Nosso achado mais importante foi que a remoção das aferências barorreflexas reduziu o tempo de exercício até a interrupção voluntária do esforço (de 20 a 56%) em todas as quatro condições experimentais estudadas: exercícios com velocidade constante e com aumentos progressivos nos ambientes temperado e quente.
Durante o exercício com velocidade constante, a redução no desempenho dos ratos DSA foi acompanhada por maiores aumentos na pressão arterial (FIGURA 26A e E) e na frequência cardíaca (FIGURA 26B e F). Entretanto, considerando que os ratos DSA estavam se exercitando em maiores intensidades relativas (% da velocidade máxima) comparadas aos ratos controles (temperado: 72% DSA vs. 60% CON; quente; 90% DSA vs. 78% CON), nós não podemos correlacionar, sem ressalvas, a interrupção antecipada do esforço a quaisquer das respostas cardiovasculares exacerbadas; os ratos DSA provavelmente correram menos porque eles realizaram um esforço mais intenso. Esta limitação metodológica foi superada por meio da realização dos exercícios com aumentos progressivos da velocidade.
Em comparação aos ratos controles no seu esforço máximo, os ratos DSA alcançaram suas velocidades máximas com maiores valores de pressão arterial sistólica, frequência cardíaca e duplo produto, embora a potência máxima gerada fosse 20% menor em comparação aos ratos controles.
Tanto os ratos DSA quanto os controles apresentaram redução no desempenho físico no calor em comparação ao ambiente temperado. Este achado corrobora estudos mostrando que a capacidade de realizar exercícios no calor é reduzida (CHEUVRONT et al., 2010). Embora os mecanismos envolvidos nesta redução do desempenho não sejam totalmente compreendidos (CHEUNG e SLEIVERT, 2004; CHEUVRONT et al., 2010), existe um corpo de evidências que os sistemas termorregulatório e cardiovascular estão envolvidos. No ambiente quente o gradiente de temperatura entre o ambiente e a pele diminui, portanto, é necessário maior fluxo sanguíneo na pele para manter a dissipação cutânea de calor. Este ajuste hemodinâmico sobrecarrega o coração e nossos resultados estão de acordo com estas observações: os ratos controles apresentaram diminuições no gradiente entre o ambiente e a pele, e maiores aumentos na pressão arterial, na frequência cardíaca e na temperatura interna e da pele induzidos pelo exercício em 35C quando comparados a 25C (FIGURA 26).
No presente estudo, uma das nossas hipóteses era que a DSA produziria maior impacto durante o exercício no calor comparado ao ambiente temperado. Em contraste, a redução percentual do tempo de corrida até a interrupção do esforço induzida pela desnervação no ambiente quente não foi diferente quando comparada ao ambiente temperado, independente do protocolo de exercício. Nas duas temperaturas ambiente, os efeitos induzidos pela DSA nos parâmetros cardiovasculares ocorreram na mesma direção, com os aumentos na pressão arterial, na frequência cardíaca e no duplo produto sendo sempre maior nos ratos DSA. Além disso, a magnitude dos aumentos da variabilidade da pressão arterial no grupo DSA também não foi diferente comparando as duas temperaturas ambiente testadas (FIGURA 28). Portanto, as alterações nas respostas cardiovasculares ao exercício induzidas pela DSA são provavelmente mediados centralmente e independem da ativação dos termorreceptores internos e da pele.
A temperatura interna dos ratos DSA foi aproximadamente 1°C menor na interrupção do esforço no ambiente quente (FIGURA 26H), indicando que a contribuição dos estímulos térmicos provenientes do interior do corpo para a fadiga
estava diminuída nos ratos desnervados em comparação ao grupo controle. Embora a redução do desempenho dos ratos DSA possa ter sido parcialmente influenciada por uma elevada temperatura interna, a alteração no controle autonômico cardiovascular foi, provavelmente, o fator primário associado com a antecipação da fadiga nesses animais.
