Cardiac autonomic dysfunction in obese normotensive children and adolescents.

OBJECTIVE: To test the hypothesis that obese normotensive children and adolescents present impaired cardiac autonomic control compared to non-obese normotensive ones.
METHODS: For this cross-sectional study, 66 children and adolescents were divided into the following groups: Obese (n=31, 12±3 years old) and Non-Obese (n=35, 13±3 years old). Obesity was defined as body mass index greater than the 95th percentile for age and gender. Blood pressure was measured by oscillometric method after 15 minutes of rest in supine position. The heart rate was continuously registered during ten minutes in the supine position with spontaneous breathing. The cardiac autonomic control was assessed by heart rate variability, which was calculated from the five-minute minor variance of the signal. The derivations were the index that indicates the proportion of the number of times in which normal adjacent R-R intervals present differences >50 miliseconds (pNN50), for the time domain, and, for the spectral analysis, low (LF) and high frequency (HF) bands, besides the low and high frequencies ratio (LF/HF). The results were expressed as mean±standard deviation and compared by Student's t-test or Mann-Whitney's U-test.
RESULTS: Systolic blood pressure (116±14 versus 114±13mmHg, p=0.693) and diastolic blood pressure (59±8 versus 60±11mmHg, p=0.458) were similar between the Obese and Non-Obese groups. The pNN50 index (29±21 versus 43±23, p=0.015) and HF band (54±20 versus 64±14 normalized units - n.u., p=0.023) were lower in the Obese Group. The LF band (46±20 versus 36±14 n.u., p=0.023) and LF/HF ratio (1.3±1.6 versus 0.7±0.4, p=0.044) were higher in Obese Group.
CONCLUSIONS: Obese normotensive children and adolescents present impairment of cardiac autonomic control.

Introduction

Childhood obesity( 1 ) affects around 16% of the world population aged 6 to 19 years( 2 ). In Brazil, data from the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IGBE - Instituto Brasileira de Geografia e Estatística) for 2010 shows that approximately 14% of children and 5% of adolescents were obese( 3 ). In addition to being highly prevalent, obesity in children and adolescents is responsible for the emergence and development of cardiovascular diseases( 1 , 2 ).

Over recent decades, results of indirect analysis of cardiac autonomic modulation of heart rate variability (HRV) have been found to have a direct associated with cardiovascular prognosis( 4 ). Findings show that the lower the HRV, the greater the chance of coronary events occurring( 5 ).

Additionally, dysfunctions of autonomic cardiac control have been described among the pathophysiologic characteristics of childhood obesity( 6 - 8 ). Among obese children and adolescents, reductions are observed in HRV and vagal modulation while sympathovagal balance increases( 6 , 7 ). These findings suggest, at least in part, that cardiac autonomic dysfunction in obese children and adolescents is related to sympathetic hyperactivation in detriment to vagal activation.

However, in the majority of studies that have assessed HRV, the obese children and adolescents studied had significantly higher blood pressures than their non-obese peers( 6 , 8 ). This hemodynamic characteristic may itself be an independent cause of the cardiac autonomic dysfunction observed in this population. There is in fact a direct association between high arterial blood pressure levels and impairment of cardiac autonomic modulation( 9 , 10 ). In view of this, in order to attempt to exclude the effect of high arterial blood pressure on cardiac autonomic modulation, the objective of this study was to test the hypothesis that normotensive obese children and adolescents would exhibit impaired cardiac autonomic modulation when compared with normotensive non-obese individuals.

Method

The sample size calculation was based on an article published previously( 6 ) and estimated that a minimum of 23 individuals in each group would be needed to achieve test power of 90% with an α error of 5%. A total of 31 normotensive obese children and adolescents were therefore recruited at the pediatric obesity and hypertension clinic run by the Fundação Imepen in Juiz de Fora, MG, Brazil, and 35 non-obese controls were recruited in the local community. All volunteers were aged 8 to 17 years, were normotensive and were not on any type of medication.

Both volunteers and their legal representatives received explanations of all of the procedures involved in the study and, after both agreed to participation, free and informed consent forms were signed. This project was approved by the Research Ethics Committee at the Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF, protocol number 0051/2009) and was conducted at the UFJF University Hospital and Physical Education and Sports Department.

