Respostas hemodinâmicas a um protocolo de treinamento isométrico de preensão manual

Respuestas hemodinámicas a un protocolo de entrenamiento isométrico de prensión manual

Resumos

BACKGROUND: In the past, isometric exercises were proscribed for heart disease. However, recent evidence suggests that an isometric handgrip training (IHT) protocol - four sets of two minutes at 30% of maximum strength - produces favorable effects on the autonomic modulation and reduces resting systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood pressure. OBJECTIVE: Aiming at obtaining support for broad clinical applicability, we quantified the main hemodynamic responses during an IHT session in patients from a supervised physical exercise program. METHODS: Forty-one patients (36 men) underwent the IHT with measurements of heart rate (HR) and BP before, during each of the two series performed with the left arm and one minute after completion. Measurements were obtained by an electrocardiogram signal in a digital Tango + oscillometric tensiometer, previously validated for physical exercise conditions. RESULTS: The IHT was appropriately carried out, with no clinical adverse reactions. There was a small increase in SBP and DBP levels, respectively, of 16 and 7 mmHg (p <0.05) and an even smaller increase in HR - 3 bpm - (p <0.05) when we compared the data obtained at 80 seconds of the last series with the pre-exercise CONCLUSION: IHT was well tolerated by patients undergoing exercise programs, resulting in a transient and modest hemodynamic effect, without inducing rapid cardiac vagal inactivation, characteristic of dynamic and short exercises.

Exercise; heart rate; cardiovascular diseases; rehabilitation

Respostas hemodinâmicas a um protocolo de treinamento isométrico de preensão manual

Claudio Gil Soares de Araújo^I,II; Carlos Vieira Duarte^II; Fábio de Albuquerque Gonçalves^II; Hugo Baptista de Oliveira Medeiros^II; Flávio Areal Lemos^II; André Luiz Gouvêa^II

^ICLINIMEX - Clínica de Medicina do Exercício - Rio de Janeiro, RJ - Brasil

^IIPrograma de Pós-Graduação em Educação Física - Universidade Gama Filho - Rio de Janeiro, RJ - Brasil

^{Correspondência}

RESUMO

FUNDAMENTO: No passado, os exercícios isométricos foram proscritos para cardiopatas. Contudo, evidências recentes sugerem que um protocolo de treinamento isométrico de preensão manual (PTIM) - quatro séries de dois minutos a 30% da força máxima - provoca efeitos favoráveis sobre a modulação autonômica e reduz os níveis de pressão arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD) de repouso.

OBJETIVO: Visando obter subsídios para uma ampla aplicabilidade clínica, quantificamos as principais respostas hemodinâmicas durante uma sessão de PTIM em pacientes de um programa de exercício supervisionado.

MÉTODOS: Quarenta e um pacientes (36 homens) realizaram o PTIM com medidas da frequência cardíaca (FC) e da PA antes, durante cada uma das duas séries feitas com o braço esquerdo e um minuto após a finalização. As medidas foram colhidas mediante um sinal de eletrocardiograma em um tensiômetro oscilométrico digital Tango+, previamente validado para condições de exercício físico.

RESULTADOS: PTIM foi adequadamente realizado e sem a ocorrência de reações clínicas adversas. Observou-se um pequeno aumento dos níveis de PAS e de PAD, respectivamente, 16 e 7 mm Hg (p < 0,05) e um incremento ainda menor da FC - 3 bpm - (p < 0,05), quando compararam-se os dados obtidos aos 80 segundos da última série com os de pré-exercício. Um minuto pós-esforço, os valores de FC, de PAS e PAD já haviam praticamente retornado aos níveis iniciais.

CONCLUSÃO: PTIM foi bem tolerado por pacientes em programas de exercício, gerando uma repercussão hemodinâmica transiente e modesta, sem induzir a rápida inativação vagal cardíaca característica dos exercícios dinâmicos e curtos.

Palavras-chave: Exercício, frequência cardíaca, doenças cardiovasculares, reabilitação.