Um modelo recente para explicar os mecanismos de fadiga sugere que a interação entre as vias aferentes provenientes dos receptores periféricos e do controle antecipatório do comando central, gera uma percepção consciente do esforço, que regula a extensão da ativação dos músculos esqueléticos durante o exercício (LAMBERT et al., 2005; NOAKES, 2012). Entretanto, a participação das vias aferentes na modulação do desempenho físico não é um consenso. Alguns autores sugerem que a percepção do esforço é a consequência do aumento progressivo do comando motor central, independente dos sinais aferentes (MARCORA, 2010). Os presentes achados sugerem a existência de um papel determinante das aferências na regulação do desempenho. O aumento da frequência cardíaca dos ratos DSA é indicativo que a falta das vias aferentes induziu um comando central desproporcional à intensidade do esforço, o que aumentou a percepção do animal sobre o risco da continuidade do exercício. Isto fica evidente quando os ratos realizam o exercício no ambiente quente, independente do barorreflexo.
Embora as áreas cerebrais envolvidas na geração do comando central não sejam bem conhecidas, tem sido demonstrado que regiões do diencéfalo caudal ao mesencéfalo rostral participam deste mecanismo (HAYASHI, 2003). A partir de estudos mostrando que o comando central cardiovascular está alterado em indivíduos com doença de Parkinson, condição na qual os neurônios dopaminérgicos do mesencéfalo estão diminuídos (MURATA et al., 1997). O sistema dopaminérgico mesencefálico é dividido em très grupos celulares: a substância negra, a área tegmentar ventral e o núcleo retrorubral. Existem projeções da área tegmentar ventral para o córtex cerebral, gânglio basal e hipotálamo. O seguinte conjunto de evidências indica que a área tegmentar ventral está envolvida na geração do comando central cardiovascular associada com a atividade motora espontânea: 1) sua estimulação por meio da injeção de bicuculina aumentou a atividade simpática renal, a pressão arterial, a frequência e as descargas no nervo motor tibial (Nakamoto et al., 2011); 2) o bloqueio com lidocaína interrompeu os
eventos cardiovasculares espontâneos associados com a atividade motora (MATSUKAWA, 2012); 3) a estimulação elétrica induziu vasodilatação no leito vascular femoral de ratos (NAKAMOTO et al., 2011).
4.5 Limitações
Nossos resultados, não podem demonstrar claramente se os efeitos da desnervação no desempenho são diretos ou indiretos. É possível que a DSA tenha provocado alterações morfológicas e funcionais no coração, nos vasos e nos órgãos alvo. De fato, tem sido mostrado que ratos submetidos à DSA apresentam hipertrofia cardíaca (MIAO e SU, 2002) e remodelamento vascular (FLUES et al., 2011), que são induzidos pelo aumento da variabilidade da pressão arterial (LANFRANCHI e SOMERS, 2002). Estas alterações podem interferir, em alguma extensão, com a capacidade de exercício dos ratos. Em contraste, um estudo prévio mostrou que as vias do tronco encefálico envolvidas na regulação da pressão arterial e do tônus vasomotor simpático estão preservadas nos ratos DSA (SCHREIHOFER et al., 2005). Nós especulamos que, quando os ratos DSA foram testados eles não apresentaram qualquer incapacidade cardiovascular grave ou locomotora. Existem algumas evidências sustentando nossa hipótese: os ratos DSA apresentaram aumentos na temperatura interna induzidos pelo exercício similares aos ratos controles, sugerindo que o aumento característico da taxa metabólica não foi afetado pela DSA. Nós também não observamos por meio da inspeção visual qualquer alteração no modo de correr dos ratos desnervados. Além disso, as respostas cardiovasculares dos ratos DSA ocorreram sempre na direção esperada, embora numa magnitude maior.
Na literatura, os autores que afirmam que a modulação da percepção do esforço independe da sinalização aferente (MARCORA, 2010), são contrapostos por outros mostrando um importante papel das aferências periféricas sobre o desempenho (PIRES et al., 2011; NOAKES, 2012). Embora nossos resultados mostrem a participação das aferências barorreflexas na regulação do desempenho, eles não nos permitem escolher um modelo em detrimento outro, em função das diferenças metodológicas. Nós não pudemos testar um possível efeito da DSA na
regulação da cadência e na percepção do esforço logo no início da corrida, que é uma proposta do modelo de Noakes.
Embora os dados do presente estudo forneçam evidências que o comando central cardiovascular aumentado seja a principal explicação para a exacerbação do aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca induzidos pela corrida na esteira, nós não podemos desprezar uma possível participação dos metaborreceptores nesta resposta. Alterações na perfusão muscular induzidas pela DSA podem resultar em aumento do estímulo metabólico e exacerbar a resposta cardiovascular.
