Influence of the hydration on autonomic modulation and cardiorespiratory parameters of coronary heart disease patients submitted to a cardiovascular rehabilitation session: crossover clinical trial protocol

Abstract Aims: The influence of fluid replacement, realized during and after the exercise on individuals with coronary artery disease (CAD) remains poorly understood. To investigate the influence of hydration on cardiac autonomic modulation, cardiorespiratory parameters and perceived exertion and discommodity, of coronary heart patients submitted to cardiac rehabilitation (CR) session. Methods: This cross-over clinical trial, will recruit 31 adults with more than 45 years old, participants of a cardiovascular rehabilitation program, with CAD diagnosis. The participants will be submitted to an experimental protocol composed of three phases: I) Maximal stress test; II) Control protocol (CP); and III) Hydration protocol (HP). The CP and HP will consist of 10 min of rest in a supine position, 15 min of warming, 40 min of treadmill exercise, 5 min of cooling down and 60 min of rest in a supine position. In the HP, the participants will be hydrated with mineral water, based on the bodyweight reduction of the CP. The water intake will be divided into eight equal portions, offered during the treadmill exercise and recovery period. On CP and HP will be evaluated linear and nonlinear indices of heart rate variability, the heart rate, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, respiratory rate, oxygen partial saturation, perceived exertion and discommodity on specifics moments. Conclusion: The results of this study will allow us to identify if the proposed protocol will be able to positively influence the outcomes and, consequently, if could be implement in the clinical practice.

Effects of a new approach of aerobic interval training on cardiac autonomic modulation and cardiovascular parameters of metabolic syndrome subjects

ABSTRACT Objective: To evaluate the effects of 16 weeks of periodized aerobic interval training (AIT) on cardiac autonomic modulation and cardiovascular parameters of metabolic syndrome (Mets) individuals. Subjects and methods: The sample was composed of 52 subjects with a diagnosis of Mets, allocated into two groups: AIT (AITG; n = 26) and control (CG; n = 26). The AITG was submitted to a periodized AIT program, over 16 weeks, while CG was not submitted to any training program. To evaluate the autonomic modulation and cardiovascular parameters in both groups, heart rate variability (HRV) indices, blood pressure (BP), and heart rate (HR) were measured at the beginning and end of the training. Results: Statistically significant differences were not observed in HFms2 (high frequency in milisseconds), LFnu (low frequency in normality unit), HFnu (high frequency in normality unit), and LF/HF ratio indices, or in the cardiovascular parameters BP and HR when comparing the AITG with the CG. However, significant increases in rMSSD (root-means square differences of successive R-R intervals), LFms2 (low frequency in milliseconds), and SDNN (standard deviation of normal to normal intervals) were observed in the AITG. Conclusion: Periodized AIT promoted positive effects on autonomic modulation of Mets subjects, characterized by an increase in the parasympathetic, sympathetic, and global modulation of this population. Additionally, cardiovascular parameter alterations were not observed in Mets subjects submitted to periodized AIT.

Influence of Type 1 Diabetes on the Symbolic Analysis and Complexity of Heart Rate Variability in Young Adults / Influência do Diabetes Tipo 1 na Análise Simbólica e Complexidade da Variabilidade da Frequência Cardíaca em Jovens Adultos

