Made available in DSpace on 2016-08-19T17:37:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-RomuloBruzacaSoares.pdf: 1560522 bytes, checksum: d705210137ba0739334fc686f02d1d14 (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / Introduction: The Brazilian elderly population shows steady rise projections for the coming decades, Brazil in 2025, will be among the six countries with the largest elderly population in the world. Occur the increased prevalence of chronic diseases such as hypertension and their risk factors for mortality. The aging process promotes decline in biological functions, in particular a reduction in the autonomic nervous system and result in heart rate variability (HRV) by a decrease in vagal modulation that presents itself as one of the responsible for the onset of hypertension in the elderly and increased risk of mortality. Objective: To investigate, in sedentary hypertensive elderly, the acute effects of 1h and 24h of aerobic training session (AT) and resistance training session (RT) on blood pressure, autonomic control and inflammatory markers. Materials and methods: Eight elderly women completed the survey (62.7 ± 0.7 years) who performed two training sessions: AT - 30 minutes continuous treadmill at an intensity of 80% of maximum heart rate; and RT - Four dynamic exercises with 3 sets with 12 repetitions, alternating with methodology by segment and 80% load of 10 repetitions maximum. We evaluated the acute blood pressure behavior, HRV, ultrasensitive C-reactive protein (hsCRP) and interleukin-6 (IL-6) in 1h and 24h after each training session. Results: It was recorded post-exercise hypotension (PEH) significant in systolic blood pressure in both training compared to idle status of ± 8.2 and 9.1 ± 1,2mmHg 2,3mmHg with AT in 1h and 24h respectively and ± 8.7 and 8.3 ± 1,4mmHg 1,4mmHg with RT in 1h and 24h respectively. The HRV sympathovagal the balance did not change in the AT and RT were sympathetic hyperactivation was higher than recorded in the AT at 1 hour after intervention. In inflammatory markers was no increase in IL-6 after 1h RT and RT. Conclusion: AT and RT promoted PEH in systolic pressure up to 24 hours without disturbances in autonomic modulation on AT and expected behavior for IL-6 in both workouts. Suggesting that the inclusion of AT and RT as non-pharmacological strategy es for the control of hypertension in elderly. / Introdução: A população idosa brasileira apresenta projeções de aumento constante para as próximas décadas, o Brasil em 2025, estará entre os seis países com a maior população de idosos no mundo. Ocorrerá a elevação na prevalência de doenças crônicas não transmissíveis como a hipertensão arterial sistêmica (HAS) e seus fatores de risco para mortalidade. O processo de envelhecimento promove declínio nas funções biológicas, em especial, uma redução no sistema nervoso autônomo e por consequência na variabilidade da frequência cardíaca (VFC) por uma redução na modulação vagal que se apresenta como uma das responsáveis pelo acometimento da HAS na população idosa, e aumento do risco de mortalidade. Objetivo: Investigar, em idosas hipertensas sedentárias, os efeitos agudos de 1h e 24 horas de uma sessão de treinamento aeróbio (TA) e treinamento resistido (TR) sobre a pressão arterial, controle autonômico e marcadores inflamatórios. Materiais e métodos: Concluíram a pesquisa oito idosas (62,7 ± 0,7 anos) que realizaram duas sessões de treinamento: TA 30 minutos contínuos em esteira, com intensidade de 80% da frequência cardíaca máxima; e TR Quatro exercícios dinâmicos com 3 séries com 12 repetições, com metodologia alternada por segmento e carga de 80% de 10 repetições máximas. Foi avaliado o comportamento agudo da pressão arterial, VFC, Proteína Creativa ultrassensível (PCR-US) e interleucina-6 (IL-6) em 1h e 24h após cada sessão de treinamento. Resultados: Foi registrado hipotensão pós-exercício (HPE) significativa na pressão sistólica em ambos os treinos em comparação ao estado de repouso de 8,2 ± 2,3mmHg e 9,1 ± 1,2mmHg com TA em 1h e 24h respectivamente e de 8,7 ± 1,4mmHg e 8,3 ± 1,4mmHg com TR em 1h e 24h respectivamente. Na VFC o balanço simpatovagal no TA não sofreu alterações e no TR houve hiperativação simpática sendo maior que o registrado no TA em 1h após intervenção. Nos marcadores inflamatórios houve aumento na IL-6 em 1h pós TA e TR. Conclusão: O TA e TR promoveram HPE na pressão sistólica até 24h, sem perturbações na modulação autonômica no TA e comportamento esperado para IL-6 em ambos os treinos. Sugerindo que a inclusão do TA e TR como estratégia não- farmacológica e para o controle da HAS em idosas.

