INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS – RIO CLARO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO HUMANO E TECNOLOGIAS (Área de Concentração: Tecnologia das Dinâmicas Corporais) EFEITOS DO EXERCÍCIO AQUÁTICO SOBRE OS FATORES DE RISCO CARDIOVASCULARES E MODULAÇÃO AUTONÔMICA CARDÍACA DE MULHERES NA PÓS-MENOPAUSA COM DIABETES MELLITUS TIPO 2 EDUARDO FEDERIGHI BAISI CHAGAS Tese apresentada ao Instituto de Biociências do Câmpus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Desenvolvimento Humano e Tecnologias. Outubro- 2017 INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS – RIO CLARO EDUARDO FEDERIGHI BAISI CHAGAS EFEITOS DO EXERCÍCIO AQUÁTICO SOBRE OS FATORES DE RISCO CARDIOVASCULARES E MODULAÇÃO AUTONÔMICA CARDÍACA DE MULHERES NA PÓS-MENOPAUSA COM DIABETES MELLITUS TIPO 2 Tese apresentada ao Instituto de Biociências do Câmpus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Desenvolvimento Humano e Tecnologias. Orientador: Prof° Dr. Robison José Quitério Rio Claro 2017 Instituto de Biociências – Campus Rio Claro -SP Seção de Pós-Graduação Avenida 24-A, n0 1515, Bairro Bela Vista, CEP 13506-900 Tel 18 229-5352 fax 18 223-4519 spgib@rc.unesp.br FOLHA DE APROVAÇÃO DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a minha amada esposa Mariana e a meus queridos filhos Henrique, Felipe e Analu, que em todos os momentos colaboraram para esta etapa de nossas vidas sempre com muito carinho e amor. AGRADECIMENTOS Agradeço minha família e principalmente minha esposa Mariana pelo companheirismo, amor e disposição em estar ao meu lado durante este difícil caminho. Agradeço aos companheiros de pesquisa, Cristiano, Pedro e Angélica que estiveram sempre disponíveis e comprometidos com o desenvolvimento deste projeto. Agradeço a oportunidade dada pelo professor, amigo e orientador Robison José Quitério, que soube conduzir estão relação de forma madura e equilibrada, além de sua valiosa colaboração acadêmica no desenvolvimento deste trabalho. Agradeço também a Universidade de Marília e a minha Coordenadora Regina, que sempre atendeu minhas solicitações e incentivou a realização deste projeto. Por fim, agradeço todos aqueles que de alguma forma contribuíram para este projeto. EPÍGRAFE “A mente que se abre para uma nova idéia, jamais voltará a ser do mesmo tamanho.” (Albert Einstein) SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 13 2. OBJETIVOS...................................................................................................................... 14 3. REVISÃO DE LITERATURA........................................................................................... 15 3.1. Etiologia do diabete mellitus tipo 2 (DM2)................................................................... 15 3.1.1 Defeito primário na secreção de células β..................................................................... 16 3.1.2 Resistência do tecido periférico à insulina..................................................................... 18 3.2. Complicações do DM2.................................................................................................. 20 3.3. Sistema Nervoso Autônomo (SNA).............................................................................. 23 3.3.1 Fisiologia do controle autonômico do sistema cardiocirculatório................................. 24 3.3.2 Disfunção autonômica no DM2..................................................................................... 26 3.3.3 Efeito dos medicamentos sobre o SNA.......................................................................... 28 3.3.4 Métodos de análise do SNA........................................................................................... 30 3.4 Exercício Físico................................................................................................................ 32 3.4.1 Epidemiologia e tratamento do DM2............................................................................. 32 4.4.2 Exercício físico, glicemia e doenças associadas ao DM2.............................................. 34 3.4.3 Efeitos do exercício físico sobre o SNA........................................................................ 37 3.4.4 Considerações sobre o exercício aquático..................................................................... 39 4. ARTIGO.............................................................................................................................. 43 4.1. Artigo 1.......................................................................................................................... 42 4.2. Artigo 2.......................................................................................................................... 56 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS............................................................................................. 72 6. REFERÊNCIAS.................................................................................................................. 73 LISTA DE ABRAVIATURAS ACSM ADA AGEs β CC CT DAC DAG DFA DM DM2 DNA DP ECA ECG FC GC GE GL GLP-1 GLUT-4 HbA1c HDL HF HR IC IGF IGT IMC iRR IRS-1 Kcal LDL LEPR LF LF/HF NAC MMI MMS NADPH NPY PA PAD PAS PKC PI3K pNN50 Power American College of Sports Medicine American Diabetes Association Produtos finais da glicação avançada Beta Circunferência da cintura Colesterol total Doença arterial coronariana Diacilglicerol Flutuações depuradas de tendências Diabetes mellitus Diabetes mellitus tipo 2 Ácido desoxirribonucléico Desvio-padrão Enzima conversora de angiotensina Eletrocardiograma Frequência cardíaca Grupo controle Grupo exercício Glicose plasmática de jejum Peptídeo semelhante à glucagon-1 Transportador de glicose tipo 4 Hemoglobina glicada Lipoproteína de alta densidade Alta frequência (High frequency) Heart rate Intervalo de confiança Glicemia de jejum alterada Tolerância à glicose alterada (diminuída) Índice de massa corporal Intervalo RR Substrato-1 do receptor de insulina Quilocalorias Lipoproteína de baixa densidade Receptor de leptina Baixa frequência (Low frequency) Razão LF/HF Neuropatia autonômica cardíaca Movimentos de membros inferiores Movimentos de membros superiores Fosfato de dinucleótido de nicotinamida e adenina Neuropéptideo Y Pressão arterial Pressão arterial diastólica Pressão arterial sistólica Proteína quinase C Fosfatidilinositol 3-quinase % dos iRR adjacentes com diferença de duração maior que 50ms. Potência espectral total R2 RMSSD SBD SD1 SD1/SD2 SD2 SDANN SDNN SDNNi SNA SNC SNP SNS StdHR TC6min TG TGPJ TINN TOTG VFC VLF VO2pico Coeficiente de determinação Raiz quadrada da média do quadrado das diferenças de iRR normais adjacentes Sociedade Brasileira de Diabetes Dispersão dos pontos perpendiculares à linha de identidade Razão SD1/SD2 Dispersão dos pontos ao longo da linha de identidade Desvio padrão das médias dos intervalos RR normais, a cada 5 minutos Desvio padrão dos intervalos RR Média do desvio padrão dos intervalos RR normais a cada 5 minutos Sistema nervoso autônomo Sistema nervoso central Sistema nervoso parassimpático Sistema nervoso simpático Desvio padrão dos valores instantâneos da frequência cardíaca Teste de caminhada de 6 minutos Triglicerídeos Teste de glicemia plasmática de jejum Largura base do histograma do intervalo RR Teste oral de tolerância à glicose Variabilidade da Frequência Cardíaca Muito baixa frequência (Very low Frequency) Consumo pico de oxigênio RESUMO O exercício físico tem papel relevante na terapêutica do diabetes mellitus tipo 2 (DM2), porém em pacientes mais velhos e com comorbidades a prática de atividade física em terra pode representar uma limitação para a adoção de um estilo de vida ativo. Embora haja evidência de que o exercício aquático possa contribuir positivamente sobre a condição de saúde dessa população poucos estudos analisaram o efeito desta modalidade de exercício sobre o sistema nervoso autônomo cardíaco, principalmente em mulheres com DM2 na pós- menopausa. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar o efeito de um programa de exercício aquático sobre os fatores de risco para doenças cardiovasculares e modulação autonômica cardíaca de mulheres com DM2 na pós-menopausa. A amostra foi constituída de 25 mulheres com idade entre 51 a 83 anos, com diagnóstico de DM2 há mais de três anos, divididas em grupo exercício (n=13) e grupo controle (n=12). O grupo exercício foi submetido a duas sessões semanais de exercício aquático de 50 minutos cada, durante 12 semanas. Foi observada no grupo exercício diminuição da glicemia de jejum, colesterol total, triglicerídeos, circunferência de cintura, índice de massa corporal e percentual de gordura. Valores reduzidos dos índices lineares da variabilidade da frequência cardíaca na linha de base sugerem a presença de disfunção autonômica em parte da amostra estuda. Foi observada interação significativa entre grupo e tempo de intervenção para os valores de TINN (ms), apontado discreto aumento no grupo com exercício aquático, mas principalmente uma redução no grupo controle. A análise da regressão também apontou efeito do exercício aquático sobre redução da razão LF/HF. Embora tenha sido observada importante redução dos fatores de risco cardiovascular, principalmente sobre a glicemia de jejum, efeitos de mesma amplitude não foram observados sobre a modulação autonômica cardíaca. Apesar disto, mesmo com volumes de exercício e tempo de intervenção reduzido já é possível observar o efeito protetor do exercício físico na progressão da disfunção autonômica e na melhora do controle metabólico. Palavras-chave: Diabetes, Mulheres, Menopausa, Variabilidade da Frequência Cardíaca. ABSTRACT Physical exercise plays an important role in the treatment of type 2 diabetes mellitus (DM2), but in older patients and with comorbidities, the practice of physical activity on land may represent a limitation for the adoption of an active lifestyle. Although there is evidence that aquatic exercise can contribute positively to the health condition of this population, few studies have analyzed the effect of this exercise modality on the autonomic cardiac nervous system, especially in women with postmenopausal DM2. Thus, the objective of this study was to investigate the effect of an aquatic exercise program on risk factors for cardiovascular diseases and cardiac autonomic modulation of postmenopausal women with T2DM. The sample consisted of 25 women aged 51 to 83 years, with a diagnosis of DM2 for more than three years, divided into exercise group (n = 13) and control group (n = 12). The exercise group was submitted to two weekly sessions of aquatic exercise of 50 minutes each, during 12 weeks. It was observed in the exercise group decreased fasting glucose, total cholesterol, triglycerides, waist circumference, body mass index and percentage of fat. Reduced values of linear indexes of heart rate variability at the baseline suggest the presence of autonomic dysfunction in part of the study sample. Significant interaction between group and intervention time was observed for the TINN values (ms), indicated a slight increase in the group with aquatic exercise, but mainly a reduction in the control group. Regression analysis also indicated effect of aquatic exercise on LF / HF ratio reduction. Although a significant reduction in cardiovascular risk factors was observed, especially on fasting glycemia, effects of the same amplitude were not observed on cardiac autonomic modulation. Despite this, even with exercise volumes and reduced intervention time, it is possible to observe the protective effect of physical exercise on the progression of autonomic dysfunction and on the improvement of metabolic control. Keywords: Diabetes, Women, Menopause, Variability of Heart Rate. 13 1. INTRODUÇÃO O aumento da prevalência de diabetes mellitus tipo 2 (DM2) está