Arq Bras Cardiol Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia 5tk6zGbB9YgTw7Qn5YCq5dP S0066-782X2015000600008 S0066-782X2015000650033 00008 10.5935/abc.20150033 Original Articles Blood Pressure and Hemodynamic Adaptations after a Training Program in Young Individuals with Down Syndrome Seron Bruna Barboza Goessler Karla Fabiana Modesto Everaldo Lambert Almeida Eloise Werle Greguol Márcia Universidade Estadual de Londrina Londrina PR Brazil Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR – Brazil Universidade Estadual de Londrina Mailing Address: Márcia Greguol, Universidade Estadual de Londrina - Rodovia Celso Garcia Cid - Pr 445 Km 380, s/n -Campus Universitário, Postal Code 86057-970, Londrina, PR – Brazil. E-mail: mgreguol@uel.br

Author contributions

Conception and design of the research:Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Greguol M. Acquisition of data: Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Almeida EW, Greguol M. Analysis and interpretation of the data: Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Almeida EW, Greguol M. Statistical analysis: Goessler KF. Writing of the manuscript: Seron BB. Critical revision of the manuscript for intellectual content: Seron BB, Goessler KF, Greguol M.

Potential Conflict of Interest

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

 06 2015 14 04 2015 104 6 487 491 11 09 2014 21 01 2015 22 01 2015 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. Background:

Cardiovascular diseases affect people worldwide. Individuals with Down Syndrome (DS) have an up to sixteen-time greater risk of mortality from cardiovascular diseases.

 Objective:

To evaluate the effects of aerobic and resistance exercises on blood pressure and hemodynamic variables of young individuals with DS.

 Methods:

A total of 29 young individuals with DS participated in the study. They were divided into two groups: aerobic training (AT) (n = 14), and resistance training (TR) (n = 15). Their mean age was 15.7 ± 2.82 years. The training program lasted 12 weeks, and had a frequency of three times a week for AT and twice a week for RT. AT was performed in treadmill/ bicycle ergometer, at an intensity between 50%-70% of the HR reserve. RT comprised nine exercises with three sets of 12 repetition-maximum. Systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), mean blood pressure (MBP) and hemodynamic variables were assessed beat-to-beat using the Finometer device before/after the training program. Descriptive analysis, the Shapiro-Wilk test to check the normality of data, and the two-way ANOVA for repeated measures were used to compare pre- and post-training variables. The Pearson’s correlation coefficient was calculated to correlate hemodynamic variables. The SPSS version 18.0 was used with the significance level set at p < 0.05.

 Results:

After twelve weeks of aerobic and/or resistance training, significant reductions in variables SBP, DBP and MBP were observed.

 Conclusion:

This study suggests a chronic hypotensive effect of moderate aerobic and resistance exercises on young individuals with DS.

 Arterial Pressure / physiology Hemodynamic / physiology Heart Defects / congenital Down Syndrome Adolescent Resistance Training Introduction

Cardiovascular disease is the major cause of mortality worldwide and although cardiovascular events are more frequent after the fifth decade of life, there is evidence that their precursors have origin in childhood1. Individuals with Down syndrome (DS) show an up to sixteen-time higher risk of mortality for cardiovascular diseases2. While the incidence of congenital heart defects in the general population is of 0.8%, approximately 40%-65% of individuals with DS develop the disease3. The development of congenital heart defects is multifactorial and under the interference of molecular and morphological signaling. Additionally, the incidence of atrioventricular and ventricular septal defects is of 45% and 35% in patients with DS3, respectively.

Also, the risk of persistent pulmonary hypertension in neonates is 5.2% higher for children with DS in comparison to the general population3,4.

Among the major cardiovascular risk factors, we should point out high blood pressure (BP) and sedentary lifestyle. Some studies have proven that both risk factors show strong tracking from childhood to adulthood5-8 and this suggests that there should be incentives for their reduction from early ages.

BP control is related to lifestyle changes including increasing physical activity9. Few studies correlating the effect of physical training on the cardiovascular response of individuals with DS are available; therefore, the specificities of physical exercises should be carefully verified for this population. Kelley et al10 conducted a meta-analysis involving non-disabled children and adolescents and demonstrated that short-term physical exercises did not lead to reductions in resting SBP and DBP.

Nonetheless, McDonnell et al11 showed that regular physical exercise is associated with a beneficial vascular profile, which is explained by lower large artery stiffness in older individuals, but lower peripheral vascular resistance in young individuals.

The literature points to the benefits of an active lifestyle for the general population. However, the population with DS has a less active lifestyle than do individuals without DS. This may be harmful to the health and autonomy of this population12,13.

The increase in life expectancy of this population makes the prevention of secondary diseases increasingly more important. Therefore, we hypothesized that physical training (aerobic and resistance) could reduce blood pressure levels and thus improve and/or prevent the development of cardiovascular diseases in individuals with DS. For this reason, knowing the importance of a physically active lifestyle for BP control and for the prevention of cardiovascular diseases, the objective of this study was to investigate the effects of aerobic and resistance training on BP values and hemodynamic variables in young individuals with DS after the training period.

