As doenças cardiovasculares estão entre as principais causas de morte, principalmente aquelas decorrentes do infarto do miocárdio (IM). A terapia com células-tronco tem mostrado resultados promissores após o IM em estudos clínicos e experimentais, especialmente as células-tronco mesenquimais (MSC), por apresentarem notável potencial pró-angiogênico, anti-fibrosante e imunomodulador. Entretanto, nenhum estudo foi realizado quanto à variabilidade da frequência cardíaca (VFC), tono autonômico e sensibilidade do barorreflexo, que são considerados fatores de risco apreciáveis, e se encontram atenuados na insuficiência cardíaca (IC) induzida pelo IM. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi examinar o efeito do transplante de MSC de medula óssea sobre a modulação autonômica e a sensibilidade do barorreflexo em ratos com IC, induzida pelo IM. Para isso, foi realizada a ligadura da artéria coronária esquerda em ratos Wistar machos (220-360g), e após dois a três dias foi feita a avaliação da área infartada pelo SPECT. As MSCs foram injetadas, intravenosamente, sete dias pós-IM. A função cardíaca foi analisada pela ventriculografia, antes e um mês após o transplante. Após a reavaliação da ventriculografia, os animais foram submetidos a registros eletrocardiográficos, após receberem eletrodos implantados subcutaneamente no dorso, e cânula na veia jugular esquerda para determinação farmacológica do tono autonômico. Também, foi implantada cânula na artéria femoral para registro da pressão arterial, e análise da sensibilidade do barorreflexo. Logo após os registros, os animais foram sacrificados para coleta do coração e análise histopatológica. Para a infusão, as MSCs foram caracterizadas, segundo critérios da Sociedade Internacional de Terapia Celular. A área de lesão induzida logo após a ligadura da artéria foi semelhante entre os animais. Um mês após o tratamento, o tamanho do infarto foi reduzido no grupo tratado com MSC. Verificou-se redução da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) após a ligadura coronariana, e previamente ao tratamento nos animais com IC. Um mês após a terapia com MSC, ou injeção de salina, não houve melhora da FEVE em ambos os grupos com IC. Os intervalos QT e QTc foram alongados pelo IM, enquanto as MSCs não tiveram efeito nestes parâmetros. A VFC mostrou redução do desvio padrão de valores sucessivos (SDNN) do intervalo RR (iRR) e a raiz quadrada da média da soma dos quadrados das diferenças de valores sucessivos (RMSSD) do iRR pós-IM, enquanto as MSCs preveniram essa redução. Na análise espectral, os espectros do iRR, após o infarto, mostraram potências menores, em unidades absolutas, das bandas de baixa frequência, LF, e alta frequência, HF, enquanto que as MSCs promoveram um aumento destes parâmetros. Os métodos não-lineares da VFC mostraram redução na entropia, e aumento da análise de flutuação depurada de tendência (DFA) do iRR pós-IM. A terapia com MSC preveniu a alteração da entropia e, também, protegeu o DFA. A frequência cardíaca foi semelhante entre os grupos; entretanto, a frequência intrínseca de marca-passo apresentou-se reduzida no grupo IC, enquanto o tratamento com MSC preservou esta atenuação. Foi observado menor tono vagal no grupo IC não tratado, enquanto o tratamento com MSC aumentou o tono vagal. O tono simpático não apresentou diferença entre os grupos. A sensibilidade do barorreflexo à bradicardia foi reduzida na IC, enquanto que as MSC preveniram essa redução. O colágeno intersticial apresentou-se aumentado na IC, mas não no grupo tratado com MSC. A pressão arterial (PA) sistólica, a PA média e os parâmetros da variabilidade da PA: SDNN e LF encontraram-se reduzidas nos grupos com IC, tratados ou não com MSC. Em conjunto, esses dados demonstram que a terapia com MSC reduziu a extensão do infarto e a fibrose intersticial no miocárdio remanescente do ventrículo esquerdo. Além disso, melhorou a modulação autonômica colinérgica do coração, a VFC e a sensibilidade barorreflexa. / Cardiovascular diseases are among the leading causes of death, especially those resulting from myocardial infarction (MI). Stem cell therapy has shown promising results after MI in both patients and experimental animals, especially those using mesenchymal stem cells (MSC), which present potential pro-angiogenic, anti-fibrotic and immunomodulatory. However, no studies have been conducted on the heart rate variability (HRV), autonomic tone and baroreflex sensitivity, which are considered risk factors and are attenuated in heart failure (HF) induced by MI. Thus, the main of this study was to examine the effect of bone marrow MSC transplantation on autonomic modulation and baroreflex sensitivity in rats with HF, induced by MI. Therefore, it was performed ligation of the left coronary artery of male Wistar rats (220-360g) and after two to three days, assessment was made of the area infarcted by SPECT. MSC were injected intravenously seven days post-MI. Cardiac function was assessed by ventriculography before and one month after transplantation. After reassessing the ventriculography, the animals underwent electrocardiographic recordings after receiving electrodes implanted subcutaneously on the back, and cannula in the left jugular vein for drug determination of autonomic tone. Also, cannula was implanted in the femoral artery for blood pressure recording and analysis of baroreflex sensitivity. Soon after the records, the animals were sacrificed for collection of the heart and histopathological analysis. For infusion, the MSC were characterized according to the criteria of the International Society for Cellular Therapy. The lesion area induced soon after artery ligation was similar among animals. One month after treatment, infarct size was reduced in the group treated with MSC. A reduction was observed in left ventricular ejection fraction (LVEF) after coronary ligation, and prior to treatment in HF animals. One month after the MSC therapy, or saline injection, there was no improvement in LVEF in both groups with HF. The QT and corrected QT intervals were lengthened by IM, while the MSC had no effect on these parameters. HRV showed a reduction in the standard deviation of successive values (SDNN) of the RR interval (RRi), and the root mean square of the successive (RMSSD) RRi after MI, while the MSC prevented this reduction. In spectral analysis, the RRi spectra, after infarction, showed lower power, in absolute units, of the low frequency, LF, and high frequency band, HF, while MSCs promoted an increase in these parameters. Nonlinear methods of HRV showed a reduction in entropy, and increased detrended fluctuation analysis (DFA) of RRi, post-MI. The MSC therapy prevented the change of entropy and also protected DFA. Heart rate was similar in both groups; however, the intrinsic heart rate was reduced in HF group, while treatment with MSC preserved this attenuation. A lower vagal tone was observed in HF untreated group, while treatment with MSC increased vagal tone. The sympathetic tone did not differ between groups. The baroreflex sensitivity to bradycardia was reduced in HF, while the MSC prevented this reduction. The interstitial collagen was increased in HF, but not in the group treated with MSC. Systolic blood pressure (BP), the mean BP and parameters of BP variability: SDNN and LF were reduced in the groups with HF, treated or not with MSC. Together, these data demonstrate that MSC therapy reduced the infarct size and interstitial fibrosis in the remaining myocardium of the left ventricle. In addition, the cells improved cholinergic autonomic modulation of the heart, heart rate variability and baroreflex sensitivity.

