INTRODUÇÃO: A respiração lenta é indicada como tratamento não medicamentoso da hipertensão arterial. Porém, os mecanismos fisiológicos envolvidos na redução da pressão arterial (PA) ainda são desconhecidos. A redução na atividade nervosa simpática (ANS) pode ser um dos mecanismos envolvidos na redução da PA. OBJETIVOS: Avaliar o efeito crônico da respiração lenta na PA e na ANS em hipertensos. MÉTODOS: Foram randomizados hipertensos, com e sem uso de anti-hipertensivos, em grupo controle (GC), orientados a ouvir músicas serenas com uso de aparelho de MP3, ou grupo respiração lenta (GRL), treinados a reduzir a frequência respiratória com auxílio de um dispositivo eletrônico, tendo como alvo terapêutico uma frequência respiratória menor que 10 respirações por minuto, por um período de 15 minutos diários, durante 8 semanas. Antes e após o período de intervenção, foi realizada monitorização ambulatorial da pressão arterial (MAPA), dosagem de catecolaminas plasmáticas e medida da atividade nervosa simpática periférica (ANSP) pela técnica da microneurografia. RESULTADOS: Completaram o estudo 17 voluntários no GRL e 15 no GC. Não houve mudança na PA de consultório antes e após a intervenção nos dois grupos. Observou-se redução na pressão arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD) na vigília entre os períodos pré e pós-intervenção apenas no GC (131±10 / 92±9 vs 128±10 / 88±8 mmHg, p < 0,05). Não foi observada diferença na concentração de catecolaminas plasmáticas (pg/ml) em ambos os grupos entre os períodos pré e pós-intervenção: GRL 302 (220-256) vs 234 (156-318), p=0,35; e GC 201 (144-230) vs 221 (179-274), p=0,97. Nos voluntários que realizaram microneurografia, GRL (n=10) e GC (n=10), observou-se redução significativa da PAD de sono entre os períodos pré e pós- intervenção apenas no GC (83±6 vs 79±4 mmHg, p < 0,05) A ANSP (impulsos/minuto) medida pela microneurografia apresentou elevação no período pós-intervenção em comparação ao período pré-intervenção nos dois grupos: GRL (16±6 vs 22±8, p < 0,05) e GC (20±5 vs 23±5, p < 0,05). CONCLUSÕES: A respiração lenta, realizada por 15 minutos diários durante 8 semanas, não reduziu a pressão arterial, os níveis de catecolaminas plasmáticas e a atividade nervosa simpática periférica de hipertensos / INTRODUCTION: Slow breathing is indicated as nonpharmacological treatment of hypertension. However, the physiological mechanisms involved in blood pressure (BP) reduction are still unknown. The decrease in sympathetic nerve activity (SNA) may be one of the mechanisms involved in BP reduction. OBJECTIVES: To evaluate the chronic effect of slow breathing on BP and SNS in hypertensive patients. METHODS: Hypertensive patients, with or without use of antihypertensive drugs, were randomized to listen serene songs using an MP3 player (Control Group - CG) or device-guided slow breathing group (DGB), who were trained to reduce respiratory rate with assistance of an electronic device, targeting a respiratory rate of less than 10 breaths per minute, for a period of 15 minutes per day for 8 weeks. Before and after the intervention period, ambulatory blood pressure monitoring (ABPM), plasma catecholamines concentration and muscle sympathetic nerve activity (MSNA) using the microneurography technique were performed. RESULTS: 17 volunteers in the DGB and 15 in the CG completed the study. There was no change in office BP before and after intervention in both groups. There was a reduction in daytime systolic (SBP) and diastolic (DBP) before and after intervention only in the CG (131±10 / 92±9 vs 128±10 / 88±8 mmHg, p < 0,05). No difference in plasma catecholamines concentration (pg/ml) was observed in both groups before and after intervention: DGB 302 (220-256) vs 234 (156-318), p = 0.35; CG 201 (144-230) vs 221 (179-274), p=0.97. In the volunteers who underwent microneurography, DGB (n=10) and CG (n=10), there was a significant reduction in sleep DBP only in the CG: 83±6 vs 79±4 mmHg, p < 0,05. The MSNA (bursts/minute) measured by the microneurography showed a rise after the intervention in both groups: DGB (16±6 vs 22±8, p < 0.05) and CG (20±5 vs 23±5, p < 0.05). CONCLUSIONS: Slow breathing, performed for 15 minutes daily for 8 weeks, did not reduce blood pressure, plasma catecholamine concentration and muscle sympathetic nerve activity in hypertensive patients

