Efeitos do treinamento muscular inspiratório no controle autonômico: revisão sistemática

Los efectos del entrenamiento muscular inspiratorio en el control autonómico: la revisión sistemática

RESUMO

A disfunção do sistema nervoso autônomo tem papel importante na fisiopatologia de diversas doenças. Uma possível maneira de melhorar o controle autonômico é o treinamento muscular inspiratório (TMI), sendo o objetivo deste estudo revisar sistematicamente a literatura disponível sobre os efeitos desta modalidade. Dois revisores buscaram ensaios clínicos controlados e randomizados nas bases de dados MEDLINE, PEDro, SciELO e LILACS, avaliando também sua qualidade metodológica (escala de PEDro). Foram encontrados 181 artigos e, após verificar os critérios de elegibilidade, foram incluídos quatro pesquisas que avaliaram o efeito do TMI sobre o controle autonômico de participantes com fatores de risco para doenças cardiovasculares, por meio da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e dos níveis plasmáticos de noradrenalina. O TMI melhorou o controle autonômico em três estudos, reduzindo a atividade nervosa simpática (níveis plasmáticos de noradrenalina; LF u.n. - VFC) e aumentando a atividade nervosa vagal (HF u.n. - VFC). Conclui-se que o TMI parece ser uma alternativa terapêutica para melhorar o controle autonômico.

Descritores Exercícios Respiratórios; Exercício; Sistema Nervoso Autônomo; Fisiopatologia

RESUMEN

La disfunción del sistema nervioso autonómico tiene el papel importante en la fisiopatología de diversas enfermedades. Una posible manera de mejorar el control autonómico es el entrenamiento muscular inspiratorio (TMI), siendo el objetivo del presente estudio revisar sistemáticamente la literatura disponible sobre los efectos de esta modalidad de entrenamiento sobre la función autonómica. Ha sido realizada la búsqueda por ensayos clínicos controlados y aleatorizados en las bases de datos MEDLINE, PEDro, SciELO y LILACS por dos revisores independientes, que también han evaluado la cualidad metodológica (escala de PEDro). Han sido encontrados 181 artículos y, después de certificar los criterios de elegibilidad, han sido incluidos cuatro estudios. Los estudios que han sido incluidos han presentado buena cualidad metodológica y han evaluado el efecto del TMI sobre el control autonómico de los participantes con factores de riesgo para las enfermedades cardiovasculares. El control autonómico ha sido evaluado por el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) y por medio de los niveles plasmáticos de noradrenalina. El TMI ha mejorado el control autonómico en tres estudios, reduciendo la actividad nerviosa simpática (los niveles plasmáticos de noradrenalina; LF u.n. - VFC) e incrementando la actividad nerviosa vagal (HF u.n. - VFC). Se concluye que el TMI parece ser alternativa terapéutica para mejorar el control autonómico.

Palabras clave Ejercicios Respiratorios; Ejercicio; Sistema Nervioso Autónomo; Fisiopatología

ABSTRACT

The autonomic nervous system dysfunction has an important role on the physiopathology of some diseases. A possible option to improve the autonomic control is the inspiratory muscle training (IMT). The aim of this study was to systematically review the available literature about the effects of this training modality on autonomic control. A search was performed for controlled and randomized clinical trials on database MEDLINE, PEDro, SciELO and LILACS by two independent reviewers, who also evaluated the methodologic quality (PEDro scale). 181 articles were found and, after elegibility criteria analysis, four studies were included. The included studies showed good methodological quality and assessed the effect of IMT on the autonomic control of participants with risk factors for cardiovascular disease. The autonomic control was evaluated by heart rate variability (HRV) analysis and by noradrenaline plasma levels. The IMT improved autonomic control in 3 studies, reducing the sympathetic nervous system (noradrenaline plasma levels; LF nu - HRV) and increasing the vagal nervous system (HF un - HRV). It is concluded that IMT may be a therapeutic alternative to improve the autonomic control.

Keywords Breathing Exercises; Exercise; Autonomic Nervous System; Physiopathology

INTRODUÇÃO

O sistema nervoso autônomo (SNA) atua no controle de mecanismos homeostáticos fisiológicos humanos, momento a momento, por meio de suas alças simpática e vagal¹. Seu funcionamento pode ser avaliado por métodos invasivos e não invasivos, sendo os mais comumente utilizados a medida das catecolaminas plasmáticas circulantes, da atividade nervosa simpática muscular, da sensibilidade barorreflexa, da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e da pressão arterial².