O presente trabalho tem como objetivos avaliar a resposta da freqüência cardíaca (FC) e de sua variabilidade nas condições de repouso e em exercício físico dinâmico; determinar o limiar de anaerobiose a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico pelos modelos matemáticos e estatísticos autorregressivos-integrados-médias móveis (ARIMA) e semiparamétrico (SMP) e pelos índices de variabilidade da freqüência cardíaca (VFC); comparar o grau de correlação entre as três metodologias de análise na detecção de alterações no padrão de resposta da FC como indicador do limiar de anaerobiose (LA). Foram estudados doze voluntários com idade em mediana de 42 anos, considerados ativos e saudáveis, a partir dos resultados da avaliação clínica, cardiovascular e do eletrocardiograma (ECG) em repouso e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo degrau (TEFDC-D). O protocolo experimental consistiu de teste de esforço físico dinâmico descontínuo do tipo degrau (TEFDD-D), com potências progressivas de 10 em 10 watts (W) sendo que a potência inicial foi de 25W. Os intervalos RR (IRR) e a FC, captados a partir dos registros do ECG em tempo real, batimento a batimento, foram obtidos utilizando-se um programa de processamento de sinais. Os dados foram captados na condição de repouso por um período de 900 s na posição supina, 900 s na posição sentada e sentado no cicloergômetro durante 60 s em repouso, 360s em exercício e 60s em recuperação. Foram calculadas: as médias da FC; os índices de RMSSD dos IRR de repouso e em exercício; tempo de variação da FC (t/DFC t1 – t0 ) em segundos onde t1 eqüivale ao instante em que ocorreu o maior valor da FC no período entre 0 (t0) e 20 s do início do exercício físico e a variação da FC no mesmo intervalo. Para determinar o LA a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico utilizou-se os modelos matemáticos autorregressivos-integrados- médias móveis (ARIMA) e o modelo SMP. Para análise estatística utilizou-se o teste de Wilcoxon, e nas comparações múltiplas o teste de Friedman, seguido do teste de Dunn, e o de correlação de Spearman, com nível de significância de 5%.A FC em repouso na posição sentada foi superior a da posição supina (p<0,05), já a VFC foi semelhante. O t/DFC t1 – t0 e o DFC (bpm) apresentou diferenças estatisticamente significantes nas potências realizadas pelos voluntários. Os índices de VFC durante o TEFDD-D reduziram com o incremento de potência apresentando diferenças estatisticamente significantes (p<0,05), para o RMSSD nas potências de 55 e 60 W em relação ao repouso sentado e em relação as potências de 25 e 35 W. O nível do LA foi em 60 W com uma FC de 97 bpm e em 55 W com uma FC de 97 bpm, determinados pelo modelo ARIMA e pelo modelo SMP, respectivamente (p>0,05). Na comparação dos índices de RMSSD dos IRR no nível de potência do LA determinado pelos modelos de análise, não observamos diferenças significantes (p>0,05). O coeficiente de correlação entre os índices de RMSSD do modelo SMP vs ARIMA foi rs= 0,82 com p<0,05; entre as potências dos dois modelos foi: rs = 0,72, p < 0,05 e entre a FC foi rs = 0,87, p < 0,05. A análise da VFC, a partir do índice de RMSSD foi sensível na identificação de alterações da modulação autonômica sobre o nódulo sinusal. O aumento da FC com concomitante redução da VFC, associado ao incremento de potência sugere uma menor participação da atuação vagal e predomínio da atividade simpática sobre o nó sinusal. As três metodologias de análise utilizadas neste trabalho mostraram respostas similares, apresentando uma correlação estatisticamente significante, sendo portanto adequadas para detectar o ponto de mudança da resposta da FC concomitante ao achatamento da VFC como indicativo do limiar de anaerobiose. / The objectives of the present study were to assess the heart rate (HR) response and its variability under resting conditions and during dynamic physical exercise, to determine the anaerobic threshold from the analysis of the HR responses during physical exercise using the autoregressive-integrated-moving average (ARIMA) and semi-parametric (SMP) mathematical and statistical models and the indices of heart rate variability (HRV), and to compare the degree of correlation between the three methods of analysis for the detection of changes in the pattern of HR response as an indicator of anaerobic threshold (AT). The study was conducted on 12 volunteers (median age: 42 years) considered to be active and healthy on the basis of clinical and cardiovascular evaluation of resting electrocardiogram (ECG) and of ECG during a continuous dynamic physical effort test of the step type (CDPET-S). The experimental protocol consisted of a discontinuous DPET-S (DDPET-S) with progressive 10 Watts increments starting from and initial power of 25 Watts. RR intervals (RRI) and HR obtained from ECG recordings in real time, beat to beat, were recorded using a signal processing system. The data were obtained in the resting condition for a period of 900 s with the subject in the supine position, for 900 s in the sitting position ,and with the subject sitting on the bicycle ergometer for 60 s at rest, for 360 s while exercising and for 60 s during recovery. We calculated mean HR, RMSSD and RRI indices at rest and during exercise, HRV time (t/DHR t1 – t0 ) in seconds, where t1 is the instant when the highest HR value occurred during the period between 0 (t0) and 20 s after the beginning of physical exercise, and HR variation (DHR)during the same interval. To determine AT from the analysis of the HR responses during physical exercise we used the ARIMA and SMP models. Data were analyzed statistically by the Wilcoxon test and by the Friedman test for multiple comparisons followed by the Dunn test. Correlation was calculated by the Spearman test and the level of significance was set at 5% in all analyses. Resting HR in the sitting position was higher than in the supine position (p<0.05), whereas HRV was similar.t/DHR t1 – t0 and DHR (beat/min) presented statistically significant differences at the powers reached by the volunteers. The HRV indices during the DDPET-S were reduced with increasing power, showing statistically significant differences (p<0.05) for RMSSD at the powers of 55 and 60 Watts compared to sitting rest and compared to the powers of 25 and 35 Watts. The AT level determined by ARIMA was at 60 Watts, with HR of 97 beat/min, and the AT level determined by SMP was at 55 Watts, with HR of 97 beat/min (p>0.05). Comparison of the RMSSD indices of the RRI at the power level of AT determined by the analysis models did not show significant differences (p>0.05). The correla tion coefficient between the RMSSD indices of the SMP model vs ARIMA was rs= 0.82, with p<0.05; between the powers of the two models it was rs = 0.72, p < 0.05, and between HR of the two models it was rs = 0.87, p < 0.05. HRV analysis from the RMSSD index was sensitive for the identification of changes in autonomic modulation of the sinus node. The increase in HR with a concomitant reduction in HRV, together with the increment in power suggests a lower participation of vagal activity and a predominance of sympathetic activity in the sinus node. The three methods used for analysis in the present study showed similar responses and were strongly correlated and therefore are adequate to detect the point of change in the HR response concomitant with HRV flattening as an indication that AT.