fortemente associado ao envelhecimento da população, com maior prevalência entre as mulheres após os 45 anos (SCHMIDT et al, 2009) o qual está relacionado, entre outros fatores, com a menopausa, que produz modificações drásticas na composição corporal, perfil metabólico e síntese hormonal (KARVONEN-GUTIERREZ; PARK & KIM, 2016). O período pós-menopausa é caracterizado pelo aumento na produção do hormônio folículo-estimulante (FSH) e redução do estradiol que levam a cessação da menstruação e da vida reprodutiva da mulher (HARLOW et al, 2012). As alterações associadas à condição pós-menopausa, como da hiperglicemia característica no paciente com DM2, afetam a regulação do sistema nervoso autônomo, reduzindo assim a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) (EARNEST et al, 2008; HAUTAMAK et al 2013). Sabe-se que o estado hiperglicêmico representa o principal mecanismo que leva as complicações micro e macro-vasculares. As primeiras acometem os pequenos vasos sanguíneos que levam a retinopatia diabética, neuropatia e nefropatia (TRACEY et al, 2016). Já as complicações macrovasculares são causadas por danos aos vasos sanguíneos maiores (BLAIR, 2016), concorrendo como fatores de risco para as doenças vasculares, como acidentes vasculares cerebrais, infarto do miocárdio e insuficiência cardíaca, que também estão relacionadas à hipertensão e dislipidemia (ZOUNGAS et al 2014). A neuropatia autonômica cardíaca (NAC) representa uma complicação de alto impacto na saúde do paciente com DM2, pois, contribui para o aumento da incidência de doenças cardiovasculares e morte súbita (ROY & GHATAK, 2013; DIMITROPOULOS, TAHRANI & STEVENS, 2014). Entretanto o desequilíbrio autonômico cardíaco característico da NAC por ser observado, mesmo em seus estágios sub-clínicos e assintomáticos, por meio da análise da VFC (FLEISCHER, 2012), que atualmente é apontada como uma importante ferramenta clínica para a análise da homeostasia do controle neural do coração (SUBBALAKSHMI, ADHIKARI & JEGANATHAN, 2014). Por se tratar de uma doença crônico-degenerativa, associada a outras comorbidades (NITA et al, 2012) várias estratégias têm sido propostas para seu tratamento, dentre as quais está incluído o exercício físico, que tem recebido especial atenção pela comunidade científica (STUCKEY & PETRELLA 2013), pois, além de afetar positivamente a doença de base, atua 14 em uma variedade de comorbidades e na melhora do controle neurocardíaco (ROUTLEDGE et al, 2010). Porém, do ponto de vista funcional, o paciente com DM2 apresenta redução da capacidade aeróbia, força muscular e flexibilidade (SBD, 2014) limitando sua capacidade de realizar atividades físicas, que, por sua vez, contribui para o sedentarismo e maior risco de limitações funcionais e comorbidades (BIANCHI & VOLPATO 2016). Nesse contexto, o exercício aquático, tem se mostrado como uma modalidade alternativa, pois além de apresentar menor risco de lesões do aparelho locomotor, (CUGUSI et al, 2015), é capaz de melhorar o condicionamento aeróbio, força, resistência muscular e flexibilidade (REIS FILHO et al, 2012; SANTOS, COSTA & KRUEL, 2014; GUIMARAES et al, 2014), como também as funções renal e cardiocirculatória (GUIMARAES et al, 2014). Embora haja evidências de que o exercício aeróbio e do treinamento resistido contribuam positivamente para a saúde do paciente com DM2 (COLBERG et al 2016; ADA, 2017), pouco se sabe a respeito do efeito do exercício aquático sobre o perfil bioquímico, capacidade funcional e principalmente sobre a modulação autonômica cardíaca de mulheres com DM2 na pós-menopausa (COLADO et al, 2009; CUGUSI et al, 2015; ZAMUNÉR et al, 2015). Portanto ensaios clínicos controlados randomizados no meio aquático são necessários para compor um corpo de evidências científicas que subsidiem essa prática (SANTOS, COSTA & KRUEL, 2014; REES, JOHNSON & BOULÉ 2017). 2. OBJETIVOS O objetivo do estudo consiste em analisar o efeito de um programa de exercício aquático sobre os fatores de risco cardiovascular e modulação autonômica cardíaca de mulheres pós-menopausa com diabetes mellitus tipo 2. Para isto, foram elaborados dois artigos, com seus respectivos objetivos: Artigo 1: analisar o efeito de um programa de exercício aquático sobre os fatores de risco cardiovascular de mulheres pós-menopausa com diabetes mellitus tipo 2. Artigo 2: analisar o efeito de um programa de exercício aquático sobre a modulação autonômica cardíaca de mulheres pós-menopausa com diabetes mellitus tipo 2. 15 3. REVISÃO DE LITERATURA O diabetes mellitus (DM) é uma doença endócrina caracterizada por um grupo de desordens metabólicas, incluindo elevada glicemia de jejum (hiperglicemia) e elevação das concentrações de glicose sanguínea pós-prandial, devido a uma menor sensibilidade insulínica em seu tecido alvo e/ou por reduzida secreção de insulina (ARSA et al, 2009). Deste modo, o diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é caracterizado pela deficiência de insulina relativa e resistência à insulina periférica, representando 90-95% de todos os casos desse tipo de doença (ADA, 2017). 3.1 ETIOLOGIA DO DIABETE MELLITUS TIPO 2 (DM2) Do ponto de vista etiológico o diabetes mellitus (DM) não é uma única doença, mas um grupo heterogêneo de distúrbios metabólicos que apresenta em comum a hiperglicemia, resultante de defeitos na ação da insulina, na secreção de insulina ou em ambas. O diabetes pode ser classificado em quatro classes clínicas: DM tipo 1 (DM1) autoimune ou idiopática; DM tipo 2 (DM2), outros tipos específicos de DM (MODY); e DM gestacional (ADA, 2017). Há ainda duas categorias, referidas como pré-diabetes, que são a glicemia de jejum alterada (IGF) e a tolerância à glicose diminuída (IGT). Assim o pré-diabetes inclui indivíduos com alta concentração de glicose plasmática em jejum e resposta normal a uma carga de glicose (IGF), ou indivíduos com resposta anormal de glicose pós-prandial com concentração normal da glicose de jejum (IGT), ou ainda a combinação de ambas (ABDUL-GHANI, TRIPATHY & DEFRONZO, 2006). Essas categorias não são entidades clínicas, mas fatores de risco para o desenvolvimento de DM e doenças cardiovasculares. O DM2 é a forma mais prevalente e pode ocorrer em qualquer idade, mas é geralmente diagnosticado após os 40 anos (ADA, 2015). Os valores de referência para classificação e diagnósticos para os testes glicêmicos estão apresentados no quadro 1. 16 Quadro 1: Valores de referência para classificação e diagnóstico do diabetes mellitus tipo 2. Categoria Glicemia de Jejum 2 horas após 75g de glicose (TOTG) Casual + Sintomas clássicos Hemoglobina glicada (HbA1c) Glicemia normal < 100 mg/dL (< 5,6 mmol/L) < 140 mg/dL (< 7,8 mmol/L) < 5,7% (< 39 mmol/L) Tolerância à glicose diminuída (pré-diabetes) 100 a 125 mg/dL (5,6 a 6,9 mmol/L) 140 a 199 mg/dL (7,8 a 11 mmol/L) 5,7 a 6,4% (39 a 47 mmol/L) Diabetes ≥126 mg/dL (7 mmol/L) ≥200 mg/dL (11,1 mmol/L) ≥200 mg/dL (11,1 mmol/L) ≥6,5% (48 mmol/L) *Adaptado de SBD (2016) e ADA (2017). 3.1.1 Defeito primário das células beta: A perda progressiva de secreção de insulina pode estar relacionada a fatores genéticos e ambientais resultando na perda progressiva de massa e ou função de células β que se manifesta clinicamente pela hiperglicemia (ACSM, 2010). O defeito na secreção de insulina é encontrado em pacientes com DM2 em todas as populações étnicas, e naqueles indivíduos normais tolerantes à glicose no tercil superior da tolerância à glicose (glicemia plasmática de 2h, 120-140 mg/dL) já é possível observar a perda de até 50% da função da células β (DeFRONZO, 2004). Os mecanismos subjacentes ao declínio progressivo na função das células β não são totalmente compreendidos, mas pode estar relacionado a uma predisposição genética e intensificados pela exposição ambiental, como o aumento da ingestão calórica e o desenvolvimento da obesidade (O'RAHILLY et al, 1986; CNOP et al 2007; DeFRONZO et al, 2010). Foi proposto que o déficit em células β pode ser devido à desgranulação de células β e a transdiferenciação a outros tipos de células endócrinas. Mas embora, no DM2, existam células endócrinas com identidade celular alterada, este processo não explica o déficit em células β, mas pode refletir, em parte, a tentativa de regeneração destas células. Deste modo, não é possível saber se o déficit em células β precede o início da doença e contribui para o aumento do risco de diabetes ou é apenas uma consequência da perda destas células (BUTLER et al 2016). Por outro lado, nas últimas décadas, foi possível a identificação de numerosas variantes genéticas associadas ao déficit em células β e da resistência à insulina no DM2, mas ainda uma grande proporção da hereditariedade permanece não explicada, pois, o DM2 é uma doença poligênica com múltiplos genes localizados em diferentes cromossomos que 17 contribuem para a sua susceptibilidade (SBD, 2016). Além disto, a análise dos fatores genéticos é complicada pelo fato de que vários fatores ambientais interagem com os genes para produzir a desordem, e apenas uma minoria de casos de DM2 são causados por defeitos genéticos únicos (KOTA et al 2006). Apesar disto, a variação da resposta da insulina em diferentes populações étnicas reflete pelo menos em parte as diferenças genéticas na etiologia do DM2 (ABDUL-GHANI, TRIPATHY & DEFRONZO, 2006). Atualmente há evidências de que a mutação do receptor de leptina (LEPR) localizado no 6º éxon desta proteína pode aumentar a susceptibilidade ao DM2, pois, a leptina é um hormônio peptídico secretado pelo tecido adiposo que ajuda a regular a secreção de insulina. A inibição da expressão do produto do gene do neuropéptideo Y (NPY), tem reflexo na redução da secreção de insulina e isto ocorre porque a leptina também se liga ao receptor de leptina (LEPR) localizado em células β pancreáticas para regular a secreção de insulina (LI et al 2017). O polimorfismo do gene da Enzima conversora de angiotensina (ECA) também reflete a contribuição genética da etiologia do DM2, pois, está presente em 48% dos pacientes com DM2. A ECA atua na inibição da ação de peptídeos vasoativos como a bradicinina (BK) reduzindo assim a ação da insulina, e contribuindo para a elevação da glicação e do estresse oxidativo (ARSA et al, 2009). Embora os fatores genéticos tenham sua relevância no DM2, a patogênese da doença é complexa devido à interação dinâmica entre fatores genéticos e ambientais que tem implicações importantes no comprometimento progressivo da secreção de insulina (LI et al 2017). Entre os fatores adquiridos que podem levar a insuficiência da secreção de insulina destacam-se a glucotoxicidade e a lipotoxicidade, que tem relação com outros fatores de risco como a obesidade (DeFRONZO, 2004). Deste modo, a duração do DM2, a obesidade, fatores genéticos e a presença de microangiopatia também podem estar associados à disfunção das células β em pacientes com diabetes. Fatores ambientais que causam resistência à insulina e a glucotoxicidade podem, portanto, estar envolvidos na insuficiência progressiva de células β (NAKAYAMA et al 2015), e um pequeno declínio na função destas células podem causar uma deterioração significativa na tolerância à glicose, levando a tolerância à glicose diminuída (IGT) (GROOP, FORSBLOM &THOMAS, 2005). Em relação ao comprometimento na secreção de insulina ser um defeito primário ou adquirido, observações sugerem que o comprometimento da secreção de insulina é primário e precede o comprometimento da intolerância à glicose. Por outro lado, um pequeno aumento persistente da concentração plasmática de glicose mostrou ter um efeito deletério sobre a 18 função das células β e pode estar relacionado à resistência à insulina (ABDUL-GHANI, TRIPATHY & DEFRONZO, 2006). 