Since the inclusion criteria were obesity or healthy weight combined with normal blood pressure, the following procedures were used to define the participants: body mass and height were measured using a balance with built-in stadiometer (Filizola(r)) and body mass index (BMI) was calculated by dividing body weight in kilograms by the square of height in meters. Obesity was defined as BMI above the 95th percentile for age and sex( 11 ). Arterial blood pressure was measured in an upper limb after 15 minutes at rest in the supine position, noninvasively, using the auscultatory method with a mercury-column sphygmomanometer (Takaoka(r)), on two different days prior to the start of the experimental protocol. The choice of cuffs appropriate to arm circumference was made as recommended by the V Brazilian Directives on Arterial Hypertension (V Diretrizes Brasileiras de Hipertensão Arterial)( 12 ). Individuals were classed as normotensive if their means for two systolic and diastolic arterial blood pressure measurements were below the 90th percentile for age and sex( 12 ), which were 120mmHg for systolic pressure and 80mmHg for diastolic pressure. Individuals were excluded if they were on any type of medication and/or had a physician-diagnosed metabolic, cardiovascular or hormonal disease, in addition to obesity. These criteria were checked during clinical consultations conducted by the physician responsible for the clinic.

Physical activity was measured using the Habitual Physical Activity Questionnaire, which quantifies the number of minutes spent engaged in habitual physical activity during the 12 months preceding administration and has been validated for the juvenile Brazilian population( 13 ).

During the investigation, arterial blood pressure was measured non-invasively and automatically by the oscillometric method (Dixtal, DX 2020), with the cuff positioned on the volunteer's right upper limb. Heart rate was recorded continuously in the supine position using a heart rate monitor (Polar(r), S810i). In order to evaluate autonomic cardiac control, data on the interval between each pair of heart beats (iRR) were sent to a microcomputer, by the pulse receptor's data transmission port to Polar Precision Performance (r) software, using an infrared signal interface. All signals used were within a maximum error of 3%. The data were then transferred to Matlab, version 6.0, for automatic selection of the five minutes of least variance, using a previously implemented routine( 14 , 15 ). This selection is made automatically using a moving window and the mathematical algorithm only analyzes the five minute period (uninterrupted) that exhibits the least variance. The sections selected were then analyzed visually and were only used for the HRV analysis if there were no obvious irregularities in the R-R intervals. These five-minute time series were then exported to Kubios HRV Analysis, version 2.0 software( 15 ). This application was used to correct artifacts, using the program's medium level filter, and to calculate the HRV indexes, for the time domain, and the mean R-R intervals (MNN), in milliseconds (ms), which represents the inverse of heart rate; the standard deviations for normal R-R intervals (SDNN), in ms, which reflects HRV; the square root of the mean of the squares of the differences between normal R-R intervals (RMSSD), in ms, and the percentage of adjacent R-R intervals with a difference greater than 50ms (pNN50), which reflects cardiac vagal modulation. To estimate the function for power spectrum density using the nonparametric Fourier rapid transform method( 16 ), the trend component was removed from the time series, using the a priori smoothing method( 17 ), after piecewise cubic spline interpolation, at a frequency of 4Hz. The spectral analysis of HRV was based on calculation of the power spectrum density for a low frequency band (LF - 0.04 to 0.15Hz), which reflects predominantly sympathetic modulation, and for a high frequency band (HF - 0.15 to 0.4Hz), which reflects cardiac vagal modulation, expressed both as absolute power (milliseconds squared - ms2) and as normalized units (n.u.), and also the LF/HF ratio, which reflects sympathovagal balance.

All volunteers were assessed during the afternoon in order to avoid influence from the circadian cycle. The anthropometric measurements were taken first and then, after 15 minutes at rest in the supine position, arterial blood pressure was measured. Next, a 10-minute continuous recording of heart rate was made in order to calculate HRV.

Data were expressed as mean±standard deviation. The Kolmogorov-Smirnov test was used to verify normality of data. Possible differences between groups were analyzed using Student's t test for independent samples, where variables had normal distribution, or the Mann-Whitney U test if data distribution was not normal. Analysis of covariance (ANCOVA) was used to control for the possible effects of age and sex. Statistica, version 8.0 (Statsoft, USA) was used for all statistical tests and differences were considered significant when p<0.05.

Results

Results for anthropometric and hemodynamic variables and habitual physical activity are shown in Table 1. Groups were similar in terms of age, habitual physical activity level and, as expected, there were no significant differences in systolic or diastolic arterial blood pressures. Additionally, blood pressures were within the range considered ideal.

