Introdução

A manutenção do equilíbrio na posição ortostática está associada a pequenas e constantes oscilações do corpo que provoca variações nas áreas de pressão na superfície plantar dos pés e contribui para o retorno venoso.¹ Estas oscilações podem ser confirmadas pelo deslocamento do centro de pressão (CP) sobre uma plataforma de força. Alguns indivíduos apresentam dificuldade na manutenção do ortostatismo, com perdas transitórias de consciência, associada à perda do tônus postural e recuperação espontânea, a denominada síncope neurocardiogênica (SNC).^2-4 Mais comum em mulheres, em virtude da maior atenuação da resposta ao ortostatismo em relação ao sexo masculino,^5,6 a SNC pode ser predisposta por alguns fatores, dentre eles uma menor eficiência da vasoconstrição reflexa.⁷

Para avaliação da SNC há dois tipos de testes não-invasivos que utilizam o efeito da gravidade; o Head-Up Tilt Test (HUT) ou teste tilt passivo,^3,8-11 e o Active Standing Test (AS) ou teste de tilt ativo.¹¹ No HUT, a mudança do decúbito dorsal para o ortostatismo é realizada passivamente por intermédio de uma maca, onde permanece por até 45 minutos.³ Já no AS, a avaliação é feita com a mudança ativa para a posição vertical, sem haver consenso quanto duração do teste.^11,12 Ambos testes são considerados positivos quando há perda da consciência. O uso de manobras expiratórias forçadas, como a manobra de Valsalva (MV) quando utilizadas junto ao AS ou HUT, tornam esses testes mais aplicáveis na rotina clínica.

O estresse ortostático provoca mudanças na frequência cardíaca (FC) e pressão arterial.¹³ Estas reações cardiovasculares repercutem nos grupamentos musculares periféricos. A investigação desta resposta muscular frente ao ortostatismo pode ser importante no entendimento do estresse fisiológico sistêmico como forma de antever as reações cardiovasculares e interromper o teste antes que a síncope se estabeleça. O objetivo do estudo foi avaliar o HUT e AS, com o efeito da MV, nas alterações na FC e na atividade eletromiográfica dos músculos relacionados à manutenção postural e a relação do estresse ortostático ativo com as alterações no deslocamento do centro de pressão sobre uma plataforma de força, no sentido de melhor conhecer os efeitos do ortostatismo prolongado.

Métodos

Coleta dos dados

Avaliação durante HUT

Para a realização da coleta dos dados de FC e atividade eletromiográfica (EMG), durante o HUT, as voluntárias foram posicionadas, na posição supina horizontal, por quinze minutos, em repouso. No décimo quinto minuto, a voluntária era inclinada, passivamente 70º e permanecia por quinze minutos nesta posição, ou até inicio de sinais e sintomas pré-síncope ou de intolerância ao ortostatismo. As voluntárias eram monitoradas constantemente via eletrocardiógrafo e a atividade muscular registrada por meio de eletromiógrafo Myosystem Br-1P84 (DATA-HOMINIS-BR) com os eletrodos de superfície posicionados no ventre muscular dos músculos gastrocnêmio medial (GM), tbial anterior (TA), reto-bdominal (RA) e eretor da espinha (EE), bilateralmente. As normas de colocação dos eletrodos seguiram as diretrizes do projeto SENIAM (Surface ElectroMyoGraphy for the Non-Invasive Assessment of Muscles - www.seniam.org) e registrados via software Myosystem I versão 3.5 (DATA-HOMINIS-BR) para posterior avaliação da raiz quadrada da média dos quadrados (RMS), da amplitude do sinal eletromiográfico (mV). Foi registrada a média do RMS para cada minuto de teste. Os dados EMG foram normalizados pelo esforço isométrico máximo de cada voluntário.