 Methods Participants

Twenty nine young individuals of both genders (20 boys and 9 girls) with Down syndrome and a mean age of 15.7 ± 2.82 years participated in the study. Subject selection was made by inviting all young individuals with DS aged between 12 and 20 years from 3 institutions in the city of Londrina/State of Parana/ Brazil, which provide care for intellectually disabled individuals. Those presenting with orthopedic or cardiac problems; using medications that could affect the heart rate; and those presenting with severe or profound intellectual disability that could affect their understanding and/or ability to perform the procedures were excluded from the study. After receiving explanations on the terms of the research, their parents and/or guardians gave written informed consent. The study was approved by the Research on Humans Ethics Committee, Universidade Estadual de Londrina, under opinion number 93.680/2012.

The participants were divided into two groups, according to their availability to attend the physical exercise program: aerobic training group (n = 14, of which 4 were girls and 10 were boys); and resistance training group (n = 15, of which 5 were girls and 10 were boys).

Initially, there was a control group; however, the individuals from this group did not attend the second assessment visit, and therefore the control group was excluded from the analysis.

 Training programs

The aerobic and resistance training programs consisted of 12 weeks with 50-minute-duration sessions.

The aerobic training was performed three times a week in a treadmill and bicycle ergometer (15 minutes each), at an intensity between 50% and 70% of the HR reserve for 30 minutes, preceded by a 10-minute warm- up (articulations and stretching) and followed by 10 more minutes of recovery (stretching). The intensity was monitored by a Polar FT2 heart rate monitor. The HRmax used for the calculation of HR reserve was obtained by means of a maximal exercise test validated for individuals with DS14. This test started at a 4 km/h speed and 0% inclination for two minutes. Every two minutes the treadmill inclination was increased by 2.5% up to 12.5%. Thereafter, the speed was raised by 1.6 km/h at every minute until volitional fatigue. The test was performed on a treadmill (INBRAMED, model 10.200) with the use of a portable metabolic measurement system (Cosmed k4b2, Italy).

The resistance training consisted of 9 exercises performed in three sets of 12 repetition-maximum, with a 1-minute interval between the sets and 3-minute intervals between exercises. The following series of exercises was proposed: chest press machine; leg extension machine; lat pull down; biceps cable curl; standing leg curl with ankle weights; cable triceps extension; calf raises with ankle weights; dumbbell front raise and abdominal exercises. The two first sessions were for adaptation to the exercise training with low loads and, subsequently, the load used was estimated by observing the participant’s ability to perform the exercise in 12 repetitions. Load progression was spontaneous, with increases made whenever the participant was able to perform the three sets of twelve complete repetitions15.

To participate in the study, the individuals showed a medical clearance certificate for the practice of physical exercises. Additionally, the attendance rate was of at least 75% of the program for all participants, and therefore, none was lost to follow-up. All attended the two assessment visits proposed.

 Blood pressure

Blood pressure was monitored by a FinometerTM (Finapres Medical System, BV, The Netherlands) device before and after the training program. Continuous digital electrocardiographic monitoring and noninvasive cardiovascular hemodynamic monitoring by digital infrared photoplethysmography were performed for 15 minutes with the individual in the sitting position.

For the acquisition of pressure curves, a small sensor was placed around the middle phalanx of the left index finger, taking into consideration the participant’s age, body mass, height and gender. Body mass (BM) was expressed in kilograms and measured in a digital scale to the nearest 100 grams; height, in meters, was measured in a stadiometer to the nearest 0.1 centimeter; a 2-m flexible tape measure was used for the measurement of the abdominal circumference (AC). The following hemodynamic variables were considered for the analyses: systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP), heart rate (HR), cardiac output (CO), peripheral vascular resistance (PVR) and stroke volume (SV); the latter was obtained using the formula SV = CO/HR. A researcher blind to the groups performed the assessments and analysis of variables.

 Statistical analyses

Data are presented as means and standard deviation of the mean. The Shapiro-Wilk test was used to check the normality of data. The two-way ANOVA for repeated measures was used for the comparison of hemodynamic variables pre- and post-aerobic or resistance training. The Pearson’s correlation coefficient was used to correlate the hemodynamic variables with age, body mass and height. Data were analyzed by the SPSS version 18.0 software; in all analyses, the significance level was set at 5%.

 Results

Anthropometric data of the groups obtained before the intervention are shown in Table 1. No BP variables or hemodynamic variables showed statistically significant differences (p > 0.05) between the groups at the pre‑training timepoint.

