Frecuencia cardíaca durante el sueño: perspectivas lineales, no lineales y del ritmo circadiano

Explorando la variabilidad de la frecuencia cardíaca durante el sueño: perspectivas lineales, no lineales y del ritmo circadiano

Explorando la variabilidad de la frecuencia cardíaca durante el sueño: perspectivas lineales, no lineales y del ritmo circadiano

Mizuki Hasegawa1,2 Mayuko Sasaki1 Yui Umemoto1 Río Hayashi1 Akari Hatanaka1 Marino Hosoki1 Ahmed Farag1 Katsuhiro Matsuura3 Tomohiko Yoshida4 Kazumi Shimada1 Lina Hamabe1 Ken Takahashi5 Ryou Tanaka1*
  • 1Departamento de Cirugía Veterinaria, Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, Tokio, Japón
  • 2Yokohama Isogo Animal Hospital, Yokohama, Kanagawa, Japón
  • 3Departamento de Ciencias Clínicas de Pequeños Animales, Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Florida, Gainesville, FL, Estados Unidos
  • 4Departamento del Centro Médico de Pequeños Animales, Universidad de Agricultura y Medicina Veterinaria de Obihiro, Obihiro, Hokkaido, Japón
  • 5Departamento de Pediatría, Universidad de Juntendo, Hospital Urayasu, Chiba, Japón

Fondo: Se cree que la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) posee el potencial para la detección de enfermedades. Sin embargo, la identificación temprana de la enfermedad cardíaca sigue siendo un desafío, ya que el análisis de la VFC en perros refleja principalmente las etapas avanzadas de la enfermedad.

Hipótesis/objetivo: El objetivo de este estudio es comparar la VFC de 24 horas con la VFC del sueño para evaluar la utilidad potencial del análisis de la VFC del sueño.

Animales: Se incluyeron en el estudio 30 perros sanos sin anomalías ecocardiográficas, 23 hembras y 7 machos con edades comprendidas entre los 2 meses y los 8 años (media [desviación estándar], 1,4 ± 1,6]).

Métodos: En este estudio se empleó un estudio transversal. La VFC de 24 h y la VFC del sueño se midieron a partir de registros Holter de 48 h. Se llevaron a cabo tanto el análisis lineal, un método tradicional de análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca, como el análisis no lineal, un enfoque novedoso. Además, se evaluaron los parámetros del ritmo circadiano.

Resultados: En el análisis de frecuencia del análisis lineal, el índice parasimpático nHF fue significativamente mayor durante el sueño en comparación con el período medio de 24 h (VFC media del sueño [desviación estándar] frente a media de 24 h [desviación estándar], intervalo de confianza del 95%, valor p, familia r: 0,24 [0,057] frente a 0,23 [0,045], 0,006-0,031, p = 0,005, r = 0,49). En cuanto al análisis en el dominio del tiempo, los índices parasimpáticos SDNN y RMSSD también fueron significativamente mayores durante el sueño (SDNN: 179,7 [66,9] vs. 156,6 [53,2], 14,5-31,7, p < 0,001, r = 0,71 RMSSD: 187,0 [74,0] vs. 165,4 [62,2], 13,2-30,0, p < 0,001, r = 0,70). En un método geométrico de análisis no lineal, los índices parasimpáticos SD1 y SD2 mostraron valores significativamente más altos durante el sueño (SD1: 132,4 [52,4] vs. 117,1 [44,0], 9,3-21,1, p < 0,001, r = 0,70 SD2: 215,0 [80,5] vs. 185,9 [62,0], 17,6-40,6, p < 0,001, r = 0,69). Además, los ítems del ritmo circadiano de los índices parasimpáticos SDNN, RMSSD, SD1 y SD2 mostraron picos positivos durante el sueño.

Conclusión: Los hallazgos sugieren que centrarse en la VFC durante el sueño puede proporcionar una representación más precisa de la actividad parasimpática, ya que captura los elementos máximos del ritmo circadiano.

1 Introducción

La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) se refiere a la variación en el tiempo entre latidos cardíacos sucesivos, o intervalos RR, causada por los cambios en la estimulación nerviosa autónoma del nódulo sinusal (1). El análisis de la VFC en medicina humana se ha convertido en una valiosa herramienta analítica para la detección temprana de enfermedades y la predicción pronóstica en diversas afecciones. Por ejemplo, en COVID-19, se ha observado una disminución de la VFC para predecir la lesión cardíaca antes que los marcadores miocárdicos, lo que sugiere que su detección temprana podría mejorar el pronóstico del paciente (2). En el contexto de las anomalías cardiovasculares, los estudios han sugerido que la disminución de la VFC en reposo en niños concebidos mediante técnicas de reproducción asistida puede predisponerlos a un envejecimiento cardiovascular prematuro (3). También se ha sugerido que los parámetros anormales de la VFC están asociados con el desarrollo de insuficiencia cardíaca congestiva en individuos asintomáticos (4). Por otro lado, hallazgos recientes en perros sugieren que la terapia combinada con pimobendán, furosemida y enalapril restaura la actividad normal del sistema nervioso autónomo en perros con degeneración mixomatosa de la válvula mitral (MMVD) en estadio C (5). Se ha descrito que tanto el tono simpático como el parasimpático se alteran en perros con enfermedad de la válvula mitral antes de que aparezcan los signos clínicos, como se demuestra mediante el uso de análisis de VFC a corto plazo (6). Algunos informes también han evaluado la influencia de la relación perro-dueño en la reactividad emocional en perros y si la medicación puede afectar positivamente los indicadores de estrés (7, 8). En perros, se ha utilizado para evaluar el equilibrio autonómico cardíaco en la terapia, la evaluación de enfermedades y la investigación conductual (5-7). Se han reportado otros en una variedad de áreas, como la evaluación de los niveles de estrés relacionados con el bienestar animal, la evaluación de la analgesia intraoperatoria y el equilibrio nociceptivo, y la evaluación del dolor intraoperatorio para mejorar la atención postoperatoria (9-11). En todos estos casos predomina el tono simpático y la consiguiente respuesta endocrina que influye directamente en la frecuencia cardíaca y, por tanto, en la VFC (12-15).