O barorreflexo arterial é o principal mecanismo de regulação a curto prazo da pressão arterial (PA), mantendo-a dentro de um estreito limite de variação. A elevação da PA estimula sensores mecânicos (barorreceptores), que levam a uma inibição simpática e aumento da atividade vagal cardíaca, provocando queda (normalização) da PA. A estimulação elétrica de aferências dos barorreceptores é uma técnica que surgiu na década de 60 e, atualmente, vem sendo utilizada em pacientes com hipertensão refratária. Hipotetizamos que a estimulação elétrica do SC seria capaz de promover alterações hemodinâmicas e na modulação autonômica cardiovascular de ratos normotensos e SHR. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi caracterizar respostas hemodinâmicas, variabilidade da frequência cardíaca (FC) e PA, e avaliar alterações vasculares à estimulação elétrica do seio carotídeo (SC) em ratos normotensos ou espontaneamente hipertensos (SHR). Ratos Wistar ou SHR, com 300g (15 a 18 semanas) foram anestesiados (ketamina e xilazina) e implantados com eletrodos ao redor do SC e cânula na artéria femoral. No dia seguinte, após registro basal da PA, o SC dos ratos foi estimulado com pulsos de 1 mA, 1 ms e 15, 30, 45 ou 60 Hz durante 20 s. A seguir, um estímulo prolongado (60 min) com pulsos de 1 mA, 1 ms e 30 Hz foi aplicado ao SC dos ratos de forma contínua ou intermitente (20/20s ON/OFF). Um grupo distinto de SHR foi implantado (SC) com um estimulador miniaturizado capaz de gerar, ininterruptamente, pulsos de 3 V, 1 ms, e 30 Hz, de modo intermitente (20/20s ON/OFF). Nesses animais, no dia seguinte ao implante dos eletrodos, foi realizado um registro basal da PA e o estimulador foi ligado, estimulado o SC durante 48 h. Após o termino da estimulação, um novo registro da PA foi realizado e, ao final, o leito mesentérico dos ratos foi removido para análise de reatividade vascular. A estimulação elétrica de curta duração (20 s) provocou uma resposta hipotensora, que foi maior em SHR (?= -16 a -48 mmHg, n=14) do que em ratos normotensos (?= -19 a -28 mmHg, n=10). A hipotensão causada pela estimulação do SC foi frequência dependente apenas nos SHR. Uma bradicardia, semelhante em ambos os grupos (Wistar e SHR), e não dependente da frequência de estimulação, também foi observada com a estimulação do SC. Na estimulação prolongada (60 min), realizada de forma contínua ou intermitente, também houve hipotensão e bradicardia que se mantiveram durante todo o período de estímulo. A hipotensão durante o estímulo de 60 min do SC também foi maior em SHR (?-38 ± 9 mmHg) do que em ratos Wistar (-15 ± 5 mmHg). A análise simbólica, antes e durante a estimulação do SC, no grupo que recebeu estimulação contínua, revelou um aumento na porcentagem de sequências tipo 2UV da FC (relacionadas à modulação vagal cardíaca) de 37 ± 3 para 45 ± 4 %. A análise espectral mostrou diminuição na potência do espectro da PA na banda de LF (relacionada à modulação simpática cardíaca e vascular) de 3.6 ± 0.3 para 0.7 ± 0.1 mmHg2 apenas em animais normotensos. Os SHR estimulados cronicamente (48 h) tiveram uma PA menor após o final do estímulo (173 ± 5 vs 150 ± 5 mmHg). Entretanto, a variabilidade da FC e da PA não foi alterada pela estimulação crônica do SC. Adicionalmente, o estímulo elétrico crônico do SC promoveu aumento na reatividade das artérias mesentéricas à Acetilcolina, e à fenilefrina, tanto na presença como na ausência do endotélio. A resposta hipotensora perdurou até 60 minutos após o desligamento do dispositivo de estimulação. Concluindo, a estimulação elétrica do SC de ratos acordados, normotensos ou SHR é efetiva em diminuir a PA e FC além de promover alterações na variabilidade da FC e da PA condizentes à redução da modulação simpática em animais normotensos. Adicionalmente, a estimulação crônica do SC promoveu alterações em vasos de resistência. / Arterial baroreflex is the main short-term regulation mechanism of blood pressure (BP), keeping it under narrow limits of variation. The increasing of BP stimulates mechanical sensors (baroreceptors), which lead to inhibition of sympathetic drive and increasing cardiac activity of vagus nerve, resulting in decrease (normalization) of the BP. Electrical stimulation of afferent baroreceptor is an approach that emerged in the 60s and is now being used in patients with resistant hypertension. We hypothesized that electrical stimulation of CS promote hemodynamic and autonomic responses in normotensive and SHR. The aim of this study was to characterize hemodynamic responses, heart rate (HR) and BP variability, and evaluate vascular changes to electrical stimulation of the carotid sinus (CS) in normotensive or spontaneously hypertensive rats (SHR). SHR and Wistar rats with 300g (15 to 18 wk) were anesthetized (ketamine and xylazine) and implanted with electrodes in CS and a catheter into femoral artery. On the next day, after baseline recording of the BP, animals were subjected to electrical stimulation of CS with pulses of 1 mA, 1 ms and 15, 30, 45 or 60 Hz during 20 s. Following, a continuously or intermittently (20 / 20s ON / OFF) prolonged stimulation (60 min) with pulses of 1 mA, 1 ms and 30 Hz was applied to CS of rats. Another SHR group was implanted with a miniaturized stimulator connected to CS electrodes, capable of generating uninterruptedly pulses of 3 V, 1 ms, and 30 Hz, intermittently (20/20s ON/OFF). On the next day, after baseline recording of BP, the stimulator was turned on, and CS was stimulated during 48 h. After the end of stimulation, another BP recording was performed and the mesenteric bed of rats was removed for analysis of vascular reactivity. Short-term (20 s) electrical stimulation of CS induced a hypotensive response that was greater in SHR (??= -16 to -48 mmHg, n = 14) than in normotensive rats (? = -19 to -28 mmHg, n = 10). Hypotensive response was dependent on stimulation frequency only in SHR. A bradycardic response, similar in both groups (Wistar and SHR) and not dependent of the frequency of stimulation was also observed. In prolonged stimulation (60 min), performed continuously or intermittently, hypotension and bradycardia were observed during whole stimulation period. Hypotensive effect observed during 60 min stimulation of the CS was greater in SHR (-38 ± 9 mmHg) than in Wistar rats (-15 ± 5 mmHg). The symbolic analysis, before and during the stimulation of the CS revealed an increase in the percentage of 2UV type sequences of HR (related to cardiac vagal modulation) from 37 ± 3 to 45 ± 4 %. Spectral analysis showed in the decrease power of BP spectrum in LF band (related to heart and vascular sympathetic modulation) from 3.6 ± 0.3 to 0.7 ± 0.1 mmHg2 only in normotensive animals. SHR chronically stimulated group (48 h) showed lower BP after the end of the stimulus (173 ± 5 vs 150 ± 5 mmHg). However, the variability of HR and BP was not changed by chronic stimulation of the CS. Moreover, chronic electrical stimulation of the CS increased the reactivity of mesenteric arteries to acetylcholine and phenylephrine, both in the presence or absence of the endothelium. The hypotensive response lasted after 60 minutes after the shutdown of the stimulation device. In conclusion, the electrical stimulation of CS in normotensive or SHR conscious rats is effective in decreasing BP and HR and promotes changes in the variability of HR and BP, consistent with reduction of sympathetic modulation in normotensive animals. Additionally, the chronic stimulation of the CS induced changes in resistance vessels.