Table 1

Anthropometric characteristics, hemodynamics at rest and weekly physical activity for Obese and Not Obese groups

The time-domain and frequency-domain results for HRV are shown in Table 2. The MNN, SDNN and RMSSD indexes were similar for both groups and the pNN50 index was lower in the Obese Group than in the Not Obese Group. With regard to frequency-domain HRV results, the spectral bands LF and HF were similar in both groups in terms of absolute power. However, the HF band (n.u.) was significantly lower and the variables LF (n.u.) and LF/HF were higher in the Obese Group. Among the variables used in the ANCOVA, it was observed that obesity was an independent factor for low values of pNN50 and the HF band (n.u.) and for high values for the LF band (n.u.) and the LF/HF ratio in the Obese Group (Table 3).

Table 2

Variability of heart rate in time and frequency domains for Obese and Not Obese groups

Table 3

Analysis of covariance of heart rate variability

Discussion

The primary finding of this study is that normotensive obese children and adolescents have abnormal cardiac autonomic modulation when compared with their non-obese, normotensive peers. The pNN50 index and HF band (n.u.), which indicate cardiac vagal modulation, were lower in obese individuals. Additionally, the LF band (n.u.), which reflects modulation that is predominantly sympathetic, and the LF/HF ratio, indicative of sympathovagal balance, were both elevated in the Obese Group. All of these results were independent of age and sex effects.

The positive association between obesity and high blood pressure levels has consistently been reported( 18 ), and these hemodynamic changes have been primarily explained by hyperactivity of the sympathetic nervous system( 19 ). There is, therefore, clear evidence that excessive accumulation of body weight can provoke hemodynamic abnormalities and impairment of autonomic control( 19 , 20 ). For example, Guízar et al( 8 ) found that obese adolescents had significantly compromised sympathovagal balance, represented by an elevated LF/HF ratio. However, the adolescents investigated in that study, while normotensive, had significantly higher blood pressure levels than their non-obese peers. In the present study, there was also a negative change in sympathovagal balance manifest as higher LF/HF ratio among obese children and adolescents. However, in contrast with the research described by Guízar et al( 8 ), in which the obese subjects' blood pressure levels were already elevated, our results show that obesity was itself responsible for compromising the cardiac autonomic modulation of obese children and adolescents, irrespective of their resting blood pressure, since the blood pressure measurements for this sample did not only classify the individuals investigated as normotensive, but were also similar for the Obese Group and the Not Obese Group.

There is no doubt that both compromised autonomic cardiac control and elevated arterial blood pressures are present in obesity. Riva et al( 6 ) conducted a study of obese adolescents who did not only have compromised sympathovagal balance, but also exhibited significantly reduced vagal modulation, represented by lower pNN50 index values. Therefore, if our results are considered side-by-side with those of these researchers( 6 ), it can be seen that the autonomic dysfunction observed in obesity may be characterized by sympathetic activation in detriment to vagal activation. Kauffman et al( 21 ) have published further evidence to support this, showing that obese adolescents had lower results for the HF band, converted into n.u., which is related to vagal modulation, while values for the LF band (also in n.u.) and the LF/HF ratio were elevated. Furthermore, these authors noted that the impairment of autonomic cardiac control seen in childhood obesity is associated with leptin levels, insulin resistance, and increased oxidative stress and inflammation, and that these relationships are primarily mediated by adipose tissue.

The LF/HF ratio has been proposed as an accurate measure of sympathovagal balance of the heart, in that if this ratio is high it may indicate greater sympathetic modulation of the cardiovascular system( 22 , 23 ). Indeed, the normotensive Obese Group studied in the present research exhibited a higher LF/HF ratio than the Not Obese Group, which indicates that adipose tissue is one of the factors responsible for increased sympathetic stimulation, although other mechanisms may also be involved. Confirming this physiological representation of LF/HF, the spectral components of the LF and HF bands (in n.u.) show the balanced action of the two branches of the autonomic nervous system in control of heart beat( 22 ). The existence of a linear relationship has been shown between changes in the LF band (n.u.) and heart rate during tests involving incremental orthostatic postural maneuvers, reinforcing the theory that increases in the spectral values of this index indicate possible increases in sympathetic activation of the heart( 24 ). Thus, once again our results confirm the predominance of sympathetic cardiac modulation in the Obese Group, shown by significantly higher values for LF (n.u.), when compared with the Not Obese Group. As a consequence, the obese individuals studied exhibited impaired vagal cardiac activation, shown by their reduced HF (n.u.).