Varios informes dirigidos a la detección precoz de enfermedades cardíacas en perros han demostrado que los índices simpáticos de los parámetros de VFC aumentan a medida que avanza la enfermedad cardíaca (16). Las arritmias respiratorias, caracterizadas por variaciones en la frecuencia cardíaca que se sincronizan con el ciclo respiratorio, ocurren comúnmente durante el tono parasimpático (vagal). Particularmente en presencia de enfermedades cardíacas, estas arritmias respiratorias pueden ser un factor para evaluar la progresión de la afección, ya que pueden disminuir o volverse menos prominentes a medida que avanza la enfermedad (17). Por otro lado, las arritmias respiratorias caninas pueden complicar el análisis de la VFC. La variabilidad normal del intervalo RR en perros durante el sueño y el descanso puede alcanzar hasta el 77%, mientras que se ha observado que las extrasístoles presentan una variabilidad que oscila entre el 50 y el 60%. Esta variabilidad puede hacer que sea difícil distinguirlos en el análisis lineal convencional, lo que puede resultar en la exclusión de datos que podrían contener información valiosa para la identificación de enfermedades (16, 18, 19). Por lo tanto, algunos informes indican que el análisis de la VFC en perros puede reflejar solo la enfermedad avanzada, lo que plantea desafíos para su uso en la detección temprana y la predicción del pronóstico, a diferencia de la medicina humana (11). Además, en los seres humanos, la actividad diurna también es un factor que altera la variabilidad de la frecuencia cardíaca (20). Incluso en el mismo individuo, la actividad sin restricciones puede variar de un día a otro, afectando de manera impredecible a la VFC de 24 horas (21). En los últimos años, el sueño se ha propuesto como una medida eficiente en el tiempo de la VFC que es menos susceptible a los factores ambientales que las mediciones diurnas (22). Aunque la relación entre la VFC del sueño y los eventos cardiovasculares en humanos está emergiendo, hay datos limitados específicamente sobre la VFC del sueño en perros.

Basándonos en lo anterior, planteamos la hipótesis de que existe una diferencia entre la VFC del sueño y la VFC de 24 horas en los perros. Nos centramos en el período de sueño, durante el cual el sistema nervioso parasimpático es dominante y la arritmia respiratoria es alta, no afectada por las actividades diurnas. El objetivo de este estudio es comparar la VFC de 24 horas con la VFC del sueño para evaluar la utilidad potencial del análisis de la VFC del sueño. Se realizó una comparación entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño utilizando tanto el método de análisis convencional, como el análisis lineal, como un método de análisis novedoso, el análisis no lineal, que ha demostrado ser un indicador con alta especificidad, sensibilidad y precisión diagnóstica para identificar perros en riesgo de muerte (23).

2 Materiales y métodos

Se trata de un estudio transversal.

2.1 Animales

Los perros para el estudio fueron seleccionados de entre los que fueron llevados al Departamento del Hospital Pediátrico de Perros y Gatos en Tokio, Japón. Se eligieron perros sanos de entre los admitidos en el hospital para el alojamiento de mascotas o el cuidado temporal de perros. Además, entre agosto de 2018 y enero de 2023 se inscribieron perros Beagle experimentales de nuestro laboratorio en Kitayama Labes en Nagano, Japón. Para calcular el tamaño de las muestras se utilizó G*Power Team (The G*Power Team, versión G*Power 3.1.9.7, Alemania). Para adaptar una prueba t pareada, establecimos α = 0,05, 1-β = 0,8 y tamaño del efecto (familia d) = 0,5. Se calculó que el tamaño de la muestra requería al menos 34 casos, por lo que se hicieron esfuerzos para recolectar perros para el estudio como valor objetivo. Se seleccionaron perros sanos con examen físico y ecocardiografía normales como sujetos de prueba para este estudio. Se excluyeron los perros con dolor evidente en el examen físico. También se excluyeron del estudio los cachorros que pesaban menos de 1,0 kg y eran demasiado pequeños para ser equipados con un electrocardiógrafo Holter. Todos los dueños de perros dieron su consentimiento para que sus mascotas participaran en el estudio. Los perros de experimentación fueron manejados de acuerdo con los lineamientos establecidos por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la TUAT (Número de Aprobación: R05-140).

2.2 Monitoreo Holter

El electrocardiógrafo Holter utilizado en este estudio fue fabricado por NIHON KOHDEN CORPORATION (RAC-5203, Japón). Antes de la colocación del electrodo, los tórax de los perros se afeitaron verticalmente desde el escapo esternal hasta la apófisis xifoides y horizontalmente alrededor del quinto y sexto espacio intercostal y se limpiaron con alcohol. Los electrodos de ECG desechables (MARCA XUNDA, China) se colocaron utilizando el método de inducción M-X y el método de inducción R-L, que es perpendicular al método M-X. Posteriormente, los cordones de inducción se unieron a los electrodos, los electrodos CH1- (rojo) se colocaron en el manubrio del esternón, CH1+ (amarillo) en la apófisis xifoides, CH2- (naranja) en el 5º ~ 6º espacio intercostal derecho, CH2+ (azul) en el 5º ~ 6º espacio intercostal izquierdo y un electrodo de tierra (negro) en el medio (24) (Figura 1). Se registraron las derivaciones M-X y R-L. Para asegurar la grabadora Holter y los cables al perro, se utilizó una venda elástica y un chaleco (Figura 2). Las mediciones de electrocardiograma (ECG) Holter fueron realizadas por veterinarios y técnicos de laboratorio clínico en el laboratorio TUAT durante un período de 48 horas, durante el cual se permitió a los animales moverse libremente dentro del recinto.

