Medicina Esportiva/Atividade Física - Efeitos do peso hidrostático na freqüência cardíaca durante imersão no meio aquático
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Medicina Esportiva/Atividade Física

Efeitos do peso hidrostático na freqüência cardíaca durante imersão no meio aquático

15/05/2005

 

Cristine Lima Alberton, Graduando de Educação Física, Esef/Ufrgs;

Leonardo Alexandre Peyré Tartaruga, Mestre em Ciências do Movimento Humano, Esef/Ufrgs;

Nadia Andrea Turra, Mestranda em Ciências do Movimento Humano, Esef/Ufrgs;

Fabiane Graeff Muller, Mestre em Ciências do Movimento Humano, Cefid/Udesc;

Rosemary Petkowicz, Mestranda em Ciências do Movimento Humano, Esef/Ufrgs;

Luiz Fernando Martins Kruel, Doutor em Ciências do Movimento Humano, Esef/Ufrgs.

 

O objetivo deste estudo foi analisar a influência do peso hidrostático (PH) nas modificações da freqüência cardíaca (FC) advindas da imersão na água em dez homens. Através de teste ANOVA (Tukey-b) não foram observadas diferenças significativas (p>0,05) entre a situação em pé, imerso na cicatriz umbilical (60,6±7,7 bpm) e imerso na cicatriz umbilical com adição de peso igualando o peso atingido na situação em pé fora d’água (64,9±7,7 bpm); entretanto, esta situação não foi diferente à situação em pé fora d’água (75,7±7,7 bpm). Portanto, a diminuição do PH durante a imersão na água exerce influência sobre o comportamento da FC.

 

INTRODUÇÃO

A imersão de seres humanos no meio aquático tem o propósito de relaxamento ou atividade física, bem como para terapias médicas. Além disso, a imersão na água por seres humanos vem sendo uma área de estudo da fisiologia cardiovascular, desde, no mínimo, 30 anos atrás (ARBORELIUS et al., 1972; BEGIN et al., 1976; EPSTEIN et al., 1976). A imersão em água induz a várias modificações no sistema cardiovascular, entre elas, a diminuição da freqüência cardíaca (BEGIN et al., 1976; EPSTEIN et al., 1976). A teoria que explica este fenômeno afirma que com a imersão em água, o volume sangüíneo central é aumentado, através de uma redistribuição do sangue venoso e fluído extra celular dos membros inferiores para a região central. Com o aumento do volume plasmático na região central, o coração e vasos da circulação central são distendidos, ocasionando, assim, uma estimulação nos receptores de volume e pressão destes tecidos, levando a uma readaptação no sistema cardiovascular, aumentando a pressão venosa central e o débito cardíaco e volume sistólico, para, enfim, diminuir a freqüência cardíaca (WATENPAUGH, et al., 2000). Além deste mecanismo, outro fator importante para explicar a bradicardia é a propriedade da água de transferir mais calor do que o ar, facilitando, deste modo, a troca de calor do organismo com o meio ambiente. Através deste comportamento, a necessidade de distribuir sangue da região central (tórax e abdômen) para a periferia é diminuída, fazendo que o volume plasmático se concentre na região central, acrescentando mais um fator para estimular os receptores de volume e pressão do coração e sistema vascular central (CRAIG e DVORAK, 1966).

Não obstante, outro efeito que o organismo sofre frente à imersão em água é a diminuição do peso hidrostático. Este comportamento se dá em função de um dos mais conhecidos princípios da hidrostática, o princípio de Arquimedes, que, em síntese, afirma que, todo corpo, parcial ou totalmente, imerso em um fluído sofre uma força igual ao peso de volume deslocado por este fluído, no sentido contrário à força gravitacional da terra (OKUNO et al., 1982). Independente da idade, o percentual de redução do peso hidrostático no ponto da cicatriz umbilical encontrado na literatura é de 55% (HARRISON et al., 1992; KRUEL e TARTARUGA, 2001). A partir deste dado, especulamos que além da termodinâmica e pressão hidrostática, outro fator que pode possuir papel importante na resposta de bradicardia com a imersão em água seja o peso hidrostático. Como referido anteriormente, a imersão em água conduz a uma diminuição no peso hidrostático, inibindo assim os efeitos da força gravitacional. Portanto é provável que a musculatura envolvida na manutenção da postura em pé seja menos requisitada, e um menor aporte de sangue seja destinado para os membros inferiores, auxiliando também para a concentração de sangue na região central do organismo. O objetivo deste estudo foi analisar a contribuição do peso hidrostático no comportamento da freqüência cardíaca durante a imersão no meio aquático.