A disfunção do SNA pode afetar adversamente a saúde, associando-se à fisiopatologia de doenças cardíacas, metabólicas e pulmonares, como hipertensão arterial³, insuficiência cardíaca⁴, diabetes mellitus⁵ e doença pulmonar obstrutiva crônica⁶. Nesse sentido, diversos estudos investigam o efeito de medidas terapêuticas que possam reverter as alterações autonômicas⁷ e, consequentemente, reduzir o risco de morbimortalidade nessas populações.

No contexto dos tratamentos não farmacológicos já é bem estabelecido na literatura que mudanças para hábitos de vida saudáveis são capazes de melhorar a função autonômica, como a adoção de dietas alimentares e prática regular de exercício físico aeróbico⁸. Além disso, o treinamento muscular inspiratório (TMI) é outra modalidade indicada como terapia adjuvante no controle de diversas doenças, mostrando em alguns casos respostas positivas no SNA^{9), (10}. O TMI consiste na realização de inspirações contra resistência por meio de diferentes dispositivos, sendo uma intervenção de fácil aplicação, baixo custo e considerada clinicamente relevante no cenário da reabilitação¹¹. Pesquisas em diferentes populações apontam para a melhora da força muscular inspiratória com a realização do TMI^{9)- (15}, e a capacidade funcional e a pressão arterial também parecem ser favorecidas por este treinamento^{9), (13}. Considerando que o TMI promove aumento do limiar de ativação do metaborreflexo respiratório e que mudanças no padrão respiratório estimulam a atividade barorreflexa, acredita-se que a melhora do controle autonômico seja um dos mecanismos fisiológicos para tais resultados^{13), (16), (17}. Entretanto, os estudos que avaliaram os efeitos do TMI sobre a função autonômica foram realizados em amostras heterogêneas e com metodologias diversas, tornando-se relevante avaliar o nível de evidência dessas pesquisas e a efetividade da aplicação do TMI sobre o SNA. Portanto, o objetivo deste estudo foi revisar sistematicamente evidências que apontam o efeito do treinamento muscular inspiratório sobre a função autonômica.

METODOLOGIA

Esta revisão sistemática foi realizada seguindo as orientações do Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analyses (PRISMA) ⁽¹⁸. A busca foi realizada nas bases de dados MEDLINE, PEDro, SciELO e LILACS, e incluiu artigos publicados até janeiro de 2017 nas línguas portuguesa e inglesa. Adotou-se ainda como critérios de inclusão artigos com delineamento de ensaio clínico controlado e randomizado (ECCR) que utilizaram o TMI como intervenção.

A estratégia de busca na base de dados se deu da seguinte forma: os descritores da intervenção “breathing exercises”, “inspiratory muscle training” ou “respiratory muscle training” foram associados aos descritores do desfecho “autonomic nervous system”, “sympathetic nervous system”, “parasympathetic nervous system”, “baroreflex”, “heart rate variability”, “autonomic function” ou “autonomic control”. Foram excluídos os artigos que realizaram o TMI associado à outra técnica fisioterápica respiratória ou ao treinamento físico aeróbico/resistido, além daqueles que não descreveram detalhadamente o protocolo de treinamento.

A busca e seleção dos artigos foram realizadas por dois revisores independentes (LBA e MBS), e as discordâncias durante o processo foram decididas por consenso. Inicialmente foram lidos os títulos dos artigos e selecionados os que mencionavam o TMI e sistema nervoso autônomo; posteriormente foram lidos os resumos a fim de identificar os critérios de inclusão e exclusão previamente estabelecidos, e buscou-se outros artigos a partir das referências das pesquisas já selecionadas. Em seguida, a leitura completa dos artigos selecionados visou extrair os dados de interesse para a revisão e avaliação final do estudo pela escala PEDro, que dispõe de 11 critérios para qualificar os ECCR. As pesquisas avaliadas pela escala PEDro podem ter escore variando de 1 a 10, visto que o primeiro critério não é pontuado.