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Figura 1. El método de inducción M-X y el método de inducción R-L. Electrodos CH1- (rojo) colocados en el manubrio del esternón, CH1+ (amarillo) en la apófisis xifoides, CH2- (naranja) en el 5º ~ 6º espacio intercostal derecho, CH2+ (azul) en el 5º ~ 6º espacio intercostal izquierdo y un electrodo de tierra (negro) en el medio.

www.frontiersin.orgFigura 2. Un chaleco para asegurar la grabadora Holter y las correas para el perro.
2.3 Variabilidad de la frecuencia cardíaca

Para las mediciones de ECG Holter de 48 horas, el período comprendido entre las 12 p.m. de la primera noche y las 12 a.m. de la segunda noche se designó para la VFC de 24 horas, mientras que el período comprendido entre las 12 p.m. de la primera noche y las 8 a.m. del segundo día se designó para el análisis como VFC del sueño. El análisis de VFC se realizó mediante el algoritmo de la Universidad de Juntendo con MATLAB (MathWorks, R2022a, Estados Unidos). Tanto el análisis lineal tradicional como un nuevo método de análisis no lineal se emplearon en las siguientes condiciones.

2.3.1 Variabilidad lineal de la frecuencia cardíaca

Las variables de VFC para el análisis de frecuencia incluyen potencia total (TP, 0-0,4 Hz), frecuencia ultrabaja (ULF, 0,00333 Hz), frecuencia muy baja (VLF, 0,00333-0,04 Hz), baja frecuencia (LF, 0,04-0,15 Hz) y alta frecuencia (HF, 0,15-0,4 Hz). Los parámetros utilizados en este estudio fueron la alta frecuencia normalizada (nHF) y la relación LF/HF. La normalización elimina gran parte de la variación significativa dentro del sujeto y entre sujetos, lo que resulta en una mayor reproducibilidad. Por lo tanto, la HF y la LF se normalizaron utilizando las ecuaciones nHF = HF / (LF + HF) y la baja frecuencia normalizada (nLF) = LF / (LF + HF) (25). En cuanto al análisis en el dominio del tiempo en el análisis lineal, se empleó la desviación estándar en los intervalos NN (SDNN) y la raíz cuadrada media de los sucesivos intervalos RR (RMSSD). La SDANN, el índice SDNN y el pNN50 no se incluyeron en el análisis por las siguientes razones (26). (1) SDANN está correlacionada con SDNN y generalmente se considera redundante. (2) El índice SDNN solo estima la variabilidad debida a factores que afectan a la VFC en un periodo de 5 minutos. (3) La RMSSD generalmente proporciona una mejor evaluación de la arritmia sinusal respiratoria (RSA) y la mayoría de los investigadores la prefieren a pNN50.

2.3.2 Variabilidad no lineal de la frecuencia cardíaca

Para el análisis no lineal se emplearon análisis geométricos y fractales. El análisis geométrico implicó trazar un diagrama de Poincaré graficando cada intervalo RR contra el intervalo anterior, creando así un diagrama de dispersión. Esta gráfica se puede analizar ajustando una elipse a los puntos trazados. La desviación estándar de la distancia de cada punto desde el eje y = x se midió como SD1 (ancho de la elipse), mientras que la desviación estándar de la distancia de cada punto desde y = x + intervalo R-R medio se midió como SD2 (longitud de la elipse) (26-31). Se midió la relación SD1/SD2 para evaluar el equilibrio autonómico. Dado que el intervalo de latidos cardíacos saludables es complejo y variable, se utilizó el análisis de fluctuación sin tendencia (DFA) para el análisis fractal. DFA cuantifica las propiedades correlativas en series fisiológicas no estacionarias mediante el examen de las correlaciones entre intervalos RR consecutivos (32, 33).

2.3.3 Ritmo circadiano

Se midieron los ritmos circadianos para identificar el pico máximo para cada ítem. Los datos completos del intervalo RR de latidos normales de 24 horas se dividieron en segmentos de 5 minutos para el análisis del ritmo circadiano. Los ítems del ritmo circadiano de la VFC se ajustaron a una función periódica de coseno y se midieron (34). Estas mediciones incluyeron nHF, LF/HF, SDNN, RMSSD, SD1, SD2, SD1/SD2 y DFA.

2.4 Análisis estadístico

Los análisis estadísticos se realizaron con el software R (R Development Core Team, versión 4.1.0, Nueva Zelanda). El nivel de significación establecido en p < 0,05. Se adaptó una prueba de diferencias para examinar la diferencia entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño. La normalidad se confirmó mediante la prueba de Shapiro-Wilk. Si la distribución seguía una distribución normal, se utilizaba una prueba t pareada. Por el contrario, si la distribución no seguía una distribución normal, se aplicaba la prueba de suma de rangos con signo de Wilcoxon. Los datos paramétricos se presentan como medias y desviaciones estándar, con intervalos de confianza del 95% también calculados. Los datos no paramétricos se presentan como mediana y rango intercuartílico. El tamaño del efecto se calculó utilizando la familia R. Se cuantificaron los tiempos del ritmo circadiano de la VFC.