Abstract Background: Type 1 diabetes mellitus can cause autonomic changes, which can be assessed by heart rate variability. Among the heart rate variability assessment methods, the symbolic analysis and Shannon entropy, based on the Chaotic dynamics, have gained prominence. Objective: To compare heart rate variability indexes, obtained through symbolic analysis and Shannon entropy, in young adults with type 1 diabetes mellitus and healthy young individuals, associated with the analysis of linear indexes; and to verify if there are associations between the indexes obtained by the symbolic analysis and by Shannon entropy and linear indexes in diabetic individuals. Methods: Heart rate variability data from 39 young adults with type 1 diabetes mellitus and 43 healthy young individuals were analyzed, using a cardio-frequency meter. Linear indexes (standard deviation of all normal RR intervals recorded in a time interval expressed in milliseconds; square root of the mean of the squared differences between adjacent normal RR intervals in a time interval expressed in milliseconds; low and high frequency components in millisecond squared; and normalized units and ratio between low and high frequency components) and nonlinear ones (Shannon entropy and symbolic analysis - standard without variation; with one or two variations; and with two different variations) of the heart rate variability were calculated. The statistical significance was set at 5%, and the confidence interval was 95%. Results: Significantly lower values were observed in the DM1 group compared to healthy young adults for the standard deviation indexes of all normal RR intervals recorded in a time interval [37.30 (29.90) vs. 64.50 (36.20); p = 0.0001], square root of the mean of the squared differences between adjacent normal RR intervals in a time interval [32.73 (17.43) vs. 55.59 (21.60); p = 0.0001], low frequency component [402.00 (531.00) vs. 1,203.00 (1,148.00); p = 0.0001], high frequency component [386.00 (583.00) vs. 963.00 (866.00); p = 0.0001] and the pattern with two different variations [15,33 (9,22) vs. 20.24 (12.73); p = 0.0114], with the effect of this difference being considered large (standard deviation of all normal RR intervals recorded in a time interval, square root of the mean of the squared differences between adjacent normal RR intervals in a time interval and low frequency component), medium (high frequency component) and small (standard with two different variations). The agreement of the associations between the linear and non-linear indexes was considered elevated for the high frequency component index - normalized units (r = -0.776), with the standard index without variation, and moderate for the indexes square root of the mean of the squared differences between adjacent normal RR intervals in a time interval (r = 0.550), standard deviation of all normal RR intervals recorded in a time interval (r = 0.522), high frequency component - normalized units (r = 0.638) with the index standard with two similar variations, as well as for the indexes square root of the mean of the squared differences between adjacent normal RR intervals in a time interval (r = 0.627) and high frequency component - normalized units (r = 0.601) with the index standard with two different variations. Conclusion: Type 1 diabetes mellitus influenced linear indexes and symbolic analysis, but not yet in the complexity of heart rate variability. Additionally, heart rate variability indexes correlated with the symbolic dynamics.

Resumo Fundamento: O diabetes melito tipo 1 pode promover alterações autonômicas, que podem ser avaliadas pela variabilidade da frequência cardíaca. Dentre os métodos da variabilidade da frequência cardíaca, têm ganhado destaque a análise simbólica e a entropia de Shannon, baseadas na dinâmica do caos. Objetivo: Comparar índices da variabilidade da frequência cardíaca obtidos por meio da análise simbólica e da entropia de Shannon, entre jovens com diabetes melito tipo 1 e jovens saudáveis, associados à análise de índices lineares; e verificar se há associações entre os índices obtidos pela análise simbólica e pela entropia de Shannon e índices lineares em indivíduos diabéticos. Métodos: Foram analisados dados da variabilidade da frequência cardíaca de 39 jovens com diabetes melito tipo 1 e 43 jovens saudáveis, obtidos por meio de um cardiofrequencímetro. Foram calculados os índices lineares (desvio padrão de todos os intervalos RR normais gravados em um intervalo de tempo expresso em milissegundo; raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em um intervalo de tempo expresso em milissegundo; componentes de baixa e alta frequência, em milissegundo ao quadrado; e unidades normalizadas e razão entre componente de baixa e alta frequência) e não lineares (entropia de Shannon e análise simbólica - padrão sem variação; com uma ou duas variações; e com duas variações diferentes) da variabilidade da frequência cardíaca. A significância estatística adotada foi fixada em 5%, e o intervalo de confiança em 95%. Resultados: Foram observados valores significativamente menores no Grupo DM1 em comparação aos jovens saudáveis para os índices desvio padrão de todos os intervalos RR normais gravados em um intervalo de tempo [37,30 (29,90) vs. 64,50 (36,20); p = 0,0001], raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em um intervalo de tempo [32,73 (17,43) vs. 55,59 (21,60); p = 0,0001], componente de baixa frequência [402,00 (531,00) vs. 1.203,00 (1.148,00); p = 0,0001], componente de alta frequência [386,00 (583,00) vs. 963,00 (866,00); p = 0,0001] e padrão com duas variações diferentes [15,33 (9,22) vs. 20,24 (12,73); p = 0,0114], sendo o efeito desta diferença considerado grande (desvio padrão de todos os intervalos RR normais gravados em um intervalo de tempo, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em um intervalo de tempo e componente de baixa frequência), médio (componente de alta frequência) e pequeno (padrão com duas variações diferentes). A concordância das associações entre os índices lineares e não lineares foi considerada elevada para o índice componente de alta frequência - unidades normalizadas (r = -0,776), com o índice padrão sem variação, e moderada para os índices raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em um intervalo de tempo (r = 0,550), desvio padrão de todos os intervalos RR normais gravados em um intervalo de tempo (r = 0,522), componente de alta frequência - unidades normalizadas (r = 0,638) com o índice padrão com duas variações similares, assim como para os índices raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos RR normais adjacentes em um intervalo de tempo (r = 0,627) e componente de alta frequência - unidades normalizadas (r = 0,601) com o índice padrão com duas variações diferentes. Conclusão: O diabetes melito tipo 1 influenciou nos índices lineares e na análise simbólica, mas ainda não na complexidade da variabilidade da frequência cardíaca. Além disso, índices de variabilidade da frequência cardíaca apresentaram correlação com a dinâmica simbólica.