Anthropometric data of participants
  Aerobic training (n = 14) Resistance training (n = 15)
Body mass (kg) 61.43 ± 11.6 52.7 ± 10.0
Height (cm) 151.7 ± 8.11 150.4 ± 7.0
BMI (kg/m²) 26.61 ± 4.36 23.3 ± 4.3
Abdominal circumference (cm) 86.8 ± 11.1 77.5 ± 9.2 ¥

Significant difference between groups – p < 0.05.

Data presented in Table 2 show a significant reduction (p < 0.05) of systolic, diastolic and mean blood pressure after aerobic and resistance training. No interaction was observed between the factor time and group for variables SBP (p = 0.20), DBP (p = 0.53) and MBP (p = 0.58).

Blood pressure values before and after training
Variables GrType of Training A Aerobic Training Group Resistance
Pre Post ∆ Pre Pós ∆ Time p Time x group p Group p
SBP (mmHg) 119.6 ± 11.46 110.4 ± 11.7* -9.3 ± 8.8 113.19 ± 13.04 107.04 ± 10.41* -6.2 ± 12.0 0.001 0.05 0.03
DBP (mmHg) 77.27 ± 4.73 72.66 ± 6.69* -4.6 ± 6.9 76.98 ± 8.10 72.23 ± 8.30* -4.8 ± 10.2 0.03 0.53 0.98
MBP (mmHg) 92.58 ± 5.40 88.35 ± 7.37* -4.2 ± 7.3 91.74 ± 8.74 86.75 ± 8.38* -5.0 ± 9.7 0.01 0.58 0.74

SBP: systolic blood pressure; DBP: diastolic blood pressure; MBP: mean blood pressure.

significant difference between pre-training and post-training timepoints – p < 0.05.

Data regarding heart rate, stroke volume, cardiac output and peripheral vascular resistance are shown in Table 3. No statistically significant differences were found for these variables between timepoints pre- and post-exercise in both groups.

Values of hemodynamic variables before and after training
Variables Training Group Aerobic Training Group Resistance
Pre Post Pre Post Time p Time x group p Group p
CO 2.97 ± 0.71 3.80 ± 0.81 2.76 ± 1.02 3.32 ± 1.05 0.60 0.98 0.20
PVR (mmHg.min.l) 32.91 ± 8.54 24.07 ± 4.48 36.62 ± 10.92 28.56 ± 9.64 0.22 0.93 0.07
HR (bpm/min) 81 ± 11 82 ± 11 84 ± 10.04 84 ± 9.34 0.93 0.58 0.31
SV (ml) 0.037 ± 0.00 0.047 ± 0.01 0.032 ± 0.01 0.040 ± 0.01 0.43 0.77 0.17

CO: cardiac output; PVR: peripheral vascular resistance; HR: heart rate; SV: stroke volume.

Finally, the Pearson’s correlation test between anthropometric, hemodynamic and blood pressure variables did not show significant values for any of the two groups studied.

 Discussion

The major finding of the present study suggests a chronic hypotensive effect of aerobic and resistance exercise on young individuals with DS. Nonetheless, the findings of the present study corroborate those of several trials investigating the effects of exercise on blood pressure of non-disabled individuals, which usually show BP reduction after physical – especially aerobic, training. For resistance exercises, the few studies conducted also point to a BP reduction effect15-18 albeit less consistently in comparison to aerobic exercises.

Despite the paucity of studies investigating the effect of exercises on blood pressure of individuals with DS, the literature shows some that address aspects of blood pressure and the vascular system in this population. According to Rodrigues et al19, although individuals with DS show early aging in several organ systems, no difference was observed regarding aortic artery stiffness, which is related to several risk factors for CVD, including high BP, in individuals with DS in comparison to individuals without this condition.

Some studies have found that individuals with DS have chronic hypotension, i.e., blood pressure levels lower than those of normotensive individuals without the syndrome19-21. However, there is evidence that deaths related to cardiovascular diseases are more common in individuals with DS than in the general population2,22.

Although BP levels of individuals with and without DS have not been compared in this study, the mean SBP and DBP found for the participants were considered within normal limits23. Additionally, the baseline levels of SBP, DBP and MBP were similar for both groups.

The guidelines suggest that increasing physical activities contributes to the primary and secondary prevention of arterial hypertension15. However, according to Cornelissen and Smart18, the effect of training on the magnitude of BP reduction may vary according to the modality of exercise (aerobic or resistance), duration, intensity, and frequency of training. Our findings corroborate these authors’ recommendation of physical exercises for BP control18 based on the finding that aerobic exercises are effective in BP reduction, as are resistance exercises, which, albeit providing lower reductions in comparison to aerobic exercises, still play an important role in BP control. Thus, for this population, resistance training showed significant reductions in blood pressure levels (SBP = -6.2 mmHg; DBP = -4.8 mmHg; MBP = -4.2 mmHg). However, in addition to bringing benefits to blood pressure responses, resistance training has been considered safe for individuals with DS because it improves strength, balance and body composition24.