 

METODOLOGIA

Este estudo foi composto por dez homens saudáveis (idade: 22,6 ± 2,12 anos; massa: 75,29 ± 8,32 kg; estatura: 178,6 ± 8,58 cm). Os sujeitos foram informados sobre o estudo, e após, assinaram um termo de consentimento para sua participação. Cada sujeito realizou as seguintes situações experimentais (SE) (Figura 1): SE1) dez minutos em decúbito dorsal, fora d’água, e coleta da freqüência cardíaca de repouso ao final deste procedimento (FCR); SE2) um minuto na posição em pé, fora d’água, a fim de avaliar a freqüência cardíaca em pé (FCP) e peso corporal; SE3) um minuto na posição em pé, imerso na água até o ponto anatômico da cicatriz umbilical, e avaliação da freqüência cardíaca (FCU) e peso hidrostático neste ponto; SE4) um minuto na posição em pé, imerso na água até o ponto anatômico da cicatriz umbilical com adição de peso até igualar o valor de peso corporal atingido na situação em pé , fora d’água, e avaliação da freqüência cardíaca após um minuto nesta situação (FCUP); e SE5) voltar a posição em pé, fora d’água e coleta da freqüência cardíaca após um minuto (FCFIM). Todas as coletas de freqüência cardíaca foram realizadas através do monitor de freqüência cardíaca marca Polar, modelo Vantage XL, durante os 15 segundos finais de cada situação experimental. Para o acréscimo de peso, utilizou-se pesos distribuídos em uma mochila nas costas e caneleiras nos membros superiores e inferiores do indivíduo.

O tanque para imersão foi idealizado por KRUEL et al. (1994), de formato cilíndrico, com 1,20 metros de diâmetro e dois metros de altura, e capacidade de 2000 litros. O aparato de sustentação do indivíduo consta de uma armação de ferro em formato retangular. A movimentação vertical é feita por uma talha, com redução de 20:1, que está fixada a uma estrutura externa e ao aparato de sustentação. Uma fita métrica presa na lateral da armação de ferro permite acompanhar o quanto o indivíduo está imerso na tanque.

Para medição das forças verticais é utilizada uma célula de carga presa entre o aparato de sustentação e a talha. A célula de carga, marca Alfa, modelo S-200, está ligada a um condicionador de sinais e este a um conversor A/D de 14 bits, ambos da marca Computer Board, conectados a um microcomputador Pentium II 200 MHz.

Os dados relativos ao peso corporal e peso parcial são obtidos da célula de carga que se encontra acoplada à estrutura e adquiridos por um computador através do software SAD32 na versão 2,59b. Após a coleta dos dados de peso corporal, é realizado um tratamento do sinal através do cálculo do valor médio do sinal durante os últimos 15 segundos da SE2 do experimento.

A temperatura da água foi medida sempre no início da coleta de cada indivíduo, apresentando um valor de 30,18 ± 1,17º C.

Os dados são apresentados através de médias e desvios-padrões (dp). Verificamos a normalidade e homogeneidade da variância através dos testes de Levene e Kolmogorov-Smirnov Lilliefors (12), respectivamente. Para comparar a freqüência cardíaca nas diferentes situações experimentais realizamos um teste de Análise de Variância (ANOVA) one-way, com um teste post-hoc Tukey-b. Para todos os testes, o índice de significância adotado foi de 0,05. O pacote estatístico usado foi SPSS versão 8.0.