Introdução

A prática regular de exercício físico tem sido amplamente recomendada para a população em geral¹ e para cardiopatas em particular², com base em inúmeras evidências epidemiológicas e clínicas³. A maior parte desses dados é primariamente fundamentada em exercícios de natureza predominantemente aeróbios; contudo, são crescentes o conhecimento científico e o interesse sobre exercícios de força com aplicações desportivas e clínicas⁴. Na realidade, em muitas situações do cotidiano, o ser humano necessita realizar movimentos que demandam doses importantes de força e de potência muscular^5,6. Enquanto no passado os exercícios de natureza predominantemente estática eram proibidos para a maioria dos cardiopatas e hipertensos, diretrizes institucionais mais recentes^4,7-10 vêm promovendo, em maior ou menor grau, o progressivo uso desses exercícios na prática clínica.

O exercício muscular isométrico ou estático foi amplamente utilizado no treinamento de atletas e indivíduos saudáveis durante décadas. Ao longo do tempo, esses exercícios foram sendo progressivamente substituídos pelos exercícios com movimento articular ou dinâmicos e são raramente utilizados, nos dias atuais, dentro da parte de treinamento de força de uma sessão de reabilitação cardíaca⁸. Não obstante, é sabido, há muitos anos, que um exercício isométrico de preensão manual durante cateterismo cardíaco induz respostas hemodinâmicas e na função ventricular¹¹, e foi por volta de 1990, com o advento de técnicas nãoinvasivas mais modernas de estudo das funções vasculares e autonômicas, que ressurgiu o interesse nessa modalidade de exercício como uma possibilidade capaz de influenciar favoravelmente o comportamento tensional de indivíduos normotensos e até mesmo de hipertensos.

O comportamento hemodinâmico durante exercício isométrico é alvo de estudos fisiológicos desde meados dos anos 1970^12-15; contudo, nos últimos dez anos pesquisadores canadenses vêm utilizando o que foi denominado Protocolo de Treinamento Isométrico de Preensão Manual (PTIM)^16-22. Com poucas exceções¹⁹, o PTIM envolve a obtenção de um valor máximo bilateralmente para a força de preensão manual, seguido de duas séries de 2 minutos de duração para cada mão, alternando os lados corporais, perfazendo um total de 8 minutos de efetivo exercício isométrico e um tempo total, considerando os intervalos e as medidas iniciais de força máxima, que devem ser repetidas a cada sessão, de aproximadamente 12 a 13 minutos.

Em 2010, Kelley e Kelley²⁴, em uma meta-análise sobre o tema, identificando poucos estudos com adequada qualidade, observaram reduções de 5 a 20 mmHg e 3 a 15 mmHg - ao redor de 10% -, respectivamente, nos níveis de Pressão Arterial Sistólica (PAS) e Pressão Arterial Diastólica (PAD), após algumas semanas de intervenção. Um ensaio clínico randomizado mais recente²⁵, com 49 indivíduos normotensos, encontrou reduções bastante similares dos níveis pressóricos após o PTIM. Interessantemente, apesar de diversos experimentos adequadamente conduzidos, ainda persistem dúvidas quanto aos mecanismos responsáveis pela redução dos níveis de pressão arterial de repouso após o PTIM²¹. Algumas evidências sugerem que, pelo menos para alguns pacientes ou indivíduos normotensos, há uma participação de alterações positivas da estrutura e/ou da funcionalidade vascular²⁶, com ou sem modificação objetiva da vasodilatação dependente do endotélio^16,18, e de uma melhor modulação autonômica²⁰.

Para uma maior aplicação clínica do PTIM, parece apropriado conhecer, mais detalhadamente, a magnitude das respostas hemodinâmicas associadas a esse tipo de esforço dentro de um contexto clínico. Se os efeitos favoráveis do PTIM estão bem documentados, há poucas informações sobre a magnitude de aumento na Frequência Cardíaca (FC) e na Pressão Arterial (PA), com esse tipo de exercício isométrico em situações clínicas, fora de salas de hemodinâmicas ou laboratórios de fisiologia, envolvendo pacientes dos tipos que são comumente acompanhados pelos cardiologistas. Sendo assim, o nosso objetivo foi quantificar as principais respostas hemodinâmicas durante uma sessão de PTIM em pacientes de um programa de exercício supervisionado.

