de 105% nas meninas nos últimos 30 anos.² Nesse mesmo período, nos Estados Unidos da América do Norte a prevalência aumentou três vezes mais na faixa etária dos 12 aos 19 anos e quadruplicou na de 6 a 11 anos de idade.³ Dentre os vários comprometimentos à saúde, decorrentes da obesidade infantil,^4,5 os que estão relacionados ao sistema cardiovascular têm, seguramente, maior relevância. Estes podem conduzir a distúrbios graves, reduzindo cada vez mais a qualidade de vida e, promover, até mesmo, a morte precoce.⁶
Para a detecção desses problemas, tradicionalmente são feitos exames físicos, clínicos e laboratoriais, tais como a aferição de PA, FC, medidas antropométricas com destaque à medida da circunferência abdominal,⁷ além de exames rotineiros de glicemia e lípides sanguíneos, entre outros.

A medida de circunferência abdominal se trata de uma das formas não invasivas mais importantes para detecção prévia de possível alteração metabólica.^7,8 Além disso, é importante por mostrar boa correlação com problemas de ordem cardiocirculatórias e metabólicas^5,6,9 sendo, portanto, um fator reconhecidamente importante na quantificação do grau de severidade da obesidade.^7,10

Existiria algum novo exame a ser incluído nessa bateria de exames que pudesse oferecer novos subsídios ao clínico que cuida dessas crianças? A resposta parece ser sim, porque tem crescido muito nos últimos anos o número de estudos nessa área que empregam a análise da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) com revelações importantes sobre alterações do controle vago-simpático cardíaco nessa população.^10-12

Nesses estudos foram documentados sensíveis problemas autonômicos cardíacos, tais como, aumento da atividade simpática associada ou não a um menor tônus parassimpático^13-15 e/ou diminuição tanto do componente simpático como do parassimpático cardíaco.^12,16

No entanto, apesar de os estudos serem promissores no sentido de diagnosticar por meio da VFC alterações no balanço vago-simpático cardíaco de crianças obesas, o que se constata é que na prática diária essa análise ainda não é utilizada pelos clínicos responsáveis por essas crianças.

Partindo desses pressupostos, o presente estudo procurou discutir essas questões analisando, conjuntamente, a importância dos tradicionais e dos novos parâmetros de avaliação aplicados numa mesma população de crianças não obesas e com obesidade mórbida, refletindo a respeito de como eles poderiam ser efetivos em detectar precoces alterações que, direta ou indiretamente, interferem na gênese de doenças cardiovasculares.

Métodos

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em pesquisa envolvendo seres humanos da PUC – Campinas, protocolo 138/06 e respeitou integralmente a declaração de Helsinque sobre estudos envolvendo seres humanos.
De um universo de 169 crianças de escolas públicas da região noroeste do município de Campinas-SP, Brasil, foram selecionadas 45 crianças com idades entre 9 a 11 anos, divididas em dois grupos: um grupo com 30 crianças não-obesas (NO), idade média de 9.6 ± 0.71 anos e índice de massa corporal (IMC) médio de 17.0 ± 2.0 com percentil entre 5 e 85 do CDC Growth Charts – USA (2002);¹⁷ e outro grupo contendo 15 crianças obesas mórbidas (OM), idade média de 9.6 ± 0.73 anos e IMC médio de 27.9 ± 4.3, com percentil do CDC acima de 97.
Como critério de inclusão, além dos valores de IMC referidos, todas as crianças não poderiam ter doenças cardiológicas ou metabólicas, não realizavam atividade física desportiva regular há seis meses e não poderiam estar usando medicação que causasse interferência sobre os dados. Após a seleção das crianças, seus responsáveis foram comunicados e, depois de receberem a devida informação sobre os procedimentos e objetivos do estudo, assinaram o termo de consentimento.