3.1.2 Resistência do tecido periférico a insulina: Os mecanismos envolvidos na redução da função insulínica provocam a hiperinsulinemia que inibe tanto a secreção, como a ação da insulina, produzindo uma hiperglicemia crônica, que de mesmo modo é capaz de inibir tanto a secreção de insulina induzida por glicose, quanto à sensibilidade celular a insulina, que por sua vez deteriora da função da célula β (DeFRONZO, 2004). A relação entre resistência à insulina e disfunção das células β no desenvolvimento do DM2 deve levar em consideração que, como em todos os sistemas endócrinos, a liberação de insulina é regulada por um circuito de feedback. Deste modo, embora a perda progressiva da função das células β possa ser considerada um defeito primário, a resistência à insulina está envolvida de forma integrada na patogênese do DM2 (CNOP et al 2007). A resistência a insulina pode estar presente em uma das principais ações metabólicas desse hormônio, como na estimulação da absorção de glicose na célula muscular esquelética e tecido adiposo, na promoção da síntese de glicogênio no músculo esquelético, na supressão da produção de glicose hepática e na inibição da lipólise em adipócitos (DeFRONZO et al, 2010). A resistência parcial à insulina nas células do fígado provoca supressão prejudicada da gluconeogênese enquanto a lipogênese continua a ser ativada pela hiperinsulinemia. No DM2, isso pode ser responsável pela combinação mortal de hiperglicemia e hipertrigliceridemia (HØJLUND, 2014). O defeito de pós-ligação na ação da insulina no músculo esquelético é apontado como o principal responsável pela resistência à insulina no DM2 e está relacionada à redução da atividade de tirosina quinase do receptor de insulina, a anormalidades de transdução de sinal de insulina, à diminuição do transporte de glicose, à diminuição da fosforilação da glicose e atividade prejudicada de síntese de glicogênio (DeFRONZO, 2004). Deste modo, a resistência à insulina está presente precocemente na fase pré-clínica do DM2, e esta fortemente associada à obesidade, dislipidemia com triglicerídeos elevados, baixo colesterol HDL, hipertensão arterial (ACSM, 2010) e disfunções macro e microvasculares (GROOP, FORSBLOM &THOMAS, 2005). Do ponto de vista quantitativo, a síntese de glicogênio prejudicada representa importante via responsável pela resistência à insulina no DM2 e está presente precocemente 19 no pré-diabete. O comprometimento da ativação da síntese do glicogênio está ligado ao defeito na capacidade da insulina para fosforilar IRS-1, causando uma associação reduzida da subunidade p85 da PI3-K com IRS-1 e diminuição da ativação da enzima PI3K (DeFRONZO, 2004). Por sua vez, a resistência à insulina, com inibição do IRS-1, leva a uma hiperinsulinemia compensatória e ao desenvolvimento de disfunção endotelial, devido à diminuição do estímulo para a produção do óxido nítrico. Esta condição eleva a atividade contrátil da angiotensina-II, produzindo vasoconstrição e redução da contratilidade vascular, bem como nefropatia, retinopatia, neuropatia e hipertensão (ARSA et al, 2009). A importância do fator genético no desenvolvimento da resistência à insulina e ao DM2 pode ser observada em estudos que comparam pessoas com DM2 com seus parentes sem DM2. Estes resultados sugerem que a resistência da insulina muscular no DM2 é pelo menos em parte, hereditária e precede o desenvolvimento do diabetes (ABDUL-GHANI, TRIPATHY & DEFRONZO, 2006). Assim a resistência à insulina pode ser causada por mutações no gene do receptor de insulina (INSR), que resultam em alterações intracelulares, nos pós-receptores de insulina (IRS e PI3-K) reduzindo a translocação dos transportadores de glicose para a superfície da membrana (HØJLUND, 2014). Estas alterações têm relação com o excesso de ácidos graxos livres circulantes, inflamação e estresse oxidativo do retículo endoplasmático, aumentando a ativação de algumas enzimas que resultam em inativação do IRS-1 (ARSA et al, 2009). Embora a menor parte dos alelos de risco identificados por estudos genéticos esteja relacionada à resistência à insulina, a principal atuação destes reside sobre o substrato do receptor de insulina-1 (IRS-1). Porém, mesmo em combinação, estes alelos de risco não explicam mais do que 5-10% da variância geral dos traços genéticos, o que correspondem a somente 10 a 20% da hereditariedade global no DM2. Além disto, a predisposição para desenvolver DM2 é dependente de uma interação complexa entre a genética, epigenética e fatores ambientais (HØJLUND, 2014). O maior fator de risco para o DM2 é a obesidade, que causa elevação sustentada nos níveis plasmáticos de ácidos graxos livres, que reduzem a captação de glicose. Esse estado de hiperglicemia crônica (glucotoxicidade) prejudica ainda mais a sensibilidade à insulina, produzindo a hiperinsulinemia compensatória, que está associada à resistência à insulina e à intolerância à glicose (VERMA & HUSSAIN, 2016). Outro fator de risco para o DM2 é a sarcopenia associada ao envelhecimento, pois, a redução da massa muscular e da capacidade oxidativa da célula muscular reduz de forma significativa a absorção de glicose aumentando o risco de resistência à insulina. Além disto, o 20 aumento da produção de espécies reativas de oxigênio nesta condição contribui para ocorrência de mutações do DNA mitocondrial oxidativo e processos pró-inflamatórios (SCOTT, COURTEN & EBELING, 2016). O estresse oxidativo e o estado pró-inflamatório intensificam o processo de deterioração dos mecanismos de controle glicêmico (DeFRONZO, 2004). Ainda relacionado ao processo de envelhecimento, a menopausa produz mudança nas características fisiológicas, incluindo hormônios esteróides sexuais endógenos, composição corporal e distribuição de gordura corporal, como também dos perfis lipídicos e cardiometabólicos, que contribuem de forma significativa para uma maior incidência do DM2 na mulher pós-menopausa (KARVONEN-GUTIERREZ, PARK & KIM, 2016). 3.2 COMPLICAÇÕES DO DM2 O fato da hiperglicemia se desenvolver gradualmente antes dos sintomas clínicos, eleva o risco do desenvolvimento de complicações macro e microvasculares, pois, a presença de resistência a insulina e intolerância à glicose no pré-diabetes já demanda cuidados importantes, tanto para evitar a progressão para o diagnóstico de DM2, como do aumento do risco cardiovascular relacionado ao estado hiperglicêmico (ADA, 2011). Deste modo, um fator importante a se considerar é que em muitos casos ao se diagnosticar o DM2 o tempo de exposição ao estado hiperglicêmico ou de hiperinsulinemia é desconhecido (MIELCZARSKI, COSTA & OLINTO, 2012), contribuindo para a ocorrência de comorbidades (HUANG, 2016). A hiperglicemia crônica está associada ao dano, disfunção e falência de vários órgãos, especialmente olhos, rins, nervos, coração e vasos sanguíneos (GROSS et al, 2002), e a maior sobrevida de indivíduos com DM2 aumenta as chances de desenvolvimento das complicações crônicas, que estão estreitamente associadas ao tempo de exposição à hiperglicemia (TARVAINEN et al, 2014b). A hiperglicemia prolongada é fator de risco independente para a doença arterial coronariana (DAC), acidente vascular cerebral e doença arterial periférica, pois, induz a um grande número de alterações a nível celular do tecido vascular que aceleram o processo aterosclerótico (ARONSON & RAYFIELD, 2002; MARK & DANI 2016). Além disso, pacientes com DM2 geralmente apresentam dislipidemia diabética, que é representada por anormalidades quantitativas e qualitativas de lipoproteínas que contribuem para o desenvolvimento de complicações macro e microvasculares. As principais alterações 21 quantitativas são de triglicerídeos aumentados e diminuição dos níveis de colesterol de lipoproteínas de alta densidade (HDL), e as qualitativas estão relacionados às lipoproteínas de baixa densidade (LDL) (FILIPPATOS et al, 2017). Outra complicação relativamente comum em pacientes com DM2 é a hipertensão arterial sistêmica (HAS) e está fortemente associada à doença microvascular (especialmente renal) (SOLINI et al 2014). Embora fatores de confusão como a dislipidemia e a HAS estejam principalmente implicados no processo crônico de aterosclerose, há evidência de que o diabetes sozinho possa levar a uma grande variedade de mudanças moleculares no coração, que caracterizam outra entidade clínica, a cardiomiopatia diabética (MIZAMTSIDI et al 2016). A sarcopenia também é um importante fator associado ao DM2, pois, leva a redução da forca e função física contribuindo para limitação funcional, mobilidade prejudicada e perda de independência, como também capacidade reduzida de captação de glicose. A resistência à insulina, a hiperglicemia, a infiltração de gordura muscular e as neuropatias são os principais mecanismos biológicos que levam à insuficiência muscular em pessoas com diabetes (BIANCHI & VOLPATO, 2016). O DM2 também é considerado fator de risco independente para osteoartrite (OA), pois, a exposição crônica a hiperglicemia e a resistência a insulina induz ao estresse oxidativo e a produção de citocinas pró-inflamatórias nos tecidos articulares. Isto leva a redução da diferenciação condrogênica de células mesenquimais, musculares e adiposas, que podem diminuir o potencial de regeneração da cartilagem (COURTRIES & SELLAM, 2016). Como a obesidade também é um fator de risco para OA, no paciente com DM2 obeso, a resistência à insulina e o estresse mecânico potencializam os mecanismos que podem danificar a cartilagem, osso e o tecido sinovial prejudicando ainda mais a funcionalidade (DUCLOS, 2016). Outra comorbidade, comum no DM2, é a neuropatia autonômica cardíaca (NAC), que pode ser subclínica por vários anos até o paciente apresentar os sintomas de taquicardia em repouso, intolerância ao exercício, hipotensão postural, disfunção cardíaca e cardiomiopatia diabética (STRANIERI et al, 2013). Na progressão da NAC a desenervação parassimpática é seguida por excesso de compensação simpática, resultando em anormalidades no teste padrão de reflexo autonômico cardíaco. Porém no estágio de desenervação simpática, a disfunção autonômica correlaciona-se clinicamente com hipotensão postural (DIMITROPOULOS, TAHRANI & STEVENS, 2014). 22 Entre os mecanismos que se relacionam com as alterações patológicas observadas no DM2 devido à exposição prolongada à hiperglicemia, três tem recebido grande atenção, sendo eles: a glicosilação não-enzimática de proteínas e lipídios; o estresse oxidativo; e, a ativação da proteína quinase C (PKC) (ARONSON & RAYFIELD 2002). Os produtos finais da glicação avançada (AGEs - Advanced-Glycation End-products) são considerados importantes mediadores patogênicos das complicações no paciente com DM2. Os AGEs são capazes de modificar, irreversivelmente, propriedades químicas e funcionais causando a produção de citocinas inflamatórias e fatores de crescimento, que, por sua vez, contribuem para a patologia vascular do diabetes (BARBOSA, OLIVEIRA & SEARA, 2008; VLASSARA & URIBARRI, 2014). A ação das AGEs induzida por hiperglicemia estão relacionadas à disfunção endotelial (WAJCHENBERG, 2002), a injúria nos tecidos articulares (COURTRIES & SELLAM, 2016), morte de células do miocárdio (MIZAMTSIDI et al, 2016) e lesão neuronal (SINGLETON et al, 2003), o que explica o alto grau de complicações no paciente com DM2. Os neurônios periféricos são suscetíveis aos efeitos metabólicos diretos da hiperglicemia, pois, as AGEs causam lesão neuronal específica ao inibir o transporte axonal, resultando em degeneração proporcional ao comprimento do axônio. A disfunção mitocondrial pode explicar a lesão persistente que ocorre durante os períodos de normoglicemia e contribui para diferenças genéticas na susceptibilidade às complicações hiperglicêmicas. O defeito no transporte de elétrons mitocondriais leva então ao aumento da geração de superóxido contribuindo para a lesão metabólica (SINGLETON et al, 2003). As proteínas plasmáticas e da membrana celular, quando expostas a concentrações elevadas de glicose por períodos prolongados, sofrem glicação não-enzimática podendo se