INTRODUÇÂO: A hipertensão arterial sistêmica (HAS) é uma condição clínica com alta prevalência, sendo considerada como o principal fator de risco modificável para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca (IC). Dentre os mecanismos relacionados à progressão da HAS para a IC, a hiperatividade simpática e a disfunção endotelial devem ser consideradas. OBJETIVO: Avaliar a modulação do sistema nervoso autônomo (central e periférico), e a função endotelial em pacientes hipertensos com diferentes graus de disfunção diastólica (DD) do ventrículo esquerdo (VE). CASUÍSTICA E MÉTODO: Quarenta e cinco pacientes com HAS, sem outras co-morbidades foram submetidos ao exame de ecoDopplercardiograma tecidual, e foram alocados em três grupos: (GHT) sem alteração funcional ou estrutural cardíacas (n=15, 7 homens, 48±2 anos, IMC 28±1 Kg/m2), (GDD-ar) com diagnóstico prévio de IC diastólica e com DD padrão alteração de relaxamento do VE (n=15, 7 homens, 53±2 anos, IMC 29±1 Kg/m2) e (GDD-pr) com diagnóstico prévio de IC diastólica com padrão pseudonormal ou restritivo de DD do VE (n=15, 9 homens, 51±2 anos, IMC 27±1 Kg/m2). Voluntários saudáveis normotensos (n=14, grupo GNT) pareados para idade, sexo e IMC também foram avaliados. Curvas de pressão arterial (PA) foram registradas de modo contínuo e não invasivo (Finometer®) durante 15 minutos em repouso, na posição supina. Simultaneamente, a atividade nervosa simpática muscular (ANSM) foi registrada por meio da técnica de microneurografia. A variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) e da pressão arterial sistólica (VPAS) foi estimada pelo método FFT. Em um segundo momento foi realizada a avaliação da função endotelial, por meio de ultrassonografia da artéria braquial associada à manobra de hiperemia reativa e após administração de trinitrato sublingual. As análises estatísticas foram realizadas pelo teste exato de Fisher e ANOVA, os resultados expressos em média ± erro padrão ou em mediana (valores mínimos e máximos). RESULTADOS: Não houve diferenças de gênero, idade e IMC entre os grupos, como também no uso das diferentes classes de drogas anti-hipertensivas entre os hipertensos. Os parâmetros estruturais cardíacos foram semelhante entre os grupos, com exceção da massa de VE do grupo GDD-pr [98 (66-162) g/m2] foi maior, p<0,05, quando comparada ao grupo GNT [85 (56-95) g/m2]. A PA sistólica (PAS) não foi diferente entre GHT, GDD-ar e GDD-pr [(138 (110-149), 133 (104-190) e 148 (118-171) mmHg, respectivamente]. Os grupos GDD-ar e GDD-pr apresentaram PAS maiores, p<0,05,quando comparados ao grupo GNT [121(108-133) mmHg]. A PA diastólica foi semelhante entre os grupos. Os grupos mostraram semelhantes valores para a modulação autonômica cardíaca avaliada pela VFC. A modulação simpática periférica representada pelo componente LF PAS da VPAS (mmHg2) foi aumentada nos grupos GDD-ar (12,2±1,3) e GDD-pr (11,7±1,2) quando comparados ao grupo GNT (6,7±0,6), p<0,05, mas não quando comparada ao grupo GHT (9,3±1,1). O prejuízo baroreflexo (índice alfa LF, ms/mmHg) foi observado nos grupos GDD-ar (4,6±0,6) e GDD-pr (5,07±0,7) quando comparados ao grupo GNT (8,2±1), p<0,05, mas não quando comparados ao grupo GHT (6,05±0,5). ANSM (espículas/min) foi maior significativamente nos grupos GDD-ar (33±1) e GDD-pr (32±1) quando comparada aos grupos GHT (26±1) e GNT (15±1) p<0,05. Ainda, o grupo GHT apresentou aumento da ANSM quando comparado ao grupo GNT, p<0,05. Os grupo GDD-ar e GDD-pr apresentaram valores semelhantes de ANSM. Com relação à avaliação da função endotelial, os grupos hipertensos apresentaram menor dilatação dependente do endotélio, sendo que somente no grupo GDD-ar [0,67 (0,0-8,7)%] houve significância estatística quando comparado ao GNT [6,3 (2,6-8,2)%]. Na avaliação da