McCraty (2015) - Heart rate variability - New perspectives on physiological mechanisms, assessment of self-regulatory capacity, and health risk

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Variabilidade da frequência cardíaca: novas perspectivas sobre mecanismos fisiológicos, avaliação da capacidade autorreguladora e risco de saúde.
Introdução
Uma vez que Walter Cannon introduziu o conceito de homeostase1, o estudo da fisiologia baseou-se no princípio de que todas as células, tecidos e órgãos se esforçam para manter uma condição estática ou constante de "estado estacionário". No entanto, com a introdução de tecnologias de processamento de sinal que podem adquirir dados contínuos de séries temporais de processos fisiológicos, como frequência cardíaca (FC), pressão arterial (PA) e atividade nervosa, tornou-se evidente que os processos biológicos variam em complexos e não-lineares maneiras, mesmo durante as chamadas condições de "estado estacionário". Essas observações levaram à compreensão de que uma função saudável e ótima é o resultado de interações contínuas, dinâmicas e bidirecionais entre múltiplos sistemas de controle neural, hormonal e mecânico nos níveis local e central. Em concerto, esses sistemas regulatórios fisiológicos e psicológicos nunca estão realmente em repouso e certamente não são estáticos. Por exemplo, agora sabemos que o ritmo de descanso normal do coração é altamente variável ao invés de ser monotonamente regular, que foi a noção generalizada por muitos anos.
Variabilidade da frequência cardíaca
A investigação dos ritmos complexos do coração ou o que agora é chamado de variabilidade da frequência cardíaca2 (HRV) começou com o surgimento do processamento de sinal moderno nas décadas de 1960 e 1970, e rapidamente se expandiu nos tempos mais recentes. O comportamento irregular do batimento cardíaco é facilmente aparente quando a FC é examinada em uma base beat-to beat, mas é ignorada quando um valor médio ao longo do tempo é calculado. Essas flutuações na RH resultam de interações complexas e não-lineares entre vários sistemas fisiológicos diferentes. A VFC é, portanto, considerada uma medida da função neurocardíaca que reflete as interações coração-cérebro e a dinâmica do sistema nervoso autônomo (ANS ).3,4
Um nível ótimo de VFC dentro de um organismo reflete uma função saudável e uma capacidade de adaptação ou resiliência auto-reguladoras inerentes.4-10 Muitas instabilidade, como arritmias ou caos do sistema nervoso, prejudica o funcionamento fisiológico eficiente e a utilização de energia. No entanto, pouca variação indica o esgotamento do sistema relacionado com a idade, o estresse crônico, a patologia ou o funcionamento inadequado em vários níveis de sistemas de controle auto-regulatório.2,11,12
A importância da VFC como índice do estado funcional dos sistemas de controle fisiológico foi observada primeiramente em 1965 quando se descobriu que o distúrbio fetal é precedido por reduções na VFC antes de qualquer alteração ocorrer na própria HR.13 Na década de 1970, HRV reduzida mostrou-se que prevê a neuropatia autonômica em pacientes diabéticos antes do início dos sintomas.14-16 A VFC reduzida também foi encontrada como um maior fator de risco de infarto pós-miocárdico pós-parto do que outros fatores de risco conhecidos.17 Foi claramente demonstrado que a VFC diminui com valores ajustados por idade e idade devem ser usados ​​no contexto da previsão de risco.18 A VFC ajustada pela idade que é baixa foi confirmada como um forte e independente preditor de problemas de saúde futuros em ambas as pessoas saudáveis. A HRV ajustada à idade se correlaciona com toda a mortalidade.19,20 Nos estudos prospectivos, a VFC reduzida foi o preditor independente mais forte da progressão da aterosclerose coronária.21 Vários estudos demonstraram que a VFC reduzida está associada a medidas de inflamação em indivíduos sem doença cardíaca aparente.22 A VFC reduzida também é observada em pacientes com disfunção autonômica, ansiedade, depressão, asma e morte súbita infantil.23-26 A VFC reduzida pode se correlacionar com a doença e a mortalidade porque reflete redução da capacidade regulatória e capacidade de resposta adaptativa desafios fisiológicos, como o exercício físico. Por exemplo, no Estudo de saúde, envelhecimento e relações sociais de Chicago, foram desenvolvidas e testadas métricas separadas para avaliação do equilíbrio autonômico e regulação autonômica cardíaca geral em uma amostra de 229 participantes. Neste estudo, a capacidade regulatória geral era um preditor significativo do estado geral da saúde, mas o equilíbrio autonômico não era. Além disso, a capacidade reguladora cardíaca foi negativamente associada à incidência prévia de infarto do miocárdio. Os autores sugerem que a capacidade reguladora cardíaca reflete um estado fisiológico que é mais relevante para a saúde do que os controles simpáticos ou parassimpáticos independentes ou o equilíbrio autonômico entre esses controles, conforme indexado por diferentes medidas de HRV.27
Ao falar de equilíbrio autonômico, deve-se ter em mente que um sistema saudável está mudando constantemente e dinamicamente. Portanto, um indicador importante do estado de saúde dos sistemas reguladores é a capacidade de responder e ajustar o equilíbrio autonômico relativo (por exemplo, RH) ao estado apropriado para o contexto em que a pessoa está envolvida em qualquer momento. Em outras palavras, o RH responde dinamicamente? É maior durante o dia ou quando alguém está lidando com tarefas desafiadoras e menor quando em repouso ou durante o sono? A incapacidade dos sistemas de auto-regulação fisiológica para se adaptar ao contexto e situação atual está associada a numerosas condições clínicas.28 Também os padrões circadianos distintos, alterados e circadianos nas freqüências cardíacas de 24 horas estão associados a distúrbios psiquiátricos diferentes e específicos, particularmente durante o sono .29,30
Os recursos humanos estimados em qualquer momento representam o efeito líquido da saída neuronal dos nervos parassimpáticos (vago), que retardam a FC e os nervos simpáticos, que a aceleram. Em um coração humano desnervado onde não há conexões entre o ANS e o coração após o transplante, a taxa intrínseca gerada pelo pacemaker (nó SA) é de cerca de 100 batimentos por minuto (bpm) .31 A atividade parassimpática predomina quando HR está abaixo desso taxa intrínseca durante as atividades diárias normais e quando em repouso ou sono. Quando HR está acima de cerca de 100 bpm, predominam as mudanças relativas do saldo e atividade simpática. Portanto, a FC reflete melhor o equilíbrio relativo entre os sistemas simpáticos e parasimpáticos. A média de 24 horas de RH em pessoas saudáveis ​​é de aproximadamente 73 bpm. HRs maiores são marcadores independentes de mortalidade em um amplo espectro de condições.28
É importante notar a relação natural entre FC e quantidade de HRV. À medida que HR aumenta, há menos tempo entre os batimentos cardíacos para que a variabilidade ocorra, portanto a VFC diminui. Em HRs mais baixos, há mais tempo entre os batimentos cardíacos e a variabilidade aumenta naturalmente. Isso é chamado de dependência do comprimento do ciclo, e persiste nos idosos saudáveis ​​em um grau variável, mesmo em uma idade muito avançada. No entanto, pacientes idosos com doença cardíaca isquêmica ou outras patologias desenvolvem menos variabilidade em HRs cada vez mais baixas e, em última análise, perdem a relação entre FC e variabilidade, até o ponto em que a variabilidade não aumenta com as reduções de HR.32 Mesmo em indivíduos saudáveis, os efeitos de A dependência do comprimento do ciclo deve ser levada em consideração ao avaliar a VFC. Os valores de FC também devem ser sempre relatados, especialmente quando as FCs são aumentadas devido a fatores como reações ao estresse, medicamentos e atividade física.