RESULTADOS

Descrição da busca e revisão sistemática de estudos

A busca inicial selecionou 178 artigos encontrados nas bases de dados, sendo seis artigos excluídos por estarem duplicados. Foram selecionados outros nove artigos de outra fonte, a partir das referências dos artigos elegíveis para a leitura na íntegra, totalizando assim 181 artigos. Desses, 153 foram excluídos a partir da leitura do título e 22 foram excluídos a partir da leitura dos resumos. Assim, seis artigos foram considerados elegíveis para leitura na integra, e desses, dois foram excluídos devido ao delineamento do estudo. Ao final, quatro artigos foram considerados para esta revisão sistemática (Figura 1).

Figura 1
Fluxograma da busca e seleção dos artigos

Características dos estudos

Todos os artigos selecionados verificaram o efeito do TMI no grupo experimental comparando-o ao grupo controle, que realizou o mesmo protocolo de treinamento, mas sem carga resistiva ou com carga resistiva inspiratória mínima oferecida pelo dispositivo utilizado. Os artigos foram avaliados quanto à qualidade metodológica, como indicado na Tabela 1, e obtiveram nota 4¹⁴ ou 6^{12), (13), (15}.

Tabela 1
Qualidade metodológica dos estudos baseados na escala PEDro.

Artigos avaliados	Critérios
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	Total
Corrêa et al., 201112	✓	✓		✓	✓		✓			✓	✓	6/10
Ferreira et al., 201313	✓	✓	✓	✓	✓					✓	✓	6/10
Kaminski et al., 201514	✓	✓			✓					✓	✓	4/10
Vranish et al., 201615	✓	✓		✓	✓			✓		✓	✓	6/10

• Critérios: 1: critérios de eligibilidade específicos; 2: alocação randômica; 3: alocação secreta; 4: comparação de características basais; 5: paciente cego; 6: fisioterapeutas cegos; 7: avaliadores cegos; 8: descrição de acompanhamento de paciente; 9: análise de intenção de tratamento; 10: comparação entre grupos; 11: medição de variabilidade e precisão. Item 1 não contribui para o escore total.

Os estudos incluídos observaram os efeitos do TMI realizado com dispositivos de carga linear sobre o controle autonômico de pacientes com fatores de risco para doenças cardiovasculares. A amostra total avaliada somou 72 pacientes, com média de idade entre 55 e 65 anos (Tabela 2).

Tabela 2
Características dos estudos incluídos.

Estudo	Amostra estudada (diagnóstico; idade; sexo)	N	Medida utilizada para avaliação do controle autonômico	Resultado
Corrêa et al.12	Diabetes mellitus tipo 2 com fraqueza da musculatura inspiratória; 63,0 anos; 48% homens.	Total=25	VFC avaliada durante 24 horas (domínio do tempo) e durante 5 minutos no repouso e após manobra postural passiva (domínio da frequência).	Não foram observadas alterações no controle autonômico cardíaco.
		GE=12
		GC=13
Ferreira et al.13	Hipertensão essencial; 56,9 anos; 38% homens.	Total=13	VFC avaliada em intervalo de curta duração (domínio da frequência).	As bandas espectrais LF e HF, em unidades normalizadas, se reduziram e se aumentaram, respectivamente, somente no GE, sendo diferentes do GC.
		GE=6
		GC=7
Kaminski et al.14	Neuropatia autonômica diabética; 55,5 anos; sexo dos participantes não relatado.	Total=10	VFC avaliada em intervalo de curta duração (domínios do tempo e da frequência).	A banda espectral LF, em unidades normalizadas, se reduziu somente no GE.
		GE=5
		GC=5
Vranish et al.15	Apneia obstrutiva do sono; 65,3 anos; sexo dos participantes não relatado.	Total=24	Catecolaminas plasmáticas circulantes.	Os níveis de noradrenalina se reduziram somente no GE.
		GE=12
		GC=12

• GE: grupo experimental; GC: grupo controle; VFC: variabilidade da frequência cardíaca; LF: banda de baixa frequência da densidade espectral de potência; HF: banda espectral de alta frequência da densidade espectral de potência.

A modulação autonômica foi avaliada em três pesquisas por meio da técnica indireta da VFC^{12)- (14} e em um estudo pela dosagem dos níveis plasmáticos de catecolaminas plasmáticas¹⁵. A descrição dos protocolos de TMI realizados se encontra na Tabela 3.

