Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC 96nBxwQs7vDtsknsz8jZvqH S0066-782X2017000800110 10.5935/abc.20170096 S0066-782X2017005001303 Original Articles Peripheral Vascular Resistance Impairment during Isometric Physical Exercise in Normotensive Offspring of Hypertensive Parents Portela Natália 1 Amaral Josária Ferraz 1 Mira Pedro Augusto de Carvalho 1 Souza Livia Victorino de 2 Martinez Daniel Godoy 1 Laterza Mateus Camaroti 1 Universidade Federal de Juiz de Fora Faculdade de Educação Física e Desportos Unidade de Investigação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício Juiz de Fora MG Brazil Unidade de Investigação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício - Faculdade de Educação Física e Desportos - Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brazil Universidade Federal de Juiz de Fora Universidade Federal de São Paulo Faculdade de Medicina São Paulo SP Brazil Disciplina de Nefrologia - Faculdade de Medicina - Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo Mailing Address: Natália Portela Pereira, Universidade Federal de Juiz de Fora - Faculdade de Educação Física e Desportos. Campus Universitário, S/N. CEP 36036-900, Martelos, Juiz de Fora, MG - Brazil. E-mail: natportela_jf@hotmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Portela N, Souza LV, Laterza MC; Acquisition of data: Portela N, Souza LV; Analysis and interpretation of the data: Portela N, Amaral JF, Mira PAC, Martinez DG, Laterza MC; Statistical analysis: Amaral JF; Writing of the manuscript: Portela N, Amaral JF; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Portela N, Amaral JF, Mira PAC, Souza LV, Martinez DG, Laterza MC.

Potential Conflict of Interest

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

 10 07 2017 Jul-Aug 2017 109 2 110 116 30 09 2016 09 01 2017 18 01 2017 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

A family history of hypertension is associated with vascular and autonomic abnormalities, as well as an impaired neurohemodynamic response to exercise.

 Objective:

To test the hypothesis that normotensive individuals with a family history of hypertension present an impaired peripheral vascular resistance response to exercise.

 Methods:

The study included 37 normotensive volunteers of both sexes who were sedentary, eutrophic, and nonsmokers, comprising 23 with (FH+; 24 ± 3 years) and 14 without (FH-; 27 ± 5 years) a family history of hypertension. Blood pressure, heart rate (DIXTAL®), forearm blood flow (Hokanson®), and peripheral vascular resistance were simultaneously measured for 3 minutes during rest and, subsequently, for 3 minutes during an isometric exercise at 30% of maximal voluntary contraction (Jamar®).

 Results:

At rest, the FH+ and FH- groups present similar mean blood pressure (83 ± 7 versus 83 ± 5 mmHg, p = 0.96), heart rate (69 ± 8 bpm versus 66 ± 7 bpm, p = 0.18), forearm blood flow (3 ± 1 mL/min/100 mL versus 2.7 ± 1 mL/min/100 mL, p = 0.16), and peripheral vascular resistance (30 ± 9 units versus 34±9 units, p = 0.21), respectively. Both groups showed a significant and similar increase in mean blood pressure (∆ = 15 ± 7 mmHg versus 14 ± 7 mmHg, p = 0.86), heart rate (∆ = 12 ± 8 bpm versus 13 ± 7 bpm, p = 0.86), and forearm blood flow (∆ = 0.8 ± 1.2 mL/min/100 mL versus 1.4 ± 1.1 mL/min/100 mL, p = 0.25), respectively, during exercise. However, individuals in the FH+ group showed no reduction in peripheral vascular resistance during exercise, which was observed in the FH- group (∆ = -0.4 ± 8.6 units versus -7.2 ± 6.3 units, p = 0.03).

 Conclusion:

Normotensive individuals with a family history of hypertension present an impaired peripheral vascular resistance response to exercise.

Keywords: Vascular Resistance Exercise Patient Selection Hypertension Heredity Introduction

Hypertension is an independent risk factor for cardiovascular morbidity and mortality, affecting approximately 32.5% of the Brazilian population.1,2 Therefore, primary prevention has been recommended for individuals at increased risk for the development of hypertension, notably those with a positive family history of the disease.1

Studies have shown that normotensive individuals with a hypertensive father and/or mother have an increased risk of development of hypertension.3-5 Wang et al.5 investigated the impact of parental hypertension on the risk of development of hypertension among 1160 normotensive men during a follow-up of 54 years. In the study, the relative risks of development of hypertension were 1.5, 1.8, and 2.4 among individuals with only the mother, only the father, and both parents with hypertension, respectively, compared with individuals whose parents were normotensive.5

The reason for the increased susceptibility to the development of hypertension among offspring of hypertensive parents has not been fully elucidated. However, vascular6,7 and autonomic abnormalities,8-10 present in this population even before changes in blood pressure level, have been considered relevant in the emergence of this pathology.

