Arq. Bras. Cardiol. Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia bG7DvmxyqCgBHCCKgwL5qnB S0066-782X2014000100007 S0066-782X2013005000109 0007 S0066-782X2013005000109 10.5935/abc.20130230 Artigos Originais Exercício Aeróbio Intervalado Induz Maior Redução na Sobrecarga Cardíaca na Recuperação em Ratos Borges Juliana Pereira Masson Gustavo Santos Tibiriçá Eduardo Lessa Marcos Adriano Instituto Oswaldo Cruz Rio de Janeiro RJ Brasil Instituto Oswaldo Cruz - FIOCRUZ, Rio de Janeiro, RJ - Brasil Correspondência: Juliana Pereira Borges, Av. Brasil 4365, Manguinhos, CEP 21040-900, Rio de Janeiro, RJ - Brasil. E-mail: julipborges@gmail.com

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 1 2014 26 11 2013 102 1 47 53 19 06 2013 13 08 2013 16 08 2013 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Fundamento:

O treinamento aeróbio intervalado produz maior benefício na função cardiovascular comparado ao treinamento aeróbio contínuo.

Objetivo:

O presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos de ambas as modalidades nas respostas hemodinâmicas de ratos sadios.

Métodos:

Ratos machos foram distribuídos aleatoriamente em três grupos: exercício contínuo (EC, n = 10); exercício intervalado (EI, n = 10); e controle (C, n = 10). A sessão do grupo EC consistiu em 30 min à intensidade de 50% da velocidade máxima (Vel Máx). O grupo EI realizou 30 min, incluindo três períodos de 4 min a 60% da Vel Máx intercalados com 4 min de recuperação a 40% da Vel Máx. Frequência Cardíaca (FC), Pressão Arterial (PA) e Duplo Produto (DP) foram medidos antes, durante e após o exercício.

Resultados:

Os grupos EC e EI apresentaram aumento da PA sistólica e DP durante o exercício em comparação ao repouso. Após o término do exercício, o grupo EC mostrou menor resposta da PA sistólica e do DP em relação ao repouso, enquanto o grupo EI apresentou menor PA sistólica e PA média. No entanto, somente no grupo EI a FC e o DP apresentaram menor resposta na recuperação.

Conclusão:

Uma sessão de exercício intervalado em ratos sadios induziu respostas hemodinâmicas similares durante o exercício às obtidas em exercício contínuo. Na recuperação, o exercício intervalado promoveu maiores reduções no esforço cardíaco do que em sessões contínuas de exercício.

 Pressão arterial Respostas agudas ao exercício Exercício intermitente CNPq FAPERJ FIOCRUZ Introdução

O treinamento aeróbio intervalado ou intermitente, originalmente usado em treinamento desportivo, consiste de estímulos alternados de alta e baixa intensidade de exercício1-4. Há um acúmulo de evidências sugerindo que a magnitude dos benefícios advindos do exercício físico aumenta proporcionalmente de acordo com a intensidade de cada sessão de exercício que constitui o programa de treinamento5. Os efeitos observados na função cardiorrespiratória e muscular levaram pesquisadores a considerar a aplicação do exercício intervalado no campo das doenças cardiovasculares1. Gibala e cols.6 mostraram que esse treinamento é mais eficiente em induzir rápidas adaptações musculares e na performance comparado ao treinamento contínuo. Em um volume marcadamente menor de treinamento, o exercício intervalado promove benefícios similares na capacidade de exercício e expressão de enzimas antioxidantes, aos observados em treinamento tradicionais conservativos de exercício contínuo6. Molmen-Hansen e cols.7 recentemente demonstraram que sessões de exercício intermitente eram capazes de reduzir a Pressão Arterial (PA) e melhorar a função miocárdica em paciente hipertensos. Além disso, vários estudos prévios indicam que o treinamento intervalado em intensidade relativamente mais alta pode ser usado tanto na prática clínica quanto experimentalmente, e que essa metodologia induz maiores efeitos benéficos ao coração8,9. Essas características sugerem que o treinamento intermitente pode ser mais apropriado a indivíduos com síndrome metabólica, dislipidemia e outros fatores de risco cardiovascular10-12. No entanto, pouco se sabe sobre as diferenças agudas e subagudas obtidas nessa metodologia de exercício em relação ao treinamento contínuo tradicional. O efeito agudo se refere à resposta fisiológica observada enquanto o exercício é realizado (tais como o aumento na Frequência Cardíaca (FC) e PA sistólica). Já os efeitos subagudos ocorrem imediatamente após o término do exercício, e envolvem os mecanismos pelos quais ocorre a transferência dos sinais agudos em adaptações desenvolvidas ao longo do período de treinamento13. Dessa forma, torna-se fundamental estudar tais efeitos nas metodologias intervalada e contínua. Considerando que o exercício contínuo e intervalado poderia promover respostas hemodinâmicas de diferente cinética e magnitude, especialmente importantes quando se trata de comprometimento cardiovascular. O presente estudo teve por fim investigar as respostas hemodinâmicas agudas e subagudas de ambas as metodologias de exercício em ratos.