Although they are not the object of study here, certain neurohumoral mechanisms could explain the cardiac autonomic dysfunction observed in obesity. The most important of these are increased levels of insulin, leptin, proinflammatory cytokines, oxidative stress and catecholamines( 25 , 26 ). These mechanisms are responsible for the sympathetic hyperactivation observed in obese individuals( 19 ) and, therefore, it can be speculated that the children and adolescents investigated here may also have disorders of these types.

The detection of autonomic dysfunction in children and adolescents underscores the increased cardiovascular risk that is associated with childhood obesity, particularly the consequences of increased morbidity and mortality in adulthood( 1 ). These results are an alert to the need for actions designed to have an effect early on, avoiding progression to cardiovascular complications. Health education programs and interventionist measures to encourage lifestyle changes involving adoption of a balanced diet and regular physical activity should be conducted by multi-professional teams, in order to prevent and treat childhood obesity.

One limitation of this study is that the maturity stages of these children and adolescents were not assessed. However, since it is known that maturity is influenced by both age and sex, an ANCOVA was conducted to control for the possible effects of these variables. Our results show that obese children and adolescents had lower results for pNN50 index and the HF band (in n.u.) and higher results for the LF band (in n.u.) and LF/HF ratio, irrespective of age and sex. Therefore, despite not having assessed maturity stage, it is improbable that this factor has skewed our results.

It can be concluded that even normotensive obese children and adolescents have impaired autonomic cardiac control when compared with their non-obese normotensive peers.

Introdução

A obesidade infantil( ) acomete cerca de 16% da população mundial com idades de seis a 19 anos( ). No Brasil, dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística de 2010 apontam que a obesidade atinge aproximadamente 14% das crianças e 5% dos adolescentes( ). Além de ser altamente prevalente, a obesidade em crianças e adolescentes é responsável pelo surgimento e desenvolvimento de doenças cardiovasculares( , ).

Nas últimas décadas, os resultados obtidos pela análise indireta da modulação autonômica cardíaca, por meio da variabilidade da frequência cardíaca (VFC), têm se associado diretamente ao prognóstico cardiovascular( ). Assim, quanto menor a VFC, maior é a chance de ocorrerem eventos coronarianos( ).

Além disso, alterações no controle autonômico cardíaco são descritas como características fisiopatológicas da obesidade infantil( - ). Em crianças e adolescentes obesos, observou-se redução na VFC e na modulação vagal e aumento no balanço simpato-vagal( , ). Essas informações sugerem, pelo menos em parte, que a disfunção autonômica cardíaca em crianças e adolescentes obesos relaciona-se à hiperativação simpática em detrimento da vagal.

Contudo, na maioria dos estudos que avaliaram a VFC, as crianças e os adolescentes obesos apresentavam níveis pressóricos significativamente maiores quando comparados a seus pares não obesos( , ). Tal característica hemodinâmica poderia ser causa independente para a disfunção autonômica cardíaca observada nessa população. De fato, existe associação direta entre maiores níveis de pressão arterial e piora na modulação autonômica cardíaca( , ). Dessa forma, para excluir o efeito da elevação da pressão arterial na modulação autonômica cardíaca, o presente estudo teve como objetivo testar a hipótese de que crianças e adolescentes obesos normotensos apresentam disfunção autonômica cardíaca quando comparados a indivíduos não obesos também normotensos.

Método

Pelo cálculo amostral baseado em artigo publicado anteriormente( ), utilizando poder de 90% e erro α de 5%, constatou-se que deveriam ser recrutados no mínimo 23 indivíduos em cada grupo. Portanto, selecionaram-se 31 crianças e adolescentes obesos normotensos recrutados no Ambulatório de Obesidade e Hipertensão Infantil da Fundação Imepen de Juiz de Fora, MG, e 35 indivíduos controles não obesos recrutados na comunidade local. Todos os voluntários possuíam idade de oito e 17 anos, eram normotensos e não estavam sob uso de qualquer tipo de medicação.

Explicaram-se todos os procedimentos da pesquisa aos representantes legais e aos voluntários e, após a concordância de ambos, o termo de consentimento livre e esclarecido foi assinado. Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e desenvolvida no Hospital Universitário e na Faculdade de Educação Física e Desportos da UFJF.