RESULTADOS

Os resultados do testes de homogeneidade da variância de Levene e normalidade de Kolmogorov-Smirnov Lilliefors estão apresentados na tabela 1. Estes testes demonstraram que a amostra apresenta homogeneidade e obedece uma distribuição normal, possibilitando assim a utilização de testes paramétricos neste grupo.

Tabela 01 – Homogeneidade da variância e normalidade em cada situação experimental através dos testes de Levene e K-S Lilliefors, respectivamente (p<0,05).

Teste

Significância

Homogeneidade da variância

0,726

Normalidade da FCR

0,145

Normalidade da FCP

0,200

Normalidade da FCU

0,174

Normalidade da FCUP

0,200

Normalidade da FCFIM

0,200

 

A tabela 2 apresenta medidas de tendência central (média) e de dispersão (desvio-padrão e coeficiente de variação) em cada situação experimental. A freqüência cardíaca na situação em repouso (FCR) e imerso até a cicatriz umbilical (FCU), com valores de 61,4 ± 5,89 e 60,6 ± 7,68, respectivamente, foi menor


 

(p<0,05) do que na situação em pé fora d’água (FCP), cuja média foi 75,7 ± 7,72, e em pé fora d’água no final do experimento (FCFIM), que apresentou uma média de 73,2 ± 11,51. Contudo, a freqüência cardíaca na situação imerso até a cicatriz umbilical com adição de peso (FCUP), com uma média de 64,9 ± 7,71, não apresentou diferenças estatisticamente significativas (p>0,05) com a freqüência cardíaca nas demais situações experimentais.

Tabela 2 – Médias, desvios-padrões (dp) e coeficientes de variação (CV) da freqüência cardíaca em cada situação experimental.

Média (bpm)

dp (bpm)

CV (%)

FCR

61,4

5,89

9,59

FCP

75,7

7,72

10,19

FCU

60,6

7,68

12,67

FCUP

64,9

7,71

11,88

FCFIM

73,2

11,51

15,72

 

A figura 2 ilustra o comportamento da freqüência cardíaca nas diferentes situações experimentais através da média e desvio padrão de cada grupo, na ordem do experimento. Além disso, é apresentado também em quais pares de comparação houve diferenças estatisticamente significativas.

DISCUSSÃO

Os sujeitos obtiveram uma freqüência cardíaca 18,9 % menor na situação FCR, em relação à situação FCP, resultados estes similares a estudos prévios (ARBORELIUS et al., 1972; COSTILL et al.1967; NISHYASU et al., 1998). A freqüência cardíaca menor durante a posição em decúbito dorsal deve-se a uma facilitação do retorno venoso à região central, pois quando o indivíduo está na posição em pé, o sistema vascular é exigido a vencer a força da gravidade de modo que o sangue dos membros inferiores possa retornar ao coração. Desta forma, na situação em decúbito, a força de gravidade não é mais resistiva ao avanço do sangue venoso, e a coluna de sangue que antes, em pé, dominava o fluxo de fluído intravascular, agora desaparece diminuindo a pressão hidrostática nos vasos sangüíneos locais dos membros inferiores (BEVEGARD, et al., 1960; HAGAN, et al., 1978). Desta maneira, quanto mais distal o músculo nesta região, menor é o volume sangüíneo (CONLEY et al., 1996), aumentando assim o sangue circulante na região central. Este maior sangue circulante ocasiona também maior quantidade de sangue alcançando o coração, e com este maior enchimento das câmaras cardíacas, maior será a taxa de contração. Conseqüentemente, maior será também o volume sistólico (Lei de Frank-Starling). A fim de equilibrar o débito cardíaco, acontece uma diminuição na freqüência cardíaca (ARBORELIUS et al., 1972; BEGIN et al., 1976; COSTILL et al., 1967; EPSTEIN et al., 1976; WATENPAUGH et al., 2000).