Tabela 3
Características do treinamento muscular inspiratório realizado no GE.

Estudo	Intensidade (% PImáx)	Tempo/repetições	Frequência (dias/semana)	Duração (semanas)	Supervisão (dias/semana)
Corrêa et al.12	30	30 minutos	7	8	Sim (1)
Ferreira et al.13	30	30 minutos	7	8	Sim (1)
Kaminski et al.14	30	30 minutos	7	8	Sim (1)
Vranish et al.15	75	30 repetições	7	6	Sim (1)

• GE: grupo experimental; PI_máx: pressão inspiratória máxima.

Efeitos do TMI no controle autonômico

Em três artigos o TMI melhorou o controle autonômico^{13)- (15}. Desses, em um houve diminuição da atividade nervosa simpática (ANS) evidenciada pela redução dos níveis sanguíneos de noradrenalina após o período de treinamento¹⁵; os outros dois mostraram aumento da modulação vagal¹³ e diminuição da ANS^{13), (14}, apontados respectivamente pelo aumento da densidade espectral da banda de alta frequência e pela redução da banda de baixa frequência avaliados pela VFC (Tabela 2). Em um estudo¹² não foi observada alteração no controle autonômico avaliado pela VFC com a realização do TMI (Tabela 2).

DISCUSSÃO

Este foi o primeiro estudo a revisar sistematicamente o efeito do TMI sobre o SNA. As pesquisas selecionadas mostraram que essa modalidade de treinamento, que visa melhorar primariamente a força e a resistência muscular inspiratória, também é capaz de promover benefícios no controle autonômico, especialmente em fatores de risco para doenças cardiovasculares.

Sabe-se que a disfunção autonômica é uma característica marcante no curso fisiopatológico das doenças cardiovasculares^{3)- (6}. Em função disso, medidas que possam reverter ou amenizar essas alterações merecem destaque, dentre elas o treinamento aeróbico¹⁹ e, conforme apresentamos, o TMI. De fato, a maioria dos artigos revisados aponta para melhora do controle autonômico com o TMI, independente da prescrição e da forma de avaliação do SNA. Além disso, um dos estudos¹⁰ excluídos desta revisão sistemática (por não ter delineamento de ECCR) avaliou o efeito do TMI sobre a ANS através da microneurografia em pacientes com insuficiência cardíaca, e embora tal pesquisa não participasse desta revisão, consideramos relevante seu achado de redução do número de disparos simpáticos após a intervenção.

Corrêa et al. ⁽¹² não observaram efeitos positivos do TMI sobre o controle autonômico de pacientes com diabetes mellitus tipo 2 e fraqueza da musculatura respiratória. Por outro lado, Kaminski et al. ⁽¹⁴ verificaram que o TMI melhorou a atuação do SNA em pacientes com esta doença, mas sem diagnóstico de fraqueza muscular respiratória. Diferentemente da interação entre fraqueza muscular inspiratória e TMI para o desfecho da pressão inspiratória máxima (PI_máx), que quanto menor seu índice pré-intervenção, maior a melhora observada após o treinamento^{20), (21}, possivelmente para esses pacientes com maior prejuízo da força muscular respiratória, a intensidade e/ou o tempo de aplicação do TMI tenham sido insuficientes para gerar as adaptações autonômicas positivas observadas nas demais populações.

Observamos que a maior parte dos estudos^{12)- (14} selecionados aplicou protocolos de TMI a 30% da PI_máx por 30 minutos diários durante oito semanas. Vários outros trabalhos já demostraram que este protocolo de treinamento melhora não apenas a força e resistência muscular respiratória, mas também a capacidade funcional e qualidade de vida em pacientes com doenças crônicas^{9), (22}. Esses protocolos com maior número de repetições e menor intensidade parecem propiciar respostas hemodinâmicas menos exacerbadas durante o exercício muscular inspiratório, oferecendo maior segurança para os pacientes com doenças cardiovasculares. Dempsey et al. ⁽²³ verificaram que esta modalidade de exercício, quando realizada em intensidades elevadas, pode causar fadiga da musculatura inspiratória, provocando aumento abrupto da ANS. Considerando-se que este incremento está relacionado ao aumento do trabalho miocárdico, da resistência vascular periférica e da pressão arterial²⁴, em intensidades elevadas os pacientes estariam expostos a maior risco de eventos cardiovasculares agudos.