 Métodos Animais

Todos os procedimentos realizados foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Fundação Oswaldo Cruz (Protocolo número 31/10-3 LW21-10), consoante à Declaração de Helsinki. Não houve conflito de interesse relacionado a este estudo. Durante o período experimental, os animais permaneceram em ciclo de luz (12:12 h ciclo claro-escuro) e temperatura controlados (22 ± 1ºC), sendo mantido de três a quatro animais por caixa. Foi permitido acesso ad libitum aos animais a ração padrão e água.

Ratos wistar machos, pesando entre 300 e 350 g, com idade mínima de 180 dias, foram distribuídos aleatoriamente em três grupos: exercício contínuo (EC, n = 10), exercício intervalado (EI, n = 10) e controle (C, n = 10).

 Protocolo de exercício

O protocolo total consistiu em seis dias consecutivos. Todos os animais foram adaptados a esteira de exercícios (Modelo HT 2.0, Hectron Fitness Equipment, Rio de Janeiro, RJ) ao longo de três dias consecutivos (10 min a 10 m/min). No quarto dia, foi realizado teste máximo de exercício para determinar velocidade máxima (Vel Máx) obtida. O teste consistiu em velocidade inicial de 5 m/min com incremento de velocidade de 1,5 m/min a cada 2 min até a exaustão do animal, quando o mesmo permanecia na grade de choque apesar do estímulo sonoro. No quinto dia, os ratos foram submetidos ao procedimento cirúrgico de canulação descrito na sessão seguinte. E finalmente, no sexto dia, os animais realizaram a sessão de exercício ou controle. Ambos os grupos EI e EC realizaram 30 min de exercício, incluindo 3 min de aquecimento e 3 min de desaceleração a 30% da Vel Máx. A sessão do grupo EC consistiu em corrida contínua a 50% da velocidade máxima (Vel Máx) obtida em teste máximo prévio. Enquanto o grupo EI realizou três períodos sucessivos de 4 min a 60% da Vel Máx, intercalados com 4 min de recuperação a 40% da Vel Máx. Essas intensidades foram utilizadas para equalizar o volume da sessão de exercício entre os grupos e permitir a comparação entre eles. Pois ao manter a intensidade média em 50% da Vel Máx nos dois grupos, a única diferença se daria pela forma de aplicação da intensidade, ou seja, intervalado ou não. Dessa forma, possíveis diferenças encontradas entre os dois grupos não poderiam ser atribuídas a diferentes cargas de exercício.

 Procedimento cirúrgico e medidas hemodinâmicas

Todos os animais foram anestesiados com pentobarbital (50 mg/kg ip) para implantação de cânula de polietileno (PE-50 preenchido com solução heparinizada de salina) na artéria carótida esquerda, a fim de obter a medida direta da PA e FC. A cânula era então exteriorizada nas costas do animal, para permitir análise 24 h após a implantação do cateter, durante a sessão de exercício ou controle. Portanto, a análise era feita quando eles estavam conscientes e podiam se movimentar livremente durante o experimento.

Para medição da PA e FC, a cânula era conectada a um transdutor de pressão (Modelo TSD104A, BIOPAC Systems, Inc, Goleta, CA) e a um amplificador de sinal (Modelo DA100C, BIOPAC Systems, Inc, Goleta, CA). As medidas eram adquiridas a uma taxa amostral de 200 amostras/seg através de um sistema (Modelo MP150 system, BIOPAC Systems, Inc, Goleta, CA) e gravadas usando um software específico (AcqKnowledge 3.7.3 for Windows, BIOPAC Systems, Inc, Goleta, CA). Os sinais eram gravados no repouso (10 min), durante o exercício (a cada 8 min excluindo aquecimento e desaceleração) e até 90 min após o término do exercício (1 min a cada 5 min). Os sinais eram analisados batimento a batimento para quantificar mudanças na PA e FC. O Duplo Produto (DP), considerado uma estimativa da carga de trabalho do miocárdio, foi calculado multiplicando a FC pelo PA sistólica.

