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Hintergrund: Bei der Interaktion zwischen Herz und Psyche wird als ein psychophysiologischer Mechanismus eine Veränderung der Modulationsfähigkeit des autonomen Nervensystems angenommen, die mittels HRV (=heart rate variability) widergespiegelt werden kann. Der Zusammenhang zwischen negativer Befindlichkeit und reduzierter HRV scheint jedoch entgegen häufig publizierten Annahmen nicht konsistent. Außerdem wurde zur zeitlichen Stabilität der HRV-Messungen über eine längere Periode von mehreren Jahren sowie zum Zusammenhang zwischen diastolischer Dysfunktion und HRV bisher noch nicht sehr umfangreich geforscht. Methoden: Es wurden 111 Patienten (60 % M., 70 +/- 17 J.) mit kardiovaskulären Risikofaktoren aus einer Kohortenstudie des Kompetenznetzes Herzinsuffizienz (KNHI) untersucht. Kurzzeit-HRV-Messungen (5 min) wurden in den folgenden drei Phasen durchgeführt: Sechs-Minuten-Gehtest, 6/min Taktatmung und Ruhephase. Zum einen wurde mittels Echokardiographie eine diastolische Dysfunktion bestimmt und den Herzfrequenz- (Hr) und HRV-Werten gegenübergestellt. Zum anderen wurden Selbstbeurteilungsfragebögen zur Befindlichkeit, im Speziellen Depressivität und Angst (HADS), Vitaler Erschöpfung (Maastricht Fragebogen) und gesundheitsbezogener Lebensqualität (SF-36), verwendet und Korrelationen mit den Hr- und HRV-Werten berechnet. Anhand eines Teilkollektivs von 24 Pat. wurden Längsschnittanalysen (Zeitintervall 2-4 J.) zur Hr und HRV durchgeführt. Ergebnisse: Es konnten keine (einheitlich) signifikanten Korrelationen zwischen Befindlichkeit und Hr/HRV festgestellt werden, ebenso nicht für ein Teilpatientenkollektiv ohne Betablockereinnahme. In den Längsschnittanalysen zeigten sich auf Gruppenebene eine relative Stabilität der HRV-Werte und auf individueller Ebene hingegen nur eine geringe bis mäßige Stabilität, und zwar auch bei weitgehend unverändertem kardialem Zustand. Für diese individuellen Veränderungen der HRV-Werte konnte keine Ursache eruiert werden. Hingegen bildete sich bezüglich der Herzfrequenz (Hr) eine deutlich höhere Stabilität im zeitlichen Verlauf ab. Beim Vergleich der HRV-Parameter zwischen zwei Patientengruppen mit und ohne isolierte diastolische Dysfunktion zeigte sich eine nicht signifikant reduzierte HRV bei Patienten mit isolierter diastolischer Dysfunktion. Diskussion: Die Zusammenhänge von Befindlichkeit mit der Hr und der HRV scheinen entgegen häufig publizierten Annahmen nicht konsistent. Die vielen Einflussfaktoren auf die HRV sowie die komplexen Eigenschaften des autonomen Nervensystems stellen eine mögliche Erklärung für die uneinheitlichen Ergebnisse zur HRV dar. In früheren Studien könnte es sich zumindest partiell angesichts jeweils multipler untersuchter Assoziationen um Scheinsignifikanzen handeln. In zukünftigen Studien wäre es sinnvoll bezüglich der HRV strikt zwischen Kurz- und Langzeit-HRV-Messungen und bezüglich der Befindlichkeit zwischen psychischen und körperlichen Symptomen zu unterscheiden. Auch sollte der Einfluss von Medikamenteneinnahmen (herzwirksame Medikamente, Antidepressiva) kontrolliert werden. In den Längsschnittanalysen war bei einer Gruppengröße von nur 24 Patienten die statistische Power für weiter gehende Analysen unzureichend. Der Zusammenhang zwischen diastolischer Dysfunktion und HRV wurde bisher noch nicht sehr umfangreich erforscht, weshalb dieses Ergebnis einen interessanten weiteren Baustein in der aktuellen Forschung darstellt.