Complexity of autonomic nervous system function in individuals with COPD / Complexidade do sistema nervoso autônomo em indivíduos com DPOC

ABSTRACT Objective: To evaluate autonomic modulation in individuals with COPD, compared with healthy controls, via recurrence plots (RPs) and linear heart rate variability (HRV) indices. Methods: We analyzed data on 74 volunteers, who were divided into two groups: COPD (n = 43) and control (n = 31). For calculation of HRV indices, heart rate was measured beat-by-beat during 30 min of supine rest using a heart-rate meter. We analyzed linear indices in the time and frequency domains, as well as indices derived from the RPs. Results: In comparison with the control group, the COPD group showed significant increases in the indices derived from the RPs, as well as significant reductions in the linear indices in the time and frequency domains. No significant differences were observed in the linear indices in the frequency domains expressed in normalized units or in the low frequency/high frequency ratio. Conclusions: Individuals with COPD show a reduction in both sympathetic and parasympathetic activity, associated with decreased complexity of autonomic nervous system function, as identified by RPs, which provide important complementary information in the detection of autonomic changes in this population.

RESUMO Objetivo: Avaliar a modulação autonômica de indivíduos com DPOC, comparados com um grupo controle saudável, por meio do plot de recorrência (PR) associado a métodos lineares da variabilidade da frequência cardíaca (VFC). Métodos: Foram avaliados dados de 74 voluntários, os quais foram divididos em grupos DPOC (n = 43) e controle (n = 31). Para a análise dos índices de VFC, a frequência cardíaca dos voluntários foi registrada, batimento a batimento, por meio de um cardiofrequencímetro com os voluntários em repouso na posição supina por 30 min. Foram avaliados índices lineares nos domínios de tempo e de frequência, assim como índices obtidos por meio do PR. Resultados: No grupo DPOC, em comparação com o grupo controle, houve aumentos significativos em índices obtidos do PR, assim como houve reduções significativas nos índices lineares nos domínios de tempo e de frequência. Não foram observadas diferenças significativas nos índices lineares nos domínios de frequência em unidades normalizadas e na relação entre os componentes de alta e baixa frequência. Conclusões: Indivíduos com DPOC apresentam uma diminuição tanto da atividade simpática quanto da parassimpática, associada a uma redução da complexidade do sistema nervoso autônomo, identificada pelo PR, que fornece informações complementares importantes na detecção de alterações autonômicas nessa população.