Procedimentos

Na primeira fase dos procedimentos foram realizadas: a) Avaliação laboratorial: coleta de sangue feita após jejum de 12 h para análise de colesterol, triglicérides e glicemia. Para análise de colesterol HDL foi empregada a metodologia colorimétrica enzimática homogênea, enquanto que para o colesterol LDL a método empregado foi o da fórmula de Friedewald. Para análise de triglicérides a metodologia foi o colorimétrico enzimático e para a glicemia foi o GOD-PAP modificado. b) Avaliação antropométrica: para aferição de peso e estatura corporais empregou-se uma balança Filizola^® com precisão de 0.1 kg e um estadiômetro com precisão de 1.0 cm, cujos valores foram empregados no cálculo do IMC. O cálculo do IMC usou a fórmula: peso (kg) dividido pelo valor da altura (m) ao quadrado. Nessa ocasião todos os voluntários se apresentaram sem calçados e vestindo roupas leves. Na avaliação antropométrica também foram feitas medidas dos perímetros dos segmentos corporais usando fita antropométrica disposta sobre os maiores perímetros dos seguintes segmentos: braço, antebraço, coxa e perna. Para a medida da circunferência abdominal as crianças se posicionaram em bípede e fita antropométrica foi colocada sobre uma linha horizontal imaginária que passava no ponto médio entre a borda inferior da última costela e a crista ilíaca.¹⁸ c) Avaliação clínica: foi realizada a aferição de PA, ressaltando-se que o tamanho do manguito foi ajustado ao tamanho do perímetro do braço das crianças obesas mórbidas a fim de se evitar erros de medida. Também foram realizadas ausculta pulmonar e cardíaca de acordo com as técnicas convencionais de semiologia.
Os cuidados com a segunda fase da avaliação se iniciaram 24 h antes da realização do registro de FC que seria usado para análise da VFC, pois os responsáveis pelas crianças foram orientados para que não permitissem que as mesmas realizassem qualquer atividade físico-desportiva, não ingerissem substâncias estimulantes como café, chá, chocolate e refrigerantes, e que se preocupassem apenas em ter um bom sono (no mínimo oito horas) na noite anterior ao procedimento.
Todos os registros dos batimentos cardíacos foram realizados com emprego do cardiofrequencímetro Polar S810i^® (Kempele – Finlândia) no horário compreendido entre 16:00 h e 17:00 h para se evitar interferências do ritmo circadiano da FC sobre os resultados. Os registros foram de curta duração com tempo total de 12 min e foram conduzidos num ambiente tranquilo e silencioso. A sala era climatizada com temperatura controlada entre 22°C e 23°C e a umidade relativa do ar entre 40% e 60%. Os voluntários permaneceram em supino sobre um colchonete, relaxados, sem conversarem e sem se moverem.
Os batimentos cardíacos foram captados por uma interface (interface IR^®) e desta, foram enviados por meio de sinais infravermelhos, ao computador, sendo a análise da VFC realizada no domínio do tempo (DT) pelo software Polar Precision Performance^? (Kempele – Finlândia). Os parâmetros utilizados na análise seguiram as orientações da Task Force.¹⁹
A taxa de amostragem empregada foi de 1000 Hz sendo que o número dos dados amostrais variou em decorrência da FC apresentada por cada um dos voluntários após o descarte dos dois minutos iniciais do registro, período no qual a FC ainda pode sofrer interferência decorrente dos ajustes corporais à nova posição.^10,19,20
Antes do início do cálculo da VFC, foram realizadas inspeções visuais do registro e do tacograma de FC em busca de possíveis artefatos que interferissem na análise. Ainda antes das análises, foi aplicado um filtro muito sobre os dados, recurso este disponível no software utilizado.

Foram avaliados: a) os iRR médios; b) os desvios-padrão dos iRR em milissegundos (ms) - SDNN; c) a raiz quadrada da média da soma dos quadrados das diferenças entre os iRR – RMSSD; e d) a porcentagem de iRR adjacentes com diferença superior a 50 ms – pNN50.
Tratamento estatístico

Por apresentarem uma distribuição normal, os dados antropométricos e clínicos de ambos os grupos foram comparados por meio do teste t de Student, sendo considerado estatisticamente significante o valor de p < 0.05.
Em relação aos parâmetros da VFC, aplicou-se o teste não paramétrico de Mann Whitney, com nível de significância de p < 0.05 para a comparação entre os grupos, enquanto que o teste de correlação de Spearman foi aplicado sobre os valores das medidas de circunferência abdominal e os índices da VFC. O software utilizado nas análises estatística foi o Graph Pad Prism 4.0^®.



Resultados

Abaixo, na Tabela 1, estão apresentados os valores antropométricos, clínicos e laboratoriais das crianças de ambos os grupos. Notar que as únicas variáveis que não se mostraram diferentes entre os grupos foram a estatura corporal, a PA sistólica e a PA diastólica.