O estudo dos aspectos fisiológicos da corrida é importante não somente pela popularidade dessa atividade como também pelo seu papel na manutenção da saúde. Dessa maneira, é interessante identificar marcadores sensíveis aos efeitos agudos e crônicos desse exercício e capazes de, potencialmente, trazer informações sobre o estado fisiológico dos corredores. Nesse contexto, estimadores do controle cardíaco, como a variabilidade cardíaca (VC) e a complexidade cardíaca (CC) (cujos valores, quando baixos, estão associados à problemas de saúde), parecem ser particularmente importantes. No entanto, existem diversas controvérsias e lacunas no estudo da associação desses estimadores com a corrida. Para abordar esse problema, o presente estudo foi dividido em diversas etapas. Em um primeiro momento, foi necessário elaborar uma análise de complexidade cardíaca capaz de consistentemente caracterizar séries temporais. Dessa maneira, foi desenvolvida a a1ApEn, a qual é capaz de corrigir problemas identificados em outras análises não lineares; sendo robusta, consistente e com um tempo computacional adequado. Em seguida, investigou−se o efeito agudo da corrida na VC e na CC em 3 protocolos experimentais (velocidades constantes, crescentes e decrescentes). Foi possível observar que a VC e a CC se correlacionam positivamente com a frequência cardíaca (FC) e que essa relação é melhor observada no protocolo de velocidades crescentes. Nesse protocolo, foi observado, ainda, que uma correlação negativa entre a1ApEn−CC e FC está associada com sedentarismo. Essa correlação foi aprofundada sob a óptica do histórico de treinamento em maratonistas. Nesse contexto, foi possível concluir que a complexidade cardíaca obtida via a1ApEn é capaz de discernir maratonistas em função do tempo treinando para provas de longa duração. Finalmente, em experimentos realizados em velocidade constante, foi observado um componente oscilatório nos resultados tanto de VC quanto de CC. Esse componente é mais proeminente em resultados de CC e está, potencialmente, associado com fatores termorregulatórios. Dessa maneira, as abordagens propostas foram capazes de não apenas trazer diversas informações novas sobre as alterações associadas com a corrida no controle cardíaco mas, também, introduzir metodologias com grande potencial em outros contextos. / A better understanding of the physiological aspects of running is important due to the increasing popularity of this activity and, also, for its role in maintaining health. Therefore, it is interesting to identify markers capable of detecting the acute and chronic effects of this exercise and, potentially, bring additional information about the physiological status of runners. In this context, heart rate control estimators, such as heart rate variability (HRV) and heart rate complexity (HRC) (both indexes, when low, are associated with health disorders), appears to be particularly important. Nevertheless, there are several controversies and missing information regarding the association between these estimators and running. To approach these issues, the present study was divided in four parts. First of all, it was necessary to create a HRC analysis capable of consistently characterizing time series. Thereunto, the a1ApEn was developed; a robust, consistent analytical tool with an adequate computational time that is capable of correcting problems that arose in other nonlinear analyses. Next, the acute effect of running in HRV and HRC was investigated utilizing three experimental protocols (constant, increasing and decreasing speeds). HRV and HRC are positively correlated with heart rate (HR), a relationship better observed in the protocol with increasing speeds. In this protocol, it was observed that a negative correlation between a1ApEn−HRC and HR is associated with sedentary. This correlation was further studied under the scope of the training background of marathoners. In this context, it was possible to conclude that the heart rate complexity, obtained through a1ApEn, is capable of discriminating marathoners in regard to the number of years training for long distance running. Finally, in experiments performed at constant speed, it was detected an oscillatory component in the HRV and HRC results. This component is more prominent in the HRC results and is, potentially, associated with termorregulatory factors. To conclude, the proposed approaches are capable of bringing several new information to the study of the effects of running in heart rate control and, moreover, to introduce new methodologies of great potential in other contexts.