Os nervos simpáticos Eferentes (descendentes) visam o nódulo SA através do sistema nervoso cardíaco intrínseco e a maior parte do miocárdio. Os potenciais de ação realizados por esses neurônios motores desencadeiam liberação de norepinefrina e adrenalina, o que aumenta a FC e fortalece a contratilidade das aurículas e ventrículos. Após o início da estimulaçãosimpática, há um atraso de até 5 segundos antes da estimulação induzir um aumento progressivo da FC, que atinge um nível constante em 20 a 30 segundos se o estímulo for contínuo. 33 Mesmo um breve estímulo simpático pode afetar a HR e o ritmo HRV por 5 a 10 segundos. A resposta relativamente lenta à estimulação simpática está em contraste direto com a estimulação vagal, que é quase instantânea. Assim, qualquer mudança súbita em HR, para cima ou para baixo ou entre uma batida e a próxima, é principalmente mediada por parassimpático.33,34
A idade do paciente pode mediar a relação entre HRV reduzida e capacidade regulatória dos sistemas de controle fisiológico. As reduções relacionadas à idade na HRV18 podem refletir a perda de neurônios no cérebro e na medula espinhal, resultando em transmissão de sinal degradada e redução da capacidade regulatória. A redução da capacidade regulatória fisiológica pode contribuir para distúrbios gastrointestinais funcionais, inflamação e hipertensão35,36.
Variabilidade de frequência cardíaca Métodos de análise
A VFC pode ser avaliada com várias abordagens analíticas, embora as mais utilizadas sejam a análise do domínio da frequência (densidade espectral da potência) e a análise do domínio do tempo. As interações entre a atividade neural autônoma, a PA, a respiração e os sistemas de controle de nível mais alto produzem ritmos de curto e longo prazo nas medições da VFC.4,12,37 A forma mais comum de observar essas mudanças é o tacograma de FC, um gráfico da sequência de intervalos de tempo entre batimentos cardíacos (figura1).
Bandas de Frequência de Variabilidade da Frequência Cardíaca e Mecanismos Fisiológicos
O relatório da Sociedade Europeia de Cardiologia e da Sociedade Norte-Americana de Pacing e Electrofisiologia sobre a VFC dividiu as oscilações do ritmo cardíaco em 4 bandas de frequência primárias: alta frequência (alta frequência), baixa frequência (baixa frequência) e muito baixa frequência (VLF). ), e ultra-low-frequency (ULF) .12 A maioria das análises da VFC é feita em segmentos de 5 minutos (de uma gravação de 24 horas), embora outros períodos de registro sejam frequentemente utilizados. Quando outros comprimentos de gravação são analisados, a duração da gravação deve ser relatada, pois isso tem grandes efeitos tanto na freqüência de VFC como nos valores de domínio de tempo.
Banda de alta frequência
A faixa de HF é de 0,15 Hz a 0,4 Hz, o que equivale a ritmos com períodos que ocorrem entre 2,5 e 7 segundos. Essa faixa reflete a atividade parassimpática ou vagal e é frequentemente chamada de banda respiratória, pois corresponde às variações da FC relacionadas ao ciclo respiratório, conhecidas como arritmia do seio respiratório. Os mecanismos que ligam a variabilidade da FC à respiração são complexos e envolvem interações centrais e reflexas.38 Durante a inspiração, o centro cardiorrespiratório inibe a saída vagal, resultando na aceleração da FC. Por outro lado, durante a exalação, a saída do fluxo vagal é restaurada, resultando em lentificação da FC.39 Embora a magnitude da oscilação seja variável, em pessoas saudáveis, ela pode ser aumentada pela respiração lenta e profunda. Em indivíduos saudáveis ​​mais jovens, não é incomum ver um aumento óbvio na banda de HF à noite, com uma diminuição durante o dia40,41.
Em termos de regulação psicológica, a redução da VFC mediada pelo vago tem sido associada à redução da capacidade auto-reguladora e às funções cognitivas que envolvem os centros executivos do córtex pré-frontal. Isso é consistente com a constatação de que menor poder de HF está associado a estresse, pânico, ansiedade ou preocupação. A atividade parassimpática diminuída, em vez de reduzir o funcionamento simpático, parece ser responsável pela redução da VFC no envelhecimento.18
Diversos estudos mostraram que o bloqueio vagal total essencialmente elimina oscilações de HF e reduz o poder na faixa de LF.42,43 Alguns pesquisadores usaram o bloqueio farmacológico (por exemplo, atropina) e encontraram uma redução significativa na VFC, incluindo as bandas LF e VLF. Como resultado, concluíram que toda a VFC é produzida por mecanismos parassimpáticos (por exemplo, respiração) 44,45 Entretanto, essas investigações não levaram em conta que a atropina e os agentes relacionados têm efeitos muito mais amplos do que apenas bloquear a atividade parassimpática. Essas substâncias também têm como alvo o sistema nervoso cardíaco intrínseco, especialmente os neurônios do circuito local, que são críticos no controle cardíaco, na comunicação aferente e na geração da VFC.46 Foi demonstrado que a atropina e substâncias similares também afetam os neurônios simpáticos46. Seria de esperar que estes bloqueios afetassem a VFC em todas as bandas de frequências.
Banda de baixa frequência
O intervalo LF está entre 0,04 Hz e 0,15 Hz, o que equivale a ritmos ou modulações com períodos que ocorrem entre 7 e 25 segundos. Esta região foi anteriormente chamada de “faixa de barorreceptores” ou “banda de frequência média” por muitos pesquisadores, já que reflete principalmente a atividade dos barorreceptores enquanto em repouso.43 Os barorreceptores são mecanorreceptores sensíveis ao estiramento localizados nas câmaras do coração e das veias cavas, carótidas sinusais (que contêm os mecanorreceptores mais sensíveis) e o arco aórtico. Como discutido anteriormente, os nervos vagos são um importante canal através do qual os sinais neurológicos aferentes (ascendentes) do coração são retransmitidos para o cérebro, incluindo sinais barorreflexos. O ganho do barorreflexo é comumente calculado como a alteração batimento a batimento da FC por unidade de mudança na PA sistólica.47 O ganho diminuído do barorreflexo está relacionado ao envelhecimento e à capacidade regulatória prejudicada.36
A frequência de ressonância do sistema cardiovascular é um pico característico de alta amplitude no espectro de potência da VFC em torno de 0,1 Hz. Há muito se estabeleceu que é causada por um atraso nos ciclos de realimentação dentro do sistema barorreflexo entre o coração e o cérebro.48,49 Em humanos e muitos outros mamíferos, a frequência de ressonância do sistema é de aproximadamente 0,1 Hz, o que também é característica do estado coerente descrito posteriormente.
