O sistema arterial é uma rede de vasos concebida para converter o fluxo intermitente de sangue do coração para um fluxo contínuo e constante através da árvore arterial, reduzindo assim a pós-carga imposta ao coração. Alterações nessa função amortecedora, devido ao aumento da rigidez arterial, levam à hipertensão sistólica, hipertrofia ventricular esquerda e comprometimento da perfusão coronariana1-3 , aumentando assim o risco cardiovascular.4-6

Fatores de risco transversais como envelhecimento, obesidade, diabetes, dislipidemia, foram identificados como determinantes da rigidez arterial.7-14 Outros fatores de risco incluem má aptidão cardiorrespiratória15-20 e baixa atividade física.21,22 Entretanto, a natureza das associações entre aptidão cardiorrespiratória e atividade física, por um lado, e rigidez arterial, por outro, não é bem conhecida. Ambos poderiam confundir e/ou mediar as relações entre si e a rigidez arterial ou, como tem sido sugerido, a atividade física poderia influenciar favoravelmente a rigidez arterial independentemente da aptidão cardiorrespiratória.15,18 Além disso, a aptidão cardiorrespiratória e/ou atividade física pode afetar a rigidez arterial através de um impacto benéfico na composição corporal (ou seja, menos gordura corporal),23-25 o que por si só é um forte determinante da rigidez arterial em indivíduos jovens.7-9

Em vista dessas considerações, investigamos, em uma coorte populacional de adultos jovens da Irlanda do Norte, as associações entre aptidão cardiorrespiratória, atividade física e rigidez arterial. Foram investigadas as associações com rigidez (estimada pela velocidade da onda de pulso) de 2 segmentos arteriais (os segmentos aortoilíacos elástico e aortodorsal muscular pedis).

Métodos

População estudada

Este estudo foi conduzido como parte de um estudo longitudinal em andamento, The Young Hearts (YH) Project, que inicialmente examinou a prevalência de fatores de risco coronário em uma amostra aleatória de jovens (n=1015; com 12 ou 15 anos de idade) na Irlanda do Norte. Os procedimentos de amostragem, desenho do estudo e taxas de resposta das duas primeiras fases de rastreio (YH1 e YH2) são descritos em detalhe noutros locais.26,27 Todos os sujeitos da coorte original foram convidados a participar numa terceira fase de rastreio (YH3: Outubro de 1997-Outubro de 1999) quando tinham 20 a 25 anos de idade. Duzentos e cinquenta e um homens (48,7% da coorte original masculina) e 238 mulheres (51,3% da coorte original feminina) participaram da terceira fase do estudo.28 As presentes análises envolveram 405 sujeitos (203 mulheres) para os quais dados completos sobre rigidez arterial, aptidão cardiorrespiratória e atividade física estavam disponíveis neste momento. A Tabela 1 mostra as principais características da população estudada. Cada sujeito forneceu consentimento informado por escrito, e o estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética Médica da Queen’s University of Belfast.

Aptidão e Atividade Física Cardiorespiratória

A aptidão física cardiorrespiratória foi medida usando um teste ergométrico de ciclo submaximal descrito em detalhe em outro lugar.27 Em resumo, os sujeitos foram obrigados a pedalar a um ritmo constante (50 a 70 rotações/min) durante a duração do teste, que normalmente durava 15 minutos. A carga de trabalho foi aumentada após cada período de 3 minutos até atingir um ritmo cardíaco de aproximadamente 170 bpm. A freqüência cardíaca foi calculada como média durante os últimos 15 segundos de cada carga de trabalho (Polar Vantage heart rate monitor, Polar, Finlândia). O consumo de oxigênio foi monitorado durante todo o teste usando um analisador de gases respiratórios on-line (Quinton QMC) e o consumo máximo de oxigênio (Vo2max) previsto por extrapolação do Vo2 a 170 bpm para a freqüência cardíaca máxima estimada ajustada à idade, e expressa em mL/kg por minuto.

Dados sobre freqüência, duração e tipo de atividades físicas habitualmente realizadas foram obtidos usando uma modificação do questionário Baecke de atividade física habitual, que foi projetado para quantificar o trabalho, esportes e atividades de lazer não esportivas.29 As pontuações do trabalho, do desporto e do lazer não desportivo foram calculadas com base em escalas de Likert de 5 pontos; estas 3 pontuações foram depois adicionadas para fornecer uma pontuação total da actividade física.