Avaliação durante o Active Stanting (AS)

Para a realização da coleta dos dados de FC, atividade EMG e da oscilação postural sobre a plataforma de força, durante o AS, as voluntárias foram posicionadas por 15 min em supino horizontal em uma mesa estrategicamente posicionada ao lado da plataforma de força (Figura 1). Com iluminação constante, temperatura e umidade do ar da sala controladas a 24 graus. Após este tempo, a voluntária era instruída à mudança súbita e ativa da posição supina para a posição em pé sobre a plataforma, onde permanecia com os pés afastados um do outro em 20 cm, no centro da plataforma, por mais quinze minutos. Os dados da oscilação postural sobre a plataforma de força da marca AMTI - OR6-7-1000 (MA - EUA) foram analisados pelo software ByoDinamics Análise em ambiente labview (DATA-HOMINIS, MG - Brasil). Foram analisados para cada minuto de teste ortostático o deslocamento total (Dt) do centro de pressão (CP) e a velocidade média total (VMedt) do CP, durante a fase de ortostatismo. Os valores para Dt e VMedt foram recortados a cada minuto do teste TA e cada minuto foi comparado com o minuto anterior.

Figura 1 Comportamento da FC durante os testes AS e HUT.⎯:Variação das médias da FC durante AS.⎯: Variação das médias da FC durante HUT.🟄: Diferença significativa entre AS e HUT; p < 0,05. FC em batimentos por minuto (bpm). 

Após o quinto minuto pós-ortostatismo de cada um dos testes, as pacientes foram orientadas a realizar três manobras de Valsalva, a cada 3 minutos: 6º, 9º e 12º minutos, encerrando o teste ao completar o 15º minuto O manovacuômetro era ligado a um bocal por meio de um conector de 1,5 m de distância. O bocal para realizar a pressão expiratória permanecia posicionado à frente da boca do paciente, em um pedestal, sem a necessidade de tocá-lo. O mesmo procedimento foi utilizado para a realização das MVs do HUT.

Resultados

A frequência cardíaca (FC) entre os testes AS e HUT em cada minuto, apresentou diferenças estatisticamente significantes durante a 1º MV (minuto 6), minuto 7 e minuto 8, onde os valores de FC durante AS foram estatisticamente superiores em relação ao HUT (Figura 1).

Velocidade Média Total (Vmedt) e Deslocamento total (Dt) sobre a plataforma de força durante o teste de mudança postural ativa (AS)

Os valores médios da Vmedt ao longo do tempo estão graficamente representados na Figura 2, onde foi verificada relevância estatística para os valores aferidos durante 1º MV (minuto 6), 2º MV (minuto 9) em relação ao minuto 1. Também foi observada esta relevância durante 2º MV em relação ao minuto 2 ao 8 e do minuto 10 ao 14 em relação à 2º MV.

Figura 2 Velocidade média total sobre plataforma de força ao longo do tempo do teste AS. A, B, C: diferença significativa no minuto correspondente em relação ao minuto correspondente representado por sua letra minúscula (a,b,c); p < 0,05. Vmedt: velocidade média total. 

Em relação à variável Dt, houve diferença estatística durante os minutos 3, 6 (1ª MV), 7, 9 (2ª MV), 12 (3ª MV) e 14, em relação ao minuto 1 de ortostatismo durante o AS. Também foram encontradas diferenças significativas durante o minuto 7, minuto 9 (2ª MV) e minuto 14 em relação ao minuto 2, e durante a 2ª MV (minuto 6) em relação ao minuto 3, 4, 5, 7 e minuto 8. Por fim, do minuto 10 ao 13, houve valores estatisticamente significantes em relação ao minuto 9 (2ªMV) (Figura 3).

Figura 3 Deslocamento total sobre plataforma de força ao longo do tempo do teste AS. A, B, C: diferença significativa no minuto correspondente em relação ao minuto correspondente representado por sua letra minúscula (a,b,c); p < 0,05. DT: deslocamento total. 

Quando o tempo total do teste foi dividido em 3 partes: pré-MV, VM e pós MV e comparada cada variável Dt e Vmedt entre estes tempos, houve diferenças estatisticamente significativas entre entre MV em relação e pré-MV, em ambas as variáveis, sendo que, para Vmedt, foi verificado também diferença entre o período pós-MV em relação ao período imediatamente anterior (Figuras 4 e 5).