Métodos

Amostra

Foram avaliados 53 (24%) dos pacientes que estavam frequentando regularmente um programa de exercício supervisionado, selecionados por conveniência em razão da disponibilidade de tempo, aceitação em participar da coleta de dados e também pela exclusão prévia daqueles com fibrilação atrial crônica, ritmo de marca-passo externo ou extrassistolia frequente ou complexa, isto é, a presença de mais de cinco extrassístoles/min ou de pares ou salvas extrassistólicas. Dificuldades técnicas com a medida da pressão arterial durante o esforço (por exemplo, circunferência de braço maior do que a recomendada pelo manguito) ou incapacidade de realizar o exercício de forma adequada levaram à exclusão de 12 pacientes voluntários, determinando um número final de 41 pacientes (36 homens e 5 mulheres) para a análise final dos resultados. Onze dos pacientes já se submetiam regularmente ao PTIM, como parte de sua sessão de exercício supervisionado. A tabela 1 apresenta as características físicas, principais dados clínicos e das medicações de ação cardiovascular em uso regular pelos pacientes avaliados.

Protocolo

O estudo foi realizado em uma única visita. Os pacientes assinavam um termo de consentimento livre e esclarecido e permaneciam sentados confortavelmente durante cerca de 5 minutos, período em que era explicado detalhadamente o protocolo a ser seguido. Era então posicionado o manguito - Orkit-K tamanho adulto (Suntech, Estados Unidos) - no braço direito do paciente, seguindo as recomendações do fabricante, e uma cinta torácica, sob a qual eram colocados os três eletrodos em uma posição similar a da derivação eletrocardiográfica CC5 e obtida uma medida inicial da FC e das PAS e PAD.

Utilizando o protocolo mais comum de PTIM¹⁹, os pacientes realizavam então um esforço máximo de preensão manual com a mão direita e após 10 segundos repetiam com a mão esquerda em um equipamento digital próprio para TIM (Zona, Estados Unidos). Um minuto após essa medida, os pacientes eram instruídos para realizarem quatro séries sucessivas de 2 minutos cada, com exatamente 1 minuto de intervalo entre elas, alternando as mãos, mantendo uma intensidade correspondente a 30% da máxima, mais facilmente ajustado pela informação disponibilizada continuamente no mostrador do próprio equipamento²¹. Em adendo, o avaliador estimulava verbalmente o paciente, durante a realização do PTIM, para que mantivesse a intensidade preconizada. O próprio equipamento controlava a duração das séries de exercícios e os respectivos intervalos, mediante informações claramente disponibilizadas no mostrador.

Visando eliminar qualquer possibilidade de interferência do avaliador sobre eventuais diferenças ou modificações nas variáveis hemodinâmicas, as medidas de FC e das PAS e PAD foram obtidas com o esfigmomanômetro digital Tango+ pelo método oscilométrico (Suntech, Estados Unidos), utilizando a detecção do intervalo RR do eletrocardiograma como referência, minimizando assim a influência de eventuais ruídos ou artefatos do exercício, um valor base de inflação de 180 mmHg e uma taxa de deflação de 5 mmHg/s. Os valores obtidos eram apresentados no mostrador do equipamento e devidamente registrados pelo avaliador, sem que os pacientes tivessem conhecimento dos valores obtidos. O tempo aproximado necessário para cada uma das medidas situou-se entre 25 e 35 segundos. Esse equipamento é devidamente certificado para medidas da pressão arterial, de acordo com as normas técnicas do país de fabricação, e tem sido utilizado em outras pesquisas clínicas^27-29. Utilizando o modo manual do equipamento foram feitas medidas em repouso, antes da determinação da força de preensão manual máxima, iniciando-se a inflação do manguito aos 20 e 80 segundos das duas manobras feitas com o braço esquerdo,e também, 1 minuto após a finalização da última manobra. Dados de uma análise piloto mostraram que a FC e os valores tensionais medidos 1 minuto após uma única contração máxima de preensão manual eram virtualmente idênticos aos valores de repouso.