Rigidez arterial

Utilizamos um método óptico não invasivo para estimar a VPM, determinando o tempo de trânsito (TT) que a onda de dilatação, propagando-se na parede arterial como resultado da onda de pressão gerada pela contração do ventrículo esquerdo, levou para chegar a um local distal a uma distância conhecida.30,31 As medições de TT foram realizadas com uma sonda fotopletismográfica e foram acionadas pela onda R do ECG (em milissegundos). A distância entre a incisura esternal até a artéria femoral e entre a incisura esternal até a artéria dorsal-pedis (em 0,1 cm) foi então dividida pelo TT da onda de pulso para chegar a cada um desses locais arteriais para determinar a VPM (expressa em m/s) dos segmentos aortoilíaco e aortodosalis pedis, respectivamente. Um único técnico treinado realizou todas as medidas nos sujeitos do estudo que tinham descansado previamente em uma posição supina por 15 minutos em uma sala com temperatura controlada silenciosamente. Todas as medidas foram tomadas no lado esquerdo do corpo. As estimativas de TT baseadas em ciclos <10, ou aquelas em que o coeficiente de variância foi >20%, foram rejeitadas. Todos os sujeitos haviam se abstido de fumar e bebidas contendo cafeína no dia em que as medidas foram realizadas.

Potencial Confounders/Intermediate Variables

Avaliação da altura corporal, peso e dobras cutâneas, pressão arterial, lipídios e níveis de glicose, comportamento tabágico, consumo de álcool e ingestão de nutrientes foram descritos em detalhes anteriormente.23,26-28,30

Análise estatística

Usamos modelos de regressão linear múltipla para investigar a relação entre os escores Vo2max e de atividade física, por um lado (determinantes) e PWV de 2 segmentos arteriais diferentes, por outro (resultados). As análises foram realizadas em várias etapas baseadas em um modelo inicial que incluiu ajustes para idade, sexo, pressão arterial média e altura e peso corporal (modelo 1); ajustes adicionais para potenciais confundidores, como o status do tabagismo (não fumante, fumante leve e pesado, conforme determinado pela mediana do número de cigarros fumados por dia entre os fumantes), o consumo de álcool (não fumante, moderado e pesado), como determinado pelo número médio de gramas de álcool consumido por dia entre os bebedores), e a ingestão de gordura (como % da ingestão total de energia), e/ou variáveis intermediárias (ou seja, no caminho entre os determinantes e o resultado), como a gordura corporal (como expressa pela soma de 4 dobras cutâneas), foram investigadas. Ajustes mútuos entre Vo2max e atividade física também foram realizados para avaliar não apenas a força das relações com a rigidez arterial independentemente uma da outra, mas também seu potencial de confusão/intermediação nas associações investigadas.

Após avaliarmos os principais efeitos, adicionamos termos de interação entre nossos principais determinantes e sexo aos modelos de regressão linear. Quando o valor de probabilidade do termo de interação foi significativo (ou seja, <0,05), análises estratificadas foram realizadas e os resultados apresentados separadamente para homens e mulheres. Todas as análises foram realizadas com o pacote estatístico de Ciências Sociais, 10.1 para Windows (SPSS Inc).

Resultados

Forma Cardiorespiratória e Rigidez Arterial

Vo2max foi inversa e significativamente associada ao PWV tanto do segmento aortoilíaco elástico quanto do segmento aortodorsal pedis muscular. Estas associações foram apenas ligeiramente mais fortes com o segmento muscular e foram independentes (ou seja, não confundidas nem mediadas por) variáveis de estilo de vida, gordura corporal e atividade física (Tabela 2).

Atividade Física e Rigidez Arterial

Atividade física relacionada ao esporte foi inversa e significativamente associada ao PWV do segmento aortodorsalis pedis apenas (Tabela 3). O ajuste para outras variáveis do estilo de vida e da gordura corporal não atenuou a força desta última associação, que, no entanto, diminuiu consideravelmente (≈40%) após um novo ajuste para o Vo2max.

Conversamente, e apenas nos homens, foram encontradas associações positivas entre a atividade física (não esportiva) relacionada ao lazer e a PVB dos dois segmentos arteriais, embora mais forte e significativamente com a PVB do segmento aortoilíaco apenas (P=0,001 e P=0,021 para interação com sexo nas associações entre a atividade física relacionada ao lazer e a PVB dos segmentos aortoilíaco e aortodorsal pedis, respectivamente). Mais uma vez, estas associações não foram atenuadas após ajuste para outras variáveis do estilo de vida e da gordura corporal. O ajustamento para Vo2max, no entanto, reforçou as associações de modo que a associação entre a actividade física de lazer e o VPM do segmento aortodorsal pedis era agora significativa. Não foram encontradas associações significativas entre a atividade física de trabalho e a VBP dos dois segmentos.