3 Resultados
3.1 Animales

Se incluyeron en el presente estudio un total de 30 perros, de los cuales 23 eran hembras y 7 machos, con edades comprendidas entre los 2 meses y los 8 años (media [desviación estándar], 1,4 ± 1,6) y pesos comprendidos entre 1,7 y 9,3 kg (5,6 ± 2,9]). Las razas incluían Beagles (n = 16), Chihuahuas (n = 4), Schnauzers Miniatura (N = 2), Mestizos (n = 3), Pinscher Miniatura (n = 1), Yorkshire Terrier (n = 1), Maltés (n = 1), Border Collie (n = 1) y Perro Salchicha Miniatura (n = 1). No se detectaron hallazgos anormales del ritmo que afectaran a la VFC en el ECG Holter.

3.2 Variabilidad lineal de la frecuencia cardíaca

Los datos lineales de VFC se resumieron en la Tabla 1. El análisis de frecuencia nHF fue significativamente mayor en la VFC del sueño en comparación con la VFC de 24 h (media [desviación estándar], intervalo de confianza del 95%, valor de p, familia r: 0,24 [0,057] vs. 0,23 [0,045], 0,006-0,031, p = 0,005, r = 0,49). Mientras tanto, no hubo diferencia estadísticamente significativa en la IC/IC entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño (0,87 ± 0,38 vs. 0,84 ± 0,49, −0,11-0,15, p = 0,72, r = 0,067). En el análisis en el dominio del tiempo, tanto la SDNN como la RMSSD fueron significativamente mayores en la VFC del sueño que en la VFC de 24 h (SDNN: 179,7 [66,9] vs. 156,6 [53,2], 14,5–31,7, p < 0,001, r = 0,71) (RMSSD: 187,0 [74,0] vs. 165,4 [62,2], 13,2–30,0, p < 0,001, r = 0,70).

www.frontiersin.orgTabla 1. Variables de variabilidad de la frecuencia cardíaca durante 24 h y sueño en 30 perros.
3.3 Variabilidad no lineal de la frecuencia cardíaca

Los datos no lineales de VFC se resumieron en la Tabla 1. En el análisis geométrico, tanto la SD1 como la SD2 fueron significativamente mayores en VFC del sueño que la VFC en 24 h (DE1: 132,4 [52,4] vs. 117,1 [44,0], 9,3-21,1, p < 0,001, r = 0,70) (DT2: 215,0 [80,5] vs. 185,9 [62,0], 17,6-40,6, p < 0,001, r = 0,69). Sin embargo, no hubo diferencias significativas en la DE1/DE2 entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño (mediana [rango intercuartílico], 0,63 [0,59–0,66] vs. 0,60 [0,54–0,65], p = 0,43, r = 0,041). Además, el DFA en el análisis fractal no mostró diferencias estadísticamente significativas entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño (0,71 ± 0,11 vs. 0,71 [0,12], −0,024-0,040, p = 0,62, r = 0,092).

3.4 Ritmo circadiano

En la Figura 3 se muestra un ejemplo promedio de los elementos del ritmo circadiano para los indicadores de VFC, mientras que en la Figura 4 se ilustra un ejemplo representativo. Los indicadores parasimpáticos SDNN (media [desviación estándar]: 6,42 ± 5,07]), RMSSD (7,45 ± 6,41]), SD1 (7,45 ± 6,41) y SD2 (5,8 ± 3,82]) presentaron picos positivos durante la VFC del sueño. Sin embargo, se observó que el pico positivo para la nHF (9,92 ± 8,06), un índice parasimpático, se situó fuera del rango definido como VFC del sueño.

www.frontiersin.orgFigura 3. Se muestra la curva de promediación del ritmo circadiano promedio para el índice de VFC de 24 horas. Las líneas en negrita indican curvas medias y las líneas punteadas indican desviaciones estándar.
www.frontiersin.orgFigura 4. Se muestran los ítems del ritmo circadiano del índice de VFC de 24 horas. Este es un ejemplo representativo. La curva roja representa el ritmo circadiano y los puntos azules representan las lecturas de 5 minutos para cada indicador.
4 Discusión
4.1 Breve resumen

Uno de los principales objetivos del presente estudio fue comparar la VFC de 24 h con la VFC del sueño para delinear las diferencias. Los hallazgos del presente estudio sugieren que los índices parasimpáticos nHF, SDNN, RMSSD, SD1 y SD2 reflejan predominantemente la actividad parasimpática durante el sueño. Además, como los picos positivos de los elementos del ritmo circadiano de los índices parasimpáticos se encuentran dentro del rango definido como VFC durante el sueño, la VFC durante el sueño puede servir como indicador del pico de actividad parasimpática durante el día. Estos resultados apoyan la hipótesis de que existen diferencias entre la VFC de 24 h y la VFC del sueño.

4.2 Comparación con estudios previos

Estudios previos en humanos han sugerido que la actividad parasimpática aumenta durante la noche y que los componentes del ritmo circadiano del índice parasimpático de VFC exhiben un pico positivo durante la noche (34). Los datos presentados en el presente estudio sugieren que la VFC del sueño puede ser una métrica útil en perros, como una valiosa herramienta analítica para la detección temprana y el pronóstico de diversas enfermedades, ya que presentan cambios similares a los observados en humanos. Este estudio se distingue de los estudios anteriores por utilizar los ritmos circadianos para identificar el pico máximo de los elementos del ritmo circadiano de los índices parasimpáticos dentro de un período de 24 horas, centrándose específicamente en el rango de medición de la VFC del sueño. Rasmussen et al. (35) definieron la VFC del sueño como el período que comienza a partir de los 30 minutos después de que el perro entra en el sueño y se extiende hasta las 6 h. Blake et al. (28) también definieron la VFC en reposo como el período de 0:00 a 6:00 y la VFC de actividad como el período de 12:00 a 18:00. Dado que ambas mediciones se basan en registros de actividad, los tiempos de medición son de ida y vuelta. Por lo tanto, mejoraría la validez externa de los resultados si el tiempo pico del ítem ritmo circadiano de la VFC pudiera utilizarse como referencia al evaluar el índice de VFC.