Análise estatística

Diferenças entre os grupos foram analisadas usando ANOVA de duas entradas para medidas repetidas, seguida de pós-teste de Bonferroni. Foi fixado o nível de significância em 5%. Todos os resultados foram expressos como média ± desvio padrão. As análises estatísticas foram feitas através do software GraphPad Prism (Versão 5 for Windows, GraphPad Software, Inc, La Jolla, CA).

 Resultados

Os grupos não apresentaram diferença estatística em relação ao peso corporal (EC: 377,5 ± 16; EI: 374,4 ± 18; C: 378,3 ± 15 g), e medidas hemodinâmicas no repouso. Quanto ao teste máximo, não houve diferenças estatísticas entre os grupos para a Vel Máx (EC: 20,5 ± 3; EI: 19,6 ± 2; C: 19,2 ± 1 m/min), assim como para a duração (EC: 1319,9 ± 200; EI: 1204,5 ± 179; C: 1209,4 ± 105 seg).

Os resultados de efeito agudo e subagudo na PA, FC e DP nas diferentes metodologias de exercício, estão demonstrados nas figuras 1 e 2, respectivamente.

Pressão arterial sistólica, média e diastólica durante e após exercício. *p < 0,05 vs. repouso no grupo contínuo; #p < 0,05 vs. repouso no grupo intervalado. Frequência cardíaca e duplo produto durante e após exercício. *p < 0,05 vs. repouso no grupo contínuo; #p < 0,05 vs. repouso no grupo intervalado.

Em relação ao efeito agudo do exercício, o grupo EC apresentou resposta estatisticamente maior após 8, 16 e 24 min de exercício para a PA sistólica, FC e DP quando comparado aos valores basais, como observado na tabela 1. Além disso, o grupo EC mostrou PA diastólica estatisticamente menor após 8, 16 e 24 min de exercício em relação ao repouso (Tabela 1). Já no grupo EI, também foi encontrada resposta estatisticamente aumentada após 8, 16 e 24 min de exercício para a PA sistólica e DP quando comparado ao repouso, enquanto a PA diastólica estava estatisticamente reduzida somente após 8 min de exercício (Tabela. 1).

Respostas hemodinâmicas obtidas no basal e durante o exercício físico (8, 16 e 24 min) para os grupos contínuo, intervalado e controle
Basal PAS PAM PAD FC DP
EC (n = 10) 132,4 ± 11,3 106,4 ± 7,2 86,2 ± 12,3 378,6 ± 28,3 51136,8 ± 5306,3
EI (n = 10) 133,5 ± 10,8 109,4 ± 7,3 84,7 ± 8,2 405,6 ± 44,7 54444,0 ± 9282,6
C (n = 10) 136,7 ± 15,9 110,9 ± 12,0 85,6 ± 10,8 387,4 ± 50,4 53161,5 ± 10232,5
8 min PAS PAM PAD FC DP
EC (n = 10) 152,2# ± 11,4 109,7 ± 7,6 70,4* ± 12,6 438,5# ± 34,7 66593,9# ± 6773,5
EI (n = 10) 156,5# ± 15,8 112,4 ± 11,1 74,6* ± 11,5 442,5 ± 61,2 70002,4* ± 15835,7
C (n = 10) NA NA NA NA NA
16 min PAS PAM PAD FC DP
EC (n = 10) 154,8# ± 17,0 110,7 ± 8,0 72,1* ± 13,8 446,9# ± 33,8 68607,2# ± 7001,4
EI (n = 10) 153,4# ± 15,8 112,8 ± 10,4 76,9 ± 11,5 441,4 ± 49,2 68342,1* ± 13838,3
C (n = 10) NA NA NA NA NA
24 min PAS PAM PAD FC DP
EC (n = 10) 163# ± 15,9 112,4 ± 8,9 69,5* ± 10,4 446,4# ± 41,7 73343,9# ± 10333,4
EI (n = 10) 156,2# ± 16,1 114,1 ± 11,3 80,8 ± 9,9 428,3 ± 40,1 67420,6* ± 12530,3
C (n = 10) NA NA NA NA NA

Resultados em média ± desvio-padrão; EC: exercício contínuo; EI: exercício intervalado; C: controle; PAS: pressão arterial sistólica (em mmHg); PAM: pressão arterial média (em mmHg); PAD: pressão arterial diastólica (em mmHg); FC: frequência cardíaca (em bpm); DP: duplo produto (em bpm.mmHg); NA: não avaliado;

p < 0,05 vs basal intragrupo;

p < 0,01 vs basal intragrupo.