A síndrome dos ovários policísticos (PCOS) é o distúrbio endócrino mais comum em mulheres em idade reprodutiva, sendo caracterizado por anovulação crônica e manifestações de hiperandrogenismo. O sobrepeso e a obesidade afetam a maioria das mulheres com PCOS e, quando presentes, podem acentuar as alterações reprodutivas e metabólicas associadas à síndrome. Dessa forma, a redução de peso através da restrição calórica é de suma importância nas mulheres com PCOS e excesso de peso. Entretanto, ainda não está estabelecido se a composição da dieta por si só pode ter efeitos significativos sobre as alterações metabólicas e hormonais da PCOS. Poucos ensaios clínicos randomizados avaliando o efeito de diferentes intervenções dietéticas foram realizados em mulheres com PCOS, sendo que os estudos existentes apresentam, em sua maioria, curta duração e pequeno tamanho amostral. Dietas com redução de carboidratos, assim como dietas com baixo índice glicêmico e carga glicêmica têm sido o principal foco de estudo em mulheres com PCOS e, embora os resultados sejam controversos, estudos demonstram superioridade desses tipos de dieta em relação a uma dieta convencional na melhora do perfil antropométrico e da sensibilidade insulínica. Por outro lado, mudanças de estilo de vida podem não ser suficientes para promover uma redução de peso significativa e intervenções farmacêuticas podem ser necessárias. O orlistat é um fármaco usado no tratamento da obesidade que age através da inibição das lipases gástricas e pancreáticas e não tem efeitos adversos sistêmicos, sendo o único fármaco antiobesidade disponível em muitos países. Dessa forma, com o objetivo de avaliar os efeitos do orlistat nas variáveis clínicas relacionadas à perda de peso, assim como comparar esses efeitos com aqueles obtidos com o uso da metformina, em mulheres com PCOS, realizou-se uma revisão sistemática e meta-análise. Os resultados dessa revisão sistemática sugerem que o orlistat leva a uma redução significativa do peso/índice de massa corporal (IMC) em mulheres com PCOS. Além disso, os resultados da meta-análise evidenciaram que o orlistat e a metformina têm efeitos similares na redução de IMC, testosterona, Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR) e insulina em mulheres com PCOS com sobrepeso e obesidade. Outro fator a ser considerado é o aumento do risco cardiovascular associado à PCOS. Estudos demonstram que as alterações cardiovasculares pré-clínicas são mais frequentes nesta população do que em mulheres sem a síndrome de mesma idade. A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) é a medida das variações cíclicas dos intervalos entre as batidas cardíacas (intervalo R-R), e reflete a função cardíaca autonômica. Alterações na VFC podem refletir doença cardiovascular subclínica. A redução do consumo de gordura saturada tem um importante papel na prevenção primária e secundária de doenças cardiovasculares. Dessa forma, realizou-se um estudo com objetivo de avaliar se o consumo de ácidos graxos saturados (SFA) está associado com VFC em mulheres com PCOS. Oitenta e quatro mulheres com PCOS foram incluídas no estudo. A análise da VFC foi realizada no repouso e após teste de stress mental. As participantes foram estratificadas de acordo com a mediana do consumo de SFA (8,5% do consumo energético total), avaliado por questionário de frequência alimentar. Os resultados desse estudo indicam que o menor consumo de SFA combinado com menor consumo de carne vermelha e maior consumo de frutas, vegetais e feijões está associado com melhor VFC em resposta ao stress e níveis circulantes mais baixos de testosterona em mulheres com PCOS. / Polycystic ovary syndrome (PCOS), the most common endocrinological disorder in women of reproductive age, is characterized by hyperandrogenism and chronic anovulation. Obesity or overweight affect most of patients with PCOS and may accentuate reproductive and metabolic issues. Thus, weight reduction through calorie restriction is extremely important in overweight/obese PCOS women. However, it remains unclear whether the diet composition per se may have significant effects on metabolic and hormonal issues of PCOS. A few randomized controlled trials (RCTs) evaluating the effect of different dietary interventions have been performed in PCOS women, and most studies have short-term and small sample size. Low-carbohydrate diets as well as diets with low glycemic index and glycemic load have been the main focus of studies in PCOS women, and although the results are controversial, studies demonstrated superiority of these diets in relation to a conventional diet in improving anthropometric profile and insulin sensitivity. On the other hand, lifestyle changes may not be sufficient to promote significant weight loss, and pharmaceutical interventions may be required. Orlistat is a drug for the treatment of obesity that acts by inhibiting gastric and pancreatic lipases. Orlistat does not have systemic adverse effects and it is currently the sole anti-obesity agent available in many countries. In this way, a systematic review and meta-analysis was performed. The aim was to assess the effects of orlistat on weight loss-associated clinical variables and to compare these effects to those obtained with metformin treatment in overweight/obese women with PCOS. The results of this systematic review indicate that orlistat leads to significant reduction in weight/body mass index (BMI) in PCOS. In addition, the results of meta-analysis indicate that orlistat and metformin have similar effects in reducing BMI, HOMA, testosterone and insulin in overweight/obese PCOS women. Another point to consider is the increased cardiovascular risk associated with PCOS. Studies have demonstrated that preclinical cardiovascular disorders are more frequent in PCOS than in women without the syndrome of same age. The heart rate variability (HRV) is a measure of the time variation between heart beats (R-R interval), and reflects autonomic cardiac function. Alterations in HRV may reflect subclinical cardiovascular disease. Reduction in saturated fat intake has an important role in primary and secondary of cardiovascular disease. Thus, we performed a study assessing whether dietary saturated fatty acids (SFA) intake is associated with stress-induced HRV in patients with PCOS. Eighty-four PCOS women were included in the study. The HRV analysis was performed at rest and after mental stress test. Participants were stratified by median SFA intake (8.5% of daily energy intake), assessed by food frequency questionnaire. The results indicate that lower SFA intake is associated with more favorable stress-related HRV and lower testosterone in women with PCOS.