O sistema nervoso simpático não parece ter muita influência em ritmos acima de 0,1 Hz, enquanto o sistema parassimpático pode afetar os ritmos cardíacos até 0,05 Hz (ritmo de 20 segundos). Portanto, durante períodos de baixas taxas de respiração, a atividade vagal pode facilmente gerar oscilações nos ritmos cardíacos que se cruzam na faixa de baixa pressão.50-52
Portanto, influências eferentes vagamente mediadas relacionadas à respiração estão particularmente presentes na faixa de LF quando as taxas de respiração estão abaixo de 8,5 respirações por minuto (aproximadamente 1 respiração a cada 7 segundos) ou quando um indivíduo suspira ou respira profundamente.52,53
Em registros ambulatoriais de VFC de 24 horas, tem sido sugerido que a banda LF reflete atividade simpática e a relação LF / HF tem sido usada de forma controversa para avaliar o equilíbrio entre atividade simpática e parassimpática.54-56 Uma série de pesquisadores tem desafiado essa perspectiva e argumentaram persuasivamente que, nas condições de repouso, a banda de LF reflete a atividade barorreflexa e não a inervação simpática cardíaca.39,57-61
Banda de frequência muito baixa
O VLF é a potência no intervalo entre 0,0033 e 0,04 Hz, o que equivale a ritmos ou modulações com períodos que ocorrem entre 25 e 300 segundos. Embora todas as medidas clínicas de 24 horas da VFC, refletindo baixa VFC, estejam associadas ao aumento do risco de desfechos adversos, a banda VLF tem associações mais fortes com mortalidade por todas as causas do que as bandas LF e HF.20,62-64 Baixa potência VLF estar associado à morte arrítmica65 e ao transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) .66 Além disso, a baixa potência nessa faixa tem sido associada à alta inflamação67,68 e tem sido correlacionada com baixos níveisde testosterona. Em contraste, outros marcadores bioquímicos, tais como aqueles mediados pelo eixo hipotálamo-hipófise-adrenal (HPA) (por exemplo, cortisol), não o fizeram.69 Devem ser obtidos períodos de tempo mais longos usando registros da VFC de 24 horas para fornecer avaliação abrangente de Flutuações VLF e ULF.
Historicamente, a explicação fisiológica e os mecanismos envolvidos na geração do componente VLF não foram tão bem definidos quanto os componentes LF e HF. Esta região tem sido largamente ignorada, embora seja a mais previsível dos resultados adversos. Mecanismos regulatórios de longo prazo e atividade de ANS relacionada à termorregulação, o sistema renina-angiotensina e outros fatores hormonais parecem contribuir para essa faixa.71,72
Trabalhos recentes de Armor lançaram nova luz sobre os mecanismos primários subjacentes ao ritmo de VLF. Esta linha de pesquisa começou após alguns resultados surpreendentes de um estudo sobre HRV em corações auto-transplantados em cães. Nos auto-transplantes, o coração é removido e colocado de volta no mesmo animal, para que não haja necessidade de medicamentos anti-rejeição. O objetivo principal do estudo foi determinar se os nervos autonômicos reinervaram o coração após o transplante. As gravações mensais da VFC de 24 horas foram feitas durante um período de um ano em todos os cães com corações transplantados, assim como nos cães de controlo. Os nervos reinervaram, mas de uma forma que não foi refletida com precisão na VFC. Mostrou que o sistema nervoso cardíaco intrínseco tem neuroplasticidade e re-estruturou suas conexões neurais. O resultado verdadeiramente surpreendente foi que esses corações desnervados tinham níveis mais altos de VFC, incluindo a VFC que normalmente é associada à respiração, do que os cães-controle imediatamente após o transplante. Esses níveis foram mantidos durante um período de um ano.73 Isso foi inesperado, pois há muito pouca VFC em receptores de transplante humano.
Seguindo esses resultados, Armor e seus colegas desenvolveram métodos para obter registros em longo prazo do singleneuron a partir de um coração batendo e, simultaneamente, de neurônios cardíacos extrínsecos.75 A Figura 2 mostra o ritmo VLF obtido de um neurônio aferente localizado no sistema nervoso intrínseco. em um coração de cachorro. Nesse caso, o ritmo de VLF é gerado a partir de fontes intrínsecas e não pode ser explicado por fontes como movimento. A barra preta na parte inferior da figura identificada como “estimulação ventricular rápida” mostra o período de tempo em que os neurônios espinhais eferentes foram estimulados.
O aumento resultante na atividade simpática eferente eleva claramente a amplitude do ritmo de VLF intrínseco do neurônio aferente (linha superior).
O trabalho de Armor e outros investigadores implica que o ritmo de VLF é gerado pela estimulação de neurônios sensoriais aferentes no coração, que por sua vez ativam vários níveis do feedback e loops de alimentação no sistema nervoso cardíaco intrínseco do coração, neurônios no sistema extrínseco. gânglio cardíaco e coluna vertebral.57,76 Assim, o ritmo VLF parece ser produzido pelo próprio coração e pode ser um ritmo intrínseco que é fundamental para a saúde e o bem-estar. Esta origem cardíaca do ritmo VLF também é apoiada por estudos que mostram que o bloqueio simpático não afeta a potência do VLF. Além disso, a atividade de VLF permanece em tetraplégicos, cuja inervação simpática do coração e dos pulmões é interrompida.77
Assim, evidências experimentais sugerem que o ritmo VLF é gerado intrinsecamente pelo coração e que a amplitude e a frequência dessas oscilações são moduladas pela atividade simpática eferente. A potência VLF normal parece indicar uma função saudável, e o aumento da potência de VLF em repouso e / ou deslocamento de sua freqüência pode refletir a atividade simpática eferente. A modulação da freqüência desse ritmo devido à atividade física, 78 respostas ao estresse e outros fatores que aumentam a ativação simpática eferente podem fazer com que ela cruze para a região inferior da faixa LF durante o monitoramento ambulatorial ou durante gravações de curta duração quando é um estressor emocional significativo.4
Banda de frequência ultrabaixa
A banda de frequência ultrabaixa (ULF) cai abaixo de 0,0033 Hz (333 segundos ou 5,6 minutos). Oscilações ou eventos no ritmo cardíaco com um período de 5 minutos ou mais são refletidos nesta banda e só podem ser avaliados com gravações de 24 horas ou mais.70 A oscilação circadiana na FC é a principal fonte de energia do ULF, embora outros processos regulatórios de ação muito lenta, como a regulação da temperatura corporal, o metabolismo e o sistema renina-angiotensina, provavelmente aumentam o poder dessa banda.12 O Relatório da Força-Tarefa sobre a VFC sugere que as gravações de 24 horas sejam divididas em 5 segmentos -minutos e que a análise da VFC deve ser realizada nos segmentos individuais antes do cálculo dos valores médios. Isso efetivamente filtra quaisquer oscilações com períodos maiores que 5 minutos. No entanto, quando a análise espectral é aplicada a registros inteiros de 24 horas, vários ritmos de frequência mais baixa são facilmente detectados em indivíduos saudáveis.3
Os ritmos circadianos, a temperatura corporal central, o metabolismo, os hormônios e os ritmos intrínsecos gerados pelo coração contribuem para ritmos de baixa frequência (por exemplo, VLF e ULF) que se estendem abaixo de 0,04 Hz. Em indivíduos saudáveis, há um aumento na potência de VLF que ocorre durante a noite e picos antes de acordar.79,80 Esse aumento na atividade autonômica parece estar correlacionado com o pico de cortisol matinal.