Quanto ao efeito subagudo no grupo EC, a PA sistólica foi estaticamente menor nos minutos 115 (121,2 ± 5,9 mmHg, p = 0,04) e 120 (120,3 ± 7,5 mmHg, p = 0,03) e o DP nos minutos 55 (44875,5 ± 4925,4 mmHg.bpm, p < 0,05), 75 (45153,5 ± 4937,8 mmHg, p < 0,05) e 115 (43098,2 ± 4318,7 mmHg.bpm, p < 0,01) em comparação ao repouso. No grupo EI, a PA sistólica estava estatisticamente reduzida nos minutos 50 (120,2 ± 12,2 mmHg, p = 0,03), 55 (118,2 ± 13,9 mmHg, p = 0,02) e 60 (118,0 ± 15,5 mmHg, p = 0,03) enquanto a PA média foi estatisticamente reduzida nos minutos 55 (100,1 ± 8,3 mmHg, p = 0,03) e 60 (101,0 ± 7,8 mmHg, p = 0,04) em relação ao repouso. Além disso, a FC e o DP estavam estatisticamente reduzidos nos minutos 55 e 45, respectivamente, até o final da análise, ou seja, 120 min.

Finalmente, o grupo C não diferiu estatisticamente em nenhum parâmetro hemodinâmico nem durante, nem após a sessão controle, em relação a medida inicial.

 Discussão

O principal achado do estudo a ser destacado foi o aumento similar obtido durante a sessão intervalada nos parâmetros hemodinâmicos e maior redução na FC e DP na recuperação em relação à sessão contínua. Há um acúmulo de evidências sugerindo que a magnitude dos benefícios advindos do exercício físico aumenta proporcionalmente de acordo com a intensidade de cada sessão de exercício que constitui o programa de treinamento5. Dessa forma, o princípio do exercício intervalado é acumular mais tempo em zonas de intensidade superiores comparado ao exercício contínuo, sem causar exaustão devido à alternância de períodos de recuperação com intensidades mais baixas3. Vários estudos prévios, indicam que o exercício intermitente induz maior aumento no VO2pico14, nas adaptações musculares6, colesterol-HDL14 e maior redução na PA basal7, em indivíduos saudáveis e pacientes, tais como hipertensos e com insuficiência cardíaca. De fato, a prescrição de exercício intervalado tem aumentado exponencialmente em um período de tempo relativamente curto, especialmente na reabilitação cardíaca8,14. No entanto, tal metodologia de exercício, que consiste em períodos de intensidade mais alta, poderia promover aumento na carga de trabalho do miocárdio, aumentando, portanto, a preocupação acerca da segurança do exercício.

De acordo com os nossos resultados, o exercício intervalado não promoveu nenhum aumento adicional de sobrecarga cardíaca comparado a uma sessão contínua, uma vez que ambas as metodologias induziram aumentos similares na PA sistólica e DP. Resultados similares foram encontrados por Gayda e cols.9, ao comparar alterações hemodinâmicas centrais, medidas por bioimpedância cardíaca, durante exercício intermitente e contínuo em 13 pacientes com insuficiência cardíaca. Comparado ao exercício contínuo, a sessão intervalada promoveu aumento similar no débito cardíaco médio (9,26 ± 1,93 vs 10,06 ± 3,14 L/min) e no volume sistólico médio (96 ± 22 vs 93 ± 21 mL).

Em nosso estudo, também foram evidenciadas reduções significativas na FC e DP após a sessão intermitente. Esse novo achado poderia ser justificado por uma possível melhora no equilíbrio simpatovagal após a sessão de exercício intervalado, o que pode representar um efeito cardioprotetor. Esse resultado foi corroborado por Labrunee e cols.15, em estudo que realizou Holter de 24 h em três dias consecutivos em 12 pacientes com insuficiência cardíaca: após sessão de exercício intervalado, após contínuo moderado e após um período controle sem atividade física. Interessantemente, foi encontrada maior redução na FC e melhora nos índices de variabilidade da FC após a sessão intervalada em relação a sessão contínua. Os autores também mostraram que o número de contrações ventriculares prematuras e episódios de taquicardia ventricular não sustentada foram claramente e significativamente menores após o exercício intervalado, comparado ao contínuo e sem exercício.

Também é digno de nota que a PA sistólica foi reduzida no período de recuperação no grupo EI (50, 55 e 60 minutos) e EC (115 e 120 minutos). Ao final do período avaliado, em ambas as metodologias, a PA sistólica ainda não apresentava valor estável. Parece-nos que, se o período de recuperação fosse mais longo, talvez a PA sistólica apresentasse valores ainda menores. Poucos estudos demonstraram Hipotensão Pós-Exercício (HPE) em indivíduos normotensos16,17, enquanto vários mostraram HPE em hipertensos18-20 e ratos espontaneamente hipertensos21-24.