4.3 Posible explicación e implicaciones

El nHF observado en el análisis de frecuencias fue consistente con las expectativas, mostrando valores elevados durante la VFC en el sueño. Sin embargo, el ítem del ritmo circadiano del índice parasimpático se desvió de las expectativas al quedar fuera del rango definido en este estudio como VFC durante el sueño. Identificar el momento pico de la actividad parasimpática resulta un desafío, incluso cuando se utilizan ritmos circadianos, debido a la variación individual significativa en la nHF y la discrepancia entre el pico promedio derivado de cada caso y el pico calculado a partir de la curva promedio. La nHF demuestra variabilidad respiratoria debido a la interferencia del centro respiratorio y a la entrada refleja de la periferia, que se transmite al nódulo sinusal para convertirse en IC. Por lo tanto, es plausible que la nHF no se considere un indicador puro de la actividad del nervio vago cardíaco (20, 36). Se sabe que la SDNN en el análisis en el dominio del tiempo está influenciada por la duración del análisis. En los registros a corto plazo, la fuente principal de variabilidad de SDNN es el RSA mediado parasimpáticamente, mientras que en los registros de 24 horas, los nervios simpáticos contribuyen significativamente a SDNN (20, 31). Por lo tanto, se espera que la diferencia en el tiempo de análisis entre la VFC de 24 h y la VFC de sueño de 1 h afecte los valores de SDNN. La RMSSD se considera un indicador superior de la actividad parasimpática en comparación con la SDNN. Sin embargo, la RMSSD se ve menos afectada por la respiración que la SDNN, pero más influenciada por la RSA (37). El RSA también depende de una serie de mecanismos de control debido a la interferencia de los centros cardiovasculares en el bulbo raquídeo, el grado de distensión pulmonar y la entrada refleja de la distensión de la pared auricular derecha (38). Por lo tanto, se deben considerar otras interpretaciones además de la actividad vagal cardíaca, pero esta influencia potencial rara vez se tiene en cuenta en los métodos de análisis lineal (39). En consecuencia, se planteó la hipótesis de que los perros con arritmias respiratorias fisiológicas podrían verse afectados por este fenómeno. El análisis lineal de la VFC durante el sueño en perros puede ser susceptible a varios sesgos, incluidos los relacionados con la respiración, la duración y la arritmia respiratoria. Por lo tanto, la utilización del análisis lineal para la medición de la VFC en perros puede no ser un método analítico adecuado.

Por el contrario, el análisis no lineal es un método analítico que elude los inconvenientes asociados con el análisis lineal. Mientras que el análisis lineal implica examinar las series temporales de los intervalos RR obtenidos. La vida es inherentemente no lineal, lo que significa que la relación entre las variables no se puede trazar como una línea recta. El análisis no lineal sirve como método para evaluar la imprevisibilidad de una serie temporal y revela correlaciones cuando la complejidad surge del mismo proceso subyacente (26). En humanos, el análisis no lineal ha llamado la atención debido a su potencial para predecir la aparición de insuficiencia cardíaca (4). Además, se ha propuesto la medición de la VFC durante el sueño, que es menos susceptible a los factores ambientales en comparación con las mediciones diurnas (22). Por lo tanto, teniendo en cuenta que SD1 y SD2 en este estudio fueron análisis no lineales y mostraron aumentos significativos durante el sueño en comparación con el período de 24 horas, y que el pico máximo de elementos del ritmo circadiano ocurrió durante el sueño, creemos que las investigaciones futuras sobre enfermedades cardíacas en perros que utilizan HRV del sueño y análisis no lineales podrían ser ventajosas para la detección temprana de enfoques similares a los de la enfermedad cardíaca utilizados en humanos.

4.4 Limitaciones

Una limitación de este estudio es la falta de consideración de las diferencias de raza, así como el amplio rango de edad de los sujetos, que abarca desde los 2 meses hasta los 8 años. En humanos, estudios como los de Bonnemeier et al. (40) han demostrado que los índices de VFC experimentan el descenso más significativo entre los 20 y los 30 años. Además, Almeida-Santos et al. también informaron que la DMSSD disminuye entre los 40 y los 60 años, seguida de un aumento después de los 70 años (41). Por lo tanto, la edad puede haber influido en los hallazgos del presente estudio. Como perspectiva para futuros estudios que aclaren los efectos de la raza y la edad en la VFC en perros, puede ser necesario igualar las razas o diferenciar entre perros pequeños, medianos y grandes, o realizar estudios de VFC por estratificación de edad. Otra limitación es la inclusión de razas braquicéfalas. Se ha sugerido que las razas braquicéfalas pueden exhibir una mayor actividad vagal cardíaca en comparación con las razas no braquicéfalas (42). Además, la heterogeneidad del entorno de cría de los animales de experimentación es otra limitación. Si se realizan estudios futuros con perros domésticos que viven en hogares humanos, el ritmo circadiano puede verse influenciado por el ritmo de vida humano, lo que podría afectar las mediciones de VFC. En la práctica, estamos investigando la detección precoz del daño miocárdico inducido por doxorrubicina. Si el daño miocárdico se detecta antes de la irreversibilidad, se puede tratar. La VFC del sueño puede detectar cambios miocárdicos más pequeños.

5 Conclusión

En conclusión, SDNN, RMSSD, SD1 y SD2 reflejaron significativamente la actividad parasimpática durante el sueño. Centrarnos en la VFC durante el sueño nos permite capturar el pico máximo de los ítems del ritmo circadiano del índice parasimpático de la VFC y representa con mayor precisión la actividad parasimpática que la VFC de 24 horas.