In the analysis of heart rate variability (HRV) are used temporal series that contains the distances between successive heartbeats in order to assess autonomic regulation of the cardiovascular system. These series are obtained from the electrocardiogram (ECG) signal analysis, which can be affected by different types of artifacts leading to incorrect interpretations in the analysis of the HRV signals. Classic approach to deal with these artifacts implies the use of correction methods, some of them based on interpolation, substitution or statistical techniques. However, there are few studies that shows the accuracy and performance of these correction methods on real HRV signals. This study aims to determine the performance of some linear and non-linear correction methods on HRV signals with induced artefacts by quantification of its linear and nonlinear HRV parameters. As part of the methodology, ECG signals of rats measured using the technique of telemetry were used to generate real heart rate variability signals without any error. In these series were simulated missing points (beats) in different quantities in order to emulate a real experimental situation as accurately as possible. In order to compare recovering efficiency, deletion (DEL), linear interpolation (LI), cubic spline interpolation (CI), moving average window (MAW) and nonlinear predictive interpolation (NPI) were used as correction methods for the series with induced artifacts. The accuracy of each correction method was known through the results obtained after the measurement of the mean value of the series (AVNN), standard deviation (SDNN), root mean square error of the differences between successive heartbeats (RMSSD), Lomb\'s periodogram (LSP), Detrended Fluctuation Analysis (DFA), multiscale entropy (MSE) and symbolic dynamics (SD) on each HRV signal with and without artifacts. The results show that, at low levels of missing points the performance of all correction techniques are very similar with very close values for each HRV parameter. However, at higher levels of losses only the NPI method allows to obtain HRV parameters with low error values and low quantity of significant differences in comparison to the values calculated for the same signals without the presence of missing points. / Na análise da variabilidade da frequência cardíaca (Heart Rate Variability - HRV) são usadas séries temporais que contém as distancias entre batimentos cardíacos sucessivos, com o m de avaliar a regulação autonômica do sistema cardiovascular. Estas séries são obtidas a partir da análise de sinais de eletrocardiograma (ECG), as quais podem ser afetados por distintos tipos de artefatos, levando a interpretações incorretas nas análises feitas sob as séries da HRV. Abordagem clássica para lidar com esses artefatos implica a utilização de métodos de correção, alguns deles com base na interpolação, substituição ou técnicas estatísticas. No entanto, existem poucos estudos que mostram a precisão e desempenho destes métodos de correção em sinais reais da HRV. Assim, o presente estudo tem como objetivo determinar cómo os diferentes níveis de artefatos presentes no sinal afetam as caraterísticas da mesma, utilizando-se diferentes métodos lineares e não lineares de correção e posteriormente quanticação dos parâmetros da HRV. Como parte da metodología utilizada, sinais ECG de ratos obtidas mediante a técnica da telemetria foram usadas para gerar séries de HRV reais sem nenhum tipo de erro. Nestas séries foram simulados batimentos perdidos para diferentes taxas de pontos a m de emular a situação real com a maior precisão possível. Adicionalmente, foram aplicados os métodos de eliminação de segmentos (DEL), interpolação linear (LI) e cúbica (CI), janela de média móvel (MAW) e interpolação preditiva não lineal (NPI) como métodos de correção dos artefatos simulados sob as séries com erros. A precisão de cada método de correção foi conhecida através dos resultados obtidos com a quanticação do valor médio da série (AVNN), desvio padrão (SDNN), erro quadrático médio das diferenças entre batimentos sucessivos (RMSSD), periodograma de Lomb (LSP), análise de flutuações destendenciadas (DFA), entropia multiescala (MSE) e dinâmica simbólica (SD) sob cada sinal de HRV com e sem erros. Os resultados obtidos mostram que para baixos níveis de perdas de batimentos o desempenho das técnicas de correção é similar, com valores muito semelhantes para cada parámetro quanticado da HRV. Não obstante, em níveis de perdas maiores só NPI permite obter valores muito próximos e sem muitas diferenças signicativas para os mesmos parâmetros da HRV, em comparação com os valores calculados para as séries sem perdas.