Apesar dos nossos achados, é necessário um número maior de estudos, inclusive mais extensos para estabelecer de fato, a segurança e eficácia do exercício intervalado, principalmente em cardiopatas. Também deve ser destacado que nosso estudo foi desenvolvido em modelo experimental e a aplicabilidade desses resultados na clínica deve ser feita com extrema cautela. Novos estudos experimentais se fazem necessários para que sirvam como base de comparação aos resultados aqui encontrados. Avaliações de sobrecarga cardíaca, incluindo monitoração de FC e PA, durante e após realização de exercício físico, podem promover mais segurança para a prescrição de exercícios, especialmente quando indivíduos com riscos cardiovasculares estão envolvidos.

Conclusão

Sessões de exercício aeróbio intervalado em uma intensidade relativamente mais alta sugerem envolver maior redução da FC e DP imediatamente após o término do exercício comparado ao exercício contínuo de intensidade moderada em ratos sadios.

 Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Massan GS, Lessa MAR. Obtenção de dados: Masson GS. Análise e interpretação dos dados: Borges JP, Masson GS, Lessa MA. Análise estatística: Borges JP, Masson GS, Lessa MA. Obtenção de financiamento: Tibiriçá E, Lessa MA. Redação do manuscrito: Borges JP, Tibiriçá E, Lessa MA. Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual: Borges JP, Tibiriçá EV, Lessa MA.

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Vinculação Acadêmica

Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.

Fontes de Financiamento

O presente estudo foi financiado pelo CNPq, FAPERJ e FIOCRUZ.

 Original Articles Aerobic Interval Exercise Training Induces Greater Reduction in Cardiac Workload in the Recovery Period in Rats Borges Juliana Pereira Masson Gustavo Santos Tibiriçá Eduardo Lessa Marcos Adriano Instituto Oswaldo Cruz Rio de Janeiro RJ Brazil Instituto Oswaldo Cruz - FIOCRUZ, Rio de Janeiro, RJ - Brazil Mailing Address: Juliana Pereira Borges, Av. Brasil 4365, Manguinhos. Postal Code 21040-900, Rio de Janeiro, RJ - Brazil. E-mail: julipborges@gmail.com

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 Background:

Aerobic interval exercise training has greater benefits on cardiovascular function as compared with aerobic continuous exercise training.

Objective:

The present study aimed at analyzing the effects of both exercise modalities on acute and subacute hemodynamic responses of healthy rats.

Methods:

Thirty male rats were randomly assigned into three groups as follows: continuous exercise (CE, n = 10); interval exercise (IE, n = 10); and control (C, n = 10). Both IE and CE groups performed a 30-minute exercise session. The IE group session consisted of three successive 4-minute periods at 60% of maximal velocity (Max Vel), with 4-minute recovery intervals at 40% of Max Vel. The CE group ran continuously at 50% of Max Vel. Heart rate (HR), blood pressure(BP), and rate pressure product (RPP) were measured before, during and after the exercise session.

Results:

The CE and IE groups showed an increase in systolic BP and RPP during exercise as compared with the baseline values. After the end of exercise, the CE group showed a lower response of systolic BP and RPP as compared with the baseline values, while the IE group showed lower systolic BP and mean BP values. However, only the IE group had a lower response of HR and RPP during recovery.

Conclusion:

In healthy rats, one interval exercise session, as compared with continuous exercise, induced similar hemodynamic responses during exercise. However, during recovery, the interval exercise caused greater reductions in cardiac workload than the continuous exercise.