Lo scopo della presente ricerca è studiare il peso del fattore umano nei tempi di reazione alla guida. I tempi di reazione son stati studiati sin dalle origini della Psicologia sperimentale, tuttavia se applicati alla guida risulta obsoleto a causa delle specifiche condizioni in cui la reazione si svolge, ai cambiamenti del traffico moderno e ai nuovi dispositivi di supporto intelligente. In letteratura emerge chiaramente l’influenza sul tempo di reazione delle aspettative, della salienza della risposta, della percezione del rischio, dei carichi cognitivi e delle condizioni di rilevazione. La presente ricerca si prefigge di affrontare l’impatto e le modalità di influenza di questi aspetti psicologici sui tempi di reazione alla guida. In particolare i dati registrati in condizioni di guida ecologica reale saranno usati per a) studiare l’influenza delle aspettative sui processi attentivi, emozionali e di presa di decisione alla guida in risposta al pericolo, e b) per valutare l’influenza di diversi livelli di realismo di simulazioni e simulatori virtuali sui processi psicologici che determinano l’IPTR. I risultati mostrano differenze significative nelle diverse fasi che compongono l’IPTR nelle diverse condizioni. I simulatori di guida si sono rivelati avere una validità relativa, ma non assoluta rispetto ai processi attivati nelle condizioni ecologiche, dimostrandosi però in grado di ricreare e modificare coerentemente i processi di avvistamento del pericolo in funzione della prevedibilità dello stesso; rendendoli strumenti utili per l’apprendimento. La ricerca fornisce informazioni sul funzionamento dei processi cognitivi ed emotivi alla guida utili per la ricostruzione degli incidenti, la sicurezza e la prevenzione stradale. / The aim of the present research is to study the role of human factor in a salient driving ability for road accident prevention, that is reaction time to danger. Reaction times (RTs) have been investigated since the origin of experimental Psychology, however when applied to driving, the values became obsolete due to modern driving conditions and interaction with advance driving automatic systems and devices. The influence of expectation, urgency, risk perception, cognitive load and driving conditions on the process that determine RTs have been steadily proven in literature. The present research aims to tackle the influence of these factors on RTs while driving. In particular data measured in real-life driving are used to a) study the influence of expectation on attention, emotions and decision making process, and b) assess the influence of virtual settings with different levels of realism, on the psychological process that determine RTs. A specific task that manipulate driver’s expectations was created to assess the influence of attention and decision making process in the different context on RTs. Results show significant differences in the RTs phases, for different situation. Driving simulators with different levels of realism proved to not have absolute validity, but rather relative on the meanings and learning process in detecting danger and deciding what response foster; giving us interesting information for drivers education, road safety and accident reconstruction.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010.pdf: 2854762 bytes, checksum: b0421ce836a4726be750d7bf5a373fb9 (MD5) Previous issue date: 2008-08-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The ageing process is known to affect different tissues and systems. It is well-established that age-associated changes in cardiovascular structure and function are related to the risk of cardiovascular diseases. Because of the vast amount of cardiovascular modifications observed with ageing, the present study focused on three important topics: heart rate variability (HRV), blood pressure variability (BPV) and endothelial dysfunction. Furthermore, we also investigated the effects of physical activity (endurance and strength) on the autonomic control of heart rate (HR), which might be used as non-pharmacological therapy. Thirty five young subject between 18 and 30 years old (14 sedentary men, 5 sedentary women and 16 active men) and thirty eight middleaged/older subjects between 55 and 70 years old (16 sedentary men, 14 sedentary women and 8 active men) were studied. In addition, the subjects are distributed among 3 different studies. In the first one, the effects of the ageing process and active life-style on the autonomic control of HR were investigated in young and middleaged/older subjects. Electrocardiogram was recorded during 15 minutes of rest and 4 minutes of controlled breathing (5 to 6 cycles/min) in the supine position. HR and RR intervals were analyzed by time and frequency domain methods. The active groups presented lower HR and higher HRV (time domain) than the sedentary groups, whereas both middle-aged/older groups showed lower HRV (frequency domain). Additionally, interaction between ageing and life-style effects was observed for respiratory sinus arrhythmia (ASR) indexes (calculated during the controlled breathing test). The sedentary middle-aged/older group presented lower ASR magnitude than the other groups studied. The results suggest that ageing reduces HRV, however, regular physical activity improves vagal modulation on the heart and, consequently, attenuates the effects of ageing on the autonomic control of HR. In the second study, we aimed to investigate if strength training is able to improve cardiac autonomic control in healthy middle-aged/older men. HRV was evaluated before and after 12 weeks of isokinetic eccentric strength training (2days/week, 2-4 sets of 8-12 repetitions at 75-80% peak torque), involving knee flexion and extension. Strength training decreased the systolic blood pressure and increased the torque. However, an autonomic imbalance towards sympathetic modulation predominance was induced by an unknown mechanism. In