Cardiovascular diseases (CVD) are the leading cause of death, and the underlying atherosclerotic process has its origin in youth. Physical activity lowers future CVD risk, however few adolescents achieve the recommended minimum amount of daily activity and interventions fail to meaningfully increase activity levels in this group. It is therefore essential to identify how small volumes of exercise can be optimised for the primary prevention of CVD. The purpose of this thesis is to identify the influence of exercise intensity on vascular health outcomes in adolescents, and to assess the efficacy of 2 weeks of low volume, high-intensity interval training on CVD risk factors in this population. Chapter 4 demonstrates that a single bout of high-intensity interval exercise (HIIE) performed one hour before a high fat meal elicits comparable reductions in postprandial lipaemia as a work-matched bout of moderate-intensity exercise (MIE) in girls. However, neither exercise attenuated postprandial lipaemia in the boys. Additionally, HIIE elicited a superior increase in postprandial fat oxidation and decrease in blood pressure, and this was sex independent. These findings are furthered in Chapter 5, which identified that accumulating HIIE, but not MIE, favourably modulates glycaemic control, postprandial blood pressure and fat oxidation in adolescents irrespective of sex. A high fat meal was included in Chapter 6 in order to impair vascular function via oxidative stress. Postprandial vascular function was preserved following MIE, but improved after HIIE, and these changes were not related to changes in postprandial lipaemia or total antioxidant status. Chapter 7 addressed the time course of the changes in vascular function post exercise, and identified that HIIE promotes superior changes in vascular function than MIE. Finally, Chapter 8 identified that 2 weeks of high-intensity interval training improved novel (endothelial function and heart rate variability), but not traditional CVD factors in adolescent boys and girls. However, most of these favourable changes were lost 3 days after training cessation. Thus, this thesis demonstrates that vascular health outcomes are positively associated with exercise intensity. Given that HIIE was perceived to be more enjoyable than MIE in Chapters 4, 6 and 7, performing HIIE appears to be an effectual and feasible alternative to MIE for the primary prevention of CVD.

Importância. O uso de anticoncepcional hormonal combinado oral é associado ao aumento do risco de eventos cardiovasculares adversos desde a sua introdução na prática clínica. O mecanismo exato pelo qual podem alterar o risco ainda não foi esclarecido, sendo escassa a literatura que avalia a ação dessa classe de medicação no sistema nervoso autonômico. Objetivo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de contraceptivo contendo 20 mcg de etinilestradiol e 3 mg de drospirenona sobre a variabilidade da frequência cardíaca, da sensibilidade do barorreflexo e sobre a pressão arterial de mulheres saudáveis. Métodos. Trata-se de estudo prospectivo controlado com 69 mulheres saudáveis, divididas em dois grupos: 36 voluntárias que fizeram uso de anticoncepcional hormonal combinado oral, e 33 voluntárias que utilizaram métodos contraceptivos não-hormonais. As mulheres foram avaliadas em dois momentos, antes da introdução do método contraceptivo e seis meses após seu uso. Para a aquisição dos dados, utilizou-se o Finomoter® (FMS, Finapres Medical System, Anhem, The Netherlands), obtendo-se de forma não invasiva registros contínuos da curva da pressão arterial batimento a batimento. A análise estatística foi realizada para determinar diferenças entre os grupos e entre os momentos, sendo p < 0,05 considerado estatisticamente significativo. Resultados. No momento basal, não houve diferenças nos parâmetros demográficos, hemodinâmicos e autonômicos entre os grupos. Além disso, a comparação dos diversos parâmetros hemodinâmicos e autonômicos ao final de seis meses do método contraceptivo não evidenciou diferença tanto entre os grupos como no decorrer do tempo. Conclusão. O uso de contraceptivo contendo 20 mcg de etinilestradiol e 3 mg de drospirenona não causou alterações significativas nos parâmetros hemodinâmicos e autonômicos de mulheres saudáveis / Background. The use of combined oral contraceptives has been associated with an increased risk of adverse cardiovascular events. Whether these drugs alter cardiac autonomic nervous system control is not completely determined. Objective. The objective of this study was to evaluate the effect of a contraceptive containing 20 mcg of ethinyl estradiol and 3 mg of drospirenone on the heart rate variability, baroreflex sensitivity and blood pressure of healthy women. Methods. This is a prospective controlled trial with 69 healthy women allocated in two groups: 36 volunteers under oral combined contraceptive use and 33 volunteers under use of non-hormonal contraceptives methods. Subjects were tested before the introduction of the contraceptive method and 6 months after its use. The Finometer® (FMS, Finapres Medical System, Anhem, The Netherlands) was used for data acquisition, obtaining noninvasively continuous records of the blood pressure curve beat to beat. Statistical analysis was performed to determine differences between groups and times, with p < 0.05 considered statistically significant. Results. At baseline, there were no differences in demographic, hemodynamic and autonomic parameters between groups. A comparison of various hemodynamic and autonomic parameters after 6 months of birth control methods showed no difference between both groups as over time. Conclusion. A contraceptive containing 20 mcg of ethinyl estradiol and 3 mg of drospirenone causes no significant changes in hemodynamic and autonomic parameters of healthy women

Introdução: O envelhecimento está associado com a diminuição de uma série de funções, incluindo a função pulmonar, a variabilidade da freqüência cardíaca, o barorreflexo espontâneo, a qualidade de vida e de sono, assim como com o aumento de níveis de estresse. Estudos recentes sugerem que os exercícios respiratórios do Yoga podem melhorar as funções respiratória e cardiovascular, além de aumentar a qualidade de vida e de sono e reduzir os sintomas de estresse em populações de pacientes com doença pulmonar. A hipótese testada no presente trabalho é de que o treinamento respiratório do Yoga pode melhorar a função respiratória, a variabilidade da freqüência cardíaca, a qualidade de vida e de sono e os sintomas de estresse de idosos saudáveis. Objetivo: Investigar os efeitos do treinamento de técnica respiratória do Yoga na função pulmonar, na variabilidade da freqüência cardíaca e no barorreflexo espontâneo, assim como na qualidade de vida, na qualidade de sono e nos sintomas de estresse de idosos saudáveis. Métodos: Vinte e nove voluntários idosos