Figura 4 Variação do deslocamento total durante período pré-MV (1), MV (2) e pós-MV (3). Valores significativos entre MV e pré-MV; p < 0,05. 

Figura 5 Variação do Vmedt durante período pré-MV (1), MV (2) e pós-MV (3).🟄: Valores significativos entre MV e pré-MV; p < 0,05.ǂ: Valores significativos entre pós-MV e MV; p < 0,05. 

Eletromiografia de superfície durante AS e HUT divididos em 3 partes: pré MV, MV e pós-MV

A análise eletromiográfica dos grupos musculares estudados, quando as atividades elétricas, dividindo-se o tempo total dos testes AS e HUT em três períodos, pré-MV, MV e pós-MV, houve diferenças estatisticamente significativas, durante o AS, entre o período MV em relação ao período pré-MV para os todos os grupos musculares avaliados, EEd, EEe, GMd, GMe, RAe, TAd, TAe, exceto para o músculo Rad. Já para o período pós-MV em relação ao período pré-MV, encontramos relevância estatística nos dados para EEd, EEe, GMd, GMe, RAe, TAd. Por fim, ainda durante o AS, entre o período pós-MV em relação ao período durante MV, encontramos diferenças estatisticamente significante para os músculos GMd, GMe, RAe, TAd e TAe (Figura 6).

Figura 6 Porcentagem do esforço máximo em relação à atividade eletromiográfica registrada durante o teste dividido em três estágios Pré-MV, durante MV e Pós-MV, durante AS. A, B, C: diferença significativa para o músculo correspondente em relação ao músculo correspondente representado por sua letra minúscula (a,b,c): p < 0,05. 

Na avaliação destes períodos pré-MV, MV e pós-MV durante o HUT, verificamos uma relevância estatística para os dados do período MV em relação ao período pré-MV para os músculos EEd, EEe, GMe, RAd, RAe, TAd, TAe. Na comparação entre o período pós-MV e pré- MV, verificamos diferença significativa para EEe, GMd, GMe, RAd, TAd, TAe. Por fim, na comparação entre período pós-MV e durante MV, diferenças relevantes estatisticamente ocorreram para os músculos EEd, EEe, RAd, RAe, TAd (Figura 7).

Figura 7 Porcentagem do esforço máximo em relação à atividade eletromiográfica registrada durante o teste dividido em três estágios Pré-MV, durante MV e Pós-MV, durante HUT. A, B, C: diferença significativa para o músculo correspondente em relação ao músculo correspondente representado por sua letra minúscula (a,b,c): p < 0,05. 

A comparação entre os testes HUT e AS nos períodos anterior, durante e após a manobra de Valsalva, mostrou relevância estatística nos dados para o período MV para todos os grupos musculares, onde a atividade elétrica dos músculos foi maior em AS do que em HUT, exceto para eretores da espinha direito e esquerdo, cuja atividade eletromiográfica foi significativamente maior em HUT do que em relação ao AS (Figuras 8).

Figura 8 Comparação da atividade EMG de todos músculos entre os testes AS (branco) e HUT (cinza) durante períodos Pré-VM (1), MV (2) e Pós-MV (3).🟄: p < 0,05. 

Discussão

Esta investigação explora alternativa para o teste clássico de diagnóstico da síncope neurocardiogênica (SNC) com o Head-Up Tilt Test cujo tempo de execução, além de ser demorado, demanda grande esforço e cooperação do paciente,³ o que pode contribuir para aumentar o tempo de agendamento. Nossa proposta foi conhecer melhor os efeitos do ortostatismo prolongado em indivíduos saudáveis sobre parâmetros de pressão arterial, nível de cosnciência, etc. Neste aspecto, o active standing test é mais rápido, em tese pode ser feito no leito do paciente, mas é melhor que seja feito em condições controladas, principalmente em pacientes com muito sensíveis ao SNC.