the third study, we evaluated the effect of ageing on the BPV and endothelial function. We also sought for correlations between increased BPV and impaired endothelium dependent-dilation (EDD) in the middle-aged/older group. Intra-brachial artery BPV and conduit vessel EDD (brachial artery flow-mediated dilation, FMD) were determined in healthy young and middle-aged/older subjects. Moreover, endothelial function of resistance vessels was evaluated by venous occlusion plethysmoghaphy in the middle-aged/older group. The young group presented lower systemic oxidative stress, lower systolic BPV and higher FMD compared with the middle-aged/older group. After split this group according to the BPV, lower FMD was observed in the middleaged/older group with higher BPV. In addition, FMD was inversely correlated to BPV. The lower BPV group showed a great reduction (55%) in the forearm blood flow responses when NG-monometyl-L-arginine (nitric oxide inhibitor) was co-infused with acetylcholine (vs 14% in the higher BPV group). The results suggest that ageing process increases BPV and reduces endothelial function. Additionally, middle-aged/older subjects with higher BPV also have impaired EDD compared with their peers with lower BPV. General Conclusions: the results from the studies described above suggest that ageing process causes decrease of HRV, increase of BPV and decrease of endothelial function. Moreover, aerobic exercise has a cardioprotector effect, since it was able to attenuate the ageing effects on the cardiac vagal modulation. This same benefit, however, was not observed after 12 weeks of eccentric strength training. On the other hand, the strength training program performed by healthy older subjects modified the sympato-vagal balance toward the sympathetic modulation. Finally, systolic BPV oscillations seem to have a narrow relationship with vasodilation mediated by nitric oxide. Then, more studies are needed to clarify the cause-effect relation between those important variables. / O envelhecimento é um processo complexo que causa alterações em vários sistemas do organismo. Em relação ao sistema cardiovascular, modificações na sua estrutura e função estão diretamente relacionadas com o risco aumentado de desenvolvimento de doenças cardiovasculares em idosos. Dentre as diversas alterações cardiovasculares observadas com o envelhecimento, apenas as relacionadas à variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), variabilidade da pressão arterial (VPA) e disfunção endotelial foram abordadas no presente estudo. Além disso, foram também investigados os efeitos de dois tipos distintos de exercício físico, ou seja, de resistência aeróbia e de força muscular, sobre o controle autonômico da freqüência cardíaca (FC) de sujeitos saudáveis, como uma forma alternativa de terapia não-farmacológica. Participaram do presente estudo: 35 sujeitos jovens na faixa etária de 18 a 30 anos (14 homens sedentários, 5 mulheres sedentárias e 16 homens ativos) e 38 sujeitos meia-idade/idosos na faixa etária de 55 a 70 anos (16 homens sedentários, 14 mulheres sedentárias e 8 idosos ativos), os quais estão distribuídos em 3 estudos distintos. No primeiro estudo, os efeitos do envelhecimento e do estilo de vida sobre o controle autonômico da FC foram investigados em jovens e meiaidade/idosos com padrão de vida sedentário ou ativo. O sinal eletrocardiográfico foi obtido durante 15 minutos de repouso e 4 minutos de respiração controlada (5-6 ciclos/min), ambos na posição supina. A FC e os intervalos RR foram analisados no domínio do tempo e da freqüência. Adicionalmente, os índices da arritmia sinusal respiratória (ASR) também foram calculados. Os grupos ativos apresentaram menor FC e maior VFC (domínio do tempo) em relação aos grupos sedentários, enquanto que ambos os grupos idosos apresentaram menor VFC (domínio da freqüência). Além disso, foi observado interação entre idade e estilo de vida, já que a magnitude da ASR foi menor no grupo meia-idade/idoso sedentário comparativamente aos demais grupos. Os resultados indicam que a VFC reduz com o aumento da idade. Entretanto, a atividade física regular produz efeitos positivos sobre a modulação vagal cardíaca e, conseqüentemente, atenua os efeitos do envelhecimento sobre o controle autonômico da FC. No segundo estudo, foi avaliado se o treinamento de força excêntrica é capaz de modificar o controle autonômico da FC de idosos saudáveis. A VFC foi avaliada, durante o repouso supino e sentado, após 12 semanas de treinamento de força isocinética excêntrica (extensão e flexão do joelho, 2 dias/semana, 2-4 séries de 8-12 repetições, 75-80% do pico de torque). O treinamento de força foi capaz de aumentar o torque muscular e reduzir a pressão arterial (PA) sistólica de idosos saudáveis. Entretanto, o mesmo causou um desbalanço simpato-vagal, em direção a predominância simpática, o qual foi produzido por mecanismos desconhecidos. No terceiro estudo, foi avaliado se a VPA está aumentada com o avançar da idade e, ainda, se a mesma tem alguma relação com reduções na vasodilatação endotélio-dependente (VED) em sujeitos meiaidade/idosos saudáveis. A VPA intra-arterial e a VED (dilatação mediada por fluxo, DMF) da artéria braquial (i.e., vaso de condutância) foram avaliadas em sujeitos jovens e meia-idade/idosos de ambos os sexos. Adicionalmente, o grupo meia-idade/idoso também foi submetido à pletismografia de oclusão venosa para avaliar a função endotelial dos vasos de resistência. Os jovens apresentaram menor estresse oxidativo sistêmico, menor VPA sistólica e maior DMF, comparativamente ao grupo meia-idade/idoso. Quando esse grupo foi dividido de acordo com a VPA, observou-se DMF reduzida no grupo com alta VPA. Adicionalmente, a DMF mostrou correlação inversa com a VPA. Em relação aos vasos de resistência, o grupo com baixa VPA mostrou redução de 55% na resposta do fluxo sangüíneo quando NG-monometil-L-arginina (inibidor