Por outro lado, um dos trabalhos analisados¹⁵ aplicou o TMI com alta intensidade (75% da PI_máx) e sessões de curta duração (30 respirações) em pacientes com apneia do sono, e ainda assim os autores reportaram desfechos favoráveis sobre a atuação do SNA. No entanto, já foi demonstrado que uma única sessão dessa modalidade de exercício com cargas elevadas gerou maior ANS e menor ativação parassimpática quando comparada à sessão com cargas mais baixas em indivíduos idosos e saudáveis^{25), (26}, o que pode conferir maior risco cardiovascular aos pacientes. Dessa forma, novos estudos devem esclarecer os efeitos fisiológicos agudos e crônicos do TMI com cargas elevadas e/ou alta intensidade em diferentes populações.

Os prováveis mecanismos que justificam a melhora do controle autonômico com o TMI fogem do escopo desta revisão. Entretanto, podemos especular algumas justificativas:

1. melhora dos reflexos periféricos alterados em doenças crônicas. A melhora da força muscular inspiratória aumenta a resistência à fadiga, reduzindo a liberação de produtos metabólitos por esses músculos, o que pode atenuar o estímulo ao metaborreflexo respiratório¹⁶. Em animais também já foi verificado melhora da sensibilidade dos barorreceptores em resposta ao programa de TMI²⁷. Ainda, o reflexo cardiopulmonar, conhecido como “freio” vagal, pode ser estimulado a partir do aumento dos volumes pulmonares pela inspiração sustentada realizada durante o TMI²⁸;

2. influência da respiração no controle da ANS. A proximidade e as conexões neurais entre os centros cardiovascular e respiratório já foram descritas, de forma que intervenções que atuem no controle respiratório podem gerar respostas nas variáveis cardiovasculares^{29), (30}.

Os resultados desta revisão devem ser interpretados com cuidado, uma vez que apresentam algumas limitações. Notavelmente, o tamanho amostral dos estudos incluídos, sobretudo os que utilizaram como método de avaliação a VFC, pode ser considerado pequeno. Além disso, a heterogeneidade das características dos participantes investigados dificulta a generalização dos resultados para outras populações, principalmente aquelas com fraqueza muscular respiratória. Finalmente, somente um estudo investigou o efeito do TMI prescrito por séries e repetições, dificultando conclusões acerca do protocolo mais indicado para a melhora do controle autonômico. Assim, sugere-se que novos ECCR sejam realizados com diferentes características de amostras, em participantes com e sem fraqueza muscular respiratória e por meio de diferentes prescrições de TMI.

Os achados de melhora do controle autonômico são fundamentais, pois existem evidências mostrando que além de participar da disfunção autonômica na fisiopatologia de diversas doenças, como hipertensão arterial³, o desbalanço autonômico confere pior prognóstico aos indivíduos^{31)- (34}. Sabe-se que ANS tem efeito tóxico ao coração, gerando morte programada dos cardiomiócitos e aumento do trabalho miocárdico³⁵, enquanto a atividade parassimpática confere efeito cardioprotetor³⁶. Assim, indivíduos com disfunção autonômica apresentam maior risco de descompensação cardíaca³³ e morte súbita³⁴, e intervenções que possibilitem melhora desse quadro são especialmente benéficas à saúde desses pacientes, implicação esta de relevância para a prática clínica. Nesse sentido, as diretrizes mais recentes para o tratamento de doenças cardiovasculares apontam para o TMI como uma alternativa no processo de reabilitação cardiovascular³⁷.

CONCLUSÃO

Concluímos que o TMI parece melhorar o controle autonômico cardíaco e sistêmico, principalmente em doentes cardiovasculares. Evidencia-se que a heterogeneidade da prescrição do TMI pode influenciar os benefícios autonômicos promovidos por essa modalidade, sendo essencial a realização de novos estudos acerca dessa temática.

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• Unidade de Investigação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício do Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora (HU-UFJF) - Juiz de Fora (MG), Brasil.
• Fonte de financiamento: não

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Jul-Sep 2018

Histórico

• Recebido
  15 Set 2017
• Aceito
  20 Abr 2018