 

Figura 2 – Freqüência cardíaca nas diferentes situações experimentais. * indica diferenças com um p < 0,05.

Da situação FCP para FCU observou-se uma diminuição significativa (p<0,05) na freqüência cardíaca de 15,1 bpm (tabela 2), valores estes corroborados com os da literatura (ARBORELIUS et al., 1972; BEGIN et al., 1976; COSTILL et al., 1967; CRAIG e DVORAK, 1966). A imersão no meio líquido expõe o corpo a uma nova pressão hidrostática (AGOSTINI, 1966; ARBORELIUS et al., 1972; BLOMQVIST, 1980; GAUER e HENRY, 1976; ERTL et al., 1991; SHELDAHL et al., 1984) favorecendo assim a estimulação de barorreceptores periféricos, que auxiliam na redistribuição do sangue da região dos membros inferiores para a região central (ARBORELIUS et al., 1972; TAYLOR et al., 1999). Além disso, as novas condições térmicas oferecidas pelo meio aquático também parecem influir na bradicardia, devido a diminuição da necessidade de troca de calor por convecção e, conseqüentemente, menor quantidade de sangue direcionada para a região periférica (ARBORELIUS et al., 1972; CHOUKROUN e VARENE, 1990; COSTILL et al., 1967; JOHANSEN et al., 1997; KEATINGE e EVANS, 1961; LEE et al., 1997; McARDLE et al., 1976; SHELDAHL et al., 1984; SRÁMEK et al., 2000; ). Da mesma forma que na situação em decúbito, durante a imersão em água, o volume plasmático é acrescido na região central, tendo como conseqüência maior quantidade de sangue chegando ao coração, aumentando assim as dimensões cardíacas (ARBORELIUS et al., 1972; BLOMQVIST, 1980; KINNEY et al., 1987; RISH et al., 1978a; RISH et al., 1978b) e o volume sistólico. A freqüência cardíaca diminui para compensar o aumento do volume sistólico, a fim de manter o débito cardíaco (ARBORELIUS et al., 1972; BLOMQVIST, 1980; McARDLE et al., 1976; RISH et al., 1978a; RISH et al., 1978b). Porém, o deslocamento de sangue da região periférica para a região central é mais substancial na imersão em água (700ml) do que na posição em decúbito (400ml) (ARBORELIUS et al., 1972; BEGIN et al., 1976; BEVEGARD et al., 1960).

Contudo, segundo a teoria apresentada no parágrafo anterior, seria esperado que, com a adição de massa no corpo dos sujeitos até atingir o mesmo valor de força peso encontrado no ambiente terrestre, a freqüência cardíaca continuaria mais baixa dentro d’água, sem alteração, portanto, da FCU para a FCUP. Apesar de não ter sido encontrada diferenças significativas entre a FCU e FCUP, é clara a tendência de aumento da freqüência cardíaca entre estas duas fases do experimento. Este argumento parece pertinente pois, entre a FCU e FCP foi observada uma bradicardia significativa, contudo entre a FCUP e FCP, a bradicardia não foi estatisticamente significativa; ou seja, anulando o efeito hipotético do peso hidrostático durante a imersão, a freqüência cardíaca não foi modificada significativamente em relação à freqüência cardíaca na situação fora d’água. A pressão hidrostática e a termodinâmica não são, portanto, os únicos fatores responsáveis pelas modificações da freqüência cardíaca durante a imersão em água. A diminuição do peso hidrostático durante a imersão em água também influi na bradicardia. O mecanismo provável que explica o papel do peso hidrostático sobre a freqüência cardíaca é devido ao fato de que este diminui durante a imersão em água, e no caso de imersão até a cicatriz umbilical, em torno de 55 % (HARRISON et al., 1992; KRUEL e TARTARUGA, 2001). Ou seja, principalmente nos membros inferiores, um menor recrutamento muscular é requerido para manter a postura em pé, diminuindo a necessidade de aporte de sangue nesta região e, conseqüentemente, ocasionando um decréscimo na freqüência cardíaca também. Um dado da literatura que corrobora com o raciocínio proposto no presente estudo, é da modificação das respostas cardiovasculares durante a imersão devido a postura adotada (ERTL et al., 1991). Em estudos onde foi comparada a freqüência cardíaca entre o ambiente terrestre e aquático na situação sentado, a modificação de freqüência cardíaca foi menor do que nas nos estudos onde as situações experimentais eram na posição em pé (BEGIN et al., 1976; ERTL et al., 1991). Portanto, partindo do pressuposto anterior (pressão hidrostática como único responsável da bradicardia) quando os sujeitos eram submetidos à imersão em posição sentado, a bradicardia deveria ser da mesma magnitude do que na situação em pé, fato este que não ocorre.