 Blood pressure Exercise acute effects Intermittent exercise Introduction

Aerobic interval or intermittent training, originally used by athletes, consists of alternated bouts of high- and low-intensity exercises1-4. There is a body of evidence suggesting that the magnitude of the benefits originating from physical exercise increases proportionally with the intensity of each exercise session that constitutes the exercise training program5. The effects observed on the cardiorespiratory and muscular function have led researchers to consider the practice of interval exercise in the field of cardiovascular diseases1. Gibala et al6 have shown that interval exercise training is more efficient in inducing rapid adaptations in skeletal muscles and exercise performance as compared with continuous training. At a markedly smaller training volume, interval exercise promotes benefits in the exercise capacity and expression of antioxidant enzymes similar to those observed in traditional conservative trainings of continuous exercise6. Molmen-Hansen et al7 have recently demonstrated that intermittent exercise sessions could reduce blood pressure (BP) and improve myocardial function of hypertensive patients. In addition, several previous studies had reported that interval training at a relatively higher intensity could be used in both clinical practice and experiments, and that such exercise modality had greater beneficial effects on the heart8,9. Those characteristics suggest that intermittent training can be more appropriate to individuals with metabolic syndrome, dyslipidemia and other cardiovascular risk factors10-12. However, little is known about the acute and subacute differences obtained with that exercise modality as compared to traditional continuous training. The acute effect refers to the physiological response observed when exercise is performed [increase in heart rate (HR) and systolic BP]. However, the subacute effects occur immediately after finishing the training, and involve chronic physiological adaptations that develop over the training period13. Thus, such effects of interval and continuous exercise trainings should be further studied, considering that continuous and interval exercise trainings could promote different hemodynamic responses regarding kinetics and magnitude, especially important for cardiovascular impairment. The present study aimed at assessing the acute and subacute hemodynamic responses of both exercise modalities in rats.

 Methods Animals

All procedures performed were approved by the Committee on Ethics and Research of the Fundação Oswaldo Cruz (protocol 31/10-3 LW21-10), according to the Helsinki Declaration. There was no conflict of interest related to this study.

During the experimental period, the animals were submitted to 12-hour light/dark cycles under controlled temperature (22 ± 1ºC), and kept in boxes (three to four animals per box). The animals received water and food preparation ad libitum.

Male Wistar rats (weight range, 300 and 350 g; minimum age, 180 days) were randomly distributed into three groups as follows: continuous exercise (CE, n = 10); interval exercise (IE, n = 10); and control (C, n = 10).

 Exercise protocol

The whole protocol comprised six consecutive days. All animals were adapted to exercise treadmill (HT 2.0, Hectron Fitness Equipment, Rio de Janeiro, Brazil) over three consecutive days (10 minutes at 10 m/min). On the fourth day, maximal exercise test was performed to determine maximal velocity (Max Vel). The test consisted of initial velocity of 5 m/min with 1.5-m/min velocity increase every 2 minutes up to exhaustion, when the animal remained on the shock grid despite the sound stimulus. On the fifth day, the rats underwent the cannulation procedure described in the following session. Finally, on the sixth day, the animals underwent either exercise or control session. Both IE and CE groups underwent a 30-minute exercise training, including 3 minutes of warm-up and 3 minutes of deceleration at 30% of Max Vel. The CE group session consisted of continuous running at 50% of the Max Vel, while the IE group performed three successive 4-minute periods at 60% of Max Vel, with 4-minute intervals of recovery at 40% of Max Vel. Such intensities were used to equalize the exercise session volume between the groups, allowing their comparison. By maintaining mean intensity at 50% of Max Vel in both groups, the only difference would be the way of applying intensity, that is, with intervals or not. Thus, the possible differences found between the two groups could not be attributed to different exercise loads.

 Surgical procedure and hemodynamic measures

All animals were anesthetized with pentobarbital (50 mg/kg ip) for polyethylene cannula (PE-50 with saline-heparin solution) implantation in the left carotid artery to directly measure BP and HR. The cannula was then exteriorized on the animal's back, allowing 24-hour analysis for all three groups. Thus, the analysis was performed while the animals were conscious and could move freely during the experiment.

To measure BP and HR, the cannula was connected to a pressure transducer (TSD104A, BIOPAC Systems Inc, Goleta, CA, USA) and a signal amplifier (DA100C, BIOPAC Systems Inc, Goleta, CA, USA). The measures were acquired at a sample rate of 200 samples/second by use of the MP150 system (BIOPAC Systems Inc, Goleta, CA, USA) and recorded using a specific software (AcqKnowledge 3.7.3 for Windows, BIOPAC Systems Inc, Goleta, CA, USA). The signals were recorded at rest (10 minutes), during exercise (every 8 minutes excluding warm-up and deceleration), and up to 90 minutes after ending the exercise (1 minute every 5 minutes). The signals were analyzed beat-to-beat to quantify changes in BP and HR. Rate pressure product (RPP), considered an estimation of myocardial workload, was calculated by multiplying HR by systolic BP.

 Statistical analysis

Differences between the groups were analyzed by using two-way ANOVA for repeated measures, followed by Bonferroni post-test. The significance level of 5% was adopted. All results were expressed as mean ± standard deviation. The statistical analyses were performed with the GraphPad Prism software (Version 5 for Windows, GraphPad Software, Inc, La Jolla, CA, USA).

