Embora as variações rápidas da frequência cardíaca (FC) sejam comumente atribuídas à modulação vagal cardíaca, um padrão de variação ultrarrápido da FC tem sido recentemente estudado. Foi demonstrado que este tipo de variação, batizado de fragmentação da frequência cardíaca (HRF), está aumentado no envelhecimento e em doenças cardiovasculares. Assim, os objetivos do presente estudo foram: 1) avaliar a influência do controle autonômico cardiovascular (simpático e vagal) na HRF; 2) avaliar o perfil da HRF em modelos experimentais de doenças que afetam o sistema nervoso autônomo e o coração, como diabete melito (DM) agudo ou crônico, hipertensão arterial (ratos espontaneamente hipertensos - SHR, ou com hipertensão renovascular do tipo 1 rim 1 clipe - 1R1C ou 2 rins 1 clipe - 2R1C) e insuficiência cardíaca (4 ou 12 semanas após infarto do miocárdio - IM); e 3) investigar a correlação entre HRF e índices clássicos da variabilidade da frequência cardíaca (HRV). Registros diretos da pressão arterial ou eletrocardiograma foram realizados em ratos acordados para análise da HRF. Nossos achados mostram que o controle autonômico cardíaco parassimpático desempenha um papel importante na gênese da HRF em animais saudáveis. Em modelos experimentais que sabidamente apresentam disfunção autonômica, mostramos que a HRF não se altera (SHR e 1R1C) ou está diminuída (2R1C) em ratos hipertensos. Ratos com DM agudo ou crônico apresentam um aumento na HRF, sendo este mais acentuado em animais com DM crônico. Além disso, os índices de HRF estão aumentados em ratos 12 semanas após o IM, mas não em ratos 4 semanas após IM. Interessante notar que a HRF foi o único índice da HRV alterado em ratos com IM. Mostramos também que apesar das correlações existentes entre os índices de HRF e HRV, é razoável considerar que a HRF fornece informações complementares aos índices comumente utilizados para estudar a HRV. Em conjunto, os resultados indicam que a HRF é afetada tanto por mecanismos de curto (DM) como longo prazo (IM), e que a hiperativação simpática, bem como níveis pressóricos elevados, por si só, não parece influenciar os padrões de HRF. Apesar de os mecanismos que dão origem à HRF ainda serem desconhecidos, os resultados aqui apresentados sugerem que a HRF seja resultado de uma combinação complexa de influências autonômicas/humorais no coração e das oscilações nos mecanismos celulares envolvidos na geração e condução dos potenciais de ação cardíacos. E ainda que mais estudos sejam necessários para desvendar os mecanismos por trás da HRF, é certo que esta nova forma de avaliar a dinâmica da FC é promissora como índice de risco cardiovascular. Finalmente, embora existam semelhanças entre o rato e o organismo humano, mais estudos são necessários para investigar se esses achados são aplicáveis a humanos.

Although rapid heart rate (HR) variations are commonly attributed to cardiac vagal modulation, an ultra-rapid HR variation pattern has recently been studied. This type of variation, called heart rate fragmentation (HRF), has been shown to increase in aging and cardiovascular disease. Thus, the objectives of the present study were (1) to evaluate the influence of cardiovascular autonomic control (sympathetic and vagal) on HRF; (2) to evaluate the HRF profile in experimental models of diseases that affect the autonomic nervous system and the heart, such as acute or chronic diabetes mellitus (DM), arterial hypertension (spontaneously hypertensive rats - SHR, or rats with renovascular hypertension type 1 kidney 1 clip - 1K1C and 2 kidneys 1 clip - 2K1C) and heart failure (4 and 12 weeks after myocardial infarction - MI); and (3) to investigate the correlation between HRF and classical heart rate variability indices (HRV). Direct recordings of blood pressure or electrocardiogram were performed in awake rats for HRF analysis. Our findings show that parasympathetic cardiac autonomic control plays an essential role in the genesis of HRF in healthy animals. In experimental models known to have autonomic dysfunction, we have shown that HRF does not change (SHR and 1K1C) or is reduced (2K1C) in hypertensive rats. Rats with acute or chronic DM show an increase in HRF, which is more pronounced in animals with chronic DM. Furthermore, HRF indices are increased in rats 12 weeks after IM but not in rats 4 weeks after IM. It is interesting to note that the HRF was the only altered HRV index in rats with MI. We also show that despite the existing correlations between the HRF and HRV indices, it is reasonable to consider that the HRF provides complementary information to the indices commonly used to study the HRV. Taken together, the results indicate that HRF is affected by both short-term (DM) and long-term (MI) mechanisms and that sympathetic hyperactivation and high blood pressure levels alone do not seem to influence patterns of HRF. Although the mechanisms that give rise to HRF are still unknown, the results presented here suggest that HRF results from a complex combination of autonomic/humoral influences on the heart and oscillations in the cellular mechanisms involved in the generation and conduction of cardiac action potentials. Furthermore, even though more studies are needed to unravel the mechanisms behind HRF, this new way of assessing HR dynamics is certainly promising as an index of cardiovascular risk. Finally, although there are similarities between the mouse and the human organism, further studies are needed to investigate whether these findings apply to humans.