vasodilatação independente do endotélio os grupos apresentaram respostas semelhantes. CONCLUSÃO: A presença de disfunção diastólica, em qualquer grau, está associada à maior ANSM e modulação simpática periférica (LF PAS) e a menor sensibilidade do baroreflexo. A modulação simpática cardíaca não apresentou diferença entre os grupos em repouso. Outros estudos são necessários para esclarecer a relação entre causa - efeito de tais achados / INTRODUTION: The hypertension (HP) is a clinical condition with high prevalence, considered as a main modifiable risk factor for developing heart failure (HF). Among the mechanism related to the progression for HP to the HF, the sympathetic hyperactivity and endothelial dysfunction should be considered. OBJECTIVE: Evaluate the autonomic nervous system modulation (central and peripheral), and endothelial function in hypertensive patients with different pattern of diastolic dysfunction (DD) of the left ventricle (LV). METHOD: Forty-five hypertensive patients without comorbities were submitted to tissue Doppler echocardiography and allocated into three groups: (GHT) without cardiac functional or structural abnormalities (n=15, 7 men, 48±2 years, BMI 28±1 Kg/m2); (GDD-ar) with prior diastolic HF and impaired relaxation pattern of DD of LV (n=15, 7 men, 53±2 years, BMI 29±1 Kg/m2), and (GDD-pr) with prior diastolic HF and pseudonormal and restrictive patterns of DD of LV (n=15, 9 men, 51±2 years, BMI 27±1 Kg/m2). Normotensive healthy volunteers matched for age, sex and body mass index were also evaluated. Curves of blood pressure (BP) were recorded non-invasively and continuously (Finometer®) for 15 minutes at rest in the supine position. Simultaneously, muscle nerve sympathetic activity (MNSA) was recorded by microneurography technique. The heart rate and systolic blood pressure variability (HRV and SPBV) was estimated by FFT method. Afterwards, an evaluation of endothelial function through brachial artery ultrasound maneuver associated with reactive hyperemia and after sublingual administration of trinitrate was conducted. Statistical analysis was performed by Fishers exact test and ANOVA, the results are expressed as mean±standard deviation or median (minimum and maximum values). RESULTS: There were no differences in gender, age and BMI between the groups, as well as in the use of different classes of antihypertensive drugs among hypertensive patients. Cardiac structural parameters were similar between groups, except for LV mass in GDD-pr group [98 (66-162) g/m2] which was higher, p<0.05, when compared to the GNT group [85 (56-95) g/m2]. The systolic blood pressure (SBP) was similar between GHT, GDD-ar and GDD-pr groups [(138 (110-149), 133 (104-190) e 148 (118-171) mmHg, respectively]. The GDD-ar and GDD-pr groups had higher SBP, p<0.05, when compared to GNT group [121(108-133) mmHg]. The diastolic BP was similar between groups. The groups showed similar values for cardiac autonomic modulation assessed by HRV. The peripheral sympathetic modulation represented by the LF component of SBP (SBPV, mmHg2) was increased in GDD-ar group (12,2±1,3) and GDD-pr group (11,7±1,2) compared to the GNT group (6,7±0,6), p<0.05, but not when compared to GHT group (9,3±1,1). The impairment of the baroreflex (LF alpha índex, ms/mmHg) was observed in the GDD-ar (4,6±0,6) e GDD-pr (5,07±0,7) groups compared to the GNT group (8,2±1), p<0.05, but not when compared to GHT group (6,05±0,5). MNSA (burst/min) was significantly higher in GDD-ar (33±1) e GDD-pr (32±1) groups compared to GHT group (26±1) and GNT group (15±1) p<0.05. Also the GHT group showed increased MNSA when compared to GNT group, p<0.05. The GDD-ar and GDD-pr groups showed similar values of MNSA. Regarding the assessment of endothelial function, hypertensive groups had lower endothelium-dependent dilatation, but only in GDD-ar group [0,67 (0,0-8,7)%] was statistically significant when compared to GNT group [6,3 (2,6-8,2)%]. In the evaluation of endothelium-independent vasodilatation all groups showed similar responses. CONCLUSION: The presence of diastolic dysfunction of any pattern is associated with higher MNSA and peripheral sympathetic modulation (LF SBP) and lower sensitivity of the baroreflex. Cardiac sympathetic modulation did not differ between groups at rest. Further studies are needed to clarify the relationship between cause-effect of such findings