Análise Espectral de Potência
A análise espectral de potência é usada para separar a forma de onda complexa de HRV em seus ritmos componentes que operam dentro de diferentes faixas de frequência (Figura 3). A análise espectral fornece informações sobre como a potência é distribuída (a variação e a amplitude de um dado ritmo) como uma função da frequência (o período de tempo de um dado ritmo). As principais vantagens da análise espectral são que ela fornece informações de frequência e amplitude sobre os ritmos específicos que existem na forma de onda da VFC, fornecendo um meio de quantificar essas oscilações em qualquer período determinado. Os valores são expressos como a densidade espectral de potência, que é a área sob a curva (pico) em uma determinada largura de banda do espectro. A potência ou altura do pico em qualquer frequência indica a amplitude e a estabilidade do ritmo. A frequência reflete o período de tempo durante o qual o ritmo ocorre. Por exemplo, uma frequência de 0,1 Hz tem um período de 10 segundos.
Balanço Autonômico e a Baixa Frequência: Razão de Alta Freqüência
A hipótese do equilíbrio autonômico assume que os simpáticos e parassimpáticos regulam competitivamente a FC (antagonismo acentuado), onde o aumento da atividade simpática está associado à diminuição da atividade parassimpática. Enquanto alguns desafios ortostáticos podem produzir mudanças recíprocas na ativação simpática e na retirada vagal, os estressores psicológicos também podem resultar em mudanças independentes na atividade simpática ou parassimpática. Agora é geralmente aceito que ambos os ramos da ANS são simultaneamente ativos.
A relação de LF para HF poder é controversa devido às questões relativas à banda LF descrita acima. Muitas vezes, assume-se que uma baixa razão LF: HF reflete maior atividade parassimpática em relação à atividade simpática. No entanto, esta proporção é frequentemente alterada devido a reduções na potência LF. Portanto, a relação LF: HR deve ser interpretada com cautela e os valores médios de HF e LF devem ser levados em consideração. Em contraste, uma alta razão LF: HF pode indicar maior atividade simpática em relação à atividade parassimpática, como pode ser observado quando as pessoas se envolvem em um desafio que requer esforço e aumento da ativação simpática. Alternativamente, pode indicar aumento da atividadeparassimpática como ocorre durante a respiração lenta. Novamente, os mesmos cuidados devem ser levados em consideração, especialmente em gravações de curto prazo.
Time Domain Medições da variabilidade da frequência cardíaca
As medidas do domínio do tempo são as mais simples de calcular. As medidas no domínio do tempo não fornecem meios para quantificar adequadamente a dinâmica autonômica ou determinar a atividade rítmica ou oscilatória gerada pelos diferentes sistemas de controle fisiológico. No entanto, como eles são sempre calculados da mesma maneira, os dados coletados por diferentes pesquisadores são comparáveis, mas somente se os registros tiverem exatamente o mesmo intervalo de tempo e os dados forem coletados nas mesmas condições. Índices no domínio do tempo quantificam a quantidade de variância nos intervalos inter-batimentos (IBI) usando medidas estatísticas. As três medidas de domínio de tempo mais importantes e comumente relatadas são o desvio padrão de normal a normal (SDNN), o índice SDNN e a raiz quadrada média das diferenças sucessivas (RMSSD) são as métricas mais comumente relatadas.
O desvio padrão do normal para o normal
O SDNN é o desvio padrão dos IBIs iniciados no seio normal a normal (NN) medidos em milissegundos. Essa medida reflete o fluxo e refluxo de todos os fatores que contribuem para a VFC. Em gravações de 24 horas, o SDNN é altamente correlacionado com a ULF e a potência total.18 Em registros de repouso de curta duração, a fonte primária da variação é mediada por via parassimpática, especialmente com protocolos de respiração lenta e profunda. No entanto, em registros ambulatoriais e de longo prazo, os valores SDNN são altamente correlacionados com ritmos de baixa frequência.3 Assim, valores baixos ajustados à idade predizem a morbidade e a mortalidade. Por exemplo, pacientes com valores SDNN moderados (50-100 milissegundos) têm um risco de mortalidade 400% menor do que aqueles com valores baixos (0-50 milissegundos) em gravações de 24 horas.81,82
Desvio Padrão do Índice Normal-para-Normal
O índice SDNN é a média dos desvios padrão de todos os intervalos NN para cada segmento de 5 minutos. Portanto, essa medida só estima a variabilidade devido aos fatores que afetam a VFC em um período de 5 minutos. Nas gravações de VDH de 24 horas, calcula-se dividindo primeiro o registro de 24 horas em 288 segmentos de cinco minutos e depois calculando o desvio padrão de todos os intervalos NN contidos em cada segmento. O índice SDNN é a média desses 288 valores.12 Acredita-se que o índice SDNN mede principalmente a influência autonômica na VFC. Essa medida tende a se correlacionar com a potência do VLF em um período de 24 horas.3
A Raiz Média Quadrada das Diferenças Sucessivas
O RMSSD é a raiz média das diferenças sucessivas entre os batimentos cardíacos normais. Esse valor é obtido calculando-se primeiro cada diferença de tempo sucessiva entre pulsações em milissegundos. Cada um dos valores é então quadrado e o resultado é calculado antes que a raiz quadrada do total seja obtida. O RMSSD reflete a variância batimento a batimento da FC e é a principal medida do domínio do tempo usada para estimar as alterações mediadas pelo vênus refletidas na VFC.12 O RMSSD está correlacionado com o poder de HF e, portanto, também reflete a capacidade de autorregulação, conforme discutido anteriormente. 3
Neurobiologia da auto-regulação
Evidências consideráveis ​​de pesquisa clínica, fisiológica e anatômica identificaram estruturas corticais, subcorticais e medulares oblongas envolvidas na auto-regulação. Oppenheimer e Hopkins mapearam uma hierarquia detalhada de estruturas de controle cardíaco entre o córtex, a amígdala e outras estruturas subcorticais, que podem modificar os neurônios relacionados a doenças cardiovasculares nos níveis inferiores dos neuroeixo (Figura 4) .83 Sugerem que a amígdala esteja envolvida com integração refinada de conteúdo emocional em centros superiores para produzir respostas cardiovasculares apropriadas para os aspectos emocionais das circunstâncias atuais.
O córtex insular e outros centros, como o córtex orbitofrontal e o giro cingulado, podem superar (auto-regular) as respostas emocionalmente arrastadas, inibi-las ou aprimorá-las. Eles também apontam que desequilíbrios entre os neurônios na ínsula, amígdala e hipotálamo podem iniciar distúrbios do ritmo cardíaco e arritmias. Os dados sugerem que os córtex pré-frontais insulares e medulares são sites-chave envolvidos na modulação do ritmo cardíaco, particularmente durante circunstâncias carregadas emocionalmente.