Sensitivity, Specificity and Predictive Value of Heart Rate Variability Indices in Type 1 Diabetes Mellitus / Sensibilidade, Especificidade e Valor Preditivo dos Índices da Variabilidade da Frequência Cardíaca no Diabetes Mellitus Tipo 1

Abstract Background: Heart rate variability (HRV) indices may detect autonomic changes with good diagnostic accuracy. Type diabetes mellitus (DM) individuals may have changes in autonomic modulation; however, studies of this nature in this population are still scarce. Objective: To compare HRV indices between and assess their prognostic value by measurements of sensitivity, specificity and predictive values in young individuals with type 1 DM and healthy volunteers. Methods: In this cross-sectional study, physical and clinical assessment was performed in 39 young patients with type 1 DM and 43 young healthy controls. For HRV analysis, beat-to-beat heart rate variability was measured in dorsal decubitus, using a Polar S810i heart rate monitor, for 30 minutes. The following indices were calculated: SDNN, RMSSD, PNN50, TINN, RRTri, LF ms2, HF ms2, LF un, HF un, LF/HF, SD1, SD2, SD1/SD2, and ApEn. Results: Type 1 DM subjects showed a decrease in sympathetic and parasympathetic activities, and overall variability of autonomic nervous system. The RMSSD, SDNN, PNN50, LF ms2, HF ms2, RRTri, SD1 and SD2 indices showed greater diagnostic accuracy in discriminating diabetic from healthy individuals. Conclusion: Type 1 DM individuals have changes in autonomic modulation. The SDNN, RMSSD, PNN50, RRtri, LF ms2, HF ms2, SD1 and SD2 indices may be alternative tools to discriminate individuals with type 1 DM.

Resumo Fundamento: Alguns índices da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) podem ser capazes de detectar alterações autonômicas com boa acurácia diagnóstica. Indivíduos com Diabetes Mellitus (DM) tipo 1 podem apresentar alterações na modulação autonômica, contudo, estudos dessa natureza são incipientes nesses sujeitos. Objetivo: Comparar diferentes índices da VFC e avaliar seu valor prognóstico por medidas da sensibilidade, especificidade e valores preditivos em jovens com DM tipo 1 e jovens controles saudáveis. Métodos: Neste estudo transversal, foram realizadas avaliações físicas e clínicas em 39 jovens com DM tipo 1 e 43 jovens saudáveis. Para análise da VFC, a frequência cardíaca foi captada batimento a batimento usando um monitor de frequência acardíaca, PolarS810i, por 30 minutos com os voluntários em decúbito dorsal. Foram calculados os índices: SDNN, RMSSD, PNN50, TINN, RRTri, LF ms2, HF ms2, LF un, HF um, LF/HF, SD1, SD2, SD1/SD2, ApEn. Resultados: Indivíduos com DM tipo 1 apresentam redução na atividade simpática, parassimpática e na variabilidade global do sistema nervoso autônomo. Índices RMSSD, SDNN, PNN50, LF ms2, HF ms2, RRTri, SD1 e SD2 representam melhor acurácia diagnóstica para discriminar indivíduos diabéticos de saudáveis. Conclusão: Indivíduos com DM tipo 1 apresentam alterações na modulação autonômica e os índices SDNN, RMSSD, PNN50, RRtri, LF ms2, HF ms2, SD1 e SD2 podem ser uma opção utilizada para discriminar indivíduos com DM tipo 1.

Influência da diabetes na função autonômica de crianças: análise por meio dos índices geométricos / Influence of diabetes on autonomic function in children: analysis through the geometr ic indices

INTRODUCTION: Diabetes mellitus type 1 has been established as one of the most common noncommunicable diseases among children, diabetic autonomic dysfunction presenting as one of its most frequent complications, however, few studies have evaluated autonomic modulation through heart rate variability in diabetic children. OBJECTIVE: To analyze the autonomic modulation in children with diabetes mellitus type 1. METHODS: Data from 36 children of both sexes were analyzed, who were divided into two groups: Diabetes mellitus type 1, n = 13 (11.62 ± 2.18) with a diagnosis of Diabetes mellitus type 1 and control, n = 23 (11.04 ± 1.02) without the disease. Initially personal data, weight, height, heart rate and blood pressure were collected. Subsequently, for the analysis of autonomic modulation, the heart rate beat-to-beat was captured using a heart rate monitor in the supine position for 30 minutes. The geometric indices (RRtri, TINN, Poincaré plot) were calculated to analyze autonomic modulation. The Student t test for parametric data or the Mann-Whitney test for nonparametric data, with a 5% significance level, were used for comparison between groups. RESULTS: The results demonstrated a reduction in RRtri, TINN, SD1 and SD2 in diabetic children. The SD1/SD2 ratio was similar between groups. In the qualitative analysis of the Poincaré plot, the children with Diabetes mellitus type 1 presented a figure with less dispersion of the points when compared to the control children. CONCLUSION: Children with diabetes mellitus type 1 have reduced overall variability and parasympathetic modulation.