<p>Signal processing within the neurophysiological field is challenging and requires short processing time and reliable results. In this thesis, three main problems are considered.</p><p>First, a modified line source model for simulation of muscle action potentials (APs) is presented. It is formulated in continuous-time as a convolution of a muscle-fiber dependent transmembrane current and an electrode dependent weighting (impedance) function. In the discretization of the model, the Nyquist criterion is addressed. By applying anti-aliasing filtering, it is possible to decrease the discretization frequency while retaining the accuracy. Finite length muscle fibers are incorporated in the model through a simple transformation of the weighting function. The presented model is suitable for modeling large motor units.</p><p>Second, the possibility of discerning the individual AP components of the concentric needle electromyogram (EMG) is explored. Simulated motor unit APs (MUAPs) are prefiltered using Wiener filtering. The mean fiber concentration (MFC) and jitter are estimated from the prefiltered MUAPs. The results indicate that the assessment of the MFC may well benefit from the presented approach and that the jitter may be estimated from the concentric needle EMG with an accuracy comparable with traditional single fiber EMG.</p><p>Third, automatic, rather than manual, detection and discrimination of recorded C-fiber APs is addressed. The algorithm, detects the Aps reliably using a matched filter. Then, the detected APs are discriminated using multiple hypothesis tracking combined with Kalman filtering which identifies the APs originating from the same C-fiber. To improve the performance, an amplitude estimate is incorporated into the tracking algorithm. Several years of use show that the performance of the algorithm is excellent with minimal need for audit.</p>

Signal processing within the neurophysiological field is challenging and requires short processing time and reliable results. In this thesis, three main problems are considered. First, a modified line source model for simulation of muscle action potentials (APs) is presented. It is formulated in continuous-time as a convolution of a muscle-fiber dependent transmembrane current and an electrode dependent weighting (impedance) function. In the discretization of the model, the Nyquist criterion is addressed. By applying anti-aliasing filtering, it is possible to decrease the discretization frequency while retaining the accuracy. Finite length muscle fibers are incorporated in the model through a simple transformation of the weighting function. The presented model is suitable for modeling large motor units. Second, the possibility of discerning the individual AP components of the concentric needle electromyogram (EMG) is explored. Simulated motor unit APs (MUAPs) are prefiltered using Wiener filtering. The mean fiber concentration (MFC) and jitter are estimated from the prefiltered MUAPs. The results indicate that the assessment of the MFC may well benefit from the presented approach and that the jitter may be estimated from the concentric needle EMG with an accuracy comparable with traditional single fiber EMG. Third, automatic, rather than manual, detection and discrimination of recorded C-fiber APs is addressed. The algorithm, detects the Aps reliably using a matched filter. Then, the detected APs are discriminated using multiple hypothesis tracking combined with Kalman filtering which identifies the APs originating from the same C-fiber. To improve the performance, an amplitude estimate is incorporated into the tracking algorithm. Several years of use show that the performance of the algorithm is excellent with minimal need for audit.