Thayer e Lane também descreveram o mesmo conjunto de estruturas neurais que eles chamam de rede autonômica central (CAN). A CAN está envolvida na regulação cognitiva, afetiva e autonômica. A CAN está relacionada à VFC e vinculada ao desempenho cognitivo. Em seu modelo, a CAN liga o núcleo de tractus solitarius (NTS) na medula com cingulado anterior, insula, córtex pré-frontal, amígdala e hipotálamo através de uma série de feedback e feixes feedforward. Eles também propõem que esta rede é um sistema integrado para a auto-regulação interna pelo qual o cérebro controla o coração, outros órgãos visceromotores e respostas neuroendocrinas e comportamentais que são críticas para o comportamento dirigido a objetivos, a adaptabilidade e a saúde sustentada. Eles sugerem que essas conexões dinâmicas explicam por que a VFC mediada vagalmente está ligada a funções executivas de nível superior e reflete a capacidade funcional das estruturas cerebrais que suportam memória de trabalho e auto-regulação emocional e fisiológica. Eles mostraram que a VFC mediada vagalmente está correlacionada com o desempenho cortical pré-frontal e a capacidade de inibir memórias indesejadas e pensamentos intrusivos. Além disso, o córtex pré-frontal pode ser tomado "desligado" quando os indivíduos são estressados ​​ou ameaçados e a inatividade pré-frontal prolongada pode levar à hipervigilância, à defensiva e ao isolamento social.11
Sistema de Controle Vagal
O sistema de controle cardiovascular é altamente distribuído em todo o sistema nervoso central e interage amplamente e reciprocamente com muitos outros sistemas de controle neural, especialmente com o sistema respiratório. As vias de saída comuns finais para o sistema de controle cardiorrespiratório estão localizadas na medula oblonga. A medula contém muitos neurônios que atuam como interneurônios e neurônios pré-operatórios, bem como populações neuronais separadas para regulação respiratória e cardiovascular. Os grupos celulares que formam o sistema de controle cardiorrespiratório têm uma relação íntima, que permite uma regulação altamente integrada da saída motora. A medula representa uma interface entre a informação aferente recebida e a atividade neuronal eferente cessante. Uma função importante do sistema de controle cardiorrespiratório é a modulação respiratória da saída simpática e parassimpática que está presente nos padrões de atividade dos neurônios pré-ganglionares medulares.38
O NTS da medula oblonga integra informação sensorial aferente de proprioceptores (posição do corpo), quimiorreceptores (química do sangue) e mecanorreceptores (também chamados de barorreceptores) do coração, pulmões e face. O NTS se conecta ao núcleo motor dorsal do nervo vago e ao núcleo ambíguo (NA). As pesquisas de neurocardiologia indica que as fibras vagais eferentes que inervam o coração são principalmente fibras A, os axônios condutores maiores e mais rápidos que se originam de somata localizada principalmente na NA. O NA também recebe e integra informação dos sistemas corticais e subcorticais.38 Assim, os centros regulatórios vagais respondem por entradas sensoriais periféricas (aferentes) e por insumos centrais do cérebro para ajustar as saídas neuronais eferentes, o que resulta nas mudanças dos batimentos mediadas vagalmente alterando a FC.
Uma vez que a regulação da PA é um papel central do sistema cardiovascular, os fatores que alteram a PA também afetam flutuações beat-to-beat e, portanto,os ritmos cardíacos. Os neurônios sensoriais aferentes cardíacos intrínsecos transduzem e distribuem informações mecânicas e químicas sobre o coração ao sistema nervoso cardíaco intrínseco.46 Os impulsos aferentes dos neurônios cardíacos intrínsecos viajam através dos nervos vagais para os gânglios nodosos e depois para o NTS. O NTS tem conexões com a NA e a medula espinhal, resultando em modulação dos padrões de atividade na saída parassimpática e simpática para o coração e os vasos sanguíneos.38 Existe controvérsia quanto a qualquer papel inibitório dos neurônios pré-ganglionares eferentes parassimpáticos no vagal motora dorsal (DMV ) complexo da medula como uma série de estudos anatômicos sugerem que praticamente todas as projeções eferentes do DMV são estruturas subdiafragmáticas.83
Os nervos vago inervam o sistema nervoso cardíaco intrínseco. Algumas dessas conexões sinalizam nos neurônios motores no sistema nervoso cardíaco intrínseco que se projetam diretamente para o nódulo SA (e outros tecidos no coração), onde desencadeiam a liberação de acetilcolina para diminuir a FC.84 No entanto, a maioria dos neurônios vagais preganglionais eferentes (~ 80%) se conectam aos neurônios dos circuitos locais no sistema nervoso cardíaco intrínseco, onde a informação do motor é integrada com insumos de neurônios mecanossensíveis e quimiossensíveis no coração.85 Assim, a atividade simpática e parassimpática está integrada e com a atividade que ocorre na sistema nervoso intrínseco do coração. Isso inclui os sinais de entrada dos neurônios miossensíveis e quimiossensíveis dentro do coração, o que, em última análise, contribui para as mudanças funcionais cardíacas de batimento a batimento.46
O tempo de resposta de um único impulso vagal eferente no nódulo sinusal é muito curto e resulta em uma resposta imediata que normalmente ocorre dentro do ciclo cardíaco em que ocorre e afeta apenas 1 ou 2 batimentos cardíacos após o início.33 Após a cessação da estimulação vagal, HR aumenta rapidamente ao seu nível anterior. Um aumento da FC também pode ser conseguido pela redução da atividade vagal (retirada vagal). Assim, qualquer mudança súbita em HR, para cima ou para baixo, ou entre 1 batida e a próxima, são principalmente mediadas por parasympathe.33,34
Em resumo, o sistema de controle cardiorrespiratório é complexo e a informação de muitos insumos está integrada em múltiplos níveis do sistema, todos os quais são importantes para a geração de variação normal de batimento-batimento em RH e BP. A medular oblonga é a principal estrutura que integra a informação aferente entrante do coração, pulmões e face com insumos das estruturas corticais e subcorticais e é a fonte da modulação respiratória dos padrões de atividade na saída simpática e parasimpática. O sistema nervoso cardíaco intrínseco integra entradas de neurônios mecanossensíveis e quimiossensíveis com informações eferentes tanto das entradas simpáticas e parassimpáticas do cérebro. Como sistema completo, afeta a VFC, a vasoconstrição, a venoconstricção e a contratilidade cardíaca para regular a FC e BP.33
Modulação aferente da atividade cardíaca e cerebral
 O campo da neurocardiologia explorou extensivamente a anatomia e as funções do sistema nervoso cardíaco intrínseco, juntamente com suas conexões com o cérebro75,86. Embora a regulação eferente do coração pelos nervos vago seja geralmente bem conhecida, a maioria das fibras nos nervos vago são de natureza aferente. Além disso, mais fibras vagais estão relacionadas a vias cardiovasculares do que outros órgãos.87 Os padrões complexos de atividade do nervo aferente cardiovascular ocorrem entre escalas de tempo de milissegundos a minutos.88 O sistema nervoso cardíaco intrínseco possui funções de memória de curto prazo e de longo prazo, o que pode influenciar a VFC e a atividade aferente relacionada à PA, ritmo, taxa e fatores hormonais.70,88,89 Os neurônios cardíacos intrínsecos (sensoriais, interconectados, aferentes e motor) podem operar independentemente do comando neuronal central e sua rede é suficientemente extenso para ser caracterizado como seu próprio "pequeno cérebro" no coração (Figura 5) .84,90 Os nervos aferentes desempenham um papel crítico na regulação fisiológica e afetam o ritmo cardíaco e a VFC. A atividade simpática e parassimpática é integrada no sistema nervoso intrínseco do coração, com os sinais decorrentes dos neurônios mecanossensores e quimiossensíveis no coração (Figura 6). A saída neural do sistema nervoso cardíaco intrínseco, em seguida, viaja para o cérebro através de vias aferentes na coluna vertebral e no nervo vago. Os neurônios aferentes cardíacos intrínsecos projetam linfonodos nodosa e dorsal, medula espinal, tronco encefálico, hipotálamo, tálamo ou amígdala e depois ao córtex cerebral.4,46,91
John e Beatrice Lacey foram os primeiros a sugerir um papel causal do coração na modulação das funções cognitivas, como o desempenho sensório-motor e perceptivo. 92-94 Eles sugeriram que as funções corticais são moduladas através de entrada aferente de neurônios sensíveis à pressão no coração, artérias carótidas e arco aórtico.93 Sua pesquisa se concentrou em atividade que ocorreu dentro de um único ciclo cardíaco e confirmaram que a atividade cardiovascular influencia a percepção e performance cognitiva. Pesquisas de Velden e Wölk demonstraram mais tarde que o desempenho cognitivo flutuava a um ritmo de 10 Hz e mostrava que a modulação da função cortical através da influência do coração era devido a entradas aferentes nos neurônios no tálamo, que sincronizava globalmente a atividade cortical.95,96 Um aspecto importante do seu trabalho foi descobrir que é o "padrão e estabilidade" (do ritmo) das entradas aferentes do coração, em vez do número de explosões neurais dentro do ciclo cardíaco, que são importantes na modulação da atividade talâmica, o que por sua vez, tem efeitos globais sobre a função cerebral.