da produção de óxido nítrico) foi co-infudido com acetilcolina (vs 14% no grupo com alta VPA). Os resultados indicam que o envelhecimento causa redução da função endotelial e aumento da VPA. Além disso, sujeitos meia-idade/idosos com alta VPA apresentam DMF reduzida quando comparados aos seus pares com baixa VPA. Conclusão geral: os resultados obtidos nos três estudos sugerem que o envelhecimento causa redução na VFC, aumento da VPA e redução da função endotelial. Além disso, a atividade física aeróbia possui um efeito cardioprotetor, já que essa foi capaz de atenuar os efeitos do envelhecimento sobre a modulação vagal cardíaca. Entretanto, esses efeitos benéficos não foram observados com o treinamento de força excêntrica, pois 12 semanas de treinamento alteraram o balanço simpato-vagal em direção a modulação simpática. Por fim, o aumento nas oscilações da PA sistólica mostrou uma estreita relação com a vasodilatação mediada pelo óxido nítrico, a qual necessita de maiores investigações no sentido de determinar a relação de causa e efeito entre essas duas importantes variáveis.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6236.pdf: 2944020 bytes, checksum: dcbf2b2eaca77c3425524a77887f4d6b (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / The aging process affects many systems of the human body, including: autonomic nervous system, which can be assessed by heart rate variability (HRV); cellular structures, such as telomere length; and mechanisms of regulation of the inflammatory process, which can be evaluated by inflammatory markers such as high-sensitivity C-reactive protein (hsCRP). The combined analysis of these variables enables the study of the aging process in a multidimensional way. Additionally, the effects of hormone replacement therapy (HRT) on HRV are contradictory. In this way, we conducted the study I, which aimed to investigate the effects of HRT on HRV in healthy postmenopausal women. Two groups were evaluated: Group 1 (G1): 20 women who did not use HRT (60 ± 5.89 years) and group 2 (G2): 20 women undergoing HRT (59 ± 5.70 years). The electrocardiogram was recorded in supine position for 10 min. Spectral analysis included low and high frequency in absolute (LF and HF) and normalized (LFnu and HFnu) units. LF/HF ratio was also calculated. Symbolic analysis (0V%, 1V%, 2LV% e 2UV%), Shannon and conditional entropy were calculated. LF, LFnu and LF/HF ratio were higher, whereas HFnu was lower in G2 than in G1. Correlations between complexity indices and HFnu were significant and positive only in G1. We conclude that women undergoing HRT had higher cardiac sympathetic modulation and reduced cardiac vagal modulation compared to women not using HRT. Moreover, the expected positive relationship between cardiac vagal modulation and HRV complexity was found only in the group not undergoing HRT, indicating that vagal modulation in women under therapy drop below a minimum value necessary to the association to become apparent, suggesting an unfavorable cardiac autonomic modulation in spite of HRT. Considering the findings of the study I, we chose to adopt the use of the therapy as an exclusion criterion for the study II. Thus, the study II aimed to examine the aging effect on heart rate variability in supine and standing, on serum hsCRP and leukocyte telomere length, as well as to verify the age at which the changes caused by aging process are accentuated. One hundred and ten volunteers were divided into five groups according to age: G21-30 years, G31-40 years, G41-50 years, G51-60 years, and G61-70 years. Venous blood samples were collected for measurements of serum hsCRP and telomere length. ECG signals were recorded in rest supine and standing (15 min in each posture). HRV was assessed by spectral analysis in low and high frequencies in absolute (LF e HF) and normalized (LFnu e HFnu) units; symbolic analysis (0V%, 1V%, 2LV% e 2UV%); Shannon entropy; and complexity index (CI) and normalized CI (NCI) from conditional entropy. The main results were: 1) HF and 2UV% reduction (vagal modulation) in G51-60, and 0V% increase (sympathetic modulation) and NCI reduction (complexity) in G61-70, in supine; 2) less efficient response to postural change from supine to standing with advancing age; 3) hsCRP increase in G51-60; 4) telomere shortening in G61-70; 5) in supine, HRV indices showed stronger relationship with the principal component of most relevance from the multivariate principal component analysis, compared to hsCRP and telomere length. Considering that HRV indices in supine had a stronger association with the aging process, we can conclude that the decrease in cardiac vagal modulation may have influenced the increase in serum hsCRP (although normal values), in G51-60, since this effect is described by the cholinergic anti-inflammatory pathway. Decreased cardiac vagal modulation and increased hsCRP may have contributed to the telomere shortening identified in the following decade (G61-70). In this way, we must consider the importance of preventive actions prior to the onset of aging effects, particularly in the 41-50 age range, in an attempt to attenuate the natural effects of senescence. / O envelhecimento exerce influência sobre vários sistemas do corpo humano, dentre eles: sistema nervoso autonômico, que pode ser avaliado pela variabilidade da frequência cardíaca (VFC); estruturas celulares, como o comprimento de telômeros; e mecanismos reguladores de processos inflamatórios, que podem ser avaliados por marcadores inflamatórios, como a proteína C-reativa ultra sensível (PCRus). A análise conjunta dessas variáveis permitiria o estudo do processo de envelhecimento de forma multidimensional. Adicionalmente, são controversos os efeitos da terapia de reposição hormonal (TRH) sobre a VFC. Assim, foi realizado o estudo I, o qual teve por objetivo investigar os efeitos da TRH na VFC em mulheres pós-menopáusicas saudáveis. Foram avaliados