Discussão

Os principais achados de nosso estudo foram que a aptidão cardiorrespiratória estava inversamente associada à rigidez arterial (medida pela VBP). Em relação aos níveis de atividade física, apenas as atividades físicas relacionadas ao esporte foram favoravelmente (ou seja, inversamente) associadas à rigidez arterial (fenômeno que foi mediado pela aptidão cardiorrespiratória), enquanto as atividades físicas de lazer, apenas nos homens, foram adversamente (ou seja, positivamente) associadas à rigidez arterial. Todas estas associações foram independentes de outras variáveis do estilo de vida e da gordura corporal. Este é o primeiro estudo de base populacional a relatar as associações de aptidão cardiorrespiratória e atividade física (investigando o papel confuso e/ou mediador um do outro nas relações) com a rigidez arterial na mesma população. Isso eliminou a possibilidade de que diferenças nos resultados assim obtidos, em comparação com relatos anteriores, pudessem ser atribuídas a diferentes desenhos de estudo e/ou metodologias para medir as propriedades arteriais.

As fortes associações entre aptidão cardiorrespiratória e rigidez arterial refletem em grande parte as relatadas em outros estudos populacionais relacionados aos níveis de Vo2max e rigidez arterial em adultos mais jovens32 e mais velhos17 , assim como em estudos de menor escala.15,18,19 Além disso, vários estudos de exercício físico demonstraram que as melhorias na aptidão cardiorrespiratória são acompanhadas por mudanças benéficas na rigidez arterial, tanto em indivíduos saudáveis15,18,33 quanto em pacientes cardíacos.34 Entretanto, tais exercícios precisam ser de natureza cardiovascular (ou seja, aeróbicos, envolvendo grandes grupos musculares), pois existem evidências convincentes de que o treinamento de força (ou resistência) está associado a maior rigidez arterial.35-37 Se a atividade física aeróbica tem que levar a aumentos na Vo2max para ser favoravelmente associada a adaptações arteriais não é, entretanto, claro.15,18,21,33 Dois estudos recentes de intervenção indicaram que um programa de treinamento em exercícios aeróbicos de 3 meses diminuiu significativamente a rigidez arterial, argumentando que essa diminuição na rigidez arterial foi independente de aumentos concomitantes no Vo2max (e mudanças benéficas em outros fatores de risco).15,18 Esses aumentos estavam de fato presentes em ambos e foram até significativos em um dos estudos,15 mas os dados para sustentar tal argumento (ou seja, o papel dos aumentos na atividade física independentemente do Vo2max) não foram, infelizmente, mostrados. No presente estudo, os nossos modelos de análise estatística abordaram especificamente esta questão. Verificamos que apenas atividades relacionadas ao esporte (por exemplo, jogging, natação, tênis), que por definição são de maior intensidade do que aquelas realizadas no tempo de lazer (por exemplo, caminhada, ciclismo), foram favoravelmente associadas à rigidez arterial, uma associação que foi altamente mediada por níveis concomitantes de Vo2max. Isso indica que os benefícios da rigidez arterial relacionados ao exercício físico são mais prováveis de se acumular se a prescrição de exercício em adultos jovens visar melhorias no Vo2max.

Em contraste, foi encontrada uma relação adversa entre atividades físicas relacionadas ao lazer e rigidez arterial, e isso foi, em certa medida, específico para o sexo, na medida em que os homens, mas não as mulheres, da nossa amostra demonstraram consistentemente relações adversas entre esses tipos de atividades e a VPM. Embora uma explicação dos mecanismos por trás de uma diferença de sexo na associação entre qualquer determinante investigado e a rigidez arterial possa ser um fenômeno dependente do estrogênio, tal explicação na presente coorte é improvável (já que não foram encontradas outras interações sexuais). Por isso, colocamos a hipótese de que uma diferença no tipo de atividades físicas realizadas por homens em relação às mulheres em seus momentos de lazer poderia explicar essa diferenciação sexual. Com isto em mente, examinámos mais aprofundadamente os 4 itens que contribuem para a pontuação da actividade física de lazer: ver televisão, andar a pé, andar de bicicleta e andar de bicicleta de e para o trabalho ou para as compras. Verificámos que ver televisão contribuiu significativamente (P=0,006) mais nos homens do que nas mulheres para a pontuação da actividade de lazer, enquanto que caminhar contribuiu significativamente (P<0,001) mais para a pontuação da actividade de lazer das mulheres do que dos homens, confirmando assim a nossa hipótese.