Desde então, tem havido um crescente corpo de pesquisa que indica que a informação aferente processada pelo sistema nervoso cardíaco intrínseco pode influenciar a atividade nas áreas frontocorticais4,97,98 e córtex motor 58, afetando fatores psicológicos como nível de atenção, motivação, 99 sensibilidade perceptiva, 100 e processamento emocional.101
Coerência
Os vários conceitos e medidas abrangidos pelo termo coerência tornaram-se centrais para campos tão diversos quanto a física quântica, a cosmologia, a fisiologia e a pesquisa do cérebro e da consciência.5 A coerência sempre implica conexões, correlações, estabilidade e utilização eficiente da energia. Por exemplo, nos referimos ao discurso ou aos pensamentos das pessoas como coerentes, se as palavras se encaixam bem e incoerentes se estiverem proferindo absurdos sem sentido ou idéias que não fazem sentido como um todo. Na física e na fisiologia, o termo coerência é usado para descrever o grau de sincronização entre diferentes sistemas oscilantes. Esse tipo de coerência é chamado de coerência cruzada que ocorre quando dois ou mais dos sistemas oscilatórios do corpo, como respiração e ritmos cardíacos, se arrastam e operam na mesma freqüência. O termo auto-coerência descreve a atividade coerente dentro de um único sistema oscilatório. Um exemplo é um sistema que exibe oscilações de onda sinusoidal; quanto mais estável a frequência, amplitude e forma, maior o grau de coerência. Quando a coerência é aumentada em um sistema que é acoplado com outros sistemas, ele pode puxar os outros sistemas para sincronização aumentada e função mais eficiente. Por exemplo, a puxação de freqüência e o arrastão podem ser facilmente observados entre os ritmos do coração, respiratório e da PA, bem como entre ritmos cerebrais de muito baixa freqüência, ritmos craniosacrais e potenciais elétricos medidos em toda a pele.52,102
Nós (McCraty e colegas) introduzimos o termo coerência fisiológica para descrever o grau de ordem, harmonia e estabilidade nas diversas atividades rítmicas dentro dos sistemas vivos em qualquer período de tempo determinado.52 Essa ordemharmoniosa significa um sistema coerente que tenha um desempenho eficiente ou ótimo funcionam diretamente relacionados à facilidade e fluxo nos processos da vida. Em contrapartida, um padrão errático e discordante de atividade denota um sistema incoerente cuja função reflete o estresse e a utilização ineficiente de energia nos processos vitais. Especificamente, a coerência cardíaca (também referida como coerência cardíaca ou ressonância) pode ser medida por análise de VFC em que o padrão de ritmo cardíaco de uma pessoa se torna mais ordenado e a onda senoidal, com uma freqüência de cerca de 0,1 Hz (10 segundos). Um ritmo cardíaco coerente é definido como um sinal relativamente harmônico, semelhante à onda sinusoidal com um pico muito estreito e de alta amplitude na região LF do espectro de potência HRV sem picos importantes nas regiões VLF ou HF. A coerência é avaliada identificando o pico máximo na faixa de 0,04 Hz a 0,26 Hz do espectro de potência HRV, calculando a integral em uma janela de 0,030 Hz de largura, centrada no pico mais alto dessa região e, em seguida, calculando a potência total de toda a região espectro. O coeficiente de coerência é formulado como: (Poder de pico / [Poder total - Poder de pico]) .4 A coerência fisiológica inclui abordagens específicas para quantificar os vários tipos de medidas de coerência, como a coerência cruzada (arrastamento de freqüência entre respiração, BP e coração ritmos), sincronização entre sistemas (por exemplo, sincronização entre vários ritmos de eletrocircuitografia [EEG] e o ciclo cardíaco), auto-coerência (estabilidade de uma única forma de onda, como a respiração ou padrões de VFC) e ressonância do sistema.4
Curiosamente, descobrimos que as emoções positivas, como a apreciação e a compaixão, em oposição às emoções negativas, como ansiedade, raiva e medo, são refletidas em um padrão de ritmo cardíaco mais coerente.4,5,103 O estado coerente tem sido correlacionado com um senso geral de bem-estar e melhorias no desempenho cognitivo, social e físico. Observamos essa associação entre emoções e padrões de ritmo cardíaco em estudos realizados em ambientes laboratoriais e naturais e para emoções espontâneas e geradas intencionalmente.52,102
Introduzimos a Hipótese de Coerência do Ritmo Cardíaco, que afirma que o padrão e a estabilidade da atividade de RH de batimento a batimento codificam informações sobre "escalas de tempo macroscópicas" (isto é, durante vários segundos para minutos, em vez de apenas dentro de um único ciclo cardíaco) que podem Impacte o desempenho cognitivo e a experiência emocional.4,8 O modelo de coerência possui uma abordagem de sistemas dinâmicos que se concentra no aumento da capacidade de auto-regulação dos indivíduos através de técnicas de autogestão que induzem uma mudança fisiológica refletida nos ritmos cardíacos. Sugerimos que a atividade rítmica em sistemas vivos reflete a regulação de redes biológicas, sociais e ambientais interconectadas e que importantes informações biologicamente relevantes são codificadas nos padrões dinâmicos de atividade fisiológica. As vias aferentes do coração e dos vasos sanguíneos recebem maior relevância neste modelo devido ao significativo grau de aporte cardiovascular aferente ao cérebro e à geração consistente de padrões dinâmicos gerados pelo coração. É nossa tese que as emoções positivas em geral, bem como as emoções positivas auto-induzidas, transformam o sistema como um todo em um modo fisiológico mais globalmente harmonioso e global associado à melhoria do desempenho do sistema, capacidade de auto-regulação e bem-estar geral. O modelo de coerência psicofisiológica prediz que diferentes emoções são refletidas em padrões específicos do estado nos ritmos cardíacos4, independentemente da quantidade de HRV ou FC. O trabalho independente recente verificou isso demonstrando uma precisão de 75% na detecção de estados emocionais discretos a partir do sinal HRV usando uma abordagem de rede neural para o reconhecimento de padrões.104 Vários estudos em assuntos saudáveis, que ajudaram a informar o modelo, mostram que, durante a experiência de emoções positivas, um padrão de onda senoidal naturalmente emerge nos ritmos do coração sem mudanças conscientes na respiração.52,103 Isso provavelmente deve-se a saídas mais organizadas das estruturas subcorticais envolvidas no processamento de informações emocionais descritas por Pribram, 59 Porges, 60 Oppenheimer e Hopkins, 83 e Thayer, 11, nas quais as estruturas subcorticais influenciam a saída oscilante do sistema de controle cardiorrespiratório na medula oblonga.