depositar na camada sub-endotelial e induzir disfunção endotelial. No tecido endotelial, as AGEs podem diretamente desativar a produção do óxido nítrico derivado do endotélio (e- NO), como também aumentar a permeabilidade vascular e a sua captação por macrófagos subendoteliais, que resulta em ativação da resposta local inflamatória, elevando o estresse oxidativo (WAJCHENBERG, 2002). Muitas vias metabólicas associadas com a hiperglicemia, tais como a auto-oxidação da glicose, a glicosilação de proteínas e a ativação da via do poliol aumentam a produção de radicais livres. Entretanto os mecanismos de defesa para os radicais livres se apresentam reduzidos no diabetes o que favorece o desenvolvendo do estresse oxidativo. O grau de glicação não enzimática é determinado principalmente pela concentração de glicose e pelo 23 tempo de exposição, sendo acelerado pelo diabetes e pelo estresse oxidativo (MIZAMTSIDI et al, 2016). Deste modo, as consequências metabólicas da hiperglicemia podem ser expressas em células em que o transporte de glicose é independente da insulina. A hiperglicemia intracelular resultante implicada na patogênese de complicações do diabetes através do aumento da formação de diacilglicerol (DAG), que é o principal co-fator celular endógeno para a ativação do sistema proteína quinase C (PKC). A ativação da PKC tem efeitos no tecido vascular da aorta, coração e retina, como também no colágeno e na diminuição da síntese de enzimas proteolíticas que degradam a matriz de proteínas. Isto leva ao espessamento da membrana basal capilar, que representa uma das anormalidades estruturais iniciais observadas em quase todos os tecidos no diabetes (ARONSON & RAYFIELD 2002). O estresse oxidativo e o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (ROS) são fatores importantes no desenvolvimento de complicações e doenças vasculares no paciente com DM2, pois as células musculares lisas endoteliais e vasculares são expostas às alterações oxidativas de lipídios, proteínas e ácidos nucléicos. Deste modo, a função endotelial deteriorada é um dos distúrbios patológicos em pacientes com diabetes, que está relacionado à perda de bioatividade do óxido nítrico (FILIPPATOS et al 2017). Portanto, a hiperglicemia eleva simultaneamente a formação de AGEs e o estresse oxidativo, e as interações facilitadoras mútuas entre a glicação e a química da oxidação podem contribuir sinergicamente para a formação de AGEs, estresse oxidativo e complicações do diabetes, pois, o nível de produtos de glicoxidação tem forte correlação com gravidade do comprometimento da retina, rins e vascular (ARONSON & RAYFIELD 2002). Além disso, a hiperglicemia está associada à morte celular do miocárdio, o que representa comprometimento importante da função cardíaca do diabetes (MIZAMTSIDI et al, 2016). 3.3. SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO A porção do sistema nervoso central (SNC) que controla a maioria das funções viscerais do organismo é chamada de sistema nervoso autônomo (SNA). Este sistema participa do controle da pressão arterial, motilidade e secreção gastrointestinal, esvaziamento da bexiga, sudorese, temperatura corporal e muitas outras atividades. Os sinais autônomos são transmitidos aos diferentes órgãos do corpo através de duas grandes subdivisões chamadas de sistema nervoso simpático (SNS) e sistema nervoso parassimpático (SNP) (GUYTON & 24 HALL, 2006). O sistema nervoso parassimpático e simpático funciona de forma antagônica para fornecer um grau de controle muito fino sobre seus órgãos alvo. Em geral, o SNP predomina durante o repouso, diminuindo a frequência cardíaca, reduzindo a pressão arterial e promovendo a digestão. O SNS é responsável por aumentar as respostas aos estímulos físicos e psicológicos (CARNETHON & CRAFT, 2008). 3.3.1 Fisiologia do controle autonômico do sistema cardiocirculatório O controle do sistema cardiovascular é realizado, em parte, pelo sistema nervoso autônomo (SNA), o qual fornece nervos aferentes e eferentes ao coração, na forma de terminações simpáticas por todo o miocárdio e parassimpáticas para o nódulo sinusal, o miocárdio atrial e o nódulo atrioventricular (LOPES et al, 2013). A influência do SNA sobre o coração é dependente de informações que partem dos barorreceptores, quimiorreceptores, receptores atriais, receptores ventriculares, modificações do sistema respiratório, sistema vasomotor, sistema renina-angiotensina-aldosterona e sistema termorregulador (VANDERLEI et al, 2009). Deste modo, o SNA tem fundamental importância na regulação de vários órgãos e sistemas, principalmente naquelas funções que devem ser controladas continuamente. Em relação ao sistema cardiovascular, o SNA é de grande importância na regulação da pressão arterial (PA) através da interação entre o cronotropismo, o inotropismo e da resistência periférica vascular (ACHARYA et al, 2006). As oscilações periódicas dos batimentos cardíacos, que decorrem dessa complexa interação são denominadas de variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e refletem a importância do sistema nervoso autônomo cardíaco no que diz respeito à capacidade do sistema cardiovascular em responder a diversos estímulos fisiológicos e patológicos no sentido de manter a homeostasia (MARÃES, 2010). A maioria dos estímulos aferentes da periferia relacionados ao sistema cardiovascular e respiratório chega ao SNC no núcleo do trato solitário (NTS) pelo nervo glossofaríngeo e vago. Assim as informações periféricas de aferência dos pressorreceptores, dos quimiorreceptores, dos receptores cardiopulmonares e das vias áreas, permitem os ajustes do tônus vasomotor e da reposta cronotrópica do coração (ACHARYA et al 2006). Além disto, a inervação parassimpática do coração apresenta relação com o ciclo respiratório, com maior atividade durante a fase expiratória e menor atividade durante a fase inspiratória. As regiões do seio carotídeo e do arco aórtico apresentam estruturas sensíveis a mudanças de tensão dos vasos, que modificam a frequência de descarga devido a variações de 25 estiramento e pressão. Deste modo, a sensibilidade barroflexa representa uma importante medida da função autonômica no controle da pressão arterial momento a momento (DRAGHICI & TAYLOR 2016). As aferências dos quimiorreceptores periféricos também apresentam uma importante participação no controle da função autonômica. Os reflexos cardiopulmonares iniciados pela ativação dos seus receptores dentro do tórax nos átrios, ventrículos, veias e parênquima pulmonar produzem informações sobre o volume e pressão nesta região modulando a atividade do sistema nervoso simpático (DALL AGO 1999). Os pressorreceptores arteriais são constituídos de mecanorreceptores por terminações nervosas livres que se situam na adventícia de grandes vasos (aorta e carótida) e que quando estimulados por elevações da pressão arterial (PA), geram os potenciais de ação que são conduzidos ao sistema nervoso central (SNC) (FATISSON, OSWALD & LALONDE 2016). O tônus simpático para o coração e vasos, por outro lado, é reduzido, quando estimulados por aumento da PA. Ocorre, assim, redução da contratilidade cardíaca e bradicardia, como também a queda da resistência vascular periférica que levam à redução da PA. Adicionalmente aos pressorreceptores, os quimiorreceptores localizados estrategicamente no circuito arterial (corpúsculos aórticos e carotídeos), detectam aumentos ou as quedas de pressão parcial de oxigênio (PO2), da pressão parcial de gás carbônico (PCO2) e na concentração de íons hidrogênio (pH), que alteram a frequência dos potenciais das aferências quimiossensíveis no SNC, determinando alterações na PA, na frequência e na amplitude da respiração provocando aumento da ventilação (QUINTANA & HEATHERS 2016). Quanto aos receptores cardiopulmonares, três grupos de receptores são ativados por mudanças na pressão nas câmaras cardíacas: 1) receptor do endocárdio nas junções das veias cava superior e inferior com o átrio direito e nas veias pulmonares com o átrio esquerdo são conectados ao sistema nervoso central por fibras vagais mielinizadas; 2) receptores difusamente distribuídos através de todas as câmaras do coração conectado ao SNC por fibras vaga não-mielinizadas; 3) receptores também difusamente distribuídos por todas as câmaras cardíacas conectados à medula espinhal por fibras mielinizadas e não mielinizadas trafegando com os nervos simpáticos (IRIGOYEN et al 2001). 3.3.2 Disfunção autonômica no DM2 26 No diabetes a neuropatia autonômica produz alterações nos mecanismo de controle cardiovascular que podem ser quantificadas pela VFC e da pressão arterial, que refletem adaptações do sistema cardiovascular frente alterações patológicas, produzindo ações compensatórias para manutenção das variáveis circulatórias (DALL AGO 1999). A hiperglicemia crônica está envolvida nos processos de destruição da bainha de mielina e fibras nervosas, que por sua vez está associada a uma maior disfunção autonômica (FLEISCHER, 2012). Assim, a disfunção autonômica é frequente em pacientes com DM2, e provavelmente uma das complicações mais relevantes, pois, está associada ao aumento da morbidade e mortalidade, e considerada preditiva das complicações mais graves, como nefropatia e retinopatia (BERNARDI & BIANCHI, 2016). Desta forma, a avaliação funcional do SNA é essencial, não só do ponto de vista fisiológico, mas também pela sua relevância clínica. Em humanos, a função autonômica é mais frequentemente estimada de forma não invasiva, medindo a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e ou através de testes autonômicos cardiovasculares (EWING et al, 1985; CARNETHON & CRAFT, 2008). A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) constitui um indicador potente e independente de mortalidade cardiovascular, principalmente no DM2 que apresenta diferentes graus de disautonomia (FLEICHER et al, 2014). Sabe-se que, independente da presença de condições patológicas, tem sido observada diminuição da modulação vagal, como também aumento da atividade simpática e da razão simpato-vagal com o envelhecimento, e que valores elevados de densidade de potência espectral de alta frequência (HF) representam fator de proteção em idosos (UMETANI et al ,1998; et al, 2004; MEERSMAN & STEIN, 2007). O aumento da idade tem relação com a piora da variabilidade da frequência cardíaca em ambos os sexos (LEE et al, 2017), porém com diferenças significativas entre os sexos no balança simpato-vagal (LF/HF), que tendem a reduzir após os 50 anos (ANTELMI et al 2004) afetando mais significativamente as mulheres do que os homens (FATISSON, OSWALD & LALONDE, 2016). Evidências indicam que durante a menopausa a função e a regulação cardiovascular são afetadas, podendo influenciar a futura mortalidade cardiovascular, que é aumentada na pós-menopausa (HAUTAMAKI et al, 2013). Embora as mulheres apresentem maiores valores de FC e menor variabilidade total, os baixos valores de VLF e LF contribuem para um predomínio vagal na mulher, diferente dos homens que apresentam um balanço simpato-vagal com predomínio simpático. Isto confere um aspecto cardioprotetor para as mulheres até o início da menopausa, quando o efeito 27 cardioprotetor é perdido devido à deficiência de estrogênio (KOENIG & THAYER, 2016). As alterações no metabolismo do estrogênio é um importante fator relacionado ao aumento do risco cardiovascular em mulheres e está ligado diretamente às alterações do sistema nervoso autônomo (JONES et al,2016). Como a VFC é reduzida em mulheres pós-menopausa, quando comparadas com mulheres pré-menopausa, a avaliação do SNA neste grupo é importante porque as doenças cardiovasculares geralmente ocorrem mais tarde em mulheres do que em homens (EARNEST et al, 2008). Assim o uso dos índices derivados da análise da VFC tem sido utilizado como biomarcadores de estado de saúde, de doença e dos efeitos das intervenções terapêuticas