O hipoestrogenismo, decorrente da fase pós-menopausa, determina uma série de alterações físicas, psicológicas e metabólicas na mulher, com piora significativa em sua qualidade de vida. No entanto, são os efeitos da deficiência estrogênica a longo prazo que mais preocupam, pois podem levar a comprometimentos importantes, como as doenças cardiovasculares. Desta maneira, a terapia hormonal (TH) e o treinamento físico têm surgido como esquemas terapêuticos úteis para o controle das alterações presentes na pós-menopausa. Objetivos: o presente estudo teve como objetivos avaliar a modulação autonômica da freqüência cardíaca (FC) e a capacidade aeróbia de mulheres pós-menopausa em uso ou não de TH, antes e após um programa de treinamento físico (PTF). Casuística e Métodos: foram estudadas 18 mulheres sedentárias, divididas em 2 grupos, sendo: Grupo controle - 10 mulheres na pós-menopausa (50 a 60 anos) sem TH; Grupo TH - 8 mulheres na pós-menopausa (50 a 60 anos) com TH (valerato de estradiol + levonorgestrel). Ambos os grupos foram avaliados em dois momentos distintos: antes (avaliação) e após (reavaliação) um PTF de 3 meses de duração. Tanto na avaliação, como na reavaliação, as voluntárias foram submetidas a dois protocolos experimentais: protocolo 1 - para avaliação da modulação autonômica da FC, esta foi coletada em condições de repouso, nas posições supina e sentada, durante 15 minutos em cada posição; protocolo 2 - para avaliação da capacidade aeróbia, as voluntárias foram submetidas a um teste cardiopulmonar com protocolo incremental. Os índices avaliados no protocolo 1 foram: média da FC e dos intervalos R-R (iR-R), índice RMSSD dos iR-R, bandas de baixa (BF) e alta (AF) freqüência da análise espectral, em unidades normalizadas, e razão BF/AF. No protocolo 2 foram comparados os valores de potência, consumo de oxigênio (VO2) e FC no limiar de anaerobiose (LA) e no pico do exercício. Para comparação entre os grupos estudados, foi utilizado o teste t de student não-pareado; para a comparação intra-grupo entre as condições de avaliação e reavaliação, o teste estatístico utilizado foi o t de student pareado. Nível de significância estabelecido em 5%. Resultados: em relação ao protocolo 1, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas tanto na comparação entre os grupos como na comparação entre as fases de avaliação e reavaliação, para os dois grupos estudados, em nenhum dos índices avaliados. Na análise dos resultados do protocolo 2, foram observadas diferenças estatisticamente significantes (p<0,05) entre a condição de avaliação para a condição de reavaliação dos parâmetros potência e VO2 no LA e no pico do exercício, para os dois grupos estudados. O grupo TH apresentou valores estatisticamente (p<0,05) superiores do VO2 na fase de reavaliação, quando comparado ao grupo controle. Ainda para o grupo controle, a FC no pico do exercício da reavaliação foi estatisticamente (p<0,05) superior à da avaliação. Conclusões: o programa de treinamento físico realizado na intensidade do LA durante 3 meses promoveu ganhos aeróbios significativos, embora não tenha alterado a modulação autonômica da freqüência cardíaca de mulheres menopausadas sem e em uso de terapia hormonal; tais ganhos parecem ser decorrentes principalmente de adaptações periféricas musculares. A terapia hormonal não teve influência importante sobre a variabilidade da freqüência cardíaca e teve apenas efeito discreto sobre a capacidade aeróbia na reavaliação; esse efeito se deve possivelmente à reserva de vasodilatação presente em mulheres usuárias de reposição estrogênica, que se evidencia apenas em altas intensidades de exercício. / Low levels of estrogen observed at menopause determine many physical, psychological and metabolic changes in women, resulting in a lower quality of life. However, long-term effects of estrogen deficit that could possibly lead to serious diseases, such as cardiovascular disease, are the problems that concern us the most. Within this context, hormone therapy (HT) and physical training are frequently used as useful therapeutic regimens for controlling postmenopausal alterations. Objectives: this study aimed to evaluate the autonomic modulation of heart rate (HR) and the aerobic capacity of postmenopausal women using and not using HT, prior and after a physical training program (PTP). Methods: 18 sedentary women were divided in two groups, as follows: Control Group - 10 postmenopausal women (50 to 60 years) without HT; HT Group - 8 postmenopausal women (50 to 60 years) receiving HT (estradiol plus levonorgestrel). Both groups were evaluated at two distinct moments: prior to (evaluation) and after (re-evaluation) a PTP lasting 3 months. Subjects were submitted to two experimental protocols at both moments: protocol 1 - HR was recorded in a resting condition, in supine and sitting positions, during 15 minutes in each position, for the evaluation of autonomic modulation of HR; protocol 2 - subjects were submitted to a cardiopulmonary test with incremental protocol for the evaluation of aerobic capacity. Autonomic indexes used for protocol 1: mean HR and mean R-R intervals (R-Ri), rMSSD of R-Ri index, low (LF) and high (HF) frequency bands of spectral analysis, in normalized units, and the LF/HF ratio. Aerobic capacity indexes used for protocol 2: workload, oxygen uptake (VO2) and HR values obtained at anaerobic threshold (AT) and at exercise peak. Unpaired Student\'s t-test was used for groups\' comparisons; for comparing evaluation and re-evaluation conditions within groups, paired Student\'s t-test was applied. The level of significance was set at 5%. Results: in relation to protocol 1, no statistically significant differences were found in the comparisons between groups and between evaluation and re-evaluation phases within groups, for any of the autonomic indexes. Protocol 2 analysis showed significant differences (p<0.05) between evaluation and re-evaluation phases for workload and VO2 values at AT and at exercise peak, for both groups. HT group presented significant (p<0.05) higher values of VO2 than control group, in the re-evaluation phase. The levels of HR at exercise peak for control group were statistically (p<0.05) higher than evaluation phase\'s. Conclusions: the 3-month anaerobic threshold-intensity physical training program significantly improved aerobic capacity although not changed the autonomic modulation of heart rate of postmenopausal women using and not using hormone therapy; the nature of this improvement seems to be related to muscle peripheral adaptations. Hormone therapy had not important influence on heart rate variability and a low-magnitude effect on aerobic capacity at re-evaluation test; this effect is possibly related to a vasodilatory reserve presented by HT women that becomes apparent only at high intensity levels of exercise.