Coerência da Variabilidade da Frequência Cardíaca Aumenta o Tráfego Aferente Vagal
Uma das propriedades dos neurônios sensoriais é que eles são mais responsivos a aumentos na taxa de mudança na função à qual estão sintonizados para detectar (por exemplo, FC, PA) .86 Durante períodos de maior coerência cardíaca, normalmente há um aumento amplitude de variabilidade tanto na PA como na FC, que é detectada como aumento na taxa de mudança pelos neurônios sensoriais, resultando em aumento das taxas de disparo que aumentam o tráfego aferente vagal. Há também um padrão de atividade mais ordenado. Um estudo recente usando potenciais evocados por batimentos cardíacos mostrou que o uso de estimulação respiratória em um ritmo de 10 segundos aumentou tanto a variação da VFC quanto a coerência nos ritmos esperados e também aumentou o potencial de amplitude N200 nos potenciais evocados cardíacos EEG, o que indica aumento da entrada aferente.
Estudos anatômicos e de estimulação mostraram que as vias da dor talâmica na medula espinhal são inibidas pelo aumento do tráfego do nervo aferente vagal em relação aos níveis intrínsecos normais.105-107 Vários estudos demonstraram que o ensino de técnicas de autorregulação dos pacientes que aumentam a coerência da VFC está associado reduziu as limitações de dor e atividade física. 108,109 Em um estudo com pacientes com lesão cerebral grave, verificou-se que o treinamento de auto-regulação emocional resultou em razões de coerência significativamente mais altas e maiores escores de atenção. As classificações do controle emocional dos participantes correlacionam-se com medidas de coerência melhoradas da VFC.110 A prática regular do VFC resulta em melhorias duradouras no ganho do barorreflexo, independentemente dos efeitos cardiovasculares e respiratórios. Isso indica neuroplasticidade dentro do sistema barorreflexo, provavelmente dentro do sistema nervoso cardíaco intrínseco111. Assim, sessões repetidas de prática de coerência cardíaca podem restaurar o sistema barorreflexo, resultando em aumento da atividade nervosa aferente não invasiva.
Resiliência e capacidade de auto-regulação
A VFC também indica resiliência psicológica e flexibilidade comportamental, refletindo a capacidade do indivíduo de se autorregular e adaptar-se efetivamente às mudanças nas demandas sociais e ambientais.27,112 Um número crescente de estudos vinculou especificamente a VFC mediada pelo vício à capacidade de autorregulação 9,10,113. 114,115 interações sociais, 7,116 o senso de coerência de alguém, 117 os traços de caráter de personalidade de autodirecionamento, 118 e estilos de enfrentamento.119
Mais recentemente, vários estudos mostraram uma associação entre níveis mais elevados de HRV em repouso mediado pelo vago e desempenho em tarefas de desempenho cognitivo que requerem o uso de funções executivas. 11 A coerência da VFC pode ser aumentada para melhorar a função cognitiva4,120-122, bem como uma ampla gama de desfechos clínicos que demonstraram reduzir os custos da saúde.5,51,123-127
Porges sugere que a evolução do SNA, especificamente dos nervos vago, foi central para o desenvolvimento da experiência emocional e do sistema de engajamento social. Como seres humanos, não estamos limitados a lutar, fugir ou congelar respostas. Podemos nos autorregular e iniciar comportamentos pró-sociais quando nos deparamos com desafios, discordâncias ou estressores. Porges sugere que a função saudável do sistemade engajamento social depende do funcionamento adequado dos nervos vagais, que atuam como um “freio vagal”, e que as medições da atividade vagal poderiam servir como um marcador para a capacidade de autorregulação. Sua teoria também sugere que a evolução e a função saudável do SNA determinam os limites para o alcance da expressão emocional, a qualidade da comunicação e a capacidade de autorregular emoções e comportamentos.
Técnicas de autorregulação que aumentam a coerência cardíaca
Há uma mudança de paradigma que ocorre no tratamento de diversos distúrbios, como depressão, epilepsia e dor, usando a estimulação do nervo vago, que estimula as vias neurais aferentes.128-130 Novas perspectivas emergem sobre abordagens de intervenção comportamental que ensinam às pessoas estratégias de autorregulação que incluem um aspecto fisiológico como o HRV biofeedback e que naturalmente aumentam o tráfego vagal. Por exemplo, há muitos estudos mostrando que a prática de respirar a 6 respirações por minuto, apoiada pelo HRV biofeedback, induz o ritmo de coerência e tem uma ampla gama de benefícios.111,131-136
Além das aplicações clínicas, o treinamento de feedback de coerência de HRV é frequentemente usado para apoiar a aquisição de habilidades de autorregulação em ambientes educacionais, corporativos, policiais e militares. Vários sistemas que avaliam o grau de coerência nos ritmos cardíacos do usuário estão disponíveis. A maioria desses sistemas - como o emWavePro, ou Inner Balance para dispositivos iOS (HeartMath, Inc., Boulder Creek, Califórnia), Relaxing Rhythms (Wild Divine, Boulder City, Nevada) e o Sistema de Treinamento para Resiliência ao Stress (Ease Interactive, San Diego, Califórnia) - use um lóbulo da orelha não invasivo ou sensor de pulso dedo e exibir o ritmo cardíaco do usuário para fornecer feedback sobre seu nível de coerência.
Estratégias emocionais de autorregulação podem contribuir para melhorar a saúde e o desempenho. Sozinhos ou em combinação com o treinamento de biofeedback de coerência da HRV, essas estratégias demonstraram aumentar a resiliência e acelerar a recuperação de estressores ou traumas. 5,8,136,137 As emoções positivas autoinduzidas podem iniciar uma mudança para o aumento da coerência cardíaca sem qualquer intenção consciente de alterar o ritmo respiratório.52,103 Normalmente, quando as pessoas conseguem ativar um sentimento positivo ou calmante em vez de permanecerem focadas em sua respiração, elas gostam a mudança de sentimento e são capazes de sustentar altos níveis de coerência por períodos de tempo muito mais longos.124
As técnicas de autorregulação centradas no coração e as tecnologias assistivas que fornecem feedback de coerência da VFC em tempo real fornecem um processo sistemático para autorregulação de pensamentos, emoções e comportamentos e para aumentar a coerência fisiológica. Muitas dessas técnicas (por exemplo, Respiração Focada no Coração, Congelar Quadro, Coerência Rápida139) são projetadas para permitir que as pessoas intervenham no momento em que começam a experimentar reações de estresse ou pensamentos ou emoções improdutivas. Com a prática, é possível usar uma das técnicas para mudar para um estado fisiológico mais coerente antes, durante e depois de situações desafiadoras ou adversas, otimizando assim a clareza mental, a compostura emocional e a estabilidade.