em diversas patologias (FLEISCHER, 2012; NARAYANASWAMY et al 2013; STRANIERI et al, 2013; TARVAINEN et al, 2014b). O desequilíbrio neural autonômico é uma complicação grave de pacientes com diabetes em longo prazo e podem evoluir para neuropatia autonômica cardíaca (NAC) (DIMITROPOULOS, TAHRANI & STEVENS, 2014). Durante a progressão da NAC, as fibras nervosas parassimpáticas que inervam o coração são afetadas antes das fibras nervosas simpáticas que conduzem a uma reduzida VFC, reconhecida como um indicador precoce da NAC (STRANIERI et al, 2013). A NAC indica um perfil de risco cardiovascular desfavorável, e não afeta somente o paciente com DM, mas também muitos outros segmentos da população como, idosos, hipertensos e pessoas com síndrome metabólica (TANG et al, 2014). Além disto, há indícios de que alterações na modulação autonômica da frequência cardíaca possam preceder o diagnóstico do DM2 (PAL et al, 2014), e estes resultados fornecem suporte para o uso da VFC como um biomarcador importante para o DM2 (STUCKEY & PETRELLA, 2013). Porém o uso da VFC como uma ferramenta capaz de discriminar indivíduos com DM ainda é pouco explorado, pois, seu uso tem sido limitado a comparar aqueles com e sem a doença (SILVA et al, 2016). Deste modo, o uso da VFC na prática clínica é discreto, apesar de representar uma importante ferramenta para o diagnóstico, prognóstico do desfecho e a avaliação do efeito do tratamento em várias doenças (TARALOV, TERZIYSKI & KOSTTIANEV, 2016). No DM2 o desequilíbrio neural autonômico está fortemente associado à hiperglicemia crônica que causa alterações bioquímicas nos níveis de lipídios, polióis, produtos da glicação protéica não-enzimática e de alguns fatores de crescimento envolvidas nos processos de destruição da bainha de mielina e das fibras nervosas (FLEISCHER 2012). Nas células endoteliais, o fluxo de glicose pela via dos polióis diminui a disponibilidade de fosfato de 28 dinucleotídeo de nicotinamida e adenina (NADPH), o que limita a atividade da síntese do óxido nítrico, levando à sua depleção. A alteração do fluxo sanguíneo do nervo diminui a capacidade do nervo em tamponar radicais livres, além de esgotar as reservas energéticas disponíveis resultando em necrose celular e ativação de genes envolvidos em danos neuronais (VINIK et al, 2003; SCHMID, 2015). O nervo vago é o nervo autônomo mais longo, e é responsável por aproximadamente 75% de toda atividade parassimpática. Como a neuropatia afeta primariamente as fibras mais longas, as manifestações da neuropatia autonômica no diabetes tendem a estar associada primariamente à desenervação parassimpática com aumento do tônus simpático (POP-BUSUI 2010a). Assim a disfunção autonômica envolve perturbações da interação do controle da pressão arterial (barorreflexos) e do controle da respiração (quimiorreflexos), pois, os quimioreflexos induzem a resposta ventilatória por ativação simpática, modulando o barorreflexo arterial, através de interações diretas nos centros de integração e através de mudanças respiratórias induzidas no retorno venoso, volume sistólico e pressão arterial, que modulam a frequência cardíaca através do barorreflexo (BERNARDI & BIANCHI, 2016). 3.3.3 Efeito dos medicamentos sobre o SNA Todas as drogas podem influenciar a atividade do SNA, portanto a VFC pode ser utilizada na avaliação do efeito do medicamento sobre o SNA (TARALOV, TERZIYSKI & KOSTTIANEV, 2016). Assim, quando se investiga o efeito de uma terapia medicamentosa ou não, em um grupo que faz uso de algum tipo de droga, é imperativo analisar a influência dos fármacos sobre os resultados, com intuito de eliminar ou minimizar vieses (LABORDE, MOSLEY & TAHYER, 2017). Porém neste trabalho foi apresentada somente uma síntese de informações das drogas mais frequentementes da terapia medicamentosa de mulheres pós- menopausa com DM2 e comorbidades. A HAS é altamente prevalente entre os pacientes com DM2 e os efeitos de drogas anti-hipertensivas sobre a VFC são os mais investigados. O efeito dos beta-bloqueadores são os mais expressivos, e consistem no aumento da modulação parassimpática e redução da modulação simpática, que reflete uma melhora do balanço simpato-vagal observado tanto em adultos saudáveis quanto naqueles com doenças cardiovasculares (ACHARYA et al 2006). Embora tenha sido observado o efeito positivo do beta-bloqueador (atenolol) no aumento da VFC, os bloqueadores de canal de cálcio na apresentaram efeito significativo sobre modificações na VFC (COOK et al, 2001). Em geral, hipertensos que utilizam beta- 29 bloqueadores apresentaram VFC igual ou maior do que em hipertensos não tratados, enquanto que aqueles que utilizam diuréticos ou inibidores da ECA (enzima conversora de angiotensina) apresentam uma VFC mais baixa (SCHROEDER et al, 2003). A terapia de reposição hormonal, utilizada durante a menopausa e pós-menopausa também tem efeito sobre a VFC. Mulheres submetidas à terapia de reposição hormonal apresentaram maior modulação simpática e menor modulação parassimpática quando comparadas com mulheres sem o uso de terapia de reposição hormonal sugerindo uma modulação autonômica cardíaca desfavorável apesar da terapia de reposição hormonal (PERSEGUINI, et al 2014). Em pessoas com transtornos psiquiátricos, tanto a condição patológica, quanto a terapia medicamentados utilizada, podem ter efeitos sobre a VFC. O impacto negativo de medicamentos específicos no SNA sugere maior risco de doença cardiovascular nesses grupos. Entretanto, para as medicações psicotrópicas, apenas o antidepressivo tricíclico e a clozapina demonstraram influência negativa sobre a VFC (ALVARES et al,2016). As estatinas, medicação comumente prescrita em pacientes com dislipidemia, reduzem o colesterol plasmático e melhora a vasodilatação, inflamação e estresse oxidativo endotélio dependente. Em pacientes com hipertensão, doença renal crônica e insuficiência cardíaca, estatinas lipofílicas, como sinvastatina ou atorvastatina, demonstraram reduzir atividade do nervo simpático muscular, porém o efeito da terapia com estatinas na VFC ainda são pouco investigados (MILLAR & FLORAS, 2014). No DM2 a Metformina representa a principal terapia medicamentosa, porém o uso de Lariglutina (inibidor do GLP-1) tem sido discutido devido sua contribuição na redução da hemglobina glicada e redução do peso corporal. Porém quando comparado o efeito destas medicações no paciente DM2 a Lariglutina produziu um efeito negativo sobre VFC. Por outro lado, a Metformina não parece produzir variações significativas sobre a VFC (KUMARATHURAI et al, 2017). Dependendo do tipo de medicação e da população, os resultados podem variar muito. Embora haja estudos que apontem efeito significativo da terapia medicamentosa convencional (beta-bloqueadores, bloqueadores dos canais de cálcio, inibidores da enzima conversora da angiotensina) sobre a VFC, para estabelecer a relação de causa e efeito é necessário populações em larga escala (>660 pacientes) e com diferentes categorias de medicamentos para confirmar estás observações (FATISSON, OSWALD & LALONDE, 2016). 3.3.4 Métodos de análise do SNA 30 A identificação da presença, como também do grau de disfunção autonômica para uma grande variedade de condições clínicas torna-se relevante devido sua forte relação com um prognóstico desfavorável para a ocorrência de eventos cardiovasculares agudos (BOER, MOCELIN & MATSUO, 1998). O controle neural está diretamente relacionado com a frequência cardíaca (FC) e atividade reflexa barorreceptora, e dessa forma, o estudo da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) (VANDERLEI et al, 2009; TARVAINEN et al, 2014 b; DRAGHICI & TAYLOR, 2016), manobra de Valsalva (MVal), Manobra de Arritmia Sinusal Respiratória, Handgrip e Mudança Postural Ativa (MPA) têm sido amplamente usadas para identificar alterações autonômicas cardíacas (EWING & CLARK, 1982; MAY & ARILDSEN, 2011; STRANIERI et al, 2013). No que se refere à VFC, tem sido utilizado métodos lineares (domínio do tempo e da frequência) ou não lineares para sua análise. No domínio do tempo os índices estatísticos utilizados são o SDNN, SDANN e SDNNi, que representam a variabilidades global (simpático e parassimpático) e os índices RMSSD e pNN50, que são representativos da modulação parassimpática. No domínio da frequência a densidade da potência espectral é analisada em bandas de frequência, sendo estas: muito baixa frequência (VLF 0-0,04 Hz), baixa frequência (LF 0,04-0,15 Hz) e alta frequência (HF 0,15-0,4), frequentemente representadas em valores absolutos de potência (ms2), em Hz ou unidades normalizadas (u.n), como também da razão de potência LF / HF e a potência espectral total (Power Spectral Density) (TARVAINEN et al, 2014a). As teorias de sistemas não lineares foram propostas como identificadores para as interações complexas dos inúmeros mecanismos que modulam a variabilidade no coração (DRAGHICI & TAYLOR, 2016). As principais medidas não lineares são: flutuações depuradas de tendências (DFA), taxa de recorrência, medidas de entropias, análise simbólica e plot de Poincaré (FERREIRA et al 2010). Em relação à análise não linear a mais comumente utilizada é o plot de Poincaré. Quando o plot é ajustado pelo método de ajuste por elipses, a análise fornece três índices: o desvio-padrão da variabilidade instantânea do intervalo batimento a batimento (SD1), e a variabilidade de longo prazo dos intervalos R-R contínuos (SD2), como também a razão SD1/SD2 (SASSI et al, 2015). A análise não-linear por meio da análise Simbólica leva em consideração curtos padrões de distribuições na série iRR (GUZZETTI et al, 2005). Esta análise decompõe a série de intervalos RR (iRR) em padrões com duração de 3 batimentos (PORTA et al, 2001). Os padrões com três símbolos são classificados em quatro famílias da seguinte forma: 0V 31 nenhuma variação (todos os símbolos são iguais); 1V uma variação (2 símbolos consecutivos são iguais e o símbolo restante é diferente); 2LV duas variações semelhantes (os 3 símbolos formam uma rampa ascendente ou descendente); 2UV duas variações diferentes (os três símbolos formam um pico ou um vale). A taxa de ocorrência para cada padrão é definida como 0V%, 1V%, 2LV% e 2UV%. Observou-se que 0V% reflete apenas modulação simpática, 1V% reflete modulação simpática e parassimpática, 2LV% reflete modulação simpática e parassimpática com predomínio vagal e 2UV% reflete, exclusivamente, modulação vagal (MOURA-TONELLO et al, 2014). Na publicação de 1996 do Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology (MALIK et al, 1996) é introduzida a possibilidade de valores de referência para os índices de VFC, porém sem considerar fatores importantes como sexo e idade (SAMMITO & BÖCKELMANN, 2016). Em 2016, utilizando uma amostra de adultos saudáveis com idade entre 20 a 60 anos e registros de 24 horas, Sammito & Böckelmann (2016) publicaram uma proposta de classificação dos índices de VFC baseadas na distribuição percentil e dividas por sexo e faixa etárias, porém Bauer et al (2017) publica um artigo criticando aspectos metodológicos utilizados por Sammito & Böckelmann (2016). Em resposta as críticas de Bauer et al (2017), Sammito & Böckelmann (2017) realizaram as correções necessárias e apresentaram os dados que possibilitam categorizar os valores dos índice de VFC obtidos medindo os ECG de 24 horas durante a sua "atividade de vida" comum, que configura a mais usual para medida ambulatorial de variabilidade da frequência cardíaca (SAMMITO & BÖCKELMANN, 2017). A categorização proposta por Sammito & Böckelmann (2017), divide a distribuição dos valores dos índices SDNN (ms), RMSSD (ms), pNN50 (%), SDANN (ms), LF (u.n.), HF (n.u.), LF (ms2), HF (ms2), LF/HF (razão), SD1 (ms) e SD2 (ms), nos seguinte percentil: 50, 250, 500, 750, e, 950. Embora os valores dentro de cada percentil possam ser classificados levando em conta a faixa de valores que representam a normalidade, os autores não realizam está abordagem. Considerando que entre os percentis 250 e 750 estão representados 50% da população, poderíamos dizer que está representa a faixa de normalidade. De mesmo modo, valores entre 50 e 250, e entre 750 e 950, representariam valores abaixo e acima da normalidade respectivamente. Ainda teríamos os valores abaixo do percentil 50, que representariam valores muito baixos, e valores acima do percentil 950 que representariam valores muito elevados. 