Declaración de disponibilidad de datos

Las contribuciones originales presentadas en el estudio se incluyen en el artículo/material complementario, las consultas adicionales pueden dirigirse al autor correspondiente.

Declaración ética

Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la TUAT. Los estudios se llevaron a cabo de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los propietarios para la participación de sus animales en este estudio.

Contribuciones de los autores

MHa: Conceptualización, Curación de datos, Análisis formal, Investigación, Metodología, Administración de proyectos, Validación, Visualización, Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición. MS: Curación de datos, administración de proyectos, redacción, revisión y edición. YU: Redacción – revisión y edición, curación de datos. RH: Redacción – revisión y edición, curación de datos. AH: Redacción – revisión y edición, curación de datos. MHo: Redacción – revisión y edición, curación de datos. AF: Escritura – revisión y edición, curación de datos. KM: Escritura – revisión y edición. TY: Escritura – revisión y edición. KS: Escritura – revisión y edición. LH: Escritura – revisión y edición. KT: Conceptualización, Investigación, Metodología, Software, Visualización, Escritura – revisión y edición. RT: Conceptualización, Investigación, Metodología, Administración de Proyectos, Supervisión, Validación, Redacción – revisión y edición.

Financiación

El/los autor/es declaran/n que no se recibió apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo.

Reconocimientos

Los autores desean agradecer al Departamento del Hospital Pediátrico de Perros y Gatos (Tokio, Japón) por sus extensas contribuciones a este estudio.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, ni las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o afirmación que pueda ser hecha por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Referencias

1. Santilli, RA, Moise, NS, Pariaut, R, y Perego, M. Electrocardiografía del perro y el gato. Milán: Edra S.p.A (2018). 77 págs.

Google Académico

2. Chengfen, Y, Jianguo, L, Zhiyong, W, Yongle, Z y Lei, X. Disminución de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en COVID-19. Cuidados Intensivos Res. (2023) 3:87–91. doi: 10.1007/s44231-022-00024-1

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

3. Ikram, M, Morten, AVL, Ann, VL, Louise, LA, Niels-Henrik, H-R y Gorm, G. Función nerviosa autonómica cardiovascular en niños concebidos mediante tecnología de reproducción asistida con transferencia de embriones congelados o frescos. Am J Physiol Corazón Circ Physiol. (2024) 326:H216–22. doi: 10.1152/ajpheart.00680.2023

Texto completo de Crossref | Google Académico

4. Vaiibhav, NP, Brian, RP, Rohan, KB, David, LB, Diane, GI y Phyllis, KS. Asociación de los parámetros de variabilidad de la frecuencia cardíaca derivados del holter con el desarrollo de insuficiencia cardíaca congestiva en el estudio de salud cardiovascular. JACC. Insuficiencia cardíaca. (2017) 5:424–31. doi: 10.1016/j.jchf.2016.12.015

Texto completo de Crossref | Google Académico

5. Prapawadee, P, Nakkawee, S, Pakit, B, Robert, LH y Anusak, K. Impacto de una combinación de pimobendán, furosemida y enalapril en la variabilidad de la frecuencia cardíaca en perros con degeneración de la válvula mitral mixomatosa sintomática de origen natural. BMC Vet Res. (2023) 19:201. doi: 10.1186/s12917-023-03770-6

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

6. Mathieu, B, Vincent, P, Geoffroy, S, Pedro, MV, José, HR, Peter, V, et al. Asociación entre la variabilidad de la frecuencia cardíaca nocturna y los eventos de enfermedad cardiovascular incidentes: el estudio poblacional HypnoLaus. Ritmo cardíaco. (2022) 19:632–9. doi: 10.1016/j.hrthm.2021.11.033

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

7. Sanni, S, Heini, T, Aija, K, Antti, V, Veikko, S, Outi, V, et al. La relación perro-dueño, las interpretaciones del dueño y la personalidad del perro están relacionadas con la reactividad emocional de los perros. Animales. (2022) 12:1338. doi: 10.3390/ani12111338

Texto completo de Crossref | Google Académico

8. Alysia, BGH, Hannah, EF, Darren, WL, y Tammie, K. Una sola dosis de cannabidiol (CBD) influye positivamente en la medición del estrés en los perros durante la separación y los viajes en coche. Front Vet Sci. (2023) 10:1112604. doi: 10.3389/fvets.2023.1112604

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

9. Turini, L, Bonelli, F, Lanata, A, Vitale, V, Nocera, I, Sgorbini, M, et al. Validación de una nueva biotecnología textil inteligente para la monitorización de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en ovejas. Front Vet Sci. (2022) 22:1018213. doi: 10.3389/fvets.2022.1018213

Texto completo de Crossref | Google Académico

10. Mansour, C, Merlín, T, Bonnet-Garin, JM, Chaaya, R, Mocci, R, Ruiz, CC, et al. Evaluación del índice de actividad tonal parasimpática (PTA) para evaluar el equilibrio analgesia/nocicepción en perros anestesiados. Res Vet Sci. (2017) 115:271–7. doi: 10.1016/j.rvsc.2017.05.009

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

11. Hernández-Avalos, I, Valverde, A, Ibancovichi-Camari, JA, Sánchez-Aparicio, P, Recillas-Morales, S, Rodríguez-Velázquez, D, et al. Uso clínico del índice de actividad tonal parasimpática como medida de la analgesia postoperatoria en perras sometidas a ovariohisterectomía. J Vet Res. (2021) 65:117–23. doi: 10.2478/jvetres-2021-0004

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

12. Eberhard, VB, Jan, L, Gérard, D, Sven, H, Le, C, Jeremy, M, et al. La variabilidad de la frecuencia cardíaca como medida de la regulación autonómica de la actividad cardíaca para evaluar el estrés y el bienestar en animales de granja: una revisión. Physiol Behave. (2007) 92:293–316. doi: 10.1016/j.physbeh.2007.01.007