A diferenciação dos escores de atividade em atividades relacionadas ao trabalho, lazer e esportes foi uma característica importante do nosso estudo, o que nos permitiu uma maior percepção das relações atividade física – rigidez articular, que de outra forma teria sido mascarada pelo uso de um escore geral, total de atividade habitual (dados não mostrados). O comportamento da atividade física é difícil de medir, e a atividade física auto-relatada está sujeita a viés de recall e classificação errada (ao contrário da aptidão cardiorrespiratória, que pode ser medida objetivamente, usando técnicas laboratoriais, como no presente estudo). Isto pode explicar as associações relativamente mais fracas encontradas entre rigidez arterial e atividade física (relacionada ao esporte) do que com a aptidão cardiorrespiratória. Apesar dessa limitação, nosso estudo demonstra claramente que uma caracterização detalhada das atividades físicas realizadas pelos indivíduos (ou seja, não apenas sua freqüência, duração e intensidade, mas também o tipo de atividade) é essencial e precisa ser extraída de questionários para melhor compreender a relação entre atividade física e rigidez arterial.

As associações entre rigidez cardiorrespiratória e rigidez arterial foram independentes das variáveis de estilo de vida e gordura corporal. Outros mecanismos podem assim explicar as associações observadas. Outros ajustes para outros fatores tradicionais de risco cardiovascular (como o LDL em jejum, HDL e colesterol total, triglicerídeos e níveis de glicose plasmática) não diminuíram a força das associações relatadas (dados não mostrados). A única outra variável que o fez de forma considerável foi a frequência cardíaca em repouso (alterações de β=-0.18, para β=-0.15, , no segmento aortoilíaco e β=-0.20, para β=-0.13, , no segmento aortodorsalis pedis). A freqüência cardíaca tem se mostrado um fator importante na variação intraindividual da VSP e, portanto, poderia ter sido um importante confundidor nas associações investigadas.38,39 Alternativamente, a redução da freqüência cardíaca em repouso é uma adaptação conhecida ao treinamento de endurance e, portanto, poderia constituir, pelo menos parcialmente, um mecanismo que liga a alta aptidão cardiorrespiratória à baixa rigidez arterial. Entretanto, como as associações relatadas acima permaneceram significativas, outros fatores também podem estar envolvidos. A adaptação às forças de estresse de cisalhamento pode explicar tanto as adaptações agudas como crônicas às melhorias induzidas pelo treinamento da aptidão cardiorrespiratória em humanos.40 Durante o exercício, o fluxo sanguíneo aumenta levando a forças intraluminais mais elevadas, o que estimula a liberação de fatores vasodilatadores como o óxido nítrico (NO) e a prostaciclina pelo endotélio.41 Para uma determinada intensidade de exercício, entretanto, tal aumento na velocidade do fluxo sanguíneo arterial é consideravelmente maior no local distal do que proximal da aorta abdominal,42 o que pode explicar as associações mais fortes entre o segmento muscular em comparação com o segmento mais elástico e a aptidão cardiorrespiratória.20,32,43 Além disso, mudanças nas proporções relativas de colágeno e elastina dentro da parede arterial como consequência do treinamento aeróbico de exercício44,45 (em particular das artérias que irrigam os membros mais envolvidos no exercício)46 poderiam constituir outro mecanismo explicando as associações benéficas observadas.

Perspectivas

O nosso estudo tem implicações clínicas e de saúde pública relevantes. A relevância clínica dos nossos achados reside no importante papel que a aptidão cardiorrespiratória pode ter na etiologia das doenças relacionadas à rigidez arterial, tais como hipertrofia ventrículo-esquerda, insuficiência cardíaca e acidente vascular cerebral. De facto, a aptidão cardiorrespiratória é um factor de risco forte e independente para a mortalidade cardiovascular e de todas as causas. Os resultados deste estudo, obtidos em uma população adulta jovem e aparentemente saudável, sugerem que essas associações benéficas têm suas raízes no início da vida e apóiam o conceito de que a rigidez arterial pode estar no caminho causal entre a aptidão física e a morbidade relacionada à rigidez. Portanto, e de uma perspectiva de saúde pública, a melhoria da aptidão cardiorrespiratória é uma ferramenta importante para a prevenção primária das doenças cardiovasculares. Isto pode ser conseguido através do envolvimento regular em actividades desportivas.

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