 Results

The groups had no statistical difference regarding body weight (CE: 377.5 ± 16; IE: 374.4 ± 18; C: 378.3 ± 15 g) and hemodynamic measures at rest. In the maximal exercise test, no statistical difference was observed between the groups regarding Max Vel (CE: 20.5 ± 3; IE: 19.6 ± 2; C: 19.2 ± 1 m/min) and duration (CE: 1319.9 ± 200; IE: 1204.5 ± 179; C: 1209.4 ± 105 sec).

The acute and subacute effects on BP, HR and RPP in the different exercise modalities are shown in Figures 1 and 2, respectively.

Systolic, mean and diastolic blood pressure during and after exercise training. *p < 0.05 vs. rest in the continuous group; #p < 0.05 vs. rest in the interval group. Heart rate and rate pressure product during and after exercise training. *p < 0.05 vs. rest in the continuous group; #p < 0.05 vs. rest in the interval group.

Regarding the acute effect of exercise, the CE group had a statistically higher response after 8, 16 and 24 minutes of exercise for systolic BP, HR and RPP as compared with the baseline values (Table 1). In addition, the CE group had a statistically lower diastolic BP after 8, 16 and 24 minutes of exercise as compared with rest values (Table 1). The IE group also had a statistically higher response after 8, 16 and 24 minutes of exercise for systolic BP and RPP as compared with rest values, while diastolic BP was statistically reduced only after 8 minutes of exercise (Table 1).

Hemodynamic responses obtained at baseline and during physical exercise (8, 16 and 24 minutes) for the continuous, interval and control groups
Baseline SBP MBP DBP HR RPP
EC (n = 10) 132.4 ± 11.3 106.4 ± 7.2 86.2 ± 12.3 378.6 ± 28.3 51136.8 ± 5306.3
EI (n = 10) 133.5 ± 10.8 109.4 ± 7.3 84.7 ± 8.2 405.6 ± 44.7 54444.0 ± 9282.6
C (n = 10) 136.7 ± 15.9 110.9 ± 12.0 85.6 ± 10.8 387.4 ± 50.4 53161.5 ± 10232.5
8 min SBP MBP DBP HR RPP
EC (n = 10) 152.2# ± 11.4 109.7 ± 7.6 70.4* ± 12.6 438.5# ± 34.7 66593.9# ± 6773.5
EI (n = 10) 156.5# ± 15.8 112.4 ± 11.1 74.6* ± 11.5 442.5 ± 61.2 70002.4* ± 15835.7
C (n = 10) NA NA NA NA NA
16 min SBP MBP DBP HR RPP
EC (n = 10) 154.8# ± 17.0 110.7 ± 8.0 72.1* ± 13.8 446.9# ± 33.8 68607.2# ± 7001.4
EI (n = 10) 153.4# ± 15.8 112.8 ± 10.4 76.9 ± 11.5 441.4 ± 49.2 68342.1* ± 13838.3
C (n = 10) NA NA NA NA NA
24 min SBP MBP DBP HR RPP
EC (n = 10) 163# ± 15.9 112.4 ± 8.9 69.5* ± 10.4 446.4# ± 41.7 73343.9# ± 10333.4
EI (n = 10) 156.2# ± 16.1 114.1 ± 11.3 80.8 ± 9.9 428.3 ± 40.1 67420.6* ± 12530.3
C (n = 10) NA NA NA NA NA

Results shown as mean ± standard deviation; CE: continuous exercise; IE: interval exercise; C: control; SBP: systolic blood pressure (mm Hg); MBP: mean blood pressure (mm Hg); DBP: diastolic blood pressure (mm Hg); HR: heart rate (bpm); RPP: rate pressure product (bpm.mm Hg); NA: not assessed;

p < 0.05 vs intragroup baseline;

p < 0.01 vs intragroup baseline.

Regarding the subacute effect of exercise in the CE group, statically lower values were observed as follows: of systolic BP, at minutes 115 (121.2 ± 5.9 mmHg, p = 0.04) and 120 (120.3 ± 7.5 mmHg, p = 0.03); of RPP, at minutes 55 (44875.5 ± 4925.4 mmHg.bpm, p < 0.05), 75 (45153.5 ± 4937.8 mm Hg, p < 0.05) and 115 (43098.2 ± 4318.7 mmHg.bpm, p < 0.01) as compared to rest values. In the IE group, systolic BP was statistically reduced at minutes 50 (120.2 ± 12.2 mmHg, p = 0.03), 55 (118.2 ± 13.9 mm Hg, p = 0.02) and 60 (118.0 ± 15.5 mmHg, p = 0.03), while mean BP was statistically reduced at minutes 55 (100.1 ± 8.3 mmHg, p = 0.03) and 60 (101.0 ± 7.8 mmHg, p = 0.04) as compared to rest values. In addition, HR and RPP were statistically reduced at minutes 55 and 45, respectively, until the end of the analysis (120 minutes).