dois grupos: grupo 1 (G1): 20 mulheres que não faziam uso de TRH (60 ± 5,89 anos) e grupo 2 (G2): 20 mulheres submetidas à TRH (59 ± 5,70 anos). O eletrocardiograma foi registrado na posição supina por 10 min. A análise espectral incluiu a baixa e a alta frequência em unidades absolutas (BF e AF) e normalizadas (BFun e AFun). A relação BF/AF também foi calculada. A análise simbólica (0V%, 1V%, 2LV% e 2UV%), e entropias de Shannon e condicional também foram calculadas. BF, BFun e a razão BF/AF foram maiores, enquanto AFun foi menor no G2 do que no G1. As correlações entre índices de complexidade e AFun foram significativos e positivos apenas no G1. Concluímos que mulheres submetidas à TRH apresentaram maior modulação cardíaca simpática e menor modulação cardíaca vagal em comparação às que não faziam a terapia. Além disso, a relação positiva esperada entre modulação cardíaca vagal e a complexidade da VFC foi encontrada apenas no grupo não submetido à TRH, indicando que a modulação vagal em mulheres sob a terapia não atinge um valor mínimo necessário para a associação se tornar aparente, sugerindo uma modulação autonômica cardíaca desfavorável, apesar da TRH. A partir dos achados do estudo I, optou-se por adotar, como critério de exclusão para o estudo II, o uso da terapia. Assim, o estudo II teve por objetivo analisar o efeito do envelhecimento sobre a VFC nas posições supina e ortostática, os níveis séricos da PCRus e o comprimento de telômeros leucocitários, além de verificar em qual faixa etária se acentuam as alterações provocadas pelo processo de envelhecimento. Foram avaliados 110 voluntários, divididos em cinco grupos, de acordo com a idade: G21-30 anos, G31-40 anos, G41-50 anos, G51-60 anos e G61-70 anos. Amostras de sangue venoso foram coletadas para medidas de PCRus e comprimento de telômeros. Os sinais eletrocardiográficos foram registrados em repouso nas posições supina e ortostática (15 min em cada postura). A VFC foi avaliada por índices de baixa e alta frequências em unidades absolutas (BF e AF) e normalizadas (BFun e AFun) da análise espectral; índices 0V%, 1V%, 2LV% e 2UV% da análise simbólica; entropia de Shannon; e índice de complexidade (IC) e IC normalizado (ICN) da entropia condicional. Os principais resultados foram: 1) redução de AF e 2UV% (modulação vagal) em G51-60, além de aumento de 0V% (modulação simpática) e diminuição de ICN (complexidade) em G61-70 na posição supina; 2) resposta menos eficiente à manobra de mudança postural de supino para ortostatismo com o avanço da idade; 3) aumento da PCRus em G51-60; 4) encurtamento do comprimento de telômeros em G61-70; 5) na posição supina, os índices da VFC apresentaram relação mais alta com o componente principal de maior relevância, proveniente da análise multivariada por componentes principais, em comparação à PCRus e ao comprimento de telômeros. Considerando-se que os índices da VFC na posição supina apresentaram uma associação mais forte com o envelhecimento, podemos concluir que a diminuição da modulação cardíaca vagal possa ter contribuído para o aumento dos níveis séricos de PCRus (apesar dos valores estarem dentro de faixa de normalidade), na faixa etária de 51 a 60 anos, uma vez que este efeito é descrito pela via anti-inflamatória colinérgica. A diminuição da modulação cardíaca vagal e o aumento da PCRus podem ter contribuído para o encurtamento de telômeros, identificado na década seguinte, de 61 a 70 anos. Dessa maneira, torna-se importante a proposição de ações preventivas em faixas etárias anteriores ao início das alterações provocadas pelo envelhecimento, especialmente na década de 41 a 50 anos, na tentativa de atenuar os efeitos naturais da senescência.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1354.pdf: 1194159 bytes, checksum: f55e476028028c44693b4da86ac5109f (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / The changes on the heart rate sympathetic-vagal balance caused to chronic obstructive pulmonary disease or chronic heart failure, as well as, the hemodynamics change induced by the non-invasive ventilation were unclear. In this context, we proposed to develop two studies. The first study was titled by The heart rate autonomic control in chronic obstructive pulmonary disease and chronic heart failure patients on the rest and during the respiratory sinusal arrhythmia maneuver . The purpose of this study was to evaluate the heart rate (HR) autonomic modulation in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients as well as chronic heart failure (CHF) patients on the rest as well as during the respiratory sinus arrhythmia maneuver (M-RSA); and to correlation the HR autonomic modulation and seriousness levels of both pathologies. Twenty-seven male volunteers were subdivided in three groups: ten presented COPD (69±9 years); seven presented CHF (62±8 years) and; ten were healthy with 64±5 year-old (control). When resting, the three groups electrocardiography signal was obtained in three conditions: 1) lying position for 15 min; 2) lying position during the M-RSA for 4 min; and 3) sitting position for 15 min. The data was analyzed by the time (RMSSD and SDNN indexes) and the frequency domain, in total power, low frequency, high frequency absolute (ab) and normalized (nu) units and LF/HF ratio. Regarding the M-RSA indexes, the expiratory/inspiratory ratio (E/I) and the inspiratory/expiratory difference (∆IE) were calculated. The main results showed that the CHF and the COPD patients presented lower E/I ratio values (0,03±0,01 vs 0,09±0,04 e 0,04±0,02 vs 0,09±0,04) and ∆I/E values (0,67±0,13 vs 1,09±0,13 e 0,81±0,20 vs 1,09±0,13), when compared to control group. Strong correlations were observed between the forced expiratory volume in the first second (FEV1) and the RMSSD (r=-0,73) and between the FEV1 and the BF absolute (r=-0,71) in the COPD patients. At same, strong correlations were observed between the ejecting fraction and the