Análise estatística

As características físicas e os dados clínicos foram descritos por médias, desvios-padrões e valores mínimo e máximo ou por percentuais de frequência, conforme mais apropriado. Para as variáveis hemodinâmicas foi inicialmente confirmada a natureza das distribuições pelo teste de D'Agostino & Pearson, sendo então calculadas as ANOVAs para medidas repetidas, que foram seguidas pelos testes de comparações múltiplas de Bonferroni. Correlações de Pearson foram analisadas para testar associação entre variáveis. O critério de probabilidade a 5% foi empregado para significância estatística. Cálculos estatísticos e figuras foram realizados com o software Prism versão 5.04 (GraphPad, Estados Unidos). O projeto de pesquisa atende às normas da resolução 196/96 do Ministério da Saúde e da declaração de Helsinque, tendo sido devidamente registrado no CONEP-MS e aprovado institucionalmente pelo Comitê de Ética em Pesquisa.

Resultados

Os 11 indivíduos que eram experientes e que vinham fazendo regularmente PTIM nas sessões do programa de exercício supervisionado apresentaram níveis tensionais de repouso discretamente mais altos do que aqueles que não possuíam experiência prévia na técnica, sem, contudo, diferirem na natureza e na magnitude das respostas agudas ao PTIM. Em adendo, em análises preliminares, não foi evidenciada nenhuma diferença que pudesse ser atribuída a qualquer subgrupo, seja por gênero, condição clínica, seja por uso ou não uso de medicações de ação cronotrópica negativa. Dessa forma, optou-se por considerar os dados de todos os 41 pacientes em conjunto, sem diferenciar pela participação regular no PTIM ou quaisquer dessas potenciais variáveis intervenientes.

Consoantes à diversidade de condição clínica e de dimensões corporais, os resultados de força máxima de preensão manual variaram entre 24 e 136 (em unidades do equipamento), com uma média praticamente idêntica entre as mãos direita e esquerda, respectivamente, 78,4 ± 23 e 77,5 ± 22, e uma diferença média para cada indivíduo de 10% da medida - mínimo 0 e máximo 21. O grau de acerto na manutenção dos 30% da força máxima na preensão para cada mão durante os 2 minutos de cada série variou entre 90% e 100%, com uma média de 97% nas 164 manobras (41 pacientes x 4 manobras).

Nenhum dos indivíduos apresentou quaisquer anormalidades clínicas ou sintomas inapropriados durante ou imediatamente após o PTIM, havendo excelente tolerância ao protocolo de 8 minutos de exercício. Como habitualmente ocorre durante o PTIM, os pacientes perceberam uma leve a moderada sensação de fadiga e/ou de "queimação" na musculatura flexora dos dedos, decorrente da hipoperfusão sanguínea associada à provável oclusão arterial resultante da contração isométrica a 30% da força máxima voluntária. Os resultados mostram que os pacientes se encontravam normotensos em repouso - 115/69 mmHg, em média (erros padrões da média de, respectivamente, 11 e 10 mmHg)- e com uma FC apropriada - 64 bpm - antes de iniciarem o PTIM. Como se poderia teoricamente esperar, algumas das respostas hemodinâmicas foram se acentuando com a continuidade do esforço isométrico, sendo algo mais pronunciadas no segundo minuto da série quando comparadas ao primeiro minuto, finalizando o esforço com diferenças significativas, em relação as medidas de repouso, para as PAS e PAD (média ± desvio padrão) - delta de incremento 16 ± 10 e 7 ± 6 mmHg, respectivamente - (p < 0,05) e minimamente para FC, que aumentou apenas 3 ± 4 bpm (p < 0,05). Não houve diferenças nas respostas de FC e de PA entre as duas séries (p > 0,05). Os valores hemodinâmicos obtidos 1 minuto após a finalização do PTIM situam-se numericamente entre as medidas pré-esforço e final do esforço para PAS e PAD (p < 0,05), enquanto a FC já havia retornado aos níveis pré-esforço (p > 0,05). Os valores de FC de repouso e de delta FC - máximo menos repouso - não se correlacionaram (r = -0,19; p = 0,24) (Figura 1).

Uma análise adicional foi realizada comparando os resultados obtidos entre os 31 pacientes que faziam uso regular de betabloqueadores e os 10 que não se utilizavam desses fármacos. Os valores em repouso eram virtualmente idênticos, exceto por uma FC algo menor nos pacientes com betabloqueio - 69 ± 3,0 (média e erro padrão da média) versus 62± 2,6 bpm (p = 0,14). As respostas hemodinâmicas, seja em termos absolutos seja como variações entre repouso e máximo, não diferiram com o PTIM (p > 0,05) entre os pacientes com e sem betabloqueio, inclusive na variação entre FC repouso e FC máxima - 1,4 ± 1,4 versus 3,3 ± 1,5 bpm (p = 0,46).