Na Tabela 2 estão apresentados os valores da VFC obtidos em condição controlada ao repouso. Houve maiores e significativos valores apresentados por parte das crianças NO em todos os parâmetros estudados.






As Figuras 1 e 2 mostram a correlação entre dois parâmetros do DT da VFC que expressam a atividade parassimpática cardíaca e as medidas de circunferência abdominal das crianças OM. Constata-se que o aumento nos valores da circunferência abdominal se relaciona significativamente com a redução da atividade parassimpática sobre o coração.












A Figura 3 mostra a significativa correlação positiva entre os dados da circunferência abdominal e os valores de FC das crianças obesas mórbidas. Nesse caso, constata-se que o aumento dos valores de circunferência abdominal se relaciona com o aumento nos valores de FC.






Discussão

O presente estudo trata-se de uma atualização do artigo publicado pelo mesmo autor e colaboradores, em 2009,¹⁰ no qual crianças não obesas e obesas de 9 a 11 anos de idade foram submetidas a avaliações laboratoriais, capacidade funcional cardiorrespiratória (CFCR) e análise da VFC.
Por entender que a informação é a base para a tomada de decisões e que a prevenção é fundamental para a contenção dos problemas associados à obesidade presente desde a infância, este estudo mostra uma nova faceta das propostas de avaliação e controle da obesidade.
Naquele estudo os resultados mais importantes foram que a obesidade infantil diminuiu significativamente a capacidade física e o HDL colesterol, além de provocar o aumento do valor dos triglicérides e da atividade simpática cardíaca, sendo que essa última alteração foi constatada apenas quando as crianças estavam em posição bípede, após a manobra de mudança postural supino para bípede.
Na presente investigação o grupo de crianças NO é constituído pelo dobro de voluntários comparado ao grupo avaliado em 2009, e a comparação dos dados se deu com um grupo de crianças obesas mórbidas (OM), diferentemente do grupo de crianças consideradas somente obesas de acordo com os mesmos critérios de seleção dos voluntários utilizados no ano de 2009.

Não é novidade que o aumento da prevalência e da severidade da obesidade tanto em crianças como em adolescentes também resulta em maiores prevalências de comorbidades na vida adulta, destacando-se a hipertensão arterial, o diabetes tipo 2, doenças no fígado decorrentes do acúmulo de gordura, ovários policísticos e graves distúrbios respiratórios, como a apnéia do sono.^21,22
Apesar dessa consciência e entendimento geral sobre a questão, constata-se que elas não bastam para conter os problemas emergentes dessa patologia. Os clínicos passaram, então, a dar muito mais atenção aos problemas da obesidade desde a infância. Há, portanto, atualmente, uma expressiva preocupação com os efeitos da obesidade infantil durante a própria infância e adolescência e não mais somente com aspectos que seriam importantes quando a criança obesa atingisse a maturidade.²³
Dentro desse contexto, a proposta desse estudo foi a de ressaltar a importância da associação dos exames clínicos ao conhecimento das medidas antropométricas das crianças, destacando-se nesse caso a medida da circunferência abdominal^9,24,25 e esta última medida estar associada à análise da VFC.
Ao se observar os valores antropométricos presentes na Tabela 1, constata-se que eles apenas confirmam o que era esperado, ou seja, a existência de valores muito superiores para os OM em todos os perímetros dos segmentos corporais. Porém, vale ressaltar, que o valor médio das medidas das circunferências abdominais das crianças OM foi 24.7 cm (29.5%) maior do que o das crianças NO, destacando-se como a diferença mais expressiva entre todos os parâmetros antropométricos comparados.
Devido ao achado acima relatado e por sua importância destacada em outros estudos^7-9,24-26 a medida da circunferência abdominal foi utilizada como parâmetro de possível influência sobre os índices da VFC (Figuras 1, 2 e 3).