RMSSD (r=0,83) in CHF patients. Concluding, the results of this study suggest that both, the COPD and the CHF patients, presented parasympathetic activity reduction and there is a relation between the seriousness levels of both pathologies and the HR autonomic activity. The second study was titled to The acute effects of the continuous positive airway pressure (CPAP) in the heart rate autonomic control of chronic obstructive pulmonary disease and chronic heart failure patients . The purpose of this study was to evaluate the acute continuous positive pressure airway over the heart rate (HR) autonomic control and the respiratory variables behavior in COPD as well as CHF patients. Twenty-eight male volunteers were sub-divided in three groups: ten presented COPD (69±9 years); eight presented CHF (62±8 years) and; ten were healthy with 64±5 year-old (control). The electrocardiography signal was obtained for 10 min in the sitting position with spontaneous breath (SB) and following randomly conditions: CPAP Sham, CPAP 5, and CPAP 10 cmH2O. Additionally, the breath rate, the endtidal of carbon dioxide, and the peripheral oxygen saturation were obtained. The HR and it variability data were analyzed by the time and the frequency domain, in according with previous describe. The main results showed that the ETCO2 reduced in all groups during the CPAP application. COPD group were significantly lower values of the RMSSD index in the Sham (1.06), CPAP 5 (1.08), and CPAP 10 (1,01) than SB (1,22). In addition, they presented increased in the LFnu (1.60 vs 1.82) and decreased in the HFab (1.90 vs 1.55) from the SB to CPAP 10. The CHF group RMSSD index and TP increased to SB (1.31 and 2.62) to CPAP 5 (1.44 and 2.87) and the CPAP 10 (1.48 and 2.97), respectively. Concluding, the CPAP caused modification in the HR autonomic control and improvement in the alveolar ventilation of COPD, CHF patients and healthy individuals. / As modificações do balanço simpato-vagal da freqüência cardíaca (FC) provocadas com o curso da doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e da insuficiência cardíaca crônica (ICC), bem como, as que ocorrem em função dos ajustes hemodinâmicos induzidos pela aplicação da ventilação não invasiva são bastante contraditórias. Neste contexto, propusemos o desenvolvimento de dois estudos que poderiam contribuir com novas informações. O primeiro intitulado por Controle autonômico da freqüência cardíaca de pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica ou insuficiência cardíaca crônica em repouso e durante a manobra de acentuação arritmia sinusal respiratória teve por objetivos avaliar o controle autonômico da FC de pacientes com DPOC ou ICC em repouso e durante uma manobra de acentuação da arritmia sinusal respiratória (M-ASR), bem como, relacionar a atividade autonômica da FC com a gravidade das patologias. Vinte e sete voluntários do sexo masculino foram subdivididos em três grupos: 10 com DPOC (GD) e 69±9 anos; 7 com ICC (GI) e 62±8 anos; e 10 saudáveis (GC) com 64±5 anos. Em repouso, o sinal eletrocardiográfico foi obtido em três situações: 1) 15 min na posição supina; 2) 4 min durante M-ASR na posição supina; e 3) 15 min na posição sentada. Os dados foram analisados no domínio do tempo (índices RMSSD e SDNN) e da freqüência, pela densidade espectral total (DET), bandas de baixa (BF) e alta freqüências (AF) - absolutas (ab) e normalizadas (un), e a razão BF/AF. Durante M-ASR foram calculadas a razão expiração/inspiração (E/I) e a diferença inspiração/expiração (∆IE). Os principais resultados em logaritmos decimais (média±desvio-padrão) mostraram que os pacientes com ICC e DPOC apresentaram menor razão E/I (0,03±0,01 vs 0,09±0,04 e 0,04±0,02 vs 0,09±0,04) e ∆IE (0,67±0,13 vs 1,09±0,13 e 0,81±0,20 vs 1,09±0,13), respectivamente, comparados ao GC durante a M-ASR. Correlações fortes foram observadas entre volume expiratório forçado no primeiro segundo com o RMSSD (r=-0,73) e com a BF absoluta (r=-0,71) nos pacientes com DPOC; e entre fração de ejeção e o RMSSD (r=0,83) nos pacientes com ICC. Em conclusão, os resultados sugerem que tanto a DPOC como a ICC levam a redução da atividade parassimpática e que a gravidade de ambas está relacionada com o controle autonômico da FC. O segundo estudo com o titulo: Efeitos da aplicação aguda da pressão positiva continua nas vias aéreas sobre o controle autonômico da freqüência cardíaca de pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica ou insuficiência cardíaca crônica , objetivou avaliar o efeito agudo da pressão positiva continua nas vias aéreas (CPAP) sobre o controle autonômico da freqüência cardíaca (FC) e o comportamento de variáveis respiratórias de pacientes com DPOC ou ICC. 28 homens foram subdivididos em três grupos: 10 com DPOC (GD) e 69±9 anos; 8 com ICC (GI) e 62±8 anos; e 10 saudáveis (GC) com 64±5 anos. O sinal eletrocardiográfico foi obtido por 10 min na posição sentada com respiração espontânea (RE) e randomicamente nas condições: CPAP sham, CPAP 5 e CPAP 10 cmH2O. Adicionalmente, foram obtidos os valores da freqüência respiratória, o volume de dióxido de carbono no final da expiração (ETCO2) e a saturação periférica de oxigênio. A FC e sua variabilidade foram analisadas no domínio do tempo e da freqüência, conforme descrito anteriormente. Os principais resultados mostraram que o ETCO2 reduziu em todos os grupos durante a aplicação da CPAP. O GD apresentou menores valores do RMSSD durante a CPAP sham (1,06), 5 (1,08) e 10 (1,01) em comparação a RE (1,22), bem como, aumento da BFun (1,60 vs 1,82) e redução da AFab (1,90 vs 1,55) da RE para a CPAP 10. No GI, o SDNN e a DET aumentaram da condição de RE (1,31 e 2,62) para CPAP 5 (1,44 e 2,87) e 10 (1.48 e 2,97), respectivamente. Os resultados sugerem que a CPAP melhorou a ventilação alveolar e provocou atenuação da atividade simpática sobre a FC de pacientes com ICC, bem como redução do tônus vagal de pacientes com DPOC.