Discussão

O presente estudo clínico apresenta alguns pontos fortes, incluindo o tamanho relativamente grande da amostra, devidamente caracterizada clinicamente, constituída de pacientes com grande familiaridade com o local e as instalações do laboratório e também com os avaliadores, o que minimizou a possibilidade de influência emocional ou antecipatória sobre as medidas que foram colhidas. A utilização de um equipamento digital específico para o PTIM possibilitou que as intensidades do esforço isométrico fossem precisamente individualizadas e controladas - graças à existência de um feedback visual contínuo - durante a execução, conforme atestou o percentual médio de 97%. Em adendo, houve um controle preciso e sofisticado das medidas das variáveis hemodinâmicas, eliminando potenciais interferências ou vieses eventuais dos avaliadores pelo uso de um equipamento com leituras observador-independente. Por sua vez, há algumas limitações que merecem uma consideração mais detalhada.

A seleção dos pacientes não foi randômica e incluiu casos com condições clínicas distintas, o que, se por um lado poderia gerar uma maior variabilidade nos resultados, o que efetivamente não ocorreu, por outro, pode contribuir para aumentar a validade externa do estudo. A medida da pressão arterial foi feita de forma não invasiva, já que não seria prática a colocação de uma medida intra-arterial; contudo, o equipamento utilizado para as medidas é considerado como válido para situações de exercício e possibilitou eliminar qualquer eventual influência de erro de leitura do avaliador. Como só havia disponibilidade de um único tamanho de manguito - 27 a 40 cm de circunferência de braço -, não foi possível incluir alguns dos pacientes mais magros ou de pequenas dimensões ou mais obesos e de grandes dimensões corporais; contudo, não há razão teórica para supor que as modestas respostas hemodinâmicas verificadas durante o PTIM poderiam ser distintas em pacientes com circunferências de braço menor ou maior do que os limites de 27 e 40 cm do manguito.

Não foram testadas outras formas de PTIM, porém apenas o protocolo mais comumente empregado para treinamento e pesquisas clínicas; contudo, dados bastante recentes apontam para reduções similares de magnitude PA com o uso de diferentes combinações de intervalos e percentuais da força máxima de preensão manual^21,22. Muito embora o presente estudo tenha utilizado um equipamento relativamente caro e não facilmente disponível no mercado brasileiro para a realização do PTIM, outros estudos têm obtido resultados similarmente favoráveis sobre a PAS e a PAD de repouso em indivíduos treinados com equipamentos ou materiais muito mais simples e até mesmo utilizando molas ou bolas²⁵. Essa questão parece pertinente se o PTIM vier a ser mais amplamente utilizado como uma forma de exercício coadjuvante no tratamento da hipertensão arterial.

Consoante à experiência da literatura e com a nossa própria experiência de mais de um ano aplicando o PTIM em mais de cem pacientes - total aproximado de mais de sete mil sessões - não se evidenciaram reações clínicas adversas com o PTIM, sendo o procedimento bem tolerado e aceito pelos pacientes, incluindo os mais idosos. Sabendo-se que a força de preensão manual tende a diminuir com o envelhecimento em pacientes de ambos os gêneros^30,31, é bastante apropriado que o PTIM envolva a mensuração objetiva da força máxima bilateral de cada paciente, possibilitando assim efetivamente equalizar a carga de treinamento em um percentual de 30% da força máxima individual.

As respostas hemodinâmicas a esforços isométricos de preensão manual têm sido estudadas por alguns autores no passado³², porém sem o objetivo primário de subsidiar uma aplicação clínica como o PTIM. Estudos fisiológicos recentes, com quantificação de algumas das respostas cardiorrespiratórias a exercícios predominantemente estáticos utilizando pequenos e diferentes grupos musculares e com distintos percentuais de força máxima voluntária, têm contribuído para uma melhor compreensão dos mecanismos associados ao PTIM e similares^14,15,33-37. Não obstante, quando esses dados fisiológicos, respeitando as diversidades metodológicas e as pequenas amostras envolvidas, são comparados com os nossos resultados, pode-se identificar uma razoável similaridade, isso é, uma mínima repercussão hemodinâmica, especialmente quando não se alcança a fadiga do grupo muscular, que no caso da preensão manual tende a ocorrer com pouco mais de 3 minutos¹³. Considerando que todos os pacientes testados submetiam-se regularmente a programas de exercício supervisionado, eventuais diferenças que porventura possam existir nessas respostas hemodinâmicas entre indivíduos treinados e não treinados, não pode ser avaliada nem foi o objetivo do presente estudo.