32 Ainda com o propósito de produzir valores de referência para a avaliação clínica dos índices VFC, Lee et al (2017), propôs valores referência para uma população entre 20 a 84 anos, também divida por sexo e faixa etária, porém para registro de análise de curta duração e incluindo índices não lineares. Lee et al (2017) diferente de Sammito & Böckelmann (2017), não utilizou a distribuição de percentil, e apresenta somente os valores de média, desvio- padrão e intervalo de confiança de 95% da média. Considerando que a população do estudo de Lee et al (2017) é representado por indivíduos saudáveis entende-se que a faixa de valores dentro do intervalo de confiança corresponde à normalidade, e que valores abaixo ou acima deste intervalo representem valores muito baixos ou muito altos respectivamente. 3.4 EXERCÍCIO FÍSICO 3.4.1 Epidemiologia e tratamento do DM2 Em 2011, havia 366 milhões de pessoas com diabetes, e isso deverá aumentar para 552 milhões até 2030. A maioria dessas pessoas vive em países de baixa e média renda, onde também deverá ocorrer o maior aumento ao longo dos próximos anos. No Brasil, em 2011, estimava-se que 9,7 % da população apresentavam diagnóstico de DM2 e para 2030 as estimativas indicam aumento para 12,3% (AGARDH et al 2011; WHITING et al, 2011; BORGES, FERRAZ & CHACRA, 2014). Apesar de todo conhecimento científico disponível, observa-se, portanto, que a prevalência dessa doença vem crescendo, o que tem sido atribuído ao envelhecimento populacional, aumento da prevalência de obesidade e sedentarismo, como também maior sobrevida do paciente com DM2 (LÓPEZ-JARAMILLO et al, 2014). Considerando o impacto que o diabetes tem na sociedade e a necessidade de atualizar constantemente o conhecimento dos profissionais que participam do cuidado deste paciente, o American Diabetes Association (ADA) publica frequentemente o “STANDARDS OF MEDICAL CARE IN DIABETES” que orienta sobre procedimentos diagnósticos e recomendações de conduta clínica para o tratamento do diabetes. No Brasil estas recomendações e orientações são publicadas na Diretriz da Sociedade Brasileira de Diabetes (SBD), sendo o mais recente publicado em 2016 (SBD, 2016). Neste capítulo são apresentadas as principais orientações sobre o tratamento para o diabetes mellitus tipo 2 (DM2). 33 O tratamento do DM2 representa um alto custo para o sistema de saúde devido o caráter progressivo desta enfermidade que leva o paciente ao desenvolvimento de outros fatores de risco (NITA et al, 2012). As hospitalizações atribuíveis ao diabetes representam 9% dos gastos hospitalares do Sistema Único da Saúde brasileiro, e pacientes com diabetes utilizam o sistema de cuidados de saúde com mais frequência e por um período mais longo do que aquelas sem esta condição (SCHMIDT et al, 2009). Além disso, naqueles pacientes com DM2 se observa uma redução da produtividade devido à doença ou suas complicações, o que impacta não apenas no Sistema Único de Saúde, mas também na qualidade de vida dos pacientes (BORGES, FERRAZ & CHACRA, 2014). As medidas de prevenção no cuidado do paciente com diabetes ocorrem mediante prevenção do início da doença (prevenção primária) ou de suas complicações agudas ou crônicas (prevenção secundária). Quanto ao DM2, condição na qual a maioria dos indivíduos também apresenta obesidade, hipertensão arterial e dislipidemia, as intervenções de prevenção primária devem abranger essas múltiplas anormalidades metabólicas, e baseiam-se em intervenções com mudanças comportamentais na dieta e na prática de atividade física. Quanto à prevenção secundária, o foco está no controle metabólico estrito que tem função importante no combate ao surgimento ou à progressão de suas complicações crônicas (SBD, 2016). Deste modo, o objetivo do tratamento no DM2 é alcançar e manter níveis ideais de glicose sanguínea, perfil lipídico e pressão arterial (PA) para prevenir ou atrasar as complicações crônicas do diabetes (ACSM, 2010). A abordagem inicial no tratamento do DM2 refere-se a medidas educacionais que permitem ao paciente compreender as características da doença e a importância das medidas terapêuticas, que incluem educação para autogestão do diabetes, suporte à autogestão do diabetes, terapia nutricional, atividade física, aconselhamento para cessação do tabagismo e cuidados psicossociais (ADA, 2017). Em síntese o tratamento deve considerar os seguintes pontos (DUARTE et al, 2013): i. As opções terapêuticas para atingir os alvos glicêmicos devem ser determinadas de forma individualizada; ii. Mudanças no estilo de vida que incluem modificação do plano alimentar, aumento do padrão de atividade física e uma educação terapêutica da pessoa com diabetes continuam a serem os alicerces de todos os programas de tratamento da diabetes tipo 2. iii. Na ausência de contra-indicações, a metformina constitui o fármaco de 1ª linha. iv. Caso a terapêutica com metformina isolada não seja suficiente para obter o controlo metabólico desejado, a associação com 1 ou 2 agentes orais ou injetáveis é considerada 34 razoável, com o objetivo de proporcionar melhor controlo glicêmico com o menor efeito secundário possível. v. Muitos dos doentes irão necessitar de terapêutica com insulina isoladamente ou em associação com outros agentes para manter o controlo glicêmico adequado. vi. Sempre que possível, as decisões terapêuticas deverão ser tomadas conjuntamente com o paciente, focando as suas preferências, necessidades e valores. vii. A redução abrangente do risco cardiovascular deverá constituir um foco principal da abordagem terapêutica, juntamente com o controle glicêmico. 3.4.2 Exercício físico, glicemia e doenças associadas ao DM2 O alto custo de tratamento do DM2 no Brasil, somado a crescente prevalência da doença, indica a necessidade da ampliação de políticas de prevenção e tratamento (BORGES, FERRAZ & CHACRA, 2014). O caráter progressivo do DM2 salienta a necessidade de ações que minimizem suas complicações e as mudanças em relação ao padrão de atividade física são de grande relevância, pois, o paciente sedentário apresenta gastos com consultas em clínico-geral e com medicação para o tratamento 63% superiores aos ativos fisicamente (CODOGNO, FERNANDES & MONTEIRO, 2012). Deste modo, o exercício físico é compreendido como um dos pilares do tratamento do diabetes, e o impacto do combate ao sedentarismo nesse tratamento são enormes, seja na melhora do controle glicêmico, seja no melhor manejo de comorbidades (SBD, 2015). Muitas pessoas com DM2 podem atingir o controle glicêmico seguindo um plano nutricional adequado e um programa de exercícios físicos, combinado com a adoção de comportamentos de auto-cuidado e uso de medicamentos orais, embora outros possam precisar de insulina (ACSM, 2010). Porém grande parte dos pacientes apresenta níveis insuficientes de atividade física e baixa adesão aos programas de exercício físico (FECHIO & MALERBI, 2004) O principal mecanismo fisiológico que faz do exercício físico uma importante estratégia terapêutica no DM2, está relacionado ao auxílio no controle glicêmico. Durante o exercício, as contrações musculares aumentam a absorção de glicose para complementar a glicogenólise intramuscular, por vias insulino-independente, mesmo quando a absorção mediada por insulina está prejudicada no DM2. Assim, ambos os exercícios, aeróbios e de resistência aumentam a ação de GLUT4 e a absorção de glicose sanguínea, que pode continuar elevada mesmo após a interrupção do exercício (ACSM, 2010). 35 Para a prescrição do exercício físico no tratamento do DM2, recomenda-se que o paciente realize 150 minutos por semana de exercício físico de intensidade moderada distribuídos em sessões de treino de pelo menos 30 minutos, ou 75 minutos por semana de intensidade vigorosa distribuídos em sessões de pelo menos 20 minutos. A rotina de treino deve incluir principalmente exercícios físicos para a resistência aeróbia e força, mas também equilíbrio e flexibilidade (COLBERG et al, 2016; ADA, 2017). Quanto ao tipo de exercício físico de orientação aeróbia as atividades como caminhadas, ciclismo, jogging e natação pode ser prescritas, e estão relacionadas a melhoras na densidade mitocondrial, sensibilidade à insulina, enzimas oxidativas, complacência e reatividade dos vasos sanguíneos, função pulmonar, função imune e débito cardíaco, com também sobre a hemoglobina glicada, triglicerídeos, pressão arterial e resistência à insulina. O treinamento de força ou treinamento resistido inclui exercícios com pesos livres, máquinas de peso, peso corporal ou bandas de resistência elástica, e podem contribuir para melhora no controle glicêmico, resistência à insulina, composição corporal, pressão arterial e força (ACSM, 2010; COLBERG et al 2016). Os benefícios do exercício aeróbio sobre o metabolismo da glicose em geral envolvem atividade física com intensidade entre 50-80% do VO2máx, realizadas de três a quatro vezes por semana, com sessões de 30 a 60 minutos. Em relação ao treinamento de força para paciente com DM2 mais velhos ou sedentários previamente, recomenda-se a realização de duas a três sessões semanais, com intensidade de 40 a 50% de uma repetição máxima (1RM), em duas a quatro séries de 10 a 15 repetições (ACSM, 2010). Para pacientes com DM2, uma combinação de treinamento aeróbio e resistência (força) produzem melhoras adicionais no controle glicêmico quando comparado ao treinamento aeróbio ou de resistência realizado isoladamente (CHURCH et al, 2010). As limitações de mobilidade articular observadas no diabetes têm relação com a hiperglicemia que resulta na glicosilação não enzimática do colágeno, com formação de produto final de glicação avançada (AGE), que por sua vez leva a um aumento das ligações cruzadas de colágeno (ABATE et al, 2010). Deste modo, exercícios de flexibilidade e equilíbrio também devem ser considerados para adultos mais velhos com diabetes (COLBERG et al 2016). Estas recomendações não diferem das recomendações de exercício físico para adultos saudáveis (ACSM, 2011a), porém em pacientes com DM2 principalmente naqueles mais velhos (>65 anos) ou naqueles com fatores de risco cardiovascular a capacidade de realizar exercício pode estar comprometida. Deste modo, os pacientes de alto risco devem ser 36 encorajados a começar com curtos períodos de exercício de baixa intensidade e aumentar lentamente a intensidade e a duração (ADA, 2017). A recomendação de 150 minutos por semana de exercício físico de intensidade moderada, que equivale a aproximadamente 1000 kcal/semana de dispêndio energético são baseadas em estudos epidemiológicos que observaram a relação entre esta dose de exercício físico e uma redução no risco de doenças cardiovasculares e morte prematura. Entretanto há estudos que observaram reduções significativas do risco para doenças cardiovasculares e mortalidade prematura para volumes de exercício físico abaixo desta recomendação (500 kcal/semana) (ACSM, 2011a). Em grande parte dos indivíduos com DM2 mais velhos também é observado à ocorrência de obesidade, hipertensão arterial e dislipidemia, e as intervenções devem abranger essas múltiplas anormalidades metabólicas, porém sem esquecer as possíveis complicações e as limitações impostas pelo comprometimento sistêmico do diabetes, que contribuem para uma menor condição aeróbica, força muscular e flexibilidade (SBD, 2014). Portanto considerando que ambos os exercícios aeróbios e de