Le principal objectif de ce travail est l’étude de l’influence de la pesanteur sur la mécanique <p>respiratoire et le contrôle de la respiration, ainsi que sur les interactions cardio-respiratoires pendant les différents stades du sommeil. <p><p>Le chapitre introductif présente le contexte général et les objectifs de la thèse. Des sections abordant le sommeil, la respiration, et l’interaction cardio-respiratoire y sont présentées, résumant l’état actuel des connaissances sur les effets de la pesanteur sur chacun de ces systèmes. <p>Dans le deuxième chapitre, l’expérience “Sleep and Breathing in microgravity”, qui constitue la source des données à la base de ce travail, est présentée en détail. <p>L’étude des signaux de longue durée requiert avant tout de disposer d’outils performants <p>d’analyse des signaux. La première partie de la thèse présente en détail deux algorithmes :un <p>algorithme de détection automatique d’événements respiratoires (inspiration / expiration) <p>basé sur des réseaux neuronaux artificiels, et un algorithme de quantification de l’amplitude <p>et de la phase de l’arythmie sinusale pendant le sommeil, utilisant la méthode des ondelettes. <p>La validation de chaque algorithme est présentée, et leur performance évaluée. Cette partie <p>inclut aussi des courtes introductions théoriques aux réseaux de neurones artificiels ainsi <p>qu’aux méthodes d’analyse temps–fréquence (Fourier et ondelettes). <p>Une approche similaire à celle utilisée pour la détection automatique d’événements respiratoires a été appliquée à la détection d’événements dans des signaux de vitesse du sang <p>dans l’artère cérébrale moyenne, mesures obtenues par Doppler transcrânien. Ceci est le <p>sujet de la thèse annexe. <p>Ces deux algorithmes ont été appliqués aux données expérimentales pour extraire des <p>informations physiologiques quant à l’impact de la pesanteur sur la mécanique respiratoire et <p>l’interaction cardio-respiratoire. Ceci constitue la deuxième partie de la thèse. Un chapitre <p>est consacré aux effets de l’apesanteur sur la mécanique respiratoire pendant le sommeil. <p>Ce chapitre a mis en évidence, pour tous les stades de sommeil, une augmentation de la <p>contribution abdominale en microgravité, suivi d’un retour progressif vers des valeurs observées avant le vol. L’augmentation initiale était attendue, mais l’adaptation progressive <p>observée ne peut pas être expliquée par un effet purement mécanique, et nous suggère la <p>présence d’un mécanisme d’adaptation central. Un deuxième chapitre présente les résultats <p>comparant l’arythmie sinusale pendant le sommeil avant le vol, en apesanteur et après le retour sur terre. Le rythme cardiaque pendant le sommeil dans l’espace présente une moindre <p>variabilité. Les différences NREM–REM observées sur terre pour les influences vagales et sympathiques sont accentuées dans l’espace. Aucun changement significatif n’est présent pour <p>le gain et la différence de phase entre les les signaux cardiaque et respiratoire en comparant <p>le sommeil sur terre et en apesanteur. <p>La dissertation termine par une discussion générale du travail effectué, incluant les prin- <p>cipales conclusions ainsi que les perspectives qui en découlent. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThaiseLA.pdf: 779453 bytes, checksum: fe87c118f2c753bc8ffd4a32cb6a1146 (MD5) Previous issue date: 2009-07-22 / Background: The myotonic dystrophy (MD) is a multisystem neuromuscular disease that can affect the respiratory muscles and heart function, and cause impairment in quality of life. Objectives: Investigate the changes in respiratory muscle strength, health-related quality of life (HRQoL) and autonomic modulation heart rate (HR) in patients with MD. Methods: Twenty-three patients performed assessment of pulmonary function, sniff nasal inspiratory pressure (SNIP), the maximal inspiratory (MIP) and expiratory (MEP) pressure, and of HRQoL (SF-36 questionnaire). Of these patients, 17 underwent assessment of heart rate variability (HRV) at rest, in the supine and seated positions. Results: The values of respiratory muscle strength were 64, 70 and 80% of predicted for MEP, MIP, and SNIP, respectively. Significant differences were found in the SF-36 domains of physical functioning (58.7 ? 31,4 vs. 84.5 ? 23, p<0.01) and physical problems (43.4 ? 35.2 vs. 81.2 ? 34, p<0.001) when patients were compared with the reference values. Single linear regression analysis demonstrated that MIP explains 29% of the variance in physical functioning, 18% of physical problems and 20% of vitality. The HRV showed that from supine position to seated, HF decreased (0.43 x 0.30), and LF (0.57 x 0.70) and the LF/HF ratio (1.28 x 2.22) increased (p< 0.05). Compared to healthy persons, LF was lower in both male patients (2.68 x 2.99) and women (2.31 x 2.79) (p< 0.05). LF / HF ratio and LF were higher in men (5.52 x 1.5 and 0.8 x 0.6, p <0.05) and AF in women (0.43 x 0.21) (p< 0.05). There was positive correlation between the time of diagnosis and LF / HF ratio (r = 0.7, p <0.01). Conclusions: The expiratory muscle strength was reduced. The HRQoL was more impaired on the physical aspects and partly influenced by changes in inspiratory muscle strength. The HRV showed that may be sympathetic dysfunction in autonomic modulation of HR, although with normal adjustment of autonomic modulation during the change of posture. The parasympathetic modulation is higher in female patients and sympathetic tends to increase in patients with longer diagnosis / Introdu??o: A distrofia miot?nica (DM) ? uma doen?a neuromuscular multissist?mica que pode afetar a musculatura respirat?ria e a fun??o card?aca, e ocasionar preju?zos na qualidade de vida. Objetivos: Investigar as altera??es na for?a muscular respirat?ria, qualidade de vida relacionada ? sa?de (QVRS), e modula??o auton?mica da freq??ncia card?aca (FC) em pacientes com DM. M?todos: Foram avaliados 23 pacientes quanto ? fun??o pulmonar, press?o inspirat?ria nasal sniff (SNIP), press?es respirat?rias m?ximas (PIm?x e PEm?x), e QVRS (question?rio SF-36). Destes, 17 realizaram avalia??o da variabilidade da frequ?ncia card?aca (VFC) em repouso, nas posturas supina e sentada. Resultados: Os valores da for?a muscular respirat?ria foram de 64, 70 e 80%predito para PEm?x, PIm?x, e SNIP, respectivamente. Foi encontrada diminui??o significativa nos dom?nios do SF-36 capacidade funcional (58.7 ? 