Nós investigamos os efeitos de diferentes níveis de condicionamento físico sobre a modulação autonômica da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) em voluntários saudáveis de ambos os gêneros. Os voluntários (n=96), com idade entre 18 e 45 anos (48 homens e 48 mulheres) foram submetidos ao teste ergoespirométrico e divididos em três grupos, de acordo com a resposta do VO2pico; grupo de baixa performance (BP= VO2: 22-38 ml kg-1 min-1, n=16 homens e n=16 mulheres), grupo de média performance (MP= VO2: 38-48 ml kg-1 min-1, n=16 homens e n=16 mulheres) e grupo de alta performance (AP= VO2: > 48 ml kg-1 min-1, n=16 homens e n=16 mulheres). O protocolo experimental empregado para avaliação da VFC foi à análise espectral das séries temporais dos intervalos R-R, obtidos por meio do registro eletrocardiográfico durante o repouso na posição supina (basal) e durante o teste de inclinação (tilt test). Os resultados mostraram que o nível de condicionamento físico não promoveu alterações nos parâmetros espectrais da VFC na posição supina quando os gêneros eram comparados separadamente. No entanto, quando os gêneros foram comparados por nível de condicionamento físico, houve diferenças. As mulheres apresentaram menores valores da pressão arterial e das oscilações de LF, e maiores valores das oscilações de HF em relação aos respectivos grupos formados por homens, independentemente do nível de condicionamento físico. Ao tilt test, todos os grupos formados por homens apresentaram respostas similares. Por outro lado, quando o tilt test foi aplicado nos grupos de mulheres, observamos que o grupo de alta performance apresentava menores variações nas oscilações de LF e HF. Em conclusão, os resultados sugerem que as respostas cardiovasculares e autonômicas são diferentes entre homens e mulheres, uma vez que os homens apresentaram um balanço modulatório autonômico cardíaco mais favorável às oscilações de LF, enquanto que nas mulheres as oscilações de HF foram mais favoráveis. Adicionalmente, o nível de condicionamento físico não interferiu na modulação autonômica observada na posição supina. Por sua vez, no tilt test, as mulheres com melhor performance aeróbia apresentavam menor retirada modulatória parassimpática, quando comparadas com os grupos de baixa e média performance / We investigated the effects of different fitness levels on the autonomic modulation of heart rate variability (HRV) in healthy volunteers and the difference in response between genders. Ninety-six healthy volunteers, aged between 18 and 45 years (48 men and 48women) underwent cardiopulmonary exercise test and divided into three groups according to the response of VO2peak; group low performance (LP= VO2: 22-38 ml kg-1 min-1, n=16 men and n=16 women), mean performance (MP= VO2: 38-48 ml kg-1 min-1, n=16 men and n=16 women) and high performance (HP= VO2: > 48 ml kg-1 min-1, n=16 men and n=16 women). The experimental protocol used to evaluate the HRV was the spectral analysis of R-R interval time series derived from the record the electrocardiogram at rest in the supine position (baseline) and during the tilt test. The results showed that the fitness level did not promote changes in spectral parameters of HRV in the supine position when the genders were compared separately. However, when genders were compared, there were differences between each grade fitness study. Women had lower blood pressure values and the LF oscillations, and higher values of HF oscillations in relation to their groups formed by men, regardless of fitness level. In the tilt test, all groups made up of men had similar responses. On the other hand, when the tilt test was administered to groups of women, we observed that the high performance group had smaller changes in LF and HF oscillations. In conclusion, our results suggest that men have a modulating cardiac autonomic balance more favorable to the LF oscillations, whereas in women the HF oscillations are more deterministic. In addition, women\'s group of highperformance seem less reactive to orthostatic stress

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-24T11:28:14Z No. of bitstreams: 1 elizaprodelcoelho.pdf: 22713702 bytes, checksum: 78780693b3e840a67d3ab6645c599232 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T15:42:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 elizaprodelcoelho.pdf: 22713702 bytes, checksum: 78780693b3e840a67d3ab6645c599232 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T15:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 elizaprodelcoelho.pdf: 22713702 bytes, checksum: 78780693b3e840a67d3ab6645c599232 (MD5) Previous issue date: 2012-04-18 / Introdução: De forma independente, a modulação autonômica cardíaca sofre influência do ciclo circadiano e da ativação metabólica decorrente do exercício físico. Porém, não são conhecidos os efeitos da interação ciclo circadiano e exercício físico na modulação autonômica cardíaca. Objetivo: Testar as hipóteses de que: 1. A modulação autonômica cardíaca durante o exercício físico e recuperação pósexercício físico será semelhante nos períodos manhã, na tarde e na noite. 2. O exercício físico realizado nos períodos da manhã, tarde e noite não interfere na modulação autonômica cardíaca de 24 horas. Método: Foram avaliados 10 homens, sedentários e saudáveis (Idade = 24±3 anos e IMC = 24±2 kg/m²). Os voluntários realizaram três sessões de exercício físico, com carga obtida no primeiro limiar ventilatório, em três diferentes períodos do dia, manhã às 7 horas, tarde às 14 horas e noite às 22 horas. A frequência cardíaca (Polar RS810) e a VFC (FFT) foram analisadas, no repouso, durante o exercício físico e na recuperação pós-exercício físico. O efeito agudo das três sessões de exercício físico no controle autonômico cardíaco foi avaliado durante as 24 horas subsequêntes ao exercício físico, por meio do Holter Cardio Light, comparadas ao registro de 24 horas de um dia sem exercício físico (dia controle). Para testar as diferenças foi realizada análise de variância de dois caminhos, com