O primeiro passo na maioria das técnicas desenvolvidas pelo Instituto de HeartMath é chamado Respiração Focada no Coração, que inclui colocar a atenção no centro do tórax (área do coração) e imaginar que a respiração está fluindo para dentro e para fora do tórax. área ao respirar um pouco mais lento e mais profundo do que o habitual. A regulação consciente da respiração em um ritmo de 10 segundos (0,1 Hz) aumenta a coerência cardíaca e inicia o processo de mudança para um estado mais coerente.4,124 Com o controle consciente da respiração, um indivíduo pode diminuir a velocidade e aumentar a profundidade da respiração. ritmo. Isso aproveita os mecanismos fisiológicos para modular a atividade vagal eferente e, assim, o ritmo cardíaco. Isso aumenta o tráfego do nervo aferente vagal e aumenta a coerência (estabilidade) nos padrões de tráfego do nervo aferente vagal. Por sua vez, isso influencia os sistemas neurais envolvidos na regulação do fluxo simpático, informando a experiência emocional e sincronizando as estruturas neurais subjacentes aos processos cognitivos.4
Vários estudos utilizando várias combinações dessas técnicas de autorregulação encontraram correlações significativas entre a coerência da melhorias na função cognitiva e capacidade de auto-regulação. Por exemplo, um estudo de estudantes do ensino médio com transtorno de déficit de atenção e hiperatividade mostrou uma ampla gama de melhorias significativas na memória de curto e longo prazo, capacidade de foco e melhorias significativas nos comportamentos tanto em casa como na escola.120 pilotos de caças envolvidos em tarefas de simuladores de vôo encontraram uma correlação significativa entre níveis mais altos de desempenho e coerência do ritmo cardíaco, assim como níveis mais baixos de frustração. Um estudo de soldados recém-retornados do Iraque que foram diagnosticados com TEPT, descobriu que relativamente breves períodos de treinamento de coerência da VFC combinados com a prática da Técnica de Coerência Rápida resultaram em melhorias significativas na capacidade de auto-regulação, juntamente com uma ampla gama de funções cognitivas. . O grau de melhora está correlacionado com o aumento da coerência cardíaca.121 Outros estudos mostraram aumento da atividade parassimpática (tônus ​​vagal), 52 reduções no cortisol e aumento do DHEA, 127 diminuição da pressão arterial e medidas de estresse em populações hipertensas, 124,126 redução dos custos de saúde, 123 e melhorias significativas na capacidade funcional em pacientes com insuficiência cardíaca congestiva.141 Além disso, um estudo de agentes penitenciários mostrou reduções na PA sistólica e diastólica, colesterol total, glicemia de jejum, estresse geral, raiva, fadiga e hostilidade. 125 Resultados semelhantes foram obtidos em vários estudos com policiais.138.142
Além das técnicas de autorregulação emocional, existem outras abordagens que também aumentam a coerência da VFC. Por exemplo, um estudo de monges zen descobriu que os monges com maior experiência em meditação tendiam a ter ritmos cardíacos mais coerentes durante a gravação em repouso, enquanto os que eram monges há menos de dois anos não o faziam.143 Um estudo de treinamento autógeno também mostraram maior coerência na VFC e descobriram que a coerência cardíaca estava fortemente correlacionada com a atividade alfa do EEG. Os autores sugeriram que a coerência cardíaca poderia ser um marcador geral para o estado meditativo.144 Entretanto, isso não sugere que todos os estilos de meditação ou oração aumentem a coerência, a menos que o estado de coerência seja impulsionado por um foco na respiração em um ritmo de 10 segundos. a ativação de uma emoção positiva.145-148 Por exemplo, um estudo examinando a VFC enquanto recitava preces de rosário ou de contas e mantras de ioga descobriu que um ritmo coerente era produzido por respiração ritmada, mas não por verbalização aleatória ou respiração. Os autores atribuíram os mecanismos para esse achado a um padrão respiratório de 6 ciclos por minuto.149 Em um estudo sobre os efeitos de cinco tipos diferentes de oração sobre a VFC, verificou-se que todos os tipos de oração suscitavam maior coerência cardíaca. No entanto, orações de gratidão e sinceros o amor resultou em níveis de coerência definitivamente mais altos. Também foi demonstrado que o tensionamento dos grandes músculos das pernas de maneira rítmica a um ritmo de 10 segundos pode induzir um ritmo cardíaco coerente.
Conclusão
A VFC é uma propriedade emergente de sistemas reguladores interdependentes que operam em diferentes escalas de tempo para se adaptar aos desafios ambientais e psicológicos. Os mecanismos fisiológicos que contribuem paraa VFC são complexos e envolvem o neuroeixo que se estende do córtex pré-frontal e insular ao sistema nervoso cardíaco intrínseco, com o bulbo e o sistema nervoso cardíaco intrínseco fornecendo grandes centros de integração neural. A VFC pode ser usada como um índice da capacidade funcional de vários sistemas regulatórios e a avaliação da capacidade regulatória pode oferecer uma alternativa aos modelos de equilíbrio autonômico. Como a banda de HRV LF reflete principalmente a transmissão mediada pelo vago entre o coração e a medula, as medidas de repouso não devem ser usadas como marcadores da atividade simpática. Com base na monitorização de 24 horas, os ritmos ULF e VLF estão mais fortemente associados ao estado geral de saúde do que os ritmos de HF. Novas perspectivas sobre os mecanismos subjacentes ao ritmo VLF sugerem que a fonte primária desse ritmo está dentro do próprio coração. Descobertas recentes demonstram a importância do sistema nervoso central intrínseco e dos aferentes cardíacos na geração do ritmo cardíaco e na modulação dos intervalos entre os batimentos cardíacos. A VFC mediada pelo vago parece representar um índice de controle psicológico auto-regulatório, de tal forma que indivíduos com maior HRV em repouso tiveram melhor desempenho em testes de função executiva.
Além de avaliar a capacidade regulatória, a VFC também pode ser usada no contexto de feedback em tempo real para ajudar a restaurar a capacidade reguladora. As abordagens de coerência do ritmo cardíaco treinam os clientes para produzir ritmos cardíacos auto-coerentes com um único pico na região LF (tipicamente em torno de 0,1 Hz) sem picos significativos nas regiões VLF e HF. As estratégias de autorregulação emocional podem contribuir para melhorar a saúde e o desempenho do cliente, isoladamente ou em combinação com o treinamento em biofeedback de HRV. Numerosos estudos forneceram evidências de que o treinamento de coerência consistindo de ativação intencional de emoções positivas emparelhado com feedback de coerência da VFC pode facilitar melhorias significativas nos indicadores de bem-estar e bem-estar em uma variedade de populações.