As regards the chronic antihypertensive mechanisms of exercise, Pescatello et al25 found a reduction in peripheral vascular resistance as the major mechanism, which is possibly mediated by neuro-humoral and structural adaptations. Reduction in vasoconstrictors such as endothelin-1, and elevation in vasodilators such as nitric oxide have been pointed as neurohumoral adaptations to physical exercises26,27.

Although several mechanisms and hemodynamic adaptations have been pointed in response to the chronic effects of aerobic and resistance training on BP, Cornelissen and Fagard28 conducted a meta-analysis and showed that the hemodynamic mechanisms in response to aerobic training resulted from a significant reduction of peripheral vascular resistance (PVR), with no changes in the cardiac output (CO). This can be explained by the increased SV, which is counterbalanced by decreased HR.

In the present study, no significant changes were observed for peripheral vascular resistance in any of the groups (aerobic and resistance training) after the 12-week training.

The adaptations in BP found in the present study may be important for individuals with DS, because, as Hu et al29 suggest, these individuals may have a higher incidence of cardiovascular risk factors such as a low cardiorespiratory capacity and obesity. In this context, many studies have advanced in relation to the influence of exercise on the physical fitness of young individuals with DS, and usually show positive results regarding their cardiopulmonary capacity, strength and body composition24,30-34. Therefore, the findings of the present study in relation to the chronic reduction of blood pressure after an intervention program contribute with more information on the potential benefits of physical exercises for this population.

Although the physical training program has provided significant adaptations of blood pressure, some limitations should be pointed out. First, the number of individuals in each group was small, and this may have hindered some analyses. Additionally, the non-randomized division of intervention groups may have interfered in the results. Nonetheless, our findings may contribute to a better understanding of the physiological adaptations to physical exercises in young individuals with DS, in addition to stressing the importance of this practice for the health of this population.

 Conclusion

By means of the interventions performed, the present study demonstrated that 12 weeks of either aerobic or resistance training provided significant reductions in SBP, DBP and MBP of young individuals with DS. The adaptations found are believed to significantly help control BP and prevent the risk of developing cardiovascular diseases.

Therefore, the implementation of either aerobic or resistance training programs and practice of physical exercises is suggested for young individuals with DS as a means of preventing cardiovascular risks. For these individuals, maintaining a physically active lifestyle should be seen as a strategy that can contribute significantly to improve a sedentary lifestyle and obtain several health benefits.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Bruna Barboza Seron, from Universidade Estadual de Londrina.

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Lin HC Wuang YP Strength and agility training in adolescents with Down syndrome: a randomized controlled trial Res Dev Disabil 2012 33 6 2236 2244 Gupta S, Rao BK, Kumaran SD. Effect of strength and balance training in children with Down's syndrome: a randomized controlled trial. Clin Rehabil. 2011;25(5):425-32. Gupta S Rao BK Kumaran SD Effect of strength and balance training in children with Down's syndrome: a randomized controlled trial Clin Rehabil 2011 25 5 425 432 Ordonez FJ, Rosety M, Rosety-Rodriguez M. Influence of 12-week exercise training on fat mass percentage in adolescents with Down syndrome. Med Sci Monit. 2006;12(10):CR416-9. Ordonez FJ Rosety M Rosety-Rodriguez M Influence of 12-week exercise training on fat mass percentage in adolescents with Down syndrome Med Sci Monit 2006 12 10 CR416 CR419 Pressão Arterial e Adaptações Hemodinâmicas após Programa de Treinamento em Jovens com Síndrome de Down Seron Bruna Barboza Goessler Karla Fabiana Modesto Everaldo Lambert Almeida Eloise Werle Greguol Márcia Universidade Estadual de Londrina Londrina PR Brasil Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR – Brasil Universidade Estadual de Londrina Correspondência: Márcia Greguol, Universidade Estadual de Londrina - Rodovia Celso Garcia Cid - Pr 445 Km 380, s/n -Campus Universitário, CEP 86057-970, Londrina, PR – Brasil. E-mail: mgreguol@uel.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Greguol M. Obtenção de dados: Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Almeida EW, Greguol M. Análise e interpretação dos dados: Seron BB, Goessler KF, Modesto EL, Almeida EW, Greguol M. Análise estatística: Goessler KF. Redação do manuscrito: Seron BB. Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante:Seron BB, Goessler KF, Greguol M.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Fundamento:

As doenças cardiovasculares atingem as pessoas em todo o mundo. Pessoas com Síndrome de Down (SD) apresentam um risco até dezesseis vezes maior de mortalidade por doenças cardiovasculares.

 Objetivo:

Avaliar os efeitos do exercício aeróbio e resistido na pressão arterial e variáveis hemodinâmicas de jovens com SD.