Como os critérios de inclusão eram obesidade ou não e normotensão, utilizaram-se os seguintes procedimentos para definir os participantes: o peso corporal e a estatura foram mensuradas por meio de balança com estadiômetro (Filizola(r)) para o cálculo do índice de massa corpórea (IMC). Calculou-se o IMC dividindo-se o peso corporal em quilogramas pela altura em metros, ao quadrado. A obesidade foi definida como IMC maior que o percentil 95, conforme a idade e o sexo( ). Mediu-se a pressão arterial no membro superior após 15 minutos em repouso na posição supina, de forma não invasiva, pelo método auscultatório, utilizando-se esfigmomanômetro de coluna de mercúrio (Takaoka(r)), em dois dias distintos, anteriores ao protocolo experimental. Aplicaram-se tamanhos adequados de manguito, considerando-se a circunferência do braço, segundo as recomendações da V Diretrizes Brasileiras de Hipertensão Arterial( ). Classificaram-se como normotensos os indivíduos que apresentaram a média das duas medidas da pressão arterial sistólica e diastólica inferior ao percentil 90 conforme a idade e o sexo( ), sendo inferior a 120mmHg para a pressão sistólica e a 80mmHg para a diastólica. Excluíram-se os indivíduos que estavam sob uso de qualquer medicação e/ou possuíam diagnóstico médico de doença metabólica, cardiovascular ou hormonal, além da obesidade. Verificaram-se esses critérios durante consulta clínica realizada pela responsável do serviço ambulatorial.

Avaliou-se a atividade física por meio do Questionário Atividade Física Habitual, validado na população juvenil brasileira, que quantifica os minutos dedicados à prática de atividade física habitual no período de 12 meses anteriores à sua aplicação( ).

Durante a investigação, aferiu-se a pressão arterial não invasiva automaticamente pelo método oscilométrico (Dixtal, DX 2020), com o manguito posicionado no membro superior direito do voluntário. Registrou-se a frequência cardíaca continuamente, na posição supina, por meio de cardiofrequencímetro (Polar(r), S810i). Para avaliar o controle autonômico cardíaco, os valores pontuais dos intervalos entre cada batimento cardíaco (iRR) coletados foram direcionados ao microcomputador pela transmissão de dados do receptor de pulso para o software Polar Precision Performance, utilizando-se interface de emissão de sinais infravermelhos. Todos os sinais incluídos apresentaram no máximo 3% de erro. Tais dados foram transferidos para o aplicativo Matlab, versão 6.0, para seleção automática dos cinco minutos de menor variância, por meio de rotina previamente implementada( , ). Realizou-se essa seleção automaticamente pela aplicação de janela móvel e o algoritmo matemático considerou apenas o trecho de cinco minutos ininterruptos do tacograma que apresentou a menor variância. Os trechos selecionados foram submetidos à análise visual e, somente na ausência de irregularidades marcantes nos intervalos R-R, foram considerados para a análise da VFC. As séries temporais com duração de cinco minutos selecionadas foram transferidas para o software Kubios HRV Analysis, versão 2.0( ). Nesse aplicativo, corrigiram-se os artefatos, com filtro de nível médio do software e calcularam-se os índices de VFC, no domínio do tempo, com os valores dos intervalos R-R médios (MNN), em milissegundos (ms), que representa o inverso da frequência cardíaca; os valores dos desvios padrão dos intervalos R-R normais (SDNN), em ms, que reflete a VFC; a raiz quadrada da média dos quadrados das diferenças entre os intervalos R-R normais (RMSSD), em ms, e a porcentagem de intervalos R-R adjacentes com diferença superior a 50ms (pNN50), que refletem a modulação vagal cardíaca. Para estimar a função densidade espectral de potência pelo método não paramétrico da Transformada Rápida de Fourier( ), removeu-se o componente de tendência da série temporal pelo método de suavização a priori ), após a interpolação por meio da spline cúbica, a uma frequência de 4Hz. Para a análise espectral da VFC, consideraram-se as bandas do espectro de potência de baixa frequência (LF - 0,04 a 0,15Hz), que refletem a modulação predominantemente simpática, e de alta frequência (HF - 0,15 a 0,4Hz), que refletem a modulação vagal cardíaca, expressas em potência absoluta (milissegundo ao quadrado - ms2) e em unidades normalizadas (u.n.), além da razão LF/HF, que reflete o balanço simpato-vagal.