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

13. Hernández-Avalos, I, Mota-Rojas, D, Mendoza-Flores, JE, Casas-Alvarado, A, Flores-Padilla, K, Miranda-Cortés, AE, et al. Dolor nociceptivo y ansiedad en equinos: alteraciones fisiológicas y conductuales. Mundo Veterinario. (2021) 14:2984–95. doi: 10.14202/vetworld.2021.2984-2995

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

14. Nancy, G, Zuzanna, Z, Annabel, W, Ross, H y Valeria, M. Variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) como una forma de comprender las asociaciones entre el sistema nervioso autónomo (SNA) y los estados afectivos: una revisión crítica de la literatura. Int J Psicofisiológica. (2023) 192:35–42. doi: 10.1016/j.ijpsycho.2023.08.001

Texto completo de Crossref | Google Académico

15. Gaidica, M, y Dantzer, B. Cuantificación de la respuesta autonómica a los factores estresantes: una forma de ampliar la definición de «estrés» en animales. ICB. (2020) 60:113–25. DOI: 10.1093/ICB/ICAA009

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

16. Oliveira, MS, Muzzi, RAL, Araújo, RB, Muzzi, LAL, Ferreira, DF, Nogueira, R, et al. Parámetros de variabilidad de la frecuencia cardíaca de la valvulopatía mixomatosa mitral en perros con y sin insuficiencia cardíaca obtenidos mediante electrocardiografía Holter de 24 horas. Rec. Veterinario (2012) 170:622. doi: 10.1136/vr.100202

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

17. Clay, AC. Variabilidad de la frecuencia cardíaca. J Pequeña Anim Pract. (1998) 28:1409–27. doi: 10.1016/S0195-5616(98)50129-5

Texto completo de Crossref | Google Académico

18. Clay, AC, Michelle, W y Clay, A. Efecto de la gravedad de la insuficiencia miocárdica en la variabilidad de la frecuencia cardíaca en Doberman pinschers con y sin evidencia ecocardiográfica de miocardiopatía dilatada. JAVMA. (2001) 219:1084–8. doi: 10.2460/javma.2001.219.1084

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

19. Alan, WS y Kathryn, MM. Evaluación de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en boxeadores con miocardiopatía arritmogénica del ventrículo derecho. JAVMA. (2004) 224:534–7. doi: 10.2460/javma.2004.224.534

Texto completo de Crossref | Google Académico

20. David, AG y Nick, D. Variabilidad de la frecuencia cardíaca durante el ejercicio: una comparación de los métodos de corrección de artefactos. J Fuerza Cond Res. (2018) 32:726–35. doi: 10.1519/JSC.000000000000001800

Texto completo de Crossref | Google Académico

21. Bernardi, L, Valle, F, Coco, M, Calciati, A, y Sleight, P. La actividad física influye en la variabilidad de la frecuencia cardíaca y en los componentes de muy baja frecuencia en los electrocardiogramas Holter. Cardiovasc Res. (1996) 32:234–7. doi: 10.1016/0008-6363(96)00081-8

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

22. David, H, Prisca, E, Ximena, O, Robert, R, Matthias, W y Peter, A. La reproducibilidad de la variabilidad de la frecuencia cardíaca depende de los parámetros y de la etapa del sueño. Fisiola delantera. (2018) 10:1100. doi: 10.3389/fphys.2017.01100

Texto completo de Crossref | Google Académico

23. Martinello, L, Romão, FG, Godoy, MF, Machado, LHA, Tsunemi, MH, y Lourenço, MLG. Estudio de la modulación autonómica mediante análisis no lineal de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en diferentes grupos de edad y análisis del estado de salud, enfermedad y riesgo de muerte en perros. Pol J Vet Sci. (2023) 26:581–90. doi: 10.24425/pjvs.2023.148278

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

24. Uchino, T. Acerca de los métodos de registro de ECG a largo plazo en perros (en japonés). Jpn J Electrocardiología. (2001) 21:45–51. doi: 10.5105/jse.21.Suppl1_45

Texto completo de Crossref | Google Académico

25. Robert, LB. Interpretación de los índices de variabilidad de la frecuencia cardíaca espectral normalizada en la investigación del sueño: una revisión crítica. Dormir. (2007) 30:913–9. doi: 10.1093/sleep/30.7.913

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

26. Shaffer, F, y Ginsberg, JP. Una visión general de las métricas y normas de variabilidad de la frecuencia cardíaca. Frente Salud Pública. (2017) 28:258. doi: 10.3389/fpubh.2017.00258

Texto completo de Crossref | Google Académico

27. Moïse, NS, Gladuli, A, Hemsley, SA, y Otani, NF. «Zona de evitación»: distribución del intervalo RR en tacogramas, histogramas y diagramas de Poincaré de un perro bóxer. J Vet Cardiol. (2010) 12:191–6. doi: 10.1016/j.jvc.2010.07.001

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

28. Blake, RR, Shaw, DJ, Culshaw, GJ y Martinez-Pereira, Y. Poincaré ‘gráficos como medida de la variabilidad de la frecuencia cardíaca en perros sanos. J Vet Cardiol. (2018) 20:20–32. doi: 10.1016/j.jvc.2017.10.006

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

29. Moïse, NS, Brewer, FC, Flanders, WH, Kornreicha, BG, y Otani, NF. Información sobre la arritmia sinusal del perro: la perfusión de acetilcolina de la aurícula derecha canina da como resultado patrones de latido a latido que imitan la arritmia sinusal que apoya el bloqueo de salida en las vías de conducción sinoauricular. Veterinario J. (2021) 272:105651. doi: 10.1016/j.tvjl.2021.105651