 Métodos:

Participaram do estudo 29 jovens com SD, divididos em dois grupos: (TA) Treinamento Aeróbio (n = 14) e (TR) Treinamento Resistido (n = 15), idade 15,7 ± 2,82 anos. O programa de treinamento teve doze semanas, frequência de três vezes por semana para TA, e duas vezes, para TR. TA foi realizado com esteira/bicicleta, intensidade entre 50%-70% da FC de reserva. TR teve nove exercícios com três séries de doze repetições máximas. Avaliações de Pressão Arterial Sistólica (PAS), Pressão Arterial Diastólica PAD), Pressão Arterial Média (PAM) e variáveis hemodinâmicas foram realizadas batimento a batimento por meio do Finometer antes/após o programa de treinamento. Foram usados estatística descritiva, teste de Shapiro-Wilk para verificação da normalidade dos dados e teste ANOVA two-way para medidas repetidas para a comparação das variáveis pré e pós-treinamento. Para correlacionar as variáveis hemodinâmicas, foi calculado o coeficiente de correlação de Pearson. Utilizou-se o programa estatístico SPSS versão 18.0, adotando nível de significância (p < 0,05).

 Resultados:

Após doze semanas de treinamento, aeróbio e/ou resistido, ocorreram reduções significativas pós‑intervenção nas variáveis de PAS, PAD e PAM.

 Conclusão:

Sugere um efeito hipotensivo crônico do exercício aeróbio e resistido moderado em jovens com SD.

 Pressão Arterial / fisiologia Hemodinâmica / fisiologia Síndrome de Down Cardiopatias Congênitas Adolescente Exercício Treinamento de Resistência Introdução

A doença cardiovascular é a principal causa de mortalidade mundial e, apesar de os eventos cardiovasculares serem mais frequentes após a quinta década de vida, existem evidências de que os precursores dessa doença ocorram na infância1. Pessoas com Síndrome de Down (SD) apresentam um risco até dezesseis vezes maior de mortalidade em decorrência de doenças cardiovasculares2. Enquanto a incidência da doença congênita cardíaca na população geral corresponde a 0,8%, em indivíduos com SD aproximadamente 40%-65% desenvolvem a doença3. O desenvolvimento da doença congênita cardíaca tem causa multifatorial, as quais sofrem interferências de sinais moleculares e morfológicos. Adicionalmente, a incidência de má formação do septo atrioventricular e ventricular corresponde a 45% e 35% em pacientes com SD3. Além disso, o risco de incidência de hipertensão persistente pulmonar em neonatos é de 5,2% maior para crianças com SD comparado à população geral3,4.

Entre os principais fatores de risco cardiovasculares, destacam-se a Pressão Arterial (PA) elevada e o sedentarismo. Alguns estudos têm comprovado que ambos os fatores de risco apresentam forte tracking da infância até a vida adulta5-8, o que sugere o incentivo à sua redução já em idades precoces.

O controle da PA está relacionado com mudanças do estilo de vida, as quais incluem o aumento da prática de exercícios físicos9. Existem poucos estudos que relacionem o efeito do treinamento físico nas respostas cardiovasculares de pessoas com SD, portanto é preciso verificar com cautela as especificidades do exercício físico para essa população. Em uma meta-análise realizada por Kelley e cols.10 envolvendo crianças e adolescentes sem deficiência, foi demonstrado que o exercício físico de curto prazo não provocou redução na PAS e na PAD de repouso.

Ainda assim, McDonnell e cols.11 demonstraram que o exercício físico regular está associado à melhora do perfil vascular, a qual é explicada por uma menor rigidez arterial em pessoas de mais idade, enquanto nos jovens isso se deve a uma menor resistência vascular periférica.

A literatura evidencia os benefícios de um estilo de vida ativo para a população em geral. No entanto, a população com SD exibe um estilo de vida menos ativo que pessoas sem essa deficiência. Esse fato pode trazer prejuízos à saúde e à autonomia dessa população12,13.

O aumento da expectativa de vida dessa população faz que a prevenção de doenças secundárias torne-se cada vez mais importante. Dessa forma, temos como hipótese que o treinamento físico (aeróbio e resistido) poderá reduzir os valores de pressão arterial, e assim melhorar e/ou prevenir o surgimento de doenças cardiovasculares para indivíduos com SD. Assim, sabendo da importância de um estilo de vida fisicamente ativo para o controle da PA e para a prevenção de doenças cardiovasculares, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do exercício aeróbio e resistido sobre os valores PA e de variáveis hemodinâmicas em jovens com SD após o período de treinamento.

 Métodos Participantes

Vinte e nove jovens com SD (15,7 ± 2,82 anos) de ambos os sexos (20 meninos e 9 meninas) fizeram parte do estudo. A seleção dos sujeitos se deu por meio de convite a todos os jovens com SD com idade entre 12 e 20 anos de três instituições de Londrina/PR/Brasil que atendiam pessoas com deficiência intelectual. Foram excluídos do estudo os indivíduos que apresentassem comprometimentos ortopédicos ou cardíacos, que fizessem uso de medicamentos que alterassem a frequência cardíaca e apresentassem deficiência intelectual severa ou profunda que impedisse a compreensão e/ou realização dos procedimentos. Depois de esclarecidos sobre as condições da pesquisa, seus pais e/ou responsáveis legais assinaram um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. O estudo obteve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Estadual de Londrina, com parecer número 93.680/2012.