Avaliaram-se todos os voluntários no período da tarde para evitar a influência do ciclo circadiano. Inicialmente, realizaram-se as medidas antropométricas e, após 15 minutos de repouso na posição supina, aferiu-se a pressão arterial. Em seguida, registraram-se dez minutos contínuos de frequência cardíaca para posterior cálculo da VFC.

Os dados foram expressos como média±desvio padrão. Verificou-se a normalidade dos dados pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. As possíveis diferenças entre os grupos para variáveis com distribuição normal foram analisadas pelo teste t de Student para amostras independentes e, para as variáveis que não apresentaram distribuição normal, pelo teste U de Mann-Whitney. Realizou-se a análise de covariância (ANCOVA) para controlar os possíveis efeitos da idade e do sexo. Para todos os testes estatísticos, considerou-se diferença significativa quando p<0,05 e utilizou-se o programa Statistica, versão 8.0 (Statsoft, USA).

Resultados

Os resultados antropométricos, hemodinâmicos e de prática de atividade física habitual são apresentados na Tabela 1. Os grupos foram semelhantes quanto a idade, nível habitual de atividade física e, como esperado, não houve diferenças significativas nos níveis de pressão arterial sistólica e diastólica. Além disso, os níveis pressóricos encontravam-se dentro da faixa considerada ótima.

Tabela 1

Características antropométricas, hemodinâmicas de repouso e da atividade física semanal dos grupos Obeso e Não Obeso

Os resultados da VFC no domínio do tempo e da frequência são mostrados na Tabela 2. Os índices MNN, SDNN e RMSSD foram semelhantes entre os grupos e o índice pNN50 foi menor no Grupo Obeso, comparado ao Grupo Não Obeso. Quanto à VFC no domínio da frequência, as bandas espectrais LF e HF, em potência absoluta, foram semelhantes entre os grupos. Por outro lado, a banda HF (u.n.) foi significativamente menor e as variáveis LF (u.n.) e LF/HF foram maiores no Grupo Obeso. Entre as variáveis utilizadas para ANCOVA, observou-se que a obesidade foi fator independente para os baixos valores do pNN50 e da banda HF (u.n.) e para os altos valores da banda LF (u.n.) e da razão LF/HF do Grupo Obeso (Tabela 3).

Tabela 2

Variabilidade da frequência cardíaca no domínio do tempo e da frequência entre os grupos Obeso e Não Obeso

Tabela 3

Análise de covariância sobre a variabilidade da frequência cardíaca

Discussão

O principal achado do presente estudo é que crianças e adolescentes obesos normotensos apresentam comprometimento da modulação autonômica cardíaca, quando comparados a seus pares não obesos também normotensos. O índice pNN50 e a banda HF (u.n.), que indicam a modulação vagal cardíaca, foram menores nos indivíduos obesos. Além disso, a banda LF (u.n.), que reflete a modulação predominantemente simpática cardíaca, e a razão LF/HF, indicativa do balanço simpato-vagal, mostraram-se elevadas no Grupo Obeso. Todos os resultados foram independentes dos efeitos da idade e do gênero.

A associação positiva entre obesidade e níveis pressóricos elevados tem sido relatada consistentemente( ), sendo que essas alterações hemodinâmicas são explicadas principalmente pela hiperatividade do sistema nervoso simpático( ). Portanto, há claras evidências de que o ganho excessivo de peso corporal pode provocar alterações hemodinâmicas e deficiência no controle autonômico( , ). Nesse sentido, Guízar et al ) verificaram que adolescentes obesos possuem comprometimento significativo do balanço simpato-vagal, representado por elevação da razão LF/HF. Porém, neste trabalho, os adolescentes, apesar de normotensos, apresentavam níveis pressóricos significativamente maiores que seus pares não obesos. Neste estudo, também houve alteração negativa do balanço simpato-vagal por meio de maiores valores da razão LF/HF nas crianças e nos adolescentes obesos. No entanto, diferentemente do trabalho de Guízar et al ), no qual os níveis pressóricos já estavam elevados, nossos resultados mostram que a obesidade, por si só, foi responsável por prejudicar a modulação autonômica cardíaca de crianças e adolescentes obesos independentemente dos valores pressóricos de repouso. Isso porque os valores de pressão arterial, além de classificarem os indivíduos investigados como normotensos, foram semelhantes entre o Grupo Obeso e Não Obeso.