saudáveis (idade: 68±6 anos, homens: 34%, índice de massa corporal=25±3 kg/m2) foram aleatorizados para 4 meses de treinamento constituído por 2 aulas/semana, acrescidas de exercícios em casa 2 vezes por dia de alongamento (Controle, n=14) ou exercícios respiratórios (Yoga, n=15). Os exercícios respiratórios do Yoga (bhastrika) são constituídos de uma seqüência de exercícios que se iniciam por expirações rápidas e forçadas (kapalabhati), seguidas por inspiração pela narina direita, apnéia inspiratória com a geração de pressão negativa intratorácica e expiração pela narina esquerda (surya bedhana). Foram realizadas medidas de função pulmonar, pressões expiratória e inspiratória máximas (PEmax e PImax, respectivamente), variabilidade da freqüência cardíaca e da pressão arterial para a determinação do barorreflexo espontâneo no início do estudo (basal) e ao final, após 4 meses de treinamento (4 meses). Também foram aplicados questionários de qualidade de vida, qualidade de sono e sintomatologia de estresse no início e no final do estudo. Resultados: Os indivíduos de ambos os grupos foram semelhantes quanto aos parâmetros demográficos. As variáveis fisiológicas não se alteraram após 4 meses no grupo controle. No grupo Yoga, houve um aumento significante na PEmax (34%, p<0.0001) e na PImax (26%, p<0.0001), assim como também houve uma diminuição significante no componente de baixa freqüência (marcador da modulação simpática cardíaca) e uma diminuição significante da razão baixa freqüência/alta freqüência (marcador do equilíbrio simpatovagal) da variabilidade da freqüência cardíaca (40%, p<0.001). A sensibilidade do barorreflexo espontâneo não se alterou no grupo Yoga. Ocorreram aumentos marginais no grupo Yoga, que não atingiram significância estatística na qualidade de vida e nos sintomas de estresse. Não houve alteração da qualidade de sono. Conclusão: O treinamento respiratório do Yoga pode ser benéfico para a população idosa saudável, pois pode melhorar a fisiologia respiratória e o equilíbrio simpatovagal / Introduction: Aging is associated with a decline of many functions, including pulmonary function, heart rate variability, spontaneous baroreflex, quality of life, quality of sleep, and with the increase of stress symptoms. Recent studies suggest that Yoga respiratory exercises may improve respiratory and cardiovascular function, increase quality of life, quality of sleep and decrease stress symptoms in patients with pulmonary disease. The hypothesis tested in the present study is that Yoga respiratory training may improve respiratory function, heart rate variability, quality of life, quality of sleep and stress symptoms in healthy elderly subjects. Objective: To investigate the effects of a respiratory Yoga training on respiratory function, heart rate variability and spontaneous baroreflex, as well as on quality of life, quality of sleep and stress symptoms in healthy elderly subjects. Methods: Twenty-nine healthy elderly volunteers (age: 68±6 years, males: 34%, body mass index=25±3 kg/m2) were randomized into a 4-month training program composed of 2 classes/week plus home exercises twice a day of either stretching (Control, n=14) or respiratory exercises (Yoga, n=15). Yoga respiratory exercises (bhastrika) are composed by a sequence of exercises which begins with rapid forced expirations (kapalabhati), followed by inspiration through the right nostril, inspiratory apnoea with generation of intrathoracic negative pressure, and expiration through the left nostril (surya bedhana). Pulmonary function test, maximum expiratory and inspiratory pressures (PEmax and PImax, respectively), heart rate and blood pressure variability for spontaneous baroreflex determination were measured at baseline and after 4 months. Quality of life, quality of sleep, and stress symptoms questionnaires were also applied in the beginning and at the end of the study. Results: Subjects from both groups were similar for demographic parameters. Physiological variables did not change after 4 months in the Control group. In the Yoga group, there was a significant increase in PEmax (34%, p<0.0001) and in PImax (26%, p<0.0001), and a significant decrease in the low-frequency component (marker of cardiac sympathetic modulation) and a significant decrease in low frequency/high frequency (marker of sympathovagal balance) of heart rate variability (40%, p<0.001). Spontaneous baroreflex sensitivity did not change in the Yoga group. There were only marginal increases in quality of life, and in stress symptoms in the Yoga group, with no statistical significance, and no changes in quality of sleep. Conclusion: Respiratory Yoga training may be beneficial to the elderly healthy population, for it may improve respiratory physiology and sympathovagal balance

A análise de sinais biomédicos é uma área de pesquisa importante pois diversos processos fisiológicos que ocorrem no corpo humano podem ter suas atividades registradas como sinais. Neste trabalho, investigou-se a q-transformada de Fourier (q-FT), uma generalização não linear da transformada de Fourier baseada no formalismo não extensivo de Tsallis, que é caracterizado pela presença do parâmetro q. Foram realizados estudos analíticos e experimentos computacionais com sinais reais e simulados. A partir da dfinição da q-FT, um método de análise espectral generalizado para aplicação em sinais biomédicos foi desenvolvido. Este método foi avaliado através de experimentos com séries de intervalos RR cardíacos, usadas em estudos de variabilidade da frequência cardíaca. Os resultados ajudam a esclarecer algumas propriedades desta q-transformada, porém não indicam que o método desenvolvido seja efetivo para a análise espectral de séries RR. Entretanto, estudos posteriores de novos métodos de análise espectral baseados no formalismo de Tsallis podem ser desenvolvidos para a investigação de sinais biomédicos. / Biomedical signals analysis is an important research eld because many physiological processes occurring in human body can have their activities recorded as signals.This study investigated the q-Fourier transform (q-FT), a nonlinear generalization of Fourier transform based on the Tsallis nonextensive formalism, which is characterized by q parameter. Analytical studies and computational experiments with simulated and real signals were conducted. From the denition of q-FT, a generalized spectral analysis method for application in biomedical signals has been developed. This method was assessed through experiments with cardiac RR interval time series, which are used in studies of heart rate variability. The results help to clarify some properties of the q-Fourier transform, but do not indicate that the developed method is efective for the spectral analysis of RR series. However, further studies on new spectral analysis methods based on Tsallis formalism can be developed for biomedical signals investigation.

