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Ernst (2017) - Heart-rate variability - More than heart beats

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Variabilidade da frequência cardíaca - Mais do que batimentos cardíacos
Gernot Ernst
RESUMO
A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) é frequentemente introduzida como um desequilíbrio de espelhamento no sistema nervoso autônomo. Muitas investigações são baseadas no paradigma de que o aumento do tônus ​​simpático está associado à diminuição do tônus ​​parassimpático e vice-versa. Mas a VFC é provavelmente mais do que um indicador de prováveis ​​perturbações no sistema autônomo. Algumas perturbações desencadeiam mudanças não recíprocas, mas paralelas da atividade nervosa vagal e simpática. A VFC também foi considerada um parâmetro substituto da complexa interação entre o cérebro e o sistema cardiovascular. A biologia de sistemas é um campo de estudo interdisciplinar com foco em interações complexas dentro de sistemas biológicos como o sistema cardiovascular, com a ajuda de modelos computacionais e análise de séries temporais, além de outros. As séries temporais são consideradas substitutas de um sistema específico, refletindo robustez ou fragilidade. O aumento da variabilidade é geralmente visto como associado a uma boa condição de saúde, enquanto o aumento da variabilidade pode significar alterações patológicas. Isso pode explicar por que parâmetros mais baixos da VFC foram relacionados à diminuição da expectativa de vida em vários estudos. Teorias de integração mais recentes foram propostas. Segundo eles, a VFC reflete tanto o estado do coração quanto o estado do cérebro. A teoria polivagal sugere que o estado fisiológico determina a faixa de comportamento e a experiência psicológica. Eventos estressantes perpetuam os ritmos dos estados autonômicos e, posteriormente, os comportamentos. De acordo com essa teoria, a variabilidade reduzida será não apenas um substituto, mas também representará um mecanismo fundamental de homeostase em um estado patológico. O modelo de integração neurovisceral propõe que o tônus ​​vagal cardíaco, descrito na VFC além de outros como índice de IC, pode refletir o equilíbrio funcional das redes neurais implicadas nas interações da cognição emocional. Ambos os modelos recentes representam uma abordagem mais holística para entender a importância da VFC.
Palavras-chave: variabilidade da frequência cardíaca, sistema nervoso autônomo, sistema nervoso simpático, sistema nervoso parassimpático, teoria dos sistemas, séries temporais
INTRODUÇÃO
O corpo humano consiste em muitos sistemas diferentes de interação. O cérebro não sobreviveria sem circulação, e a circulação só é possível quando o metabolismo energético está funcionando. Comer alimentos só é seguro quando o fígado extrai as substâncias tóxicas e o sistema imunológico se defende contra germes patológicos, e assim por diante. Na biociência reducionista, a fisiologia humana é investigada identificando suas partes e concentrando-se em uma delas. Em experimentos controlados, um fator é alterado e todos os outros possíveis controlados o máximo possível. Essa abordagem foi extraordinariamente bem-sucedida na compreensão dos princípios básicos da fisiologia humana (ou animal). Em princípio, a abordagem reducionista pressupõe que, se os cientistas investigarem todas as partes do corpo humano e suas possíveis interações com outras partes e, quando reunirem tudo, entenderão a fisiologia humana.