Ainda que tenham sido observadas respostas hemodinâmicas como resultado do PTIM realizado no presente estudo, a pequena magnitude das diferenças entre as condições de repouso e final do exercício sugere um significado clínico mínimo ou provavelmente desprezível, correspondendo bem menos do que o que se observa de variação durante uma caminhada ou até mesmo um exercício súbito de pedalar rápido sem carga³⁸. Esse aspecto é clinicamente interessante, pois estudos anteriores com este último protocolo já demonstraram que a simples movimentação rápida das pernas ou braços³⁹ e até mesmo da simples flexão dos punhos⁴⁰ é capaz de induzir um rápido e nítido aumento da FC e também da PAS⁴¹, e que essa resposta pode ser completamente abolida pelo bloqueio farmacológico seletivo com atropina⁴², caracterizando o mecanismo de inativação vagal como o responsável pela resposta. Do ponto de vista fisiológico, com uma contração muscular isométrica de 30% da força máxima não ocorre uma inativação vagal importante e, assim, a FC praticamente não se altera. Como também não deve haver um aumento do retorno venoso, já que há uma compressão mecânica dos vasos venosos pela contração muscular a 30% da intensidade máxima no antebraço que está realizando a preensão manual, o débito cardíaco deve se manter muito próximo ao de repouso³². Desse modo, a mínima variação dos níveis de PAS e PAD deve refletir primariamente o pequeno aumento da resistência vascular periférica causado pela oclusão dos vasos arteriais na região dos músculos em contração, sem uma variação expressiva do débito cardíaco. Aparentemente, a pequena relevância dos resultados pode ser constatada em subgrupos de pacientes, como foi objetivamente testado e confirmado na comparação feita entre aqueles com e sem uso de regular de betabloqueadores,

Em adendo, é oportuno comentar que os valores de PAS, PAD e FC obtidos após apenas 1minuto de recuperação já eram bastante similares aos de repouso, notadamente para a FC, que apresentou resultados exatamente idênticos. Esses dados estão literalmente em consonância com os achados de McGowan e cols.¹⁷ e são algo menos exuberantes do que os encontrados por Helfant e cols.¹¹, o que muito provavelmente ocorreu pelo fato de estes últimos terem obtido os dados durante cateterismo cardíaco, na posição supina e utilizando uma preensão manual por 3 minutos de duração.

Conclusões

Este estudo corrobora a impressão clínica de que o PTIM, tal como realizado no presente estudo, é um procedimento bem tolerado e sem provocar sinais ou sintomas adversos, que evoca respostas hemodinâmicas transientes e modestas em pacientes que frequentam programas de exercício supervisionado e/ou reabilitação cardíaca e que se apresentam com níveis tensionais de repouso devidamente controlados. Espera-se que o presente estudo contribua para uma maior utilização do PTIM na conduta terapêutica de pacientes portadores de enfermidades cardiovasculares em nosso meio. Futuras diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia (SBC) sobre a temática de exercício físico poderão contemplar essa forma de treinamento potencialmente útil para reduzir os níveis pressóricos e para produzir modificações vasculares e autonômicas favoráveis, tal como já bastante documentado na atual literatura médica^{19,21,22,24,43}.

Agradecimentos

Este estudo foi parcialmente financiado pelo CNPq e pela Faperj, por concessão de bolsas de produtividade em pesquisa e de mestrado e doutorado. Os autores agradecem à Suntech Inc. o fornecimento subsidiado do tensiômetro oscilométrico digital.

Artigo recebido em 04/03/11; revisado recebido em 15/04/11; aceito em 13/06/11.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  21 Out 2011
• Data do Fascículo
  Nov 2011

Histórico

• Revisado
  15 Abr 2011
• Recebido
  04 Mar 2011
• Aceito
  13 Jun 2011