O fato da ordem dos experimentos (temperado vs. quente) não ter sido aleatória pode ter influenciado em alguma extensão as comparações entre os ambientes, embora este não tenha sido o objetivo principal do estudo, uma vez que a redução do desempenho no calor já está bem estabelecida na literatura (PARKIN
et al., 1999; RODRIGUES et al., 2003).
5. CONCLUSÕES
Em conclusão, ausência das aferências provenientes dos barorreceptores arterais reduz o desempenho físico nos ambientes temperado e quente por meio de alterações nos ajustes neurais cardiovasculares. Na ausência das aferências, os ratos apresentaram maior variabilidade da pressão arterial e aumentos exacerbados do trabalho cardíaco, da pressão arterial e da frequência cardíaca enquanto estavam correndo. É provável que estas alterações na modulação autonômica cardiovascular sejam a causa, ao menos parcial, da antecipação da interrupção do esforço nos ratos DSA.
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APÊNDICE A
Breve histórico sobre a análise da variabilidade da frequência cardíaca e da pressão arterial
No presente estudo, a modulação autonômica em reposta ao exercício no calor foi avaliada por meio da análise da variabilidade da pressão arterial e da freqüência cardíaca. Os parâmetros cardiovasculares como a pressão arterial e a freqüência cardíaca variam a cada batimento em função da atividade rítmica do sistema autonômico (FIGURA 1).
FIGURA 1. Eletrocardiograma mostrando as oscilações do intervalo de tempo entre os batimentos cardíacos.
A análise desta variabilidade tornou-se de grande interesse devido à sua facilidade e do seu potencial uso clínico. Em 1963, Hon e Lee mostraram que a morte fetal era precedida por alterações no intervalo entre os batimentos cardíacos. Saykrs (1973) demonstrou a existência de ritmos fisiológicos no sinal da freqüência cardíaca. Em 1981, Akselrod et al. introduziram a análise espectral das oscilações da freqüência cardíaca para quantificar a modulação autonômica cardiovascular e mostraram a existência de três componentes no espectro de freqüência das oscilações no intervalo de pulso (FIGURA 2).
FIGURA 2. Espectro de frequência das oscilações da frequência cardíaca (a). No espectro estão demonstrado picos de baixa, média e alta frequência. Após o bloqueio parassimpático os picos de média e alta frequência foram atenuados, permanecendo apenas o pico de baixa frequência (b). Após o bloqueio autonômico total os três picos foram fortemente atenuados. (Retirado de Akselrod et al., 1981)
Esses componentes foram fortemente atenuados pelo bloqueio autonômico realizado por meio da infusão de combinada de glicopirrolato (bloqueador muscarínico) e de propranolol (antagonista -adrenérgico). Na última década houve um aumento exponencial de estudos utilizando a análise da variabilidade cardiovascular para discutir a modulação autonômica quando Bigger Jr. et al. (1992) mostraram que a diminuição da variabilidade da freqüência cardíaca é um forte preditor da mortalidade seguindo o infarto agudo do miocárdio. Atualmente algumas relações entre a variabilidade da pressão arterial e a modulação simpática são bem estabelecidas. Waki et al. (2006) encontraram correlação positiva e significativa entre a atividade simpática lombar e o componente de baixa freqüência da pressão arterial sistólica em ratos conscientes, indicando que os valores deste componente são adequados para medir as alterações na atividade simpática vasomotora (FIGURA 3).
FIGURA 3. Correlação entre a atividade simpática e o componente de baixa frequência (BF) do espectro da pressão arterial sistólica (PAS) em um rato acordado. Uma correlação positiva e significativa entre a atividade simpática lombar e o BF da PAS indica que os valores do BF são uma medida adequada das alterações da atividade simpática vasomotora. (Retirado de Waki et al., 2006). Radaelli et al. (2006) mostraram que as oscilações no componente de muito baixa freqüência são induzidas pela ligação das catecolaminas aos receptores α- adrenérgicos. Assim, a análise espectral da pressão arterial e da freqüência cardíaca tem sido utilizada para avaliar a modulação autonômica durante várias condições fisiológicas, incluindo o exercício físico e exposição ao calor (BRENNER,
et al. 1998).
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