Essa abordagem não necessariamente funciona. Mesmo reducionistas concordam que um cérebro morrerá dentro de 3 minutos quando a circulação se romper. No entanto, a abordagem reducionista não aprecia a estreita interconexão de diferentes partes do corpo para funcionar em tempo real. A abordagem fisiológica básica baseada em pesquisas no século XIX ainda é válida quando se olha algumas funções gerais. A função cardíaca pode ser descrita por uma equação linear em que o débito cardíaco é multiplicado pela frequência cardíaca. A visualização muda, no entanto, quando o nível de detalhe é aumentado. Cada batimento cardíaco é pelo menos um pouco diferente; o débito cardíaco é influenciado por fatores tão simples como pré-carga, pós-carga ou resistência sistêmica, ou tão complicados quanto uma infinidade de fatores humorais, uma variedade de sinais eferentes e a condição do músculo cardíaco. Entradas neurais nunca são as mesmas; seus padrões dependem de sinais aferentes do coração para diferentes centros cerebrais e novamente sinais humorais. Estes são modificados pelo metabolismo energético, cascatas de sinais imunológicos, o estado interno do próprio cérebro. É possível identificar centenas de fatores diferentes que provavelmente influenciam o débito cardíaco de várias maneiras. No entanto, também é possível inverter. O ciclo cardíaco tem efeitos sobre a função cerebral, além de simplesmente fornecer fluxo sanguíneo suficiente. As oscilações no cérebro são acopladas aos batimentos cardíacos e as oscilações em outros sistemas. O estado do sistema imunológico tem efeitos no cérebro, que novamente tem efeitos no sistema circulatório, aparentes na sepse, mas relevantes também em situações menos dramáticas. Acontece que o corpo humano consiste em partes intimamente interconectadas que se comunicam em tempo real no nível das mudanças nas ordens de tempo entre milissegundos e horas, até dias.
Outra parte da imagem diz respeito à influência de perturbações. Em um mundo linear e reducionista, uma mudança em uma condição terá um efeito direto no sistema conectado. Aumente a adrenalina duas vezes e os batimentos cardíacos aumentam duas vezes. Tire um pouco de sangue e a pressão sanguínea diminua, tire o dobro e a pressão sanguínea diminua o dobro. A realidade é diferente. Uma mudança de fator interno ou externo geralmente induz apenas pequenas alterações. Perder meio litro de sangue provavelmente induzirá pequenas alterações na pressão sanguínea e aumentará ligeiramente a frequência cardíaca. Remover mais resultará em mudanças repentinas, no final de uma quebra de circulação.
Conheça outro paradigma. O corpo humano pode ser considerado como um sistema. Um sistema pode ser definido como um conjunto de componentes independentes ou em interação que formam um todo. Cada sistema possui limites que definem um interior e um exterior. Os sistemas novamente podem consistir em um conjunto de sistemas (subsistemas) interagindo da mesma maneira. Essa definição pode ser aplicada a entidades físicas, corpos humanos ou construções sociais da mesma maneira. Os sistemas podem ser estudados dividindo-os em partes, como fazem os reducionistas, mas a noção do sistema inclui que um sistema "é mais do que suas partes" (1). Os sistemas, em geral, têm algumas propriedades em comum. Eles podem ser notavelmente estáveis ​​contra perturbações, mas também podem ser notáveis ​​frágeis no caso de uma perturbação específica, levando a uma mudança repentina. Essa possível mudança é freqüentemente denominada mudança de fase, e a capacidade de mudar é denominada emergência. Aparentemente, mudanças bruscas no sistema devido a pequenas mudanças nas perturbações não são lineares, mas não lineares. Isso significa simplesmente que uma pequena perturbação pode causar uma grande mudança no sistema ou uma perturbação significativa apenas uma pequena modificação. A vantagem dessa abordagem do corpo humano é que foram elaboradas uma compreensão sofisticada e ferramentas sofisticadas para investigar sistemas (2, 3).
A pesquisa biomédica nas últimas décadas alcançou um nível enorme de detalhes. Independentemente da área de investigação, o conhecimento de genética, mecanismos de tradução, vias intracelulares, sistemas receptores e seus ligantes ou mecanismos imunológicos atingiram um nível em que é desafiador entender o sistema como um todo. Verificou-se que sistemas simples não são tão simples, é melhor presumir que os sistemas fisiológicos são mais complexos do que inicialmente aparentes até que se possa demonstrar o contrário (2). Todos os sistemas fisiológicos podem ser entendidos de maneira cibernética. Eles consistem em ciclos de controle usando mecanismos de feedback positivo ou negativo,