Estudo e aplicação do reflexo de mergulho na avaliação de funções autonômicas cardiovasculares no diabetes mellitus tipo 2

Abstract

O Diabetes Mellitus (DM) é uma das emergências de saúde global que mais crescem no século XXI. Dentre as complicações diabéticas mais prevalentes, a neuropatia autonômica cardiovascular (CAN ? Cardiovascular Autonomic Neuropathy) tem se mostrado preditora independente de mortalidade e fator de risco para progressão de doenças cardiovasculares e outras comorbidades diabéticas; controversamente, é também a complicação mais subdiagnosticada no DM. O método padrão-ouro para avaliação e diagnóstico da CAN são os testes de reflexo autonômico cardiovasculares (CARTs ? Cardiovascular Autonomic Reflex Tests), e o método complementar mais utilizado é a análise da variabilidade da frequência cardíaca (HRV ? Heart Rate Variability) com dados coletados no repouso (nível basal). Contudo, a metodologia dos CARTs apresenta certas limitações e estudos recentes têm reportado acurácia diagnóstica maior quando a HRV é analisada com o paciente sob efeito de perturbações fisiológicas (ao invés de no repouso). Com base nisso, o presente trabalho tem como objetivo estudar a utilidade clínica do reflexo de mergulho (DR ? Diving Reflex) na avaliação de funções autonômicas cardiovasculares e investigar o desempenho diagnóstico da ultra-short HRV sob efeito do DR na detecção da CAN. O DR é reconhecido pela capacidade única de co-ativar os sistemas autonômicos parassimpático e simpático; por isso, aparenta grande potencial para avaliação dinâmica das funções autonômicas cardiovasculares. Para investigar essa hipótese, foi realizado um estudo prático de caráter preliminar em amostras da população DM Tipo 2 com diagnóstico positivo e negativo para CAN, tendo como referência amostras da população saudável (negativos para DM e CAN). Foram analisadas as séries de frequência cardíaca (FC) e os índices de HRV a partir do repouso, quando sob efeito do DR e durante a fase de recuperação pós-reflexo. Os resultados do estudo mostraram que o DR impôs carga autonômica significativa nos pacientes sem CAN, induzindo bradicardia mediada pelo aumento da atividade parassimpática cardíaca (queda de 12,3 ± 4,5% da FC); por outro lado, os pacientes com CAN apresentaram bradicardia significativamente reduzida (queda de 4,82 ± 2,92% da FC) e tempo de resposta lento (~2x) em comparação aos pacientes sem CAN (p < 0,001). As análises aprofundadas da HRV ressaltaram evidências de modulação parassimpática cardíaca enfraquecida na CAN (RMSSD, HF e SD1; p < 0,001) e revelaram modulação simpática cardíaca também reduzida (LF, SD2 e SD1/SD2; p = 0,03). Os achados em FC e HRV sugeriram ainda início de diminuição da função parassimpática cardíaca nos pacientes DM2 sem CAN, levantando a hipótese de que a avaliação dinâmica do sistema nervoso autonômico com a aplicação do DR foi capaz de evidenciar alterações mais sutis possivelmente encontradas no início da disfunção autonômica. De modo geral, as análises comparativas das curvas ROC mostraram área embaixo da curva (AUC ? area under the curve) maior em quase todos os índices de HRV quando sob efeito de perturbações fisiológicas, com acurácia diagnóstica significativamente mais elevada em DFA a1 (p = 0,041) e SD1/SD2 (p = 0,017) na detecção de CAN, mostrando desempenho diagnóstico superior e sugerindo a inclusão de avaliações dinâmicas de HRV nos testes clínicos de investigação da CAN. Por fim, o DR mostrou ser um recurso efetivo e seguro para gerar carga autonômica nos pacientes, permitindo fazer avaliações dinâmicas não apenas no período pós-reflexo, mas durante o próprio momento de evocação do DR.

Abstract: Diabetes Mellitus (DM) is one of the global fastest-growing health emergencies of the 21st century. Among the most prevalent complications, cardiovascular autonomic neuropathy (CAN) has shown to be an independent predictor of mortality and a risk factor for progression of cardiovascular diseases and other diabetic comorbidities; controversially, it is also the most underdiagnosed complication in DM. The gold standard method for evaluating and diagnosing CAN are the cardiovascular autonomic reflex tests (CARTs), and the complementary method most used is the analysis of heart rate variability (HRV) with data collected at rest (baseline). Nonetheless, CARTs' methodology has certain limitations and recent studies have reported higher diagnostic accuracy when patients are under physiological perturbations. Based on this argument, the present work aims to study the clinical utility of the diving reflex (DR) in the assessment of cardiovascular autonomic functions and to investigate the diagnostic performance of ultra-short HRV under the effect of DR in the detection of CAN. The DR is recognized for its unique ability to co-activate the parasympathetic and sympathetic autonomic systems; therefore, it appears to have great potential to be used in dynamic evaluations of cardiovascular autonomic functions. To investigate this hypothesis, a preliminary study was carried out on samples from the Type 2 DM population with positive and negative diagnoses for CAN, using samples from the healthy population (negative for DM and CAN) as a reference. Heart rate (HR) series and HRV indices were analyzed from collections made at rest, under the effect of the DR and during the recovery phase. The results showed that the DR imposed a significant autonomic load on patients without CAN, inducing bradycardia mediated by increased cardiac parasympathetic activity (12.3 ± 4.5% decrease in HR); on the other hand, patients with CAN had significantly reduced bradycardia (4.82 ± 2.92% drop in HR) and slow response time (~2x) compared to the patients without CAN (p < 0.001). HRV analyzes highlighted evidence of weakened cardiac parasympathetic activity in CAN (RMSSD, HF and SD1; p < 0.001) and further revealed reduced cardiac sympathetic activity (LF, SD2 and SD1/SD2; p = 0.03). The findings in HR and HRV also suggested the beginning of a decrease in cardiac parasympathetic function in the DM2 patients negative for CAN, raising the hypothesis that the dynamic evaluation with the DR was able to discover more subtle alterations possibly found at the beginning of the autonomic impartment. In general, the comparative analyzes of ROC curves showed an area under the curve (AUC) bigger in almost all HRV indices when under the effect of physiological perturbations, with significantly higher diagnostic accuracy in DFA a1 (p = 0.041) and in SD1/SD2 (p = 0.017), showing superior diagnostic performance and suggesting the inclusion of dynamic assessments of HRV in clinical trials to investigate CAN. Finally, the DR proved to be a simple and safe resource to effectively generate autonomic load in patients, allowing dynamic assessments during either the reflex phase and the recovery period.