CONCLUSÃO

O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o peso hidrostático é responsável também pela modificação da freqüência cardíaca durante a imersão em água. Assim sendo, a modificação de freqüência cardíaca durante a imersão na água parece não ser explicada apenas pela pressão hidrostática e termodinâmica mas, além disso, o peso hidrostático também possui influência no mecanismo de bradicardia. Mais estudos são necessários a fim de confirmar esta hipótese.


 

REFERÊNCIAS

AGOSTINI, E. Respiratory mechanics during submersion and negative-pressure breathing. Journal of Applied Physiology. 21: 251-258, 1966.

ARBORELIUS, M., BALLDIN U. I., LILJA, B., e. LUNDGREN, C. E. G. Hemodynamic changes in man during immersion with the head above water. Aerospace Medicine. 43: 590-598, 1972.

BEGIN, R., EPSTEIN, M., SACKNER, M. A., LEVINSON, R., DOUGHERTY, R., e DUNCAN, D. Effects of water immersion to the neck on pulmonary circulation and tissue volume in man. Journal of Applied Physiology. 40: 293-299, 1976.

BEVEGARD, S., HOLMGREN, A., e JONSSON, B. The effect of body position on circulation at rest and during exercise, with special reference to the influence on the stroke volume. Acta Physiologica Scandinavica. 49: 279-298, 1960.

BLOMQVIST, C. G. Cardiovascular adaptation to weightlessness. Medicine and Science in Sports end Exercise. 15: 428-431, 1983.

CHOUKROUN, M. L., e VARENE, P. Adjustments in oxygen transport during head-out immersion in water at different temperatures. Journal of Applied Physiology. 68(4): 1475-1480, 1990.

CONLEY, M. S., FOLEY, J. M., PLOUTZ-SNYDER, L. L., MEYER, R. A., e DUDLEY, G. A.. Effect of acute head-down tilt on skeletal muscle cross-sectional area and proton transverse relaxation time. Journal of Applied Physiology. 81: 1572-1577, 1996.

COSTILL, D. L., CAHILL, P. J. e EDDY, D. Metabolic responses to submaximal exercise in three water temperatures. Journal of Applied Physiology. 22: 628-632, 1967.

CRAIG, A. B., e DVORAK, M.. Thermal regulation during water immersion. Journal of Applied Physiology. 21: 1577-1585, 1966.

EPSTEIN, M., LEVINSON, R., e LOUTZENHISER, R. Effects of water immersion on renal hemodynamics in normal man. Journal of Applied Physiology. 41: 230-233, 1976.

ERTL, A. C., BERNAUER, E. M., e HOM, C. A. Plasma volume shifts with immersion at rest and two exercise intensities. Medicine and Science in Sports and Exercise. 23(4): 450-457, 1991.

GAUER, O. H., e HENRY, J. P. Neurohormonal control of plasma volume. International Review Physiology. 9: 145-190, 1976.

HAGAN, R. D., DIAZ, F. J., e HORVATH, S. M. Plasma volume changes with movement to supine and standing positions. Journal of Applied Physiology. 45: 414-418, 1978.

HARRISON, R. A., HILLMAN, M., e BULSTRODE, S. Loading of the lower limb when walking partially immersed: Implications for clinical practice. Physiotherapy. 78(3): 164-166, 1992.