resistência promovem adaptações no músculo esquelético, tecido adiposo e fígado associado a uma ação melhorada da insulina, mesmo sem perda de peso, treinamentos de baixo volume (com apenas 400 kcal / semana) podem melhorar a ação da insulina em adultos previamente sedentários (COLBERG ET al 2016). Assim, ao levar em conta que o exercício físico represente uma intervenção terapêutica que atua no principal defeito fisiopatogênico do paciente com DM2, a mudança comportamental em relação à prática regular de exercício físico deve ser incentivada mesmo quando está não atinge as recomendações. Entretanto, a prescrição do exercício no DM2 requer uma análise do quadro individual, particularizando as limitações, riscos e identificando aquelas potencialmente capazes de trazer satisfação pessoal e benefícios à saúde, principalmente naqueles com menor condição física e coexistência de outras morbidades, que podem representar limitações para a realização de exercícios físicos em terra com a sustentação do peso corporal (FERREIRA & VIOLO, 2015). Outro fator relevante que justifica o uso de programas de exercício físico de intensidade leve à moderada é a considerável prevalência de neuropatia autonômica no paciente com DM2, e que pode aumentar o risco de lesões induzidas pelo exercício ou eventos adversos através da diminuição da capacidade de resposta cardíaca ao exercício (SPALLONE et al, 2011). Portanto, indivíduos com neuropatia autonômica diabética devem 37 sofrer uma investigação cardíaca antes de iniciarem a atividade física mais intensa (POP- BUSUI et al, 2010b). Entretanto há evidência de que o exercício físico possa contribuir com a melhora da modulação autonômica cardíaca em pacientes afetados por doenças cardiovasculares e diabetes mellitus (FATISSON, OSWALD & LALONDE, 2016). Além disto, foi observado que as mudanças na função autonômica estão associadas a mudanças nas concentrações de insulina e que o treinamento físico pode influenciar esse relacionamento em mulheres pós- menopausa (EARNEST et al, 2010). 3.4.3 Efeito do exercício físico sobre o SNA A obesidade, a inatividade física e o metabolismo alterado do estrogênio desempenham um papel integrado que contribui para o aumento do risco de doença em mulheres pós-menopausa, como também a piora na modulação do sistema nervoso autônomo (EARNEST et al 2010). Devido à associação entre diabetes, obesidade, hipertensão e dislipidemias com a neuropatia autonômica cardíaca (NAC), as ações terapêuticas medicamentosas e mudanças no estilo de vida com adequação da ingestão dietética e prática regular de exercício físico que visem controlar as complicações associadas representam as principais estratégias terapêuticas (LIU et al 2016). O treinamento combinado de exercício aeróbio e de resistência parece produzir melhora da disfunção autonômica cardíaca em pacientes com DM2, e está melhora pode estar relacionada com a melhora do controle glicêmico, da frequência cardíaca em repouso e da aptidão física (LIU et al 2016). Mesmo em condições com a presença de outros fatores de risco cardiovasculares o exercício físico regular parece produzir mudanças positivas na função autonômica e na insulina de mulheres na pós-menopausa (VOULGARI et al, 2013), por isto, o exercício físico tem se mostrado como importante terapia complementar para pacientes com doença cardiovascular, melhorando a VFC (OLIVEIRA et al 2013). O efeito positivo do exercício físico sistematizado sobre o controle da glicemia, redução da pressão arterial, e melhora do perfil lipídico estão fortemente relacionados com a melhora da função autonômica no DM2 (KANG, KO & BAEK, 2016), por promover melhora na função cardiopulmonar inibindo a atividade do sistema nervoso simpático e ao ativar o sistema nervoso parassimpático (HUGHSON & SHOEMAKER 2015). A melhora na função autonômica está relacionada principalmente à elevação do tônus vagal e redução da atividade 38 simpática, porém os mecanismos envolvidos ainda não são bem compreendidos, mas a biodisponibilidade do óxido nítrico e os níveis de angiotensina II parecem desempenhar um papel importante (ROUTLEDGE et al 2010). Apesar de o exercício físico promover melhora significativa no prognóstico de pessoas com alto risco cardiovascular, há estudos que não observaram adaptações significativas correspondentes na função autonômica cardíaca, mas apenas uma mudança potencial favorável no equilíbrio simpato-vagal (SACRE et al, 2014; KANG, KO & BAEK, 2016). No entanto, o exercício pode ser realizado de diferentes formas (tipo) e doses (sobrecarga), incluindo exercícios aeróbios, exercícios de resistência e outras formas que podem produzir efeitos diferentes sobre o sistema autonômico cardíaco (MICHAEL, GRAHAN & DAVIS, 2017). Deste modo, a compreensão do efeito do exercício físico sobre a função autonômica e VFC, ainda representa uma importante área de estudos no que diz respeito às variadas possibilidades de exercício, como também da relação destes com as condições clínicas do paciente. Os exercícios físicos realizados na água demonstram se uma opção terapêutica importante para pacientes com DM2 que apresentam restrições e limitações para a realização de exercício físico, principalmente naquelas com obesidade, comprometimento da marcha, sintomas de dor e neuropatia (OLKOSKI et al, 2013). Do ponto de vista das áreas clínicas e terapêuticas, pacientes idosos e com diabetes, são beneficiados quando participam em programas de exercício aquático (BOCALINI et al., 2010), e este se mostra potencialmente eficaz para o tratamento em doentes idosos, pois, aproximadamente 40% deles têm osteoartrite de joelho e 80% daqueles com a doença têm algum tipo de limitação de movimento, que por vezes restringe a prática de exercícios como caminhada (SHARMA et al, 2006; KATSURA et al, 2010; YÁZIGI et al, 2014). Além disso, os pacientes com DM2 tem complicações periféricas que impedem muitos tipos de exercícios convencionais. Uma vez que sua prevalência aumenta com a idade, não é incomum que os pacientes também tenham outras deficiências. Assim o exercício aquático é um regime alternativo de exercício, que contribuí para a melhoria do desempenho funcional e controle glicêmico de idosos com DM2 (ASA et al, 2012; REIS FILHO et al, 2012; SANTOS, COSTA & KRUEL, 2014), sendo assim recomendadas por minimizar alguns dos riscos do exercício, como lesões do tendão ou trauma, comuns em pacientes sedentários com DM2 (CUGUSI et al, 2015). Delevatti et al (2016) ao comparar o exercício físico aeróbio dentro e fora da água, em pacientes com DM2, observou efeito positivo de ambos, sobre hemoglobina glicada, perfil 39 lipídico, proteína-C-reativa, atividade renina, concentrações de angiotensina-II, pressão arterial, frequência cardíaca de repouso e capacidade funcional, porém sem diferenças entre o exercício realizado dentro ou fora da água. Deste modo o exercício físico realizado na água pode produzir efeito semelhante àqueles verificados fora da água. Contudo, até onde sabemos, poucos estudos examinaram a eficácia do exercício aquático sobre a VFC em mulheres pós- menopausa com DM2. Entre os poucos estudos que analisaram o efeito do exercício aquático sobre a VFC, nenhum deles foi realizado em mulheres pós-menopausa com DM2. Albinet et al (2016) observaram redução significativa dos índices RMSSD, HF e HF/(HF+LF) em idosas (60 a 75 anos) submetidas ao exercício aquático. Zamunér et al (2015) em estudo com pacientes com fibromialgia observaram aumento significativo dos valores de HF (%) e dos valores de 2LV(%), 2UV (%), shannon entropy e complexity índex, relacionados à análise simbólica, como também redução dos valores de 0V (%) após a intervenção com exercício aquático. Embora os benefícios do exercício aeróbio e do treinamento resistido estejam estabelecidos, o efeito do exercício realizado na água sobre o perfil bioquímico, capacidade funcional e principalmente sobre controle autonômico da frequência cardíaca de mulheres pós-menopausa com DM2 são limitados (COLADO et al, 2009; CUGUSI et al, 2015; ZAMUNÉR et al, 2015; REES, JOHNSON & BOULÉ, 2017), e ensaios clínicos controlados randomizados no meio aquático com foco na modulação autonômica de pacientes com DM2 são escassos (SANTOS, COSTA & KRUEL, 2014). Considerando ainda a importância clínica que o exercício físico realizado em água possa ter sobre a terapêutica de pacientes com DM2, como também o possível efeito desta modalidade de exercício sobre o controle autonômico cardíaco, estudos clínicos que avaliem o efeito da intervenção com exercício aquático sobre a VFC de mulheres DM2 na pós- menopausa representam uma importante contribuição para o corpo de conhecimento relacionado ao tratamento desta condição patológica debilitante e de prevalência crescente. 3.4.4 Considerações sobre o exercício aquático O exercício aquático tem se mostrado como uma das formas mais populares e acessíveis de exercício físico para pessoas idosas ou com restrições para a prática do exercício físico (ALBINET et al, 2016), e devido às características específicas da água, como temperatura, resistência, pressão hidrostática e flutuabilidade, pode levar a respostas fisiológicas diferentes daquelas observadas no exercício realizado em terra. Portanto, tem sido 40 considerado como uma importante terapia para intervenção e promoção da saúde, principalmente na reabilitação de lesões ortopédicas (IGARASHI & NOGAMI, 2017) e na prevenção de alterações metabólicas como no DM2 (REES, JOHNSON & BOULÉ 2017). O exercício aquático também apresenta diferentes formas, e a principal delas refere-se à posição do corpo. Diferente da natação, no exercício ginástico realizado em água o corpo é mantido na posição vertical (em pé), e isto também pode ter repercussões fisiológicas diferentes (TEIXEIRA, PEREIRA & ROSSI, 2007). Quanto à nomenclatura utilizada para referenciar o exercício ginástico realizado em água podemos observar diferentes formas na literatura. No Brasil o termo mais comumente utilizado para descrever os exercícios ginásticos realizados na posição em pé refere-se ao termo “hidroginástica” (SANTOS et al, 2014). Entretanto o termo hidroginástica não está disponível na busca nos descritores em saúde (http://decs.bvs.br/) e não é utilizado em publicações científicas na língua inglesa para definir está modalidade de exercício físico em água. O termo mais comumente utilizado para descrever o exercício ginástico realizado em água na literatura científica é “exercício aquático” (aquatic exercise) ou exercício baseado em água (water-based exercise). Os exercícios aquáticos são baseados no aproveitamento da resistência da água como sobrecarga e do empuxo como redutor do impacto, o que permite a prática de um exercício, mesmo em intensidades altas, com diminuídos riscos de lesão (TEIXEIRA, PEREIRA & ROSSI, 2007). Alguns dos efeitos terapêuticos obtidos em um programa de exercício aquático são: redução de edema, diminuição do espasmo muscular, melhora na amplitude de movimento, reeducação da marcha, independência funcional, melhora da coordenação motora global, diminuição do impacto e da descarga de peso sobre as articulações, integração e socialização, estímulo da autoconfiança, diminuição da ansiedade, melhora da imagem corporal, alívio de tensão e estresse (ARCA, FIORELLI & RODRIGUES, 2004). Ensaios clínicos têm mostrado os benefícios de programas de exercícios aquáticos sobre os sintomas de dor, quando comparados com programas de exercício físico fora da água, principalmente naqueles pacientes com osteoartrite e limitações de mobilidade ou de função (BATTERHAM et al, 2011; WALLER et al, 2014). Estas características são especialmente relevantes no caso do DM2, devido à sua associação frequente com a incapacidade funcional. Além disto, há evidências de que o treinamento aeróbico em um ambiente aquático fornece efeitos similares ao treinamento aeróbio em ambiente terrestre (DELEVATTI et al 2016). Do ponto de vista fisiológico o exercício aquático realizada na posição vertical pode contribuir, tanto para adaptações do sistema cardiorrespiratório, quanto para a melhoria da 41 força (OLKOSKI et al 2013). Deste modo, nos exercício que envolve um grande volume de massa muscular realizados de forma continua ou intervalada com reduzidos intervalos de recuperação é possível observar uma grande solicitação do sistema cardiorrespiratório para manutenção dos esforços físico. Por outro lado, o exercício localizado com menor volume de massa muscular de forma intervalada e com intervalos de recuperação de maior amplitude se observa um maior predomínio do sistema anaeróbio na manutenção do trabalho muscular favorecendo o desenvolvimento da força (TOKMAKIDIS et al 2008; BOCALINI et al 2010; DELEVATTI et al 2016). Sabe-se que a imersão em água quente causa agudamente muitas mudanças fisiológicas em relação ao sistema hormonal, cardiovascular e renal. As principais alterações hemodinâmicas são: diminuição da resistência periférica total, pressão arterial (PA) e redução da frequência cardíaca; um aumento no volume sistólico final e no débito cardíaco. As alterações hormonais e renais são a diurese, a natriurese, a potassiurese e a elevação dos níveis de péptido natriurético atrial em circulação, bem como a inibição do sistema renina- angiotensina-aldosterona (ARCA et al, 2014). Entretanto o controle da temperatura da água durante o exercício é importante, principalmente devido seu impacto sobre aspectos cardiovasculares como a frequência cardíaca e pressão arterial. Embora a água aquecida seja desejável para aliviar a dor e promover relaxamento muscular, durante o exercício físico recomendando-se temperaturas entre 29°C e 33°C, evitando assim queda excessiva da pressão arterial diastólica e o aumento da pressão arterial sistólica e frequência cardíaca que elevam o estresse cardiovascular (TEIXEIRA, PEREIRA & ROSSI, 2007; OVANDO et al, 2009). No entanto o efeito da água aquecida sobre a pressão arterial durante o exercício ainda apresenta controvérsias (GUIMARAES et al 2014). Ao considerar a posição vertical (em pé), a profundidade recomenda para o exercício aquático seria com imersão variando entre o processo xifóide e o manúbrio (PAULA & PAULA, 1998; PIAZZA et al 2008; SANTOS et al 2014). Quando um corpo está submerso na posição vertical em repouso, as forças compressivas exercidas pela pressão hidrostática favorecem o retorno venoso, ocorrendo um aumento no volume sanguíneo central, o que concorre para ajustes cardiocirculatórios (PIAZZA et al 2008; SANTOS et al 2014). Contudo, as respostas cronotrópicas obtidas durante exercícios aquáticos apresentam muitas variações, influenciadas pela posição do corpo, temperatura, profundidade e intensidade do exercício realizado (PAULA & PAULA, 1998). 42 4. ARTIGOS 4.1 Artigo 1 Título: Exercício aquático reduz fatores de risco cardiovascular de mulheres com diabetes mellitus tipo 2 na pós-menopausa: ensaio clínico randomizado. Resumo O exercício físico tem um papel relevante na terapêutica do diabetes mellitus tipo 2 (DM2), porém em pessoas com comorbidades a prática de atividade física em terra pode representar uma limitação para a adoção de um estilo de vida ativo. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar o efeito de um programa de exercício aquático sobre os fatores de risco para doenças cardiovasculares de mulheres com DM2 na pós-menopausa. Foi realizado um ensaio clínico randomizado em 25 mulheres com idade entre 51 a 83 anos, com diagnóstico de DM2 há mais de três anosdivididas em grupo exercício (n=13) submetidas durante 12 semanas a duas sessões semanais de 50 minutos cada, e grupo controle (n=12) sem exercício físico. Foi observada diminuição da glicemia de jejum, colesterol total, triglicerídeos, circunferência de cintura, índice de massa corporal e percentual no grupo exercício, porém sem efeito significativo na pressão arterial e frequência cardíaca de repouso. No grupo controle foi observado aumento significativo da glicemia de jejum e circunferência de cintura, sugerindo que a ausência do exercício físico pode repercutir na piora do controle glicêmico e no aumento da obesidade central. Deste modo, 12 semanas em duas sessões semanais de exercício aquático de intensidade moderada à vigorosa, pode contribuir de forma significativa para a redução dos fatores de risco cardiovascular de mulheres pós-menopausa com diabetes mellitus tipo 2 e comorbidades associadas, principalmente no que se refere aos aspectos metabólicos e de composição corporal. Por outro lado, a exposição ao sedentarismo pode repercutir negativamente sobre o controle glicêmico e composição corporal. Palavras-chave: Diabetes, Mulheres, Menopausa, Doença Cardiovascular. 43 Introdução Quase 60% dos adultos de meia idade e idosos com diabetes mellitus do tipo 2 (DM2) possuem pelo menos uma doença crônica associada e até 40% têm quatro ou mais (HUANG, 2016). Sabe-se que a hiperglicemia prolongada é fator de risco independente para a doença arterial coronariana (DAC), acidente vascular cerebral e doença arterial periférica, pois, induz a um grande número de alterações celulares do tecido vascular que aceleram o processo aterosclerótico (MARK & DANI 2016). Além disto, pacientes com DM2 frequentemente apresentam dislipidemia diabética, que é representada por anormalidades quantitativas e qualitativas de lipoproteínas que contribuem para o desenvolvimento de complicações vasculares (FILIPPATOS et al, 2017) e hipertensão arterial sistêmica (HAS) (SOLINI et al 2014). Após os 40 anos de idade, o DM2 é mais prevalente nas mulheres em virtude das alterações hormonais (SCHMIDT et al, 2009; KARVONEN-GUTIERREZ; PARK & KIM, 2016). A baixa produção de estrogênio no período pós-menopausa contribui para o aumento da massa gorda, redução da massa magra, redução da densidade óssea e alterações do metabolismo das lipoproteínas, dos carboidratos e da produção de insulina, todos prováveis facilitadores do surgimento de obesidade, diabetes e de alterações da pressão arterial (HARLOW et al, 2012). Portanto, o tratamento no DM2 visa alcançar e manter níveis ideais de glicose sanguínea, perfil lipídico e pressão arterial (PA) para prevenir ou atrasar as complicações crônicas da diabetes (ACSM, 2010). No entanto, 33 a 49% destes pacientes não atendem as metas para o controle da glicemia, pressão sanguínea ou colesterol, e apenas 14% atendem metas para as três medidas (ADA, 2017). O exercício físico é apontado como um dos pilares do tratamento do diabetes, e o impacto do combate ao sedentarismo são enormes, seja na melhora do controle glicêmico, como no melhor manejo de comorbidades (SBD, 2015). Recomenda-se que pacientes com DM2 realizem exercícios aeróbio e de força por pelo menos 150 minutos por semana em intensidade modera, ou 75 minutos em intensidade vigorosa (COLBERG et al 2016). Entretanto a sarcopenia (BIANCHI & VOLPATO, 2016) e a osteoartrite (COURTRIES & SELLAM, 2016) frequentemente presente em mulheres pós- menopausa com DM2, contribuem para a redução da forca e função física, comprometendo assim sua capacidade de realizar exercícios físicos, principalmente naqueles realizados em terra (FERREIRA & VIOLO, 2015). Por outro lado, o exercício aquático representa uma opção importante para pessoas com restrições e limitações para a realização de exercícios físicos (BOCALINI et al., 2010). 44 Porém, evidências científicas de que o exercício aquático contribua de forma significativa na redução dos fatores de risco cardiovascular de mulheres pós-menopausa com DM2 ainda são limitadas (REES, JOHNSON & BOULÉ, 2017). A possível vantagem da realização do exercício físico em água está relacionada à redução da sobrecarga articular devido ao empuxo que permite práticas em maiores intensidades e com menor risco de lesões (CUGUSI et al, 2015). Além disto, a pressão hidrostática produzida na imersão em água pode contribuir com a redução da resistência periférica, melhora do retorno venoso e aumento da diurese (IGARASHI & NOGAMI, 2017). Deste modo, ao considerar que o exercício aquático possa contribuir com a melhora de aspectos metabólicos e hemodinâmicos, e que o exercício realizado neste ambiente seja mais favorável para a adoção de um estilo de vida ativo em pessoas com limitações funcionais, o presente estudo, se propõe a testar a hipótese de que essa prática, quando baseada nas recomendações de exercício físico (COLBERG et al 2016) possa contribuir para a melhora dos índices glicêmicos, pressão arterial, colesterol, triglicerídeos e composição corporal de mulheres pós-menopausa com DM2. Método População de Estudo e Casuística Foi realizado um estudo de intervenção (tratamento), paralelo, de dois braços, mascaramento aberto e alocação randomizada controlada. Na figura 1 é apresentado o fluxograma de seguimento das participantes do estudo. As pacientes foram submetidas a uma avaliação inicial com anamnese sobre histórico de doenças, terapia medicamentosa, condição pós-menopausa e padrão de atividade física. Após a avaliação inicial, as voluntárias incluídas no estudo realizaram as medias antropométricas, bioquímicas e de pressão arterial, e posteriormente foram randomizadas e alocadas em grupo exercício (GE) e grupo controle (GC). A alocação ocorreu por meio de sorteio de envelope lacrado. As coletas de dados foram realizadas em dois dias não consecutivos e repetidas após 12 semanas do período de intervenção. As medidas pós-intervenção foram realizadas sete dias após o término do período de intervenção. Após o término do estudo as pacientes alocadas no grupo controle foram convidadas a participar do programa de exercício aquático nas mesmas condições disponibilizadas ao GE. 45 Figura 1: Fluxograma de seguimento das voluntárias. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade de Marília- SP (UNIMAR) (protocolo n° 1.441.220/2016 CAAE: 53040116.2.0000.5496), e segue os critérios estabelecidos pela resolução do Conselho Nacional de Saúde (CNS 466/12). O ensaio foi registrado no REBEC (Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos) (Número do registro: RBR-8btc25). O tamanho da amostra foi inicialmente estimado em 10 elementos amostrais por grupo calculado a partir dos valores de glicemia do estudo de Cugusi et al (2015), erro do tipo I (α) de 1% e um poder de 80%. Considerando uma perda amostral de 30% foram incluídos 13 elementos amostrais por grupo. O poder do estudo foi estimado posteriormente em 70% para detectar diferenças significativas nos valores de glicemia entre os momentos pré e pós- intervenção do GE. A amostra foi constituída de 25 mulheres com idade entre 51 a 83 anos, amenorréia por pelo menos 12 meses (HARLOW et al, 2012), com diagnóstico de DM2 há no Recrutamento das voluntárias (n=40) Avaliação Inicial Anamnese Não atenderam critérios de inclusão (n=4) Não aceitaram participar do estudo (n=10) Medidas pré-intervenção: - Antropometria - Bioquímica - Pressão arterial Randomizados (n=26) Grupo exercício aquático (GE) (n=13) Grupo controle (GC) (n=13) Seguimento 12 semanas Abandonou o estudo diagnóstico de câncer (n=1) Analisados ao final do estudo (GE) (n=13) Analisados ao final do estudo (GC) (n=12) Medidas pós-intervenção: - Anamnese - Antropometria - Bioquímica - Pressão arterial 46 mínimo três anos e sedentárias (<150 minutos por semana de exercício físico moderado a vigoroso nos últimos três meses) (ACSM, 2011,a). Foram incluídas inicialmente no estudo todas as pacientes com diagnóstico de DM2 e encaminhamento médico ao Laboratório de Avaliação Física e Prática Esportiva da Unimar (LAFIPE-UNIMAR) com recomendação para prática de exercício aquático. Não foram incluídas no estudo pacientes: incapazes de realizar entrada e saída independente da piscina; incapacidade de compreender e atender a comando verbal simples; amputações e/ou uso de próteses em