Não há dúvidas de que o prejuízo do controle autonômico cardíaco adicionalmente à elevação da pressão arterial esteja presente na obesidade. No trabalho de Riva et al ), além do balanço simpato-vagal comprometido, os adolescentes obesos também apresentaram modulação vagal significativamente reduzida, representada por menores valores do índice pNN50. Dessa forma, ao se considerarem os achados desses pesquisadores( ) juntamente com os resultados do presente estudo, verifica-se que a disfunção autonômica observada na obesidade pode se caracterizar por ativação simpática em detrimento da atuação vagal. Concordando com tais achados, Kauffman et alverificaram, em adolescentes obesos, que a banda HF em u.n. relacionada à modulação vagal estava reduzida, enquanto a banda LF em u.n. e a razão LF/HF estavam aumentadas. Além disso, esses autores notaram que o prejuízo no controle autonômico cardíaco na obesidade infantil associa-se aos níveis de leptina, à resistência insulínica, ao aumento do estresse oxidativo e da inflamação, sendo que essa relação é mediada primariamente pelo tecido adiposo.

A razão LF/HF tem sido proposta por ser uma medida acurada do balanço simpato-vagal sobre o coração. Assim, valores elevados dessa razão podem indicar maior modulação simpática sobre o sistema cardiovascular( , ). De fato, no presente estudo, o Grupo Obeso normotenso apresentou maior valor da razão LF/HF, comparado ao Grupo Não Obeso, o que indica que o tecido adiposo é um dos responsáveis pelo aumento no estímulo simpático, embora outros mecanismos também possam estar relacionados. Confirmando a representação fisiológica de LF/HF, as componentes espectrais das bandas LF e HF, em u.n., revelam a atuação balanceada dos dois ramos do sistema nervoso autônomo no controle dos batimentos cardíacos( ). A existência de relação linear entre as mudanças da banda LF (u.n.) e da frequência cardíaca durante testes incrementais de manobra postural ortostática já foi demonstrada, reforçando a ideia de que acréscimos nos valores espectrais desse índice indicam possível aumento da atuação simpática sobre o coração( ). Dessa forma, mais uma vez, nossos resultados confirmaram o predomínio da modulação simpática cardíaca no Grupo Obeso, verificado pelos valores significativamente elevados de LF (u.n) desses indivíduos quando comparados aos não obesos. Consequentemente, no presente estudo, observou-se o prejuízo da atuação vagal cardíaca nos indivíduos obesos por meio da HF (u.n.) reduzida.

Apesar de não ter sido objeto de estudo neste trabalho, alguns mecanismos neuro-humorais podem explicar a disfunção autonômica cardíaca observada na obesidade. Dentre eles, merecem destaque elevações nos níveis de insulina, leptina, citocinas pró-inflamatória, estresse oxidativo e catecolaminas( , ). Tais mecanismos são responsáveis pela hiperativação simpática observada nos indivíduos obesos(19) e, dessa forma, é possível especular que as crianças e os adolescentes investigados também já possam apresentar alterações nesse sentido.

A detecção de disfunção autonômica em crianças e adolescentes ressalta a presença de maior risco cardiovascular associado à obesidade infantil e, principalmente, às consequências de aumento da morbimortalidade na vida adulta( ). Esses resultados alertam sobre a necessidade de ações que busquem a atuação precoce e evitem a evolução para complicações cardiovasculares. Programas de educação em saúde, além de medidas intervencionistas, como mudanças no estilo de vida que envolvam a adoção de dieta equilibrada e prática de atividade física regular, devem ser executados por equipes multiprofissionais para prevenir e tratar a obesidade infantil.

Uma limitação do presente estudo é o fato de não ter sido realizada alguma medida do estado maturacional dessas crianças e adolescentes. Com o conhecimento de que o estado maturacional é influenciado por idade e sexo, conduziu-se a ANCOVA para controlar os possíveis efeitos dessas variáveis. Nossos resultados mostraram que as crianças e adolescentes obesos apresentaram o índice pNN50 e a banda HF em u.n. reduzidos e a banda LF em u.n. e a razão LF/HF aumentadas independentemente da idade e do sexo. Portanto, mesmo que o nível maturacional não tenha sido avaliado, é improvável que esse fator esteja influenciando nossos resultados.

Pode-se concluir que crianças e adolescentes obesos, mesmo normotensos, apresentam disfunção do controle autonômico cardíaco quando comparados a seus pares não obesos também normotensos.