Ainda tomando por base a Tabela 1, constata-se que a PA não foi diferente entre os grupos, tal qual já havia sido documentado no estudo de 2009.¹⁰ Esses dados se diferem dos apresentados por Rabbia et al (2003),¹³ que documentaram maiores valores de PA em aferições feitas casualmente em crianças com idade média de 13.9 anos.
Estudos realizados por Riva et al (2001),²⁶ Grassi (1999)²⁷ e Rumantir et al (1999)²⁸ já haviam mostrado certa relação entre obesidade e o aumento da PA em decorrência de alterações relativas ao controle nervoso do coração. No entanto, há investigações cujos resultados se contrapõem ao observado acima, tornando o tema ainda controverso, pois o que parece mesmo sugerir alterações na PA em decorrência da obesidade, é a velocidade do ganho de peso corporal.²⁹ Desta forma, grupos de obesos que ganharam peso aos poucos, tendem a não apresentar significativo aumento de PA, como possivelmente aconteceu com o grupo de crianças OM do presente estudo.
No entanto, o LDL colesterol que em nosso estudo de 2009 não havia sido diferente entre os grupos NO e obeso, nesse caso se diferenciou. A explicação para isso talvez seja que no estudo anterior o grupo controle foi comparado ao grupo de crianças obesas, enquanto que no presente estudo essa comparação se deu com um grupo de crianças com obesidade mórbida.
Outros aspectos relevantes com relação ao aspecto cardiovascular e à síndrome metabólica é que os valores de triglicérides e glicemia foram maiores nas crianças OM, ao mesmo tempo em que seus valores de HDL colesterol foram menores.
Pelos resultados clínico-laboratoriais apresentados pelos OM, mesmo sem se levar em conta suas repercussões sobre a antropometria, já se pode inferir que apesar de não mostrarem valores considerados anormais (ver Tabela 1), eles são preocupantes, pois ao se diferirem do grupo controle estão sinalizando no sentido da necessidade de serem monitorados. Acredita-se, portanto, que há distúrbios metabólicos sub-liminares que, ao serem analisados conjuntamente, ganham relevância.
A afirmação acima ganha destaque quando são observados os dados da Tabela 2. Todos os valores da VFC analisados foram estatisticamente diferentes entre os grupos, confirmando que a obesidade mórbida alterou a modulação autonômica cardíaca, reduzindo o tônus parassimpático.
Essas alterações estão de acordo com alguns estudos que mostraram redução do tônus parassimpático cardíaco de crianças e adolescentes obesos, mesmo empregando métodos distintos para coleta e/ou análise da VFC. Como exemplo, Riva et al (2001)²⁶ usaram a análise da VFC no domínio da frequência, Vanderlei et al (2010),³⁰ empregou índices geométricos e Rabbia et al (2003)¹³ e Martini et al (2001)³¹ aplicaram registros de 24 h. Em suma, apesar destas análises serem diferentes os resultados foram os mesmos, reforçando a presente alegação de que a obesidade diminui o tônus parassimpático cardíaco.
Para aprofundar as análises da influência da obesidade sobre a VFC, aplicou-se a correlação de Spearman (Figuras 1 e 2) sobre os valores das medidas de circunferência abdominal e os índices RMSSD e pNN50, sendo estes dois últimos, índices que refletem a atividade parassimpática da VFC no DT.^10,11,19 O resultado mostrou significativa relação inversa, ou seja, com o aumento da circunferência abdominal há proporcional redução da atividade parassimpática cardíaca nas crianças OM.

Em contrapartida, ao se correlacionar os valores da FC de repouso com os da circunferência abdominal, constatou-se significativa correlação positiva entre essas variáveis, concluindo-se que quanto maior for a circunferência abdominal, maior tenderá a ser a FC das crianças OM.
Esses achados mostram que a análise da VFC se mostra um recurso importante a ser incluído na avaliação de crianças com obesidade e vem reforçar a necessidade de ser analisado conjuntamente com os tradicionais exames clínicos e laboratoriais empregados há algumas décadas.



Conclusões

Os tradicionais exames laboratoriais mostraram alterações no grupo de crianças obesas mórbidas, com maiores valores de glicemia, colesterol LDL e triglicérides, associados aos menores valores de HDL colesterol, confirmando sua eficiência em detectar quadros de síndrome metabólica em andamento. Da mesma forma, clinicamente documentou-se maior valor de FC, sem alteração nos valores de PA.
Com relação à análise da VFC, esta revelou diminuição da atividade parassimpática cardíaca a qual se correlacionou com os maiores valores de circunferência abdominal, mostrando que esse tipo de análise já poderia estar fazendo parte da rotina da avaliação de crianças com obesidade.

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