O presente trabalho tem como objetivos avaliar a resposta da freqüência cardíaca (FC) e de sua variabilidade nas condições de repouso e em exercício físico dinâmico; determinar o limiar de anaerobiose a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico pelos modelos matemáticos e estatísticos autorregressivos-integrados-médias móveis (ARIMA) e semiparamétrico (SMP) e pelos índices de variabilidade da freqüência cardíaca (VFC); comparar o grau de correlação entre as três metodologias de análise na detecção de alterações no padrão de resposta da FC como indicador do limiar de anaerobiose (LA). Foram estudados doze voluntários com idade em mediana de 42 anos, considerados ativos e saudáveis, a partir dos resultados da avaliação clínica, cardiovascular e do eletrocardiograma (ECG) em repouso e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo degrau (TEFDC-D). O protocolo experimental consistiu de teste de esforço físico dinâmico descontínuo do tipo degrau (TEFDD-D), com potências progressivas de 10 em 10 watts (W) sendo que a potência inicial foi de 25W. Os intervalos RR (IRR) e a FC, captados a partir dos registros do ECG em tempo real, batimento a batimento, foram obtidos utilizando-se um programa de processamento de sinais. Os dados foram captados na condição de repouso por um período de 900 s na posição supina, 900 s na posição sentada e sentado no cicloergômetro durante 60 s em repouso, 360s em exercício e 60s em recuperação. Foram calculadas: as médias da FC; os índices de RMSSD dos IRR de repouso e em exercício; tempo de variação da FC (t/DFC t1 – t0 ) em segundos onde t1 eqüivale ao instante em que ocorreu o maior valor da FC no período entre 0 (t0) e 20 s do início do exercício físico e a variação da FC no mesmo intervalo. Para determinar o LA a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico utilizou-se os modelos matemáticos autorregressivos-integrados- médias móveis (ARIMA) e o modelo SMP. Para análise estatística utilizou-se o teste de Wilcoxon, e nas comparações múltiplas o teste de Friedman, seguido do teste de Dunn, e o de correlação de Spearman, com nível de significância de 5%.A FC em repouso na posição sentada foi superior a da posição supina (p<0,05), já a VFC foi semelhante. O t/DFC t1 – t0 e o DFC (bpm) apresentou diferenças estatisticamente significantes nas potências realizadas pelos voluntários. Os índices de VFC durante o TEFDD-D reduziram com o incremento de potência apresentando diferenças estatisticamente significantes (p<0,05), para o RMSSD nas potências de 55 e 60 W em relação ao repouso sentado e em relação as potências de 25 e 35 W. O nível do LA foi em 60 W com uma FC de 97 bpm e em 55 W com uma FC de 97 bpm, determinados pelo modelo ARIMA e pelo modelo SMP, respectivamente (p>0,05). Na comparação dos índices de RMSSD dos IRR no nível de potência do LA determinado pelos modelos de análise, não observamos diferenças significantes (p>0,05). O coeficiente de correlação entre os índices de RMSSD do modelo SMP vs ARIMA foi rs= 0,82 com p<0,05; entre as potências dos dois modelos foi: rs = 0,72, p < 0,05 e entre a FC foi rs = 0,87, p < 0,05. A análise da VFC, a partir do índice de RMSSD foi sensível na identificação de alterações da modulação autonômica sobre o nódulo sinusal. O aumento da FC com concomitante redução da VFC, associado ao incremento de potência sugere uma menor participação da atuação vagal e predomínio da atividade simpática sobre o nó sinusal. As três metodologias de análise utilizadas neste trabalho mostraram respostas similares, apresentando uma correlação estatisticamente significante, sendo portanto adequadas para detectar o ponto de mudança da resposta da FC concomitante ao achatamento da VFC como indicativo do limiar de anaerobiose. / The objectives of the present study were to assess the heart rate (HR) response and its variability under resting conditions and during dynamic physical exercise, to determine the anaerobic threshold from the analysis of the HR responses during physical exercise using the autoregressive-integrated-moving average (ARIMA) and semi-parametric (SMP) mathematical and statistical models and the indices of heart rate variability (HRV), and to compare the degree of correlation between the three methods of analysis for the detection of changes in the pattern of HR response as an indicator of anaerobic threshold (AT). The study was conducted on 12 volunteers (median age: 42 years) considered to be active and healthy on the basis of clinical and cardiovascular evaluation of resting electrocardiogram (ECG) and of ECG during a continuous dynamic physical effort test of the step type (CDPET-S). The experimental protocol consisted of a discontinuous DPET-S (DDPET-S) with progressive 10 Watts increments starting from and initial power of 25 Watts. RR intervals (RRI) and HR obtained from ECG recordings in real time, beat to beat, were recorded using a signal processing system. The data were obtained in the resting condition for a period of 900 s with the subject in the supine position, for 900 s in the sitting position ,and with the subject sitting on the bicycle ergometer for 60 s at rest, for 360 s while exercising and for 60 s during recovery. We calculated mean HR, RMSSD and RRI indices at rest and during exercise, HRV time (t/DHR t1 – t0 ) in seconds, where t1 is the instant when the highest HR value occurred during the period between 0 (t0) and 20 s after the beginning of physical exercise, and HR variation (DHR)during the same interval. To determine AT from the analysis of the HR responses during physical exercise we used the ARIMA and SMP models. Data were analyzed statistically by the Wilcoxon test and by the Friedman test for multiple comparisons followed by the Dunn test. Correlation was calculated by the Spearman test and the level of significance was set at 5% in all analyses. Resting HR in the sitting position was higher than in the supine position (p<0.05), whereas HRV was similar.t/DHR t1 – t0 and DHR (beat/min) presented statistically significant differences at the powers reached by the volunteers. The HRV indices during the DDPET-S were reduced with increasing power, showing statistically significant differences (p<0.05) for RMSSD at the powers of 55 and 60 Watts compared to sitting rest and compared to the powers of 25 and 35 Watts. The AT level determined by ARIMA was at 60 Watts, with HR of 97 beat/min, and the AT level determined by SMP was at 55 Watts, with HR of 97 beat/min (p>0.05). Comparison of the RMSSD indices of the RRI at the power level of AT determined by the analysis models did not show significant differences (p>0.05). The correla tion coefficient between the RMSSD indices of the SMP model vs ARIMA was rs= 0.82, with p<0.05; between the powers of the two models it was rs = 0.72, p < 0.05, and between HR of the two models it was rs = 0.87, p < 0.05. HRV analysis from the RMSSD index was sensitive for the identification of changes in autonomic modulation of the sinus node. The increase in HR with a concomitant reduction in HRV, together with the increment in power suggests a lower participation of vagal activity and a predominance of sympathetic activity in the sinus node. The three methods used for analysis in the present study showed similar responses and were strongly correlated and therefore are adequate to detect the point of change in the HR response concomitant with HRV flattening as an indication that AT.