INTRODUÇÂO: A hipertensão arterial sistêmica (HAS) é uma condição clínica com alta prevalência, sendo considerada como o principal fator de risco modificável para o desenvolvimento de insuficiência cardíaca (IC). Dentre os mecanismos relacionados à progressão da HAS para a IC, a hiperatividade simpática e a disfunção endotelial devem ser consideradas. OBJETIVO: Avaliar a modulação do sistema nervoso autônomo (central e periférico), e a função endotelial em pacientes hipertensos com diferentes graus de disfunção diastólica (DD) do ventrículo esquerdo (VE). CASUÍSTICA E MÉTODO: Quarenta e cinco pacientes com HAS, sem outras co-morbidades foram submetidos ao exame de ecoDopplercardiograma tecidual, e foram alocados em três grupos: (GHT) sem alteração funcional ou estrutural cardíacas (n=15, 7 homens, 48±2 anos, IMC 28±1 Kg/m2), (GDD-ar) com diagnóstico prévio de IC diastólica e com DD padrão alteração de relaxamento do VE (n=15, 7 homens, 53±2 anos, IMC 29±1 Kg/m2) e (GDD-pr) com diagnóstico prévio de IC diastólica com padrão pseudonormal ou restritivo de DD do VE (n=15, 9 homens, 51±2 anos, IMC 27±1 Kg/m2). Voluntários saudáveis normotensos (n=14, grupo GNT) pareados para idade, sexo e IMC também foram avaliados. Curvas de pressão arterial (PA) foram registradas de modo contínuo e não invasivo (Finometer®) durante 15 minutos em repouso, na posição supina. Simultaneamente, a atividade nervosa simpática muscular (ANSM) foi registrada por meio da técnica de microneurografia. A variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) e da pressão arterial sistólica (VPAS) foi estimada pelo método FFT. Em um segundo momento foi realizada a avaliação da função endotelial, por meio de ultrassonografia da artéria braquial associada à manobra de hiperemia reativa e após administração de trinitrato sublingual. As análises estatísticas foram realizadas pelo teste exato de Fisher e ANOVA, os resultados expressos em média ± erro padrão ou em mediana (valores mínimos e máximos). RESULTADOS: Não houve diferenças de gênero, idade e IMC entre os grupos, como também no uso das diferentes classes de drogas anti-hipertensivas entre os hipertensos. Os parâmetros estruturais cardíacos foram semelhante entre os grupos, com exceção da massa de VE do grupo GDD-pr [98 (66-162) g/m2] foi maior, p<0,05, quando comparada ao grupo GNT [85 (56-95) g/m2]. A PA sistólica (PAS) não foi diferente entre GHT, GDD-ar e GDD-pr [(138 (110-149), 133 (104-190) e 148 (118-171) mmHg, respectivamente]. Os grupos GDD-ar e GDD-pr apresentaram PAS maiores, p<0,05,quando comparados ao grupo GNT [121(108-133) mmHg]. A PA diastólica foi semelhante entre os grupos. Os grupos mostraram semelhantes valores para a modulação autonômica cardíaca avaliada pela VFC. A modulação simpática periférica representada pelo componente LF PAS da VPAS (mmHg2) foi aumentada nos grupos GDD-ar (12,2±1,3) e GDD-pr (11,7±1,2) quando comparados ao grupo GNT (6,7±0,6), p<0,05, mas não quando comparada ao grupo GHT (9,3±1,1). O prejuízo baroreflexo (índice alfa LF, ms/mmHg) foi observado nos grupos GDD-ar (4,6±0,6) e GDD-pr (5,07±0,7) quando comparados ao grupo GNT (8,2±1), p<0,05, mas não quando comparados ao grupo GHT (6,05±0,5). ANSM (espículas/min) foi maior significativamente nos grupos GDD-ar (33±1) e GDD-pr (32±1) quando comparada aos grupos GHT (26±1) e GNT (15±1) p<0,05. Ainda, o grupo GHT apresentou aumento da ANSM quando comparado ao grupo GNT, p<0,05. Os grupo GDD-ar e GDD-pr apresentaram valores semelhantes de ANSM. Com relação à avaliação da função endotelial, os grupos hipertensos apresentaram menor dilatação dependente do endotélio, sendo que somente no grupo GDD-ar [0,67 (0,0-8,7)%] houve significância estatística quando comparado ao GNT [6,3 (2,6-8,2)%]. Na avaliação da vasodilatação independente do endotélio os grupos apresentaram respostas semelhantes. CONCLUSÃO: A presença de disfunção diastólica, em qualquer grau, está associada à maior ANSM e modulação simpática periférica (LF PAS) e a menor sensibilidade do baroreflexo. A modulação simpática cardíaca não apresentou diferença