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

30. Giovanni, R, Carlo, G, Helen, P y Marco, BT. Análisis de la trama de Lorenz en perros con ritmo sinusal y taquiarritmias. Animales. (2021) 11:1645. doi: 10.3390/ani11061645

Texto completo de Crossref | Google Académico

31. Flanders, WH, Moïse, NS, Pariaut, R, y Sargent, J. El siguiente latido del corazón: creación de diagramas de Poincaré dinámicos e histográficos para la evaluación de los ritmos cardíacos. J Vet Cardiol. (2022) 42:1–13. doi: 10.1016/j.jvc.2022.04.003

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

32. Peng, CK, Havlin, S, Stanley, HE, y Goldberger, AL. Cuantificación de exponentes de escala y fenómenos de cruce en series temporales de latidos cardíacos no estacionarios. Caos. (1995) 5:82–7. doi: 10.1063/1.166141

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

33. Peng, CK, Havlin, S, Hausdorff, JM, Mietus, J, Stanley, HE, y Goldberger, AL. Mecanismos fractales y dinámica de la frecuencia cardíaca: correlaciones a largo plazo y su ruptura con la enfermedad. J Electrocardiol. (1996) 28:59–65. doi: 10.1016/s0022-0736(95)80017-4

Texto completo de Crossref | Google Académico

34. Xian, L, Michele, LS, Sol, RC, Fan, H, Deborah, LW, Peter, AJ, et al. El patrón circadiano de la modulación autonómica cardíaca en una población de mediana edad. Clin Auton Res. (2011) 21:143–50. doi: 10.1007/s10286-010-0112-4

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

35. Rasmussen, CE, Falk, T, Zois, NE, Moesgaard, SG, Haggstrom, J, Pedersen, HD, et al. Frecuencia cardíaca, variabilidad de la frecuencia cardíaca y arritmias en perros con enfermedad mixomatosa de la válvula mitral. J Veterinario Pasante Med. (2012) 26:76–84. doi: 10.1111/j.1939-1676.2011.00842.x

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

36. Paul, G, y Edwin, WT. Hacia la comprensión de la arritmia sinusal respiratoria: relaciones con el tono vagal cardíaco, la evolución y las funciones bioconductuales. Biol Psychol. (2007) 74:263–85. doi: 10.1016/j.biopsycho.2005.11.014

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

37. Shaffer, F, McCraty, R, y Zerr, CL. Un corazón sano no es un metrónomo: una revisión integradora de la anatomía del corazón y la variabilidad de la frecuencia cardíaca. Frente Psychol. (2014) 5:1040. doi: 10.3389/fpsyg.2014.01040

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

38. Moise, NS. De la celda a la jaula: influencias autonómicas en los ritmos cardíacos de los perros. J Pequeña Anim Pract. (1998) 39:460–8. doi: 10.1111/j.1748-5827.1998.tb03680.x

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

39. Ritz, T. Devolver la respiración a la arritmia sinusal respiratoria o a la variabilidad de la frecuencia cardíaca de alta frecuencia: implicación para la interpretación, la ritmicidad respiratoria y la salud. Biol Phychol. (2014) 185:108728. doi: 10.1016/j.biopsycho.2023.108728

Texto completo de Crossref | Google Académico

40. Bonnemeier, H, Wiegand, UKH, Brandes, A, Kluge, N, Katus, HA, Richardt, G, et al. Perfil circadiano de la modulación nerviosa autonómica cardíaca en sujetos sanos: diferentes efectos del envejecimiento y el sexo sobre la variabilidad de la frecuencia cardíaca. J Cardiovasc Electrophysiol. (2003) 14:791–9. doi: 10.1046/j.1540-8167.2003.03078.x

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

41. Almeida-Santos, MA, Barreto-Filho, JA, Oliveira, JL, Reis, FP, da Cunha Oliveira, CC, y Sousa, ACS. Envejecimiento, variabilidad de la frecuencia cardíaca y patrones de regulación autonómica del corazón. Archi Gerontol Geriatr. (2016) 63:1–8. doi: 10.1016/j.archger.2015.11.011

Resumen de PubMed | Texto completo de Crossref | Google Académico

42. Doxey, S, y Boswood, A. Diferencias entre razas de perros en una medida de la variabilidad de la frecuencia cardíaca. Rec. Veterinario (2004) 154:713–7. doi: 10.1136/vr.154.23.713

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Palabras clave: equilibrio autonómico, nervios parasimpáticos, nervios simpáticos, detección precoz, actividades diurnas

Cita: Hasegawa M, Sasaki M, Umemoto Y, Hayashi R, Hatanaka A, Hosoki M, Farag A, Matsuura K, Yoshida T, Shimada K, Hamabe L, Takahashi K y Tanaka R (2024) Exploración de la variabilidad de la frecuencia cardíaca durante el sueño: perspectivas lineales, no lineales y del ritmo circadiano. Frente. Vet. Sci. 11:1386425. doi: 10.3389/fvets.2024.1386425

Recibido: 15 de febrero de 2024; Aceptado: 02 de abril de 2024;
Publicado: 11 abril 2024.

Editado por:

Blaz Cugmas, Universidad de Letonia, Letonia

Revisado por:

Ismael Hernández Avalos, Universidad Nacional Autónoma de México, México
Adriana Domínguez-Oliva, Universidad Autónoma Metropolitana, México

Derechos de autor © 2024 Hasegawa, Sasaki, Umemoto, Hayashi, Hatanaka, Hosoki, Farag, Matsuura, Yoshida, Shimada, Hamabe, Takahashi y Tanaka. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons Attribution License (CC BY).

*Correspondencia: Ryou Tanaka, fu0253@go.tuat.ac.jp

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