JOHANSEN, L. B., JENSEN, T. U. S., PUMP, B., e NORSK, P. Contribution of abdomen and legs to central blood volume expansion in humans during immersion. Journal of Applied Physiology. 83(3): 695-699, 1997.

KEATINGE, W. R., e EVANS, M. The respiratory and cardiovascular response to immersion in cold and warm water. Quarterly Journal of Physiology. 46: 83-94, 1961.

KINNEY, W. L., CORTADA, X., e VENTURA, R. Cardiac size and motion during water immersion: Implications for volume homeostasis. American Heart Journal. 113(2): 345-349, 1987.

KRUEL, L. F. M. Peso hidrostático e freqüência cardíaca em pessoas submetidas a diferentes profundidades de água. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, Novembro 1994.


 

KRUEL, L. F M,. e TARTARUGA, L. A. P. Estudo do percentual de redução no peso hidrostático através do método de imersão vertical em pessoas do sexo feminino em distintas faixas etárias. Anais do IX Congresso Brasileiro de Biomecânica, 1: 186-191, 2001.

LEE, D. T., TONER, M. M., McARDLE, W. D., VRABAS, J. S., e PANDOLF, K. B. Thermal and metabolic responses to cold-water immersion at knee, hip, and shoulder levels. Journal of Applied Physiology. 82(5): 1523-1530, 1997.

McARDLE, W. D., MAGEL, J. R., LESMES, G. R., e PECHAR, G. S. Metabolic and cardiovascular adjustment to work in air and water at 18, 25 and 33ºC. Journal of Applied Physiology. 40: 85-90, 1976.

NISHIYASU, T., NAGASHIMA, K., NADEL, E. R., e MACK, G. W. Effects of posture on cardiovascular responses to lower body positive pressure at rest and during dynamic exercise Journal of Applied Physiology. 85: 160-167, 1998.

OKUNO, E., CALDAS, I. L., e CHOW, C. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Editora Harbra, 1982.

PESTANA, M. H, e GAGEIRO, J. N.. Análise de dados para ciências sociais: a complementaridade do SPSS. Lisboa: Edições Sílabo, 1998.

RISCH, W. D., KOUBENEC, H. J., e BECKMANN, U. The effect of graded immersion on heart volume, central venous pressure, pulmonary blood distribution, and heart rate in man. Pflügers Archives. 374: 115-118, 1978a.

RISCH, W. D., KOUBENEC, H. F., GAUER, O. H., e LANGE, S. Time course of cardiac distension with rapid immersion in a thermo-neutral bath. Pflügers Archives. 374: 119-120, 1978b.

SHELDAHL, L. M., WANN, L. S., CLIFFORD, O. S., TRISTANI, F. E., WOLF, L. G., e KALBELEISH, J. H. Effect of central hypervolemia on cardiac performance during exercise. Journal of Applied Physiology. 52: 1662-1667, 1984.

SRÁMEK, P., SIMECKOVÁ, M., JANSKÝ, L., SAVLÍKOVÁ, J., e VYBÍRAL, S. Human physiological responses to immersion into water of different temperatures. European Journal of Applied Physiology. 81: 436-442, 2000.

TAYLOR, E. W., JORDAN, D., e COOTE, J. H. Central control of the cardiovascular and respiratory systems and their interactions in vertebrates. Physiological Reviews. 79(3): 855-916, 1999.

WATENPAUGH, D. E., PUMP, B., BIE, P., e NORSK, P. Does gender influence human cardiovascular and renal responses to water immersion? Journal of Applied Physiology. 89: 621-628, 2000.

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 ALBERTON, Cristine Lima, et al. Efeitos do peso hidrostático na freqüência cardíaca durante imersão no meio aquático. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIAS DO ESPORTE, 13., 2003, Caxambu. 25 anos de história: o percurso do CBCE na educação física brasileira. Anais... Caxambu: Colégio Brasileiro de Ciências do Esporte, 2003.

 

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