Os participantes foram divididos em dois grupos, de acordo com a disponibilidade de comparecimento ao programa de exercícios físicos: grupo treinamento aeróbio (n = 14, sendo 4 meninas e 10 meninos); e grupo treinamento resistido (n = 15, sendo 5 meninas e 10 meninos).

Inicialmente houve presença do grupo controle, entretanto os jovens desse grupo não compareceram na segunda avaliação, sendo o grupo controle, portanto, excluído da análise.

 Programas de treinamento

Os programas de treinamento aeróbio e resistido consistiram de doze semanas com duração de 50 minutos para cada sessão.

O treinamento aeróbio foi realizado três vezes por semana em esteira e bicicleta ergométrica (15 minutos cada), com intensidade entre 50% e 70% da FC de reserva durante 30 minutos, precedido de 10 minutos de aquecimento (articular e alongamento) e sucedido de mais 10 minutos de recuperação (alongamento). A intensidade foi monitorada por meio do uso de monitor de frequência cardíaca da marca Polar FT2. A FCmáx utilizada para o cálculo da FC de reserva foi obtida por meio de um teste de esforço máximo validado para pessoas com SD14. Esse teste consistiu de uma velocidade inicial de 4 km/h com 0% de inclinação por dois minutos. A cada dois minutos houve um acréscimo de 2,5% da elevação da esteira até atingir uma elevação de 12,5%. A partir desse momento, a velocidade foi aumentada 1,6 km/h a cada minuto até a exaustão. O teste foi realizado em esteira (INBRAMED, modelo 10.200) como uso do ergoespirômetro portátil (Cosmed k4b2, Italy).

O treinamento resistido foi composto de nove exercícios realizados em três séries de doze repetições máximas, com intervalo de um minuto entre as séries e de três minutos entre os exercícios. Foi proposta a seguinte série de exercícios: supino máquina; cadeira extensora; puxada aberta frontal; bíceps cabo; flexora em pé com caneleira; tríceps cabo; panturrilha com caneleira; elevação frontal com halter e abdominais. As duas sessões iniciais foram de adaptação ao exercício com cargas leves e, a partir daí, a carga utilizada foi estimada observando-se a capacidade de realização do exercício em doze repetições. A progressão da carga foi espontânea, sendo aumentada à medida que o indivíduo conseguisse realizar as três séries com doze repetições completas15.

Para a participação no estudo, os participantes apresentaram atestado de liberação médica para a prática de exercícios físicos. Além disso, todos os participantes tiveram taxa de aderência de no mínimo 75% no programa, e portanto, não houve perda de participantes ao longo do programa de treinamento, e todos eles participaram das duas avaliações propostas.

 Pressão arterial

A monitorização da pressão arterial foi realizada com o monitor Finometer® (Finapres Medical System, BV Holanda) antes e após o programa de treinamento. Foi realizada monitorização contínua eletrocardiográfica digital e hemodinâmica cardiovascular não invasiva, por fotopletismografia infravermelha digital durante 15 minutos com o indivíduo sentado.

Para a aquisição das curvas de pressão, foi colocado um pequeno sensor circundando a falange média do dedo indicador da mão esquerda e considerados a idade, a massa corporal, a estatura e o gênero do participante. A Massa Corporal (MC) foi mensurada em quilogramas e aferida em balança digital com precisão de 100 gramas; a estatura em metros foi aferida em estadiômetro com precisão de 0,1 centímetro, e para a medida da Circunferência Abdominal (CA) utilizou-se trena flexível de dois metros. Para as análises foram consideradas as variáveis hemodinâmicas: Pressão Arterial Sistólica (PAS), Pressão Arterial Diastólica (PAD), Frequência Cardíaca (FC), Débito Cardíaco (DC), Resistência Vascular Periférica (RVP) e Volume Sistólico (VS), sendo esta última obtida por meio da fórmula VS = DC/FC. A avaliação e a análise das variáveis foram realizadas pelo pesquisador cegado para os grupos.

 Análises estatísticas

Os dados estão apresentados em média e desvio padrão da média. Para a verificação da normalidade dos dados foi aplicado o teste de Shapiro-Wilk. Para a comparação das variáveis hemodinâmicas pré e pós-treinamento resistido ou aeróbio foi realizado o teste ANOVA two-way para medidas repetidas. Para correlacionar os valores entre as variáveis hemodinâmicas com idade, massa corporal e estatura, foi calculado o coeficiente de correlação de Pearson. Os dados foram tratados no programa estatístico SPSS versão 18.0, e em todas as situações foi adotado nível de significância 5%.