entre os grupos em repouso. Outros estudos são necessários para esclarecer a relação entre causa - efeito de tais achados / INTRODUTION: The hypertension (HP) is a clinical condition with high prevalence, considered as a main modifiable risk factor for developing heart failure (HF). Among the mechanism related to the progression for HP to the HF, the sympathetic hyperactivity and endothelial dysfunction should be considered. OBJECTIVE: Evaluate the autonomic nervous system modulation (central and peripheral), and endothelial function in hypertensive patients with different pattern of diastolic dysfunction (DD) of the left ventricle (LV). METHOD: Forty-five hypertensive patients without comorbities were submitted to tissue Doppler echocardiography and allocated into three groups: (GHT) without cardiac functional or structural abnormalities (n=15, 7 men, 48±2 years, BMI 28±1 Kg/m2); (GDD-ar) with prior diastolic HF and impaired relaxation pattern of DD of LV (n=15, 7 men, 53±2 years, BMI 29±1 Kg/m2), and (GDD-pr) with prior diastolic HF and pseudonormal and restrictive patterns of DD of LV (n=15, 9 men, 51±2 years, BMI 27±1 Kg/m2). Normotensive healthy volunteers matched for age, sex and body mass index were also evaluated. Curves of blood pressure (BP) were recorded non-invasively and continuously (Finometer®) for 15 minutes at rest in the supine position. Simultaneously, muscle nerve sympathetic activity (MNSA) was recorded by microneurography technique. The heart rate and systolic blood pressure variability (HRV and SPBV) was estimated by FFT method. Afterwards, an evaluation of endothelial function through brachial artery ultrasound maneuver associated with reactive hyperemia and after sublingual administration of trinitrate was conducted. Statistical analysis was performed by Fishers exact test and ANOVA, the results are expressed as mean±standard deviation or median (minimum and maximum values). RESULTS: There were no differences in gender, age and BMI between the groups, as well as in the use of different classes of antihypertensive drugs among hypertensive patients. Cardiac structural parameters were similar between groups, except for LV mass in GDD-pr group [98 (66-162) g/m2] which was higher, p<0.05, when compared to the GNT group [85 (56-95) g/m2]. The systolic blood pressure (SBP) was similar between GHT, GDD-ar and GDD-pr groups [(138 (110-149), 133 (104-190) e 148 (118-171) mmHg, respectively]. The GDD-ar and GDD-pr groups had higher SBP, p<0.05, when compared to GNT group [121(108-133) mmHg]. The diastolic BP was similar between groups. The groups showed similar values for cardiac autonomic modulation assessed by HRV. The peripheral sympathetic modulation represented by the LF component of SBP (SBPV, mmHg2) was increased in GDD-ar group (12,2±1,3) and GDD-pr group (11,7±1,2) compared to the GNT group (6,7±0,6), p<0.05, but not when compared to GHT group (9,3±1,1). The impairment of the baroreflex (LF alpha índex, ms/mmHg) was observed in the GDD-ar (4,6±0,6) e GDD-pr (5,07±0,7) groups compared to the GNT group (8,2±1), p<0.05, but not when compared to GHT group (6,05±0,5). MNSA (burst/min) was significantly higher in GDD-ar (33±1) e GDD-pr (32±1) groups compared to GHT group (26±1) and GNT group (15±1) p<0.05. Also the GHT group showed increased MNSA when compared to GNT group, p<0.05. The GDD-ar and GDD-pr groups showed similar values of MNSA. Regarding the assessment of endothelial function, hypertensive groups had lower endothelium-dependent dilatation, but only in GDD-ar group [0,67 (0,0-8,7)%] was statistically significant when compared to GNT group [6,3 (2,6-8,2)%]. In the evaluation of endothelium-independent vasodilatation all groups showed similar responses. CONCLUSION: The presence of diastolic dysfunction of any pattern is associated with higher MNSA and peripheral sympathetic modulation (LF SBP) and lower sensitivity of the baroreflex. Cardiac sympathetic modulation did not differ between groups at rest. Further studies are needed to clarify the relationship between cause-effect of such findings