post hoc de Tukey com diferenças significativas para p≤0,05. Resultados: Para todas as sessões de exercício físico, independente do período em que foi realizado, o comportamento da freqüência cardíaca e dos índices da VFC foram semelhantes durante a execução do exercício físico e durante a primeira hora de recuperação. Nas 24 horas subseqüentes ao exercício físico, independente do período do dia em que o exercício físico foi realizado, os valores de freqüência cardíaca e todos os índices da VFC foram similares ao do dia controle. Conclusão: A resposta autonômica cardíaca durante o exercício físico com carga do primeiro limiar metabólico e recuperação não sofrem interferência dos diferentes momentos do dia em que se realizou o exercício físico. E, uma sessão de exercício físico, realizada com carga obtida no primeiro limiar metabólico, não interferiu no controle autonômico cardíaco de 24 horas de recuperação. / Background: In an independent way, the autonomic modulation is influenced by the circadian rhythm and metabolic activation of physical exercise. Although, is not know the interaction of circadian rhythm and physical exercise on cardiac autonomic modulation. Objective: Test the hypothesis that: 1. Cardiac autonomic modulation during physical exercise performed at three periods of the day morning, afternoon and night is similar. 2. Physical excise performed at morning, afternoon or night does not interfere on 24 hour cardiac autonomic modulation. Methods: We studied 10 healthy sedentary men (age = 24±3 years and BMI = 24±2 kg/m²). All volunteers performed three physical exercise sections with 30 minutes of duration, on cycle ergometer, with power on first metabolic threshold of maximal exercise test, on three periods of the day at morning (7 a.m.), afternoon (2 p.m.) and at night (10 p.m.). Each section was performed separated for at least 48 hours. Heart rate (Polar RS810) was record beat to beat, and HRV (FFT) was calculated, at rest for 10 minutes, during exercise and at 60 minutes recovery. The acute effect on cardiac autonomic control of three exercise sections was evaluated during 24 hours post physical exercise section, with Holter Cardio Light, and compared with control day, 24 hours with any kind of physical exercise, to test the differences was applied ANOVA two way for repeated measures and Tukey’s Post Hoc, and p≤0,05 for statistical significance. Results: For all sections, independent of the period of the day that physical exercise was performed, the heart rate and HRV was similar during physical exercise and during first hour of recovery. For the 24 hours subsequent to physical exercise, independent of the period of the day that physical exercise was performed the heart rate values and all HRV index was similar to control day. Conclusion: The cardiac autonomic control response to physical exercise on first ventilatory threshold and its recovery is not influenced by different periods of the day that physical exercise was performed. And, one physical exercise section, on first ventilatory threshold, did not interfere on cardiac autonomic control during 24 hours of recovery.

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Essas alterações hemodinâmicas estão associadas com o aumento da modulação simpática e a disfunção barorreflexa da atividade nervosa simpática muscular. Porém, a potência (ganho) e o tempo de ação (latência) do barorreflexo arterial espontâneo da frequência cardíaca permanecem desconhecidos nos pacientes com hipertensão arterial resistente. Objetivo: O objetivo principal deste estudo foi determinar o ganho e a latência do controle barorreflexo arterial da frequência cardíaca em pacientes com hipertensão arterial resistente em comparação aos pacientes com hipertensão arterial essencial e indivíduos normotensos. Método: Foram avaliados 18 pacientes com hipertensão arterial resistente (56 ± 10 anos de idade, em média com vigência de 4 antihipertensivos), 17 pacientes com hipertensão arterial essencial (56 ± 11 anos de idade, em média com vigência de 2 antihipertensivos) e 17 controles normotensos não tratados (50 ± 15 anos de idade) por meio da análise espectral das flutuações espontâneas da pressão arterial (batimento a batimento - FinometerPro®) e da frequência cardíaca (ECG - Biopac®). Esta análise estimou as modulações autonômicas vasomotoras e cardíacas, respectivamente. A potência espectral das séries foi quantificada na banda espectral de baixa frequência (LFiRR; 0,04 to 0,15 Hz) e na banda espectral de alta frequência (HFiRR; 0,15 to 0,40 Hz). A análise da função de transferência quantificou o ganho e a latência do controle xii barorreflexo arterial da frequência cardíaca baseada na resposta do sinal de saída (intervalo RR) por unidade de mudança espontânea do sinal de entrada (pressão arterial sistólica). As variáveis autonômicas foram comparadas pela ANOVA one-way, seguida pelo post hoc de Tuckey ou pela ANOVA Kruskall-Wallis, seguida pelas comparações múltiplas quando apropriado. Foram consideradas diferenças significativas quando p<0,05. Resultados: O ganho do controle barorreflexo arterial da frequência cardíaca foi menor em pacientes com hipertensão arterial resistente e pacientes com hipertensão arterial essencial em relação a indivíduos normotensos (4,67 ± 2,96 vs. 6,60 ± 3,30 vs. 12,56 ± 8,81 ms/mmHg; P<0,01, respectivamente). No entanto, a latência do controle barorreflexo arterial da frequência cardíaca foi significativamente maior apenas nos pacientes com hipertensão resistente quando comparados aos pacientes com hipertensão essencial e indivíduos normotensos (-4,01 ± 3,19 vs.