 Resultados

A tabela 1 apresenta os dados antropométricos dos grupos obtidos no momento anterior à intervenção. Todas as variáveis de PA e as variáveis hemodinâmicas não apresentaram diferenças significativas (p > 0,05) entre os grupos no momento pré-treinamento.

Dados antropométricos dos participantes
  Treinamento aeróbio (n = 14) Treinamento resistido (n = 15)
Massa Corporal (kg) 61,43 ± 11,6 52,7 ± 10,0
Estatura (cm) 151,7 ± 8,11 150,4 ± 7,0
IMC (kg/m2) 26,61 ± 4,36 23,3 ± 4,3
Circunferência abdominal (cm) 86,8 ± 11,1 77,5 ± 9,2 ¥

Diferença significativa entre os grupos – p < 0,05.

Os resultados exibidos na tabela 2 demonstram redução significativa (p < 0,05) da pressão arterial sistólica, diastólica e média após o treinamento aeróbio e resistido. Não foi observada interação entre o fator tempo e grupo para as variáveis de PAS (P = 0,20), PAD (P = 0,53) e PAM (P = 0,58).

Valores de pressão arterial antes e após o treinamento
Variáveis Grupo de Treinamento Aeróbio Grupo de Treinamento Resistido
Pré Pós ∆ Pré Pós ∆ Tempo p Tempo x grupo p Grupo p
PAS (mmHg) 119,6 ± 11,46 110,4 ± 11,7* -9,3 ± 8,8 113,19 ± 13,04 107,04 ± 10,41* -6,2 ± 12,0 0,001 0,05 0,03
PAD (mmHg) 77,27 ± 4,73 72,66 ± 6,69* -4,6 ± 6,9 76,98 ± 8,10 72,23 ± 8,30* -4,8 ± 10,2 0,03 0,53 0,98
PAM (mmHg) 92,58 ± 5,40 88,35 ± 7,37* -4,2 ± 7,3 91,74 ± 8,74 86,75 ± 8,38* -5,0 ± 9,7 0,01 0,58 0,74

PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; PAM: pressão arterial média.

diferença significativa entre os momentos pré-treinamento e pós-treinamento – p < 0,05.

Na tabela 3 estão apresentados os dados de frequência cardíaca, volume sistólico, débito cardíaco e resistência vascular periférica. Não foram encontradas diferenças significativas para essas variáveis entre os momentos pré e pós-exercício em ambos os grupos.

Valores de variáveis hemodinâmicas antes e após treinamento
Variáveis Training Group Aerobic Training Group Resistance
Pré Pós Pré Pós Tempo p Tempo x grupo p Group p
  2,97 ± 0,71 3,80 ± 0,81 2,76 ± 1,02 3,32 ± 1,05 0,60 0,98 0,20
RVP (mmHg,min,l) 32,91 ± 8,54 24,07 ± 4,48 36,62 ± 10,92 28,56 ± 9,64 0,22 0,93 0,07
FC (bpm/min) 81 ± 11 82 ± 11 84 ± 10,04 84 ± 9,34 0,93 0,58 0,31
VS (ml) 0,037 ± 0,00 0,047 ± 0,01 0,032 ± 0,01 0,040 ± 0,01 0,43 0,77 0,17

DC: débito cardíaco; RVP: resistência vascular periférica; FC: frequência cardíaca; VS: volume sistólico.

Por fim, ao se realizar o teste de correlação de Pearson entre as variáveis antropométricas e de medidas hemodinâmicas e de pressão arterial, não foram encontrados valores significativos para nenhum dos dois grupos pesquisados.

 Discussão

O principal resultado do presente estudo sugere um efeito hipotensivo crônico do exercício aeróbio e resistido em jovens com SD. No entanto, os resultados encontrados no presente estudo estão de acordo com as diversas pesquisas que investigam o efeito do exercício na pressão arterial em pessoas sem deficiência que, em geral, apontam para redução da PA após o treinamento físico, principalmente do tipo aeróbio. Para o exercício do tipo resistido, os poucos estudos realizados, mesmo que de maneira menos consistente comparado ao aeróbio, também apontam para um efeito de redução de PA15-18.

Apesar da carência de pesquisas que investiguem o efeito do exercício sobre a pressão arterial em pessoas com SD, a literatura apresenta alguns estudos que abordam aspectos da pressão arterial e do sistema vascular dessa população. Segundo Rodrigues e cols.19, apesar de pessoas com SD apresentarem envelhecimento precoce em vários sistemas orgânicos, não foi observada diferença na rigidez arterial aórtica, que está relacionada a vários fatores de risco para as DCV incluindo a PA, dos indivíduos com SD em comparação com indivíduos sem deficiência.