31,4 vs. 84.5 ? 23, p<0.01) e disfun??o f?sica (43.4 ? 35.2 vs. 81.2 ? 34, p<0.001) comparado a valores de refer?ncia. A an?lise de regress?o linear mostrou que a PIm?x explica 29% da vari?ncia na capacidade funcional, 18% na disfun??o f?sica e 20% na vitalidade. A VFC mostrou que, da postura supina para a sentada, o espectro AF diminuiu (0.43 x 0.30) e o espectro BF (0.57 x 0.70) e a raz?o BF/AF (1.28 x 2.22) aumentaram, com p<0.05. Comparado a valores de refer?ncia, BF foi inferior (p<0.05) tanto nos pacientes homens (2.68 x 2.99), como nas mulheres (2.31 x 2.79). A raz?o BF/AF e o espectro BF foram maiores nos homens (5.52 x 1.5 e 0.8 x 0.6), e o espectro AF, nas mulheres (0.43 x 0.21), com p<0.05. Houve correla??o significativa positiva entre tempo de diagn?stico e raz?o BF/AF (r= 0.7, p< 0.01). Conclus?es: Indiv?duos com DM t?m for?a muscular expirat?ria diminu?da. A QVRS mostrou-se mais prejudicada em rela??o a aspectos f?sicos e parcialmente influenciada por varia??es na for?a muscular inspirat?ria. Pode haver disfun??o simp?tica na modula??o auton?mica da FC, com ajuste normal da postura supina para a sentada. A modula??o parassimp?tica ? superior em pacientes mulheres e a modula??o simp?tica tende a aumentar nos pacientes com maior tempo de diagn?stico

The aim of this thesis is to describe the variability of cardiac rhythm and familiarity with the methods of the analysis, ie by monitoring changes in heart rhythm electrogram signal recording and using the methods in the time domain using recurrent diagram. The work describes the quantification of the methods and possibilities of quantifiers in the evaluation of heart rate variability analysis. It also describes the clinical significance of heart rate variability and diagnostic capabilities changes of heart rate variability caused by ischemic heart disease. The practical part describes how to create applications in Matlab to calculate the quantifiers analysis of heart rate variability in the time domain using recurrent diagram. The calculation was made of the positions R wave elektrogram signal isolated rabbit hearts. The calculated values of quantifiers both methods were statistically evaluated and discussed.

La plupart des études portant sur les commotions cérébrales se sont principalement intéressées aux conséquences de ces dernières sur le cerveau lui-même. Or, le cerveau assure de nombreuses fonctions, étant notamment impliqué dans la régulation du rythme cardiaque. Récemment, des chercheurs ont donc étudié les conséquences de ces commotions cérébrales sur la régulation de la fréquence cardiaque par le cerveau durant un effort physique. Cependant, la majorité des athlètes qui subissent une commotion cérébrale doivent non seulement planifier leur retour au jeu, mais également prévoir un retour au travail ou aux études. Ainsi, l’objectif de ce projet de recherche est d’étudier les conséquences des commotions cérébrales sur la régulation de la fréquence cardiaque par le cerveau durant un effort cognitif. Onze athlètes universitaires ayant subi une commotion cérébrale ainsi que 14 athlètes n’ayant aucun historique de commotion cérébrale ont pris part à l’étude. Les athlètes du groupe commotion ont été évalués en moyenne 14,6 jours (± 7,4 jours) après leur blessure. La fréquence cardiaque des participants a été enregistrée au repos ainsi que durant un effort cognitif qui consistait en une tâche d’alternance (« switch task »). De courts segments de la fréquence cardiaque d’une durée de deux minutes, au repos et durant la tâche cognitive, ont été analysés. Les résultats montrent une augmentation significative de l’entropie approximative chez les athlètes du groupe contrôle durant la tâche cognitive (ρ < 0,05), tandis qu’aucune différence n’a été observée entre l’entropie approximative au repos et celle durant la tâche cognitive chez les athlètes du groupe commotion. Ces résultats suggèrent que des déficits neurologiques liés à la régulation de la fréquence cardiaque peuvent être observés durant une tâche cognitive chez des athlètes ayant récemment subi une commotion cérébrale. / Most studies have focused on the consequences of concussions on the brain itself. However, the brain performs many functions, including regulating heart rate. Therefore, researchers have begun studying the consequences of these concussions on the brain’s heart rate regulation during physical exertion. Most athletes who sustain a concussion need to plan for their return to play as well as a return to work or school. The purpose of this research project was to study the consequences of concussions on the brain’s regulation of heart rate during cognitive effort. This study involved 11 university athletes who sustained a concussion, as well as 14 athletes with no history of concussion. Concussed athletes were assessed an average of 14.6 days (± 7.4 days) after their injury. The participants’ heart rate was recorded at rest and during cognitive effort, which consisted of a switch task. Short segments lasting two minutes at rest and during cognitive task were analyzed. The results show a significant increase in the approximate entropy in the control group during the cognitive task (ρ <0.05), while no difference was observed between the approximate entropy at rest and during the cognitive task in the concussed athletes. These results suggest that neurological deficits related to heart rate regulation may be observed during cognitive task in athletes who recently sustained a concussion.