Submitted by Cristiane Chim (cristiane.chim@ucpel.edu.br) on 2018-05-07T11:51:08Z No. of bitstreams: 1 LARISSA RIBAS RIBEIRO.pdf: 853387 bytes, checksum: b07d078ec1ece03014fcfd9275152a65 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T11:51:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LARISSA RIBAS RIBEIRO.pdf: 853387 bytes, checksum: b07d078ec1ece03014fcfd9275152a65 (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / Introduction: Chronic kidney disease (CKD) is characterized by progressive decrease in glomerular filtration rate (GFR), eventually reaching the end-stage renal disease (ESRD) requiring renal replacement therapy (RRT). The decrease in GFR is associated with a gradual and linear increase in cardiovascular mortality. Dysfunction of the autonomic nervous system (ANS) with sympathetic overactivity has been well documented in patients with CKD, especially in people with ESRD. The renal ischemia causes both the excessive activation of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) by increasing renin release, as sympathetic ANS, through the afferent sympathetic nerves. The overactivated RAAS and sympathetic SNA feedback each other, which contributes to cardiovascular disease (CVD) in CKD. Despite the clear involvement of these systems in the pathogenesis of CVD in CKD, randomized clinical trials using drugs that block the RAAS or sympathetic SNA have not shown significant effects in the frequency of cardiovascular events in this population. A possible explanation for these negative findings is the genetic heterogeneity, such as the polymorphism in the gene for angiotensin converting enzyme (ACE). Objectives: To investigate the correlation between polymorphisms in the ACE gene and heart rate variability (HRV), a noninvasive tool used to assess ANS activity, in patients with CKD on hemodialysis treatment. Hypotheses: The D allele of the ACE gene, associated with increased activity of the RAAS, would be associated with increased sympathetic activity, which is reflected in lower HRV. If confirmed, the finding could point the subgroup of patients that may get additional benefit of drugs that act on the sympathetic and RAAS systems. Methodology: quantitative and cross-sectional study. The sample will consist of at least 129 adult patients with CKD on hemodialysis treatment (HD) for more than 90 days. It wil be obtained sociodemographic data, previous medical history and medications used. HRV analysis will be conducted through Micromed® ECG machine with registration pulse interval variance, root mean square of squared differences between consecutive intervals (RMSSD) and the percentage of intervals greater than 50 milliseconds (pNN50), a low frequency band (LF) and high frequency (HF), at a time of normovolemia after a midweek HD session. Analysis of hydration status will be made through multi-Frequency bioimpedance device. Polymorphism of the ACE gene will be assessed by polymerase chain reaction method in peripheral blood sample. Data analysis will be performed by ANOVA with comparison of the LF / HF ratio, a component of HRV analysis, between polymorphisms II, ID and DD of the ACE gene. Multivariate analysis with linear regression will be applied using as dependent variables the HRV parameters, and as independent variables the polymorphisms of ACE gene and all variables known to influence HRV, for adjustment purposes. The data will be analyzed using the statistical package STATA 14.0. / Introdução: A doença renal crônica (DRC) caracteriza-se pela redução progressiva da taxa de filtração glomerular (TFG), eventualmente alcançando o estágio de doença renal crônica terminal (DRCT) com necessidade de terapia renal substitutiva (TRS). A diminuição da TFG está associada a um aumento progressivo e linear na mortalidade cardiovascular. A disfunção do sistema nervoso autônomo (SNA) com hiperatividade simpática tem sido bem documentada em pacientes portadores de DRC, especialmente na população com DRCT. A isquemia renal provoca tanto a ativação exagerada do sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), através do aumento da liberação de renina, quanto do SNA simpático, por meio dos nervos simpáticos aferentes. O SRAA e o SNA simpático, ambos hiperativados, se retroalimentam mutuamente, o que contribui para a doença cardiovascular (DCV) na DRC. Apesar da clara participação destes sistemas na gênese da DCV da DRC, ensaios clínicos randomizados utilizando drogas que bloqueiam o SRAA ou SNA simpático não têm mostrado efeitos significativos na redução de eventos nessa população. Uma possível explicação para esses resultados negativos seria a heterogeneidade genética, como por exemplo, o polimorfismo no gene da enzima conversora da angiotensina (ECA). Objetivos: Investigar a associação entre polimorfismos no gene da ECA e a variabilidade da frequência cardíaca (VFC), uma ferramenta não invasiva utilizada na avaliação da atividade do SNA, em pacientes portadores de DRC em tratamento por hemodiálise. Metodologia: Estudo quasi experimental do tipo antes e depois. A amostra foi composta por 114 pacientes adultos portadores de DRC em tratamento por hemodiálise (HD) há mais de 90 dias. Foram obtidos dados sociodemográficos, história clínica pregressa e medicamentos em uso. A análise da VFC foi realizada através de aparelho de eletrocardiograma Micromed® com registro do desvio padrão de todos os intervalos normais (SDNN), raiz quadrada da média dos quadrados das diferenças entre intervalos consecutivos (RMSSD), banda de baixa frequência (LF) e de alta frequência (HF), em momento de normovolemia, após uma sessão de HD do meio da semana. A análise do estado de hidratação foi realizada através de aparelho de bioimpedância multi-frequencial. O polimorfismo do gene da ECA foi avaliado por método de reação em cadeia da polimerase em amostra de DNA de sangue periférico. A análise dos dados foi realizada por ANOVA, com comparação da razão LF/HF, componente da análise da VFC, entre os polimorfismos II, ID e DD do gene da ECA. Análise multivariada com regressão linear foi aplicada utilizando como variáveis dependentes os parâmetros da VFC e como variáveis independentes foram incluídos os polimorfismos do gene da ECA juntamente com variáveis que sabidamente influenciam a VFC, para efeito de ajuste. Os dados foram analisados através do pacote estatístico STATA 15.0.