Alguns estudos observaram que pessoas com SD apresentam hipotensão crônica, ou seja, menor pressão arterial do que pessoas normotensas sem deficiência19-21. Todavia, há evidências de que as mortes relacionadas a doenças cardiovasculares são mais frequentes em indivíduos com SD do que na população em geral2,22.

No presente estudo, apesar de não ter havido comparações dos valores de PA de pessoas com e sem SD, a média de PAS e PAD encontrada para os jovens participantes do estudo foi considerada dentro do padrão de normalidade23. Além disso, os valores iniciais de PAS, PAD e PAM foram semelhantes para ambos os grupos.

As recomendações sugerem que o aumento da prática de atividade física contribui para a prevenção primária e secundária da hipertensão arterial15. Entretanto, de acordo com Cornelissen e Smart18, o efeito do treinamento na magnitude de redução da PA pode variar de acordo com a modalidade de exercício (aeróbio ou resistido), duração, intensidade e frequência do treino. Nossos resultados corroboram com as recomendações de exercícios físicos para o controle da PA18, as quais consideram que o exercício aeróbio é eficiente em reduzir a PA, assim como o exercício resistido, que apesar de apresentar menores reduções em magnitude, quando comparado ao exercício físico aeróbio, também apresenta um importante papel no controle da PA. Dessa forma, para essa população o treinamento resistido apresentou importantes valores de reduções na pressão (PAS = -6,2 mmHg; PAD = -4,8 mmHg; PAM = -4,2 mmHg). No entanto, além de promover benefícios às respostas de pressão arterial, o treinamento resistido tem sido recomendado como seguro em pessoas com SD, por melhorar a força, o equilíbrio e a composição corporal24.

Em relação aos mecanismos anti-hipertensivos crônicos do exercício, Pescatello e cols.25 apontam a redução da resistência vascular periférica como principal mecanismo para esse fato, que é possivelmente mediada por adaptações neuro-humorais e estruturais. A redução de vasoconstritores, como a endotolina-1, e o aumento de vasodilatadores, como o óxido nítrico, têm sido apontados como adaptações neuro-humorais ao exercício físico26,27.

Apesar de serem apontados inúmeros mecanismos e adaptações hemodinâmicas em resposta aos efeitos crônicos do treinamento aeróbio e do treinamento resistido sobre a PA, Cornelissen e Fagard28 demonstraram em uma meta-análise que os mecanismos hemodinâmicos em resposta ao treinamento aeróbio ocorreram por uma significativa redução da Resistência Vascular Periférica (RVP), sem mudanças no Débito Cardíaco (DC), que pode ser explicada pelo aumento do VS que é contrabalanceado pela diminuição da FC.

No presente estudo, em nenhum dos grupos (treinamento aeróbio e resistido) foram observadas alterações significativas para a resistência vascular periférica após as doze semanas de treinamento.

As adaptações na pressão arterial encontradas no presente estudo podem ser importantes para indivíduos com SD, pois, como sugere Hu e cols.29, esses indivíduos podem ter maior incidência de risco cardiovascular, como baixa capacidade cardiorrespiratória e obesidade. Nesse contexto, muitos estudos têm avançado em relação à influência do exercício na aptidão física de jovens com SD, e em geral apresentam resultados positivos na aptidão cardiorrespiratória, força e composição corporal24,30-34. Portanto, os resultados encontrados neste estudo em relação à redução crônica da pressão arterial após um programa de intervenção contribuem com mais informações sobre os benefícios potenciais do exercício físico para essa população.

Embora o programa de treinamento físico tenha apresentado importantes adaptações à pressão arterial, há algumas limitações que precisam ser destacadas. Primeiramente, o número de indivíduos em cada grupo foi pequeno, o que pode dificultar algumas análises. Ainda, a divisão não aleatorizada dos grupos de intervenção pode interferir nos resultados. Apesar disso, os dados aqui levantados oferecem subsídios que podem colaborar para a melhor compreensão das adaptações fisiológicas de jovens com SD ao exercício físico, além de reforçar a importância dessa prática para a saúde dessa população.

 Conclusão

Por meio das intervenções realizadas, o presente estudo verificou que doze semanas de treinamento, seja ele aeróbio, seja resistido, provocou redução significativa na PAS, na PAD e na PAM de jovens com SD. Acredita-se que essas adaptações encontradas auxiliam de maneira significativa no controle da PA e na prevenção de risco no desenvolvimento de doenças cardiovasculares.

Sugere-se, portanto, a implantação de programas de treinamento e a prática de exercícios físicos, tanto aeróbio quanto resistido, para jovens com SD, como forma de prevenção de riscos cardiovasculares. Para esses indivíduos, a manutenção de um estilo de vida fisicamente ativo deve ser vista como uma estratégia que pode contribuir de forma significativa para a diminuição do sedentarismo e a obtenção de vários benefícios para a saúde.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de Dissertação de Mestrado de Bruna Barboza Seron pela Universidade Estadual de Londrina.