Finally, the C group showed no statistic difference in any hemodynamic parameter neither during, nor after the control session, as compared to the initial measure.

Discussion

The major finding of this study was as follows: similarity of the increase in the hemodynamic parameters obtained during the interval exercise session and greater reduction in HR and RPP in the recovery period as compared with those of the continuous exercise session. There is a body of evidence suggesting that the magnitude of the benefits originating from physical exercise increases proportionally with the intensity of each exercise session that constitutes the exercise training program5. Thus, the principle of the interval exercise is to spend more time in higher intensity zones as compared with continuous exercise, without causing exhaustion due to alternation of lower-intensity recovery periods3. Several previous studies have reported that intermittent exercise induces greater increase in VO2peak 14, in muscular adaptations6, HDL-cholesterol14 and greater reduction in baseline BP7, in healthy individuals and patients, such as those with hypertension and heart failure. In fact, the prescription of interval exercise has exponentially increased over a relatively short period of time, especially in cardiac rehabilitation8,14. However, that exercise modality, consisting of higher-intensity periods, could promote an increase in myocardial workload, therefore increasing concern with exercise safety.

According to our results, the interval exercise promoted no additional increase in cardiac workload as compared with continuous exercise, since both modalities induced similar increases in systolic BP and RPP. Similar results have been found by Gayda et al9, when comparing central hemodynamic changes, measured by use of cardiac bioimpedance, during intermittent and continuous exercise in 13 patients with heart failure. Compared with continuous exercise, interval exercise promoted a similar increase in mean cardiac output (9.26 ± 1.93 vs 10.06 ± 3.14 L/min) and mean systolic volume (96 ± 22 vs 93 ± 21 mL).

In our study, significant reductions have also been evidenced in HR and RPP after the intermittent session. That new finding could be justified by a possible improvement in the sympathovagal balance after the interval exercise session, which might represent a cardioprotective effect. That result has been corroborated by Labrunee et al15 performing 24-hour Holter on three consecutive days in 12 patients with heart failure: after the interval exercise session; after moderate continuous exercise; and after a control period with no physical activity. Interestingly, a greater reduction in HR and an improvement in HR variability indices were found after the interval exercise session as compared with the continuous exercise session. The authors have also reported that the numbers of premature ventricular contractions and non-sustained ventricular tachycardia episodes were clearly and significantly lower after interval exercise as compared with continuous exercise or no exercise.

It is also worth noting that systolic BP was reduced in the recovery period in the IE group (50, 55 and 60 minutes) and CE (115 and 120 minutes). At the end of the period assessed, for both exercise modalities, systolic BP was not yet stable. It seems that, if the recovery period were longer, systolic BP might even show lower values. A few studies have demonstrated post-exercise hypotension (PEH) in normotensive individuals16,17, while others have shown PEH in hypertensive individuals18-20 and spontaneously hypertensive rats21-24.

A larger number of studies, in addition to more extensive ones, are required to establish the real safety and efficacy of interval exercise, mainly in patients with heart disease. It is worth noting that our study was performed in an experimental model, and the application of its results in clinical practice should be extremely cautious. New experimental studies are necessary to serve as comparison base with our results. Assessments on cardiac workload, including HR and BP monitoring, during and after physical exercise practice, can increase the safety of exercise prescription, especially when involving individuals at cardiovascular risk.

 Conclusion

Aerobic interval exercise sessions of a relatively higher intensity suggest a higher reduction in HR and RPP immediately after finishing exercise as compared with continuous exercise of moderate intensity in healthy rats.

 Author contributions

Conception and design of the research: Masson GS, Lessa MA. Acquisition of data: Masson GS. Analysis and interpretation of the data: Borges JP, Masson GS, Lessa MA. Statistical analysis: Borges JP, Masson GS, Lessa MA. Obtaining funding: Tibiriçá E, Lessa MA. Writing of the manuscript: Borges JP, Tibiriçá E, Lessa MA. Critical revision of the manuscript for intellectual content: Borges JP, Tibiriçá E, Lessa MA.

Study Association

This study is not associated with any post-graduation program.

Sources of Funding

This study was funded by CNPq, FAPERJ e FIOCRUZ.