A comparação entre HUT e AS é pouco discutida na literatura. Um estudo prévio encontrou que o AS apresenta efeito cardioacelerador mais evidente que o HUT.¹¹ Entretanto, estudo foi realizado apenas em crianças e adolescentes e, ainda, foram realizados diferentes protocolos para AS e HUT, o que dificulta as comparações. Para definir um desenho de estudo realístico e otimizado, o presente trabalho realizou uma coleta prévia de nove voluntárias para realização do AS e delimitarmos o tempo dos testes a serem realizados durante o protocolo experimental, que fosse suficiente para verificar as alterações cardiovasculares. Três voluntárias apresentaram síncope em média no 15º minuto e uma apresentou pródromos no minuto 12, o que nos auxiliou a definir que as comparações com o HUT seriam pareadas em 15 minutos de teste e assim avaliarmos quais respostas seriam observadas nas variáveis.

A manobra de Valsalva é documentada como capaz de detectar a intolerância ao ortostatismo.¹⁰ Prakash e Pravitan,¹⁴ ponderaram que a realização dos testes ativos com três manobras de Valsalva em intervalos pré-determinados, poderiam ser obtidos resultados análogos com uso de drogas vasodepressoras.

Esta inferência nos motivou a vislumbrar um protocolo que pudesse ser totalmente conservador, ou seja, sem ingestão de qualquer droga ou procedimento invasivo. Aliado com a proposta oferecida por Matsushima et al.,¹¹ de comparação de dois testes ativo e passivo, formulamos a idéia de compararmos não só estes dois modos de realização do tilt test, com e sem uso de mesa ortostática, mas também de testar neles a inserção destas três manobras de Valsalva.

Liu et al.,¹⁵ verificaram que durante o tilt passivo a indução da sincope geralmente ocorreu após o 10º minuto e durante o tilt passivo combinado com uso de nitroglicerina sublingual, a indução da sincope ocorreu do 5º a 15º minuto do teste.

Nossos dados demonstraram para a FC, aumento desta variável em relação ao repouso para AS e HUT e incrementada pela ação da MV, durante o AS. Este aumento da frequência cardíaca com a mudança ortostática pode ser um fator preditivo para síncope em pacientes susceptíveis,¹⁶ como resposta exacerbada à hipovolemia causada pela mudança de postura. Ademais, a associação com a MV tem a capacidade de incrementar a cardioaceleração frente às mudanças da pressão arterial.¹⁷

Estas mudanças posturais e as alterações hemodinâmicas subsequentes proporcionam um aumento da atividade simpática e resistência periférica. A perda da consciência, nos pacientes com SNC, pode ser uma resposta à falha do mecanismo de retorno venoso.¹⁷

Apesar da premissa de que o corpo pode ser representado como um pêndulo invertido na manutenção do ortostatismo por estudos de cinemática, cinética e EMG,^18,19 por outro lado, a contribuição de pequenos deslocamentos nas articulações que mantém a postura vertical, como tornozelo e quadril, desempenham importante papel no ortostatismo e não pode ser ignorada.^20-22

Conscientes do papel do sistema musculoesquelético como protagonista do retorno venoso por meio da contração muscular na região do corpo abaixo da linha do coração, resolvemos documentar a atividade de alguns músculos que participam das estratégias de tornozelo para manutenção da postura ereta, tibial anterior e gastrocnêmio, e de músculos que participam da manutenção da postura do hemicorpo superior, retoabdominal e eretor da espinha, e assim comparar entre os dois testes. A progressão das alterações ao longo dos testes, principalmente até o término das MVs, foi observada para sete dos oito músculos estudados, exceto para RAd durante o AS e GMd durante o HUT não tiveram relevância estatística nas alterações encontradas quando comparado o período durante a realização das MVs em relação ao período pré-MV durante o ortostatismo. Se compararmos a atividade elétrica entre os dois testes, verificamos que a atividade eletromiográfica foi maior durante AS que em HUT, exceto para os músculos EEd e EEe, que tiveram atividade maior em HUT que durante o AS.