-2,91 ± 2,10 vs. -1,82 ± 1,09 segundos; P = 0,04, respectivamente). Além disso, o índice de modulação simpática vasomotora (LF da pressão arterial sistólica) foi significativamente aumentado somente nos pacientes com hipertensão arterial resistente quando comparados aos pacientes com hipertensão arterial essencial e normotensos (4,04 ± 2,86 vs. 2,65 ± 1,88 vs. 2,06 ± 1,70 mmHg2 e P<0,01, respectivamente). Conclusão: Pacientes com hipertensão arterial resistente apresentam ganho reduzido e latência aumentada do controle barorreflexo arterial da frequência cardíaca. Estes pacientes também têm maior modulação simpática vasomotora. / Introduction: Resistant hypertension is characterized by damage in practically all blood pressure regulating mechanisms, resulting in significantly elevated blood pressure levels. These hemodynamic changes are associated with increased sympathetic modulation and baroreflex dysfunction of muscle sympathetic nerve activity. However, the power (gain) and duration of action (latency) of spontaneous arterial cardiac frequency baroreflex remains unknown in patients with resistant hypertension. Purpose: The aim of this study was to determine the gain and latency of arterial baroreflex control of heart rate in patients with resistant hypertension compared to patients with essential hypertension and normotensive subjects. Methods: Eighteen patients with resistant hypertension (56±10 years, mean of 4 antihypertensive drugs), 17 patients with essential hypertension (56±11 years, mean of 2 antihypertensive drugs) and 17 untreated normotensive controls (50±15 years) were evaluated by spectral analysis of the spontaneous fluctuations of arterial pressure (beat-to-beat) and heart rate (ECG). This analysis estimated vasomotor and cardiac autonomic modulations, respectively. The transfer function analysis quantified the gain and latency of the response of output signal (RR interval) per unit of spontaneous change of input signal (systolic arterial pressure). Results: The gain was similarly lower in patients with resistant hypertension and patients with essential hypertension in relation to normotensive subjects (4.67±2.96 vs. 6.60±3.30 vs. 12.56±8.81 ms/mmHg; P<0.01, respectively). However, the latency of arterial baroreflex control of heart rate was significantly higher only in patients with resistant hypertension when compared to patients with essential hypertension and normotensive subjects (-4.01±3.19 vs. -2.91±2.10 vs. -1.82±1.09 seconds; P=0.04, respectively). In addition, the index of vasomotor sympathetic modulation was significantly increased only in patients with resistant hypertension when compared to patients with essential hypertension and normotensive subjects (4.04±2.86 vs. 2.65±1.88 vs. 2.06±1.70 mmHg2; P<0.01, respectively). Conclusions: Patients with resistant hypertension have reduced gain and increased latency of arterial baroreflex control of heart rate. These patients also have increased vasomotor sympathetic modulation.

Abstract The quantitation of the variability in cardiovascular signals provides information about the autonomic neural regulation of the heart and the circulatory system. Several factors have an indirect effect on these signals as well as artifacts and several types of noise are contained in the recorded signal. The dynamics of RR and QT interval time series have also been analyzed in order to predict a risk of adverse cardiac events and to diagnose them. An ambulatory measurement setting is an important and demanding condition for the recording and analysis of these signals. Sophisticated and robust signal analysis schemes are thus increasingly needed. In this thesis, essential points related to ambulatory data acquisition and analysis of cardiovascular signals are discussed including the accuracy and reproducibility of the variability measurement. The origin of artifacts in RR interval time series is discussed, and consequently their effects and possible correction procedures are concidered. The time series including intervals differing from a normal sinus rhythm which sometimes carry important information, but may not be as such suitable for an analysis performed by all approaches. A significant variation in the results in either intra- or intersubject analysis is unavoidable and should be kept in mind when interpreting the results. In addition to heart rate variability (HRV) measurement using RR intervals, the dy- namics of ventricular repolarization duration (VRD) is considered using the invasively obtained action potential duration (APD) and different estimates for a QT interval taken from a surface electrocardiogram (ECG). Estimating the low quantity of the VRD vari- ability involves obviously potential errors and more strict requirements. In this study, the accuracy of VRD measurement was improved by a better time resolution obtained through interpolating the ECG. Furthermore, RTmax interval was chosen as the best QT interval estimate using simulated noise tests. A computer program was developed for the time interval measurement from ambulatory ECGs. This thesis reviews the most commonly used analysis methods for cardiovascular vari- ability signals including time and frequency domain approaches. The estimation of the power spectrum is presented on the approach using an autoregressive model (AR) of time series, and a method for estimating the powers and the spectra of components is also presented. Time-frequency and time-variant spectral analysis schemes with applica- tions to HRV analysis are presented. As a novel approach, wavelet and wavelet packet transforms and the theory of signal denoising with several principles for the threshold selection is examined. The wavelet packet based noise removal approach made use of an optimized signal decomposition scheme called best tree structure. Wavelet and wavelet packet transforms are further used to test their effciency in removing simulated noise from the ECG. The power spectrum analysis is examined by means of wavelet transforms, which are then applied to estimate the nonstationary RR interval variability. Chaotic modelling is discussed with important questions related to HRV analysis.ciency in removing simulated noise from the ECG. The power spectrum analysis is examined by means of wavelet transforms, which are then applied to estimate the nonstationary RR interval variability. Chaotic modelling is discussed with important questions related to HRV analysis.