INTRODUÇÃO: A diabetes mellitus tipo 1 tem sido apontada como uma das doenças não transmissíveis mais comum entre as crianças, apresentando como uma de suas complicações mais frequente a disfunção autonômica diabética, entretanto, pouco são os estudos que avaliam a modulação autonômica por meio da variabilidade da frequência cardíaca em crianças diabéticas. OBJETIVOS: Analisar os efeitos da modulação autonômica cardíaca em crianças com diabetes mellitus tipo 1. MÉTODOS: Foram analisados dados de 36 crianças, de ambos os sexos, as quais foram divididas em dois grupos, sendo 13 (11,62 ± 2,18) com diagnóstico de diabetes mellitus tipo 1 e 23 (11,04 ± 1,02) sem a patologia. Inicialmente foram coletados os dados pessoais, peso, altura, frequência cardíaca e pressão arterial. Posteriormente, para análise da modulação autonômica, a frequência cardíaca foi captada batimento a batimento por meio de um cardiofrequencímetro na posição supina por 30 minutos. Para análise da modulação autonômica foram calculados os índices geométricos (RRtri, TINN, plot de Ponincaré). Teste t de Student para dados paramétricos ou o teste de Mann-Whitney para dados não paramétricos, com nível de significância de 5%, foram utilizados para comparação entre os grupos. RESULTADOS: Os resultados obtidos apontam redução do RRtri, TINN, SD1 e SD2 nas crianças diabéticas. A razão SD1/SD2 foi semelhante entre os grupos. Na análise qualitativa do plot de Poincaré crianças com diabetes mellitus tipo 1 apresentaram uma figura com menor dispersão dos pontos quando comparado ao das crianças controle. CONCLUSÃO: Crianças com diabetes mellitus tipo 1 apresentam redução de variabilidade global e da atividade parassimpática.

Cardiac risk stratification in cardiac rehabilitation programs: a review of protocols / Estratificação de risco cardíaco em programas de reabilitação cardíaca: revisão de protocolos

Objective: Gather and describe general characteristics of different protocols of risk stratification for cardiac patients undergoing exercise. Methods: We conducted searches in LILACS, IBECS, MEDLINE, Cochrane Library, and SciELO electronic databases, using the following descriptors: Cardiovascular Disease, Rehabilitation Centers, Practice Guideline, Exercise and Risk Stratification in the past 20 years. Results: Were selected eight studies addressing methods of risk stratification in patients undergoing exercise. Conclusion: None of the methods described could cover every situation the patient can be subjected to; however, they are essential to exercise prescription. .

Objetivo: Reunir e descrever características gerais dos diferentes protocolos de estratificação de risco existentes para cardiopatas submetidos ao exercício. Métodos: Realizou-se busca nas bases eletrônicas LILACS, IBECS, MEDLINE, Biblioteca Cochrane, SciELO, por meio dos descritores: Doenças cardiovasculares, Centros de Reabilitação, Guia de Prática Clínica, Exercício e Estratificação de Risco e a palavra-chave "Risk Stratification", nos últimos 20 anos. Resultados: Foram selecionados oito trabalhos abordando métodos de estratificação de risco em indivíduos submetidos a exercício. Conclusão: Nenhum dos métodos descritos conseguiu abranger todas as situações de risco a que o paciente está sujeito, porém eles são fundamentais para prescrição do exercício. .