Estes dados concordam com nossa hipótese de que a participação muscular para cada um dos testes seria diferente. O AS possibilita que o paciente utilize livremente suas estratégias musculares de manutenção postural, contraindo a musculatura à medida em sinta necessidade de corrigir uma possível oscilação do corpo que possa levar à queda. Já durante o HUT, com o paciente atado à mesa ortostática, estas estratégias ficam comprometidas, limitando o paciente a se projetar para frente apenas, visto que ele possui um anteparo da parte posterior do corpo. Assim, durante o HUT verificamos exatamente isto, uma atividade eletromiográfica maior para os eretores da espinha do que durante o AS, possivelmente devido ao exposto acima.

Tendo a musculatura esta participação no controle postural e retorno venoso, julgamos pertinente analisar a oscilação do centro de pressão por meio de uma plataforma de força para tentar entender quando as alterações cardiovasculares e a ação muscular frente a estas alterações hemodinâmicas repercutiriam na oscilação do corpo. O interessante de se ressaltar para o conjunto de dados das variáveis de deslocamento total e velocidade média total é a relevância estatística encontrada para os valores em torno da 2º MV, onde a oscilação apresentou valores de deslocamento e velocidade superiores em relação aos tempos anteriores.

Dividindo o tempo total sobre a plataforma de força durante o AS em 3 partes, nomeadas como pré-MV, MV e após-MV, onde período MV corresponde à parte do tempo em que se realizou as três MVs, verificamos que o deslocamento total do centro de pressão sobre a plataforma e a velocidade média total foram significativamente maiores no período durante as MVs se comparado com o período pré-MV. Além disso, a velocidade média diminuiu significativamente no período após-MVs.

Gatev et al.,²³ documentaram que, o músculo gastrocnemio, analisado por ele em sua porção lateral, apresentou atividade muscular positivamente relacionada com o deslocamento do CP. Ainda de acordo com Gatev et al.,²³ esta oscilação, principalmente antero-posterior provocada pelos gastrocnêmios, concorda com a teoria “climbing hill” de manutenção do equilíbrio, cuja idéia é que um músculo contrai quando é tensionado e diminui sua atividade quando perde esta tensão.²⁴ Assim, para o tornozelo, com o deslocamento do centro de pressão aumentando ao longo do tempo, aumenta a atividade das musculaturas anteriores e posteriores ao tornozelo.

Em nosso contexto, o gastrocnêmio medial apresentou um aumento da atividade eletromiográfica concomitante a um aumento no deslocamento total e velocidade média de deslocamento total. Isto também ocorreu para o músculo tibial anterior, que, mesmo não sendo analisado o sentido do deslocamento pelo presente estudo, sugere que, tanto GM quanto TA podem seguir esta mesma tendência documentada por Gatev et al.²³

Se levarmos em conta que as alterações cardiovasculares se deram com maior relevância também ao redor deste tempo, durante o período em que as MVs foram realizadas, podemos verificar assim uma relação sugerindo que esta MV pode ter produzido um stress não só hemodinâmico, mas com repercussão na oscilação do corpo, que pode resultar em incremento da atividade muscular com intuito de manter o equilibro ortostático e hemodinâmico, o que, em pessoas com síncope, onde a falha do da bomba de retorno venoso pode estar presente, a esta oscilação poderia ser ainda maior até surgirem ou sintomas pré-sincope ou mesmo a sincope propriamente dita.

Claydon e Hainsworth,²⁵ verificaram que mudanças cardiovasculares causam uma perturbação ortostática que altera o movimento dos membros inferiores para adequada compensação, relatando que, pacientes com síncope postural, a falha muscular ao compensar o pobre controle reflexo da circulação, com o aumento balanço postural, pode contribuir para os episódios de desmaios, concordando com nossas ideias a respeito do papel muscular e sua relação com o deslocamento do centro de pressão do corpo.

Conclusões

Os resultados do trabalho, nas condições experimentais utilizadas, nos permitem concordar com nossas hipóteses iniciais, pois demonstramos que, durante a manobra postural ativa, a oscilação postural e a atividade elétrica dos músculos associados à manutenção da postura revelaram uma mudança progressiva do padrão de resposta das variáveis biomecânicas assim como das variáveis cardíacas, no decorrer do teste, amplificadas pelas manobras de Valsalva intervaladas, sendo que, para a manobra postural passiva, a participação qualitativa e quantitativa muscular foi diferente.