Fibromyalgia (FM) is a chronic pain syndrome of unknown etiology. It was previously suggested that patients with fibromyalgia were, in early life, often subjected to either psychological or physiological trauma. It is, in general, known that early life experiences and attachment to primary caregivers can influence physiological function in adult life, especially those functions related to stress vulnerability. Many studies have been performed on fibromyalgia patients but most of them investigated either psychological or physiological aspects. The purpose of this study was to investigate the psychological profile (attachment style, preferred way of thinking as well as prevalence of depression and anxiety) and physiological aspects (autonomic nervous system function and cortisol levels) simultaneously in an attempt to see whether a link exists between the two aspects and whether a specific psychoneurological profile could be discerned for fibromyalgia patients. Sixteen patients (14 females, 2 males) with fibromyalgia, and 15 age- and sex-matched controls (13 females, 2 males) were studied. Patients were diagnosed according to the American College of Rheumatology (ACR, 1990) criteria for fibromyalgia. The Patient Health Questionnaire gathered information on the patient’s past health problems, operations, accidents and the prevalence of traumatic events. The Fibromyalgia Impact Questionnaire and Review of Current Symptoms Questionnaire were completed to assess the severity of the disorder. The Experiences in Close Relationships – Revised Questionnaire determined attachment styles. Hemisphere dominance (preferred way of thinking) was evaluated by the Herrmann Brain Dominance Instrument (HBDI), heart rate variability (HRV) by recording R-R intervals and calculating time and frequency domain parameters and salivary cortisol levels by ELISA. Significant differences were seen between patients and controls for cortisol levels; the total number of symptoms; the number of adverse events in lifetime; anxiety and avoidance subscales of the ECR-R; FIQ total scores; and scores for scales within the FIQ. R-R spectral analysis revealed distinct lowered overall HRV in patients. An orthostatic test revealed a weakened shift towards sympathetic dominance upon standing. During a psychological stressor (filling out the ECR-R), the patients’ autonomic nervous system failed to respond with lower HRV as with the controls. As far as the hemispheric dominance of the patients was concerned, the majority appeared to be right-brain orientated with thinking styles preferences strongly influenced by limbic functions. Preference for thinking styles influenced by right limbic structures increased during stress. A link existed between anxiety and depression and the severity of the fibromyalgia symptoms. The results of individual psychological and physiological parameters found in this study are largely in concordance of that of other studies. Significant differences exist between the psychoneurological variables of fibromyalgia patients and healthy controls: The patient group in this study were characterised by a high prevalence adverse events, insecure attachment styles, high emotionality in the absence of rationality, multiple somatic symptoms, and altered stress-axes activity reflected in low HRV, an inability to mount an appropriate sympathetic response to acute stressors and elevated baseline cortisol levels. It can be concluded that fibromyalgia patients in the present study presented with a distinct psychoneurological profile. / Dissertation (MSc (Physiology))--University of Pretoria, 2007. / Physiology / unrestricted

Heart Rate Variability (HRV) analysis has been garnering attention from researchers due to its wide range of applications. Medical researchers have always been interested in Heart Rate (HR) and HRV analysis, but nowadays, investigators from variety of other fields are also probing the subject. For instance, variation in HR and HRV is connected to emotional arousal. Therefore, knowledge from the fields of affective computing and psychology, can be employed to devise machines that understand the emotional states of humans. Recent advancements in non-contact HR and HRV measurement techniques will likely further boost interest in emotional estimation through . Such measurement methods involve the extraction of the photoplethysmography (PPG) signal from the human's face through a camera. The latest approaches apply Independent Component Analysis (ICA) on the color channels of video recordings to extract a PPG signal. Other investigated methods rely on Eulerian Video Magnification (EVM) to detect subtle changes in skin color associated with PPG. The effectiveness of the EVM in HR estimation has well been established. However, to the best of our knowledge, EVM has not been successfully employed to extract HRV feature from a video of a human face. In contrast, ICA based methods have been successfully used for HRV analysis. As we demonstrate in this thesis, these two approaches for HRV feature extraction are highly sensitive to noise. Hence, when we evaluated them in indoor settings, we obtained mean absolute error in the range of 0.012 and 28.4. Therefore, in this thesis, we present two approaches to minimize the error rate when estimating physiological measurements from recorded facial videos using a standard camera. In our first approach which is based on the EVM method, we succeeded in extracting HRV measurements but we could not get rid of high frequency noise, which resulted in a high error percentage for the result of the High frequency (HF) component. Our second proposed approach solved this issue by applying ICA on the red, green and blue (RGB) colors channels and we were able to achieve lower error rates and less noisy signal as compared to previous related works. This was done by using a Buterworth filter with the subject's specific HR range as its Cut-Off. The methods were tested with 12 subjects from the DISCOVER lab at the University of Ottawa, using artificial lights as the only source of illumination. This made it a challenge for us because artificial light produces HF signals which can interfere with the PPG signal. The final results show that our proposed ICA based method has a mean absolute error (MAE) of 0.006, 0.005, 0.34, 0.57 and 0.419 for the mean HR, mean RR, LF, HF and LF/HF respectively. This approach also shows that these physiological parameters are highly correlated with the results taken from the electrocardiography (ECG).