In fact, studies have demonstrated an increased sympathetic nervous activity both at rest and during physical exercise in offspring of hypertensive parents when compared with those of normotensive parents.9,10 Similarly, it has been observed that individuals with a family history of hypertension have reduced nitric oxide bioavailability11,12 and increased endothelin levels10,12,13 (endothelial-derived vasodilatory and vasoconstrictor substances, respectively).

During exercise, increased muscle blood flow, which occurs in response to increased metabolic needs, is dependent on vasodilatory mechanisms, especially endothelial and metabolic factors produced in the exercised muscle, which overcome the vasoconstrictor mechanisms.14 However, exacerbated vasoconstrictor mechanisms, such as sympathetic hyperactivity, may impair the vasodilatory mechanisms during exercise.14 Thus, due to changes in endothelial cells and exacerbated muscular sympathetic nervous activity response present in normotensive individuals with a family history of hypertension, it is possible that the vasodilatory response in this population may be impaired during physical exercise. In this regard, the objective of this study was to test the hypothesis that normotensive individuals with a family history of hypertension have an impaired peripheral vascular resistance response during physical exercise.

 Methods Cohort

Based on a sample size calculation using a difference of 2.2 units in peripheral vascular resistance between the means of both groups with and without a family history of hypertension,15 standard deviations of 2 units, 5% alpha and 20% beta errors, 14 subjects would be required in each group. Thus, the cohort comprised 37 volunteers, subdivided according to their family history of hypertension among parents in a group with a positive family history (FH+, n = 23) and another with a negative family history (FH-, n = 14).

A positive family history of hypertension was defined as a diagnosis of hypertension in the father, mother or both, evaluated with a questionnaire. A negative family history was defined as the absence of hypertension (blood pressure lower than 140 X 90 mmHg) or a diagnosis of cardiovascular disease in both parents, also evaluated with a questionnaire.

We adopted as the inclusion criteria age between 18 and 40 years, systolic blood pressure below 140 mmHg, diastolic blood pressure below 90 mmHg, and lack of involvement in regular physical exercise for at least 6 months before the study. We did not include individuals with obesity, cardiometabolic diseases, smokers, or receiving treatment with drugs that could interfere with the cardiovascular system, as well as individuals with any bone, muscle or articular impairment that could interfere with the execution of the exercise protocol. We also did not include individuals whose parents had a diagnosis of any other disease besides hypertension.

After prior clarification and agreement, all volunteers signed a free and informed consent form. This study was approved by the Research Ethics Committee in Human Research at HU/UFJF under the number 0119/2010.

 Measures and procedures Anthropometry

To measure the participants’ body mass and height, we used, respectively, a scale with a precision of 0.1 kg and a stadiometer with a 0.5 cm accuracy coupled to the scale (Leader®, Brazil). At the time of the evaluation, the volunteers wore light clothes and were barefoot. Body mass index (BMI) was calculated by dividing the participants’ body weight by their squared height (kg/m2). Their waist circumference was measured using an inextensible measuring tape (Cescorf®) with a 0.1 cm accuracy. All variables above were assessed according to the criteria established by the American College of Sports Medicine.16

Blood pressure and heart rate

Blood pressure was measured in the right lower limb by the automatic oscillometric method, using a multiparametric monitor (DIXTAL®, model 2023).17 The heart rate was recorded continuously by five skin electrodes positioned according to the standard lead supplied with the five-way cable of the multiparametric monitor.17

Forearm muscle blood flow and local peripheral vascular resistance

Muscle blood flow in the forearm was evaluated with the venous occlusion plethysmography technique using the plethysmograph Hokanson® (Bellevue, WA, USA). The volunteer was positioned in the supine position with the nondominant forearm elevated above the heart level to ensure adequate venous drainage.

A silastic tube filled with mercury, connected to a low-pressure transducer and to the plethysmograph, was placed around the volunteers’ forearms, 5 cm away from the humeroradial joint. A cuff was placed around the volunteers’ wrists and another cuff was placed around their upper arms. The wrist cuff was inflated to a suprasystolic pressure level (200 mmHg) 1 minute prior to the measurements and was maintained inflated during the entire procedure. At 15-second intervals, the arm cuff was inflated to a supravenous pressure level (60 mmHg) for 7 to 8 seconds, and then quickly deflated and maintained for the same period of time. This procedure totaled 4 cycles per minute.

The increased tension in the silastic tube reflected the increased forearm volume, indirectly reflecting the increased muscle blood flow in the forearm, and was reported as mL/min/100 mL. The forearm muscle blood flow wave sign was acquired in real time by a computer using the program Non Invasive Vascular Program 3.

The local peripheral vascular resistance was calculated by dividing the mean blood pressure by the muscle blood flow in the forearm, and reported as units.

 Protocol of isometric physical exercise

To evaluate the responses in blood pressure, heart rate, and forearm muscle blood flow, we used a handgrip isometric exercise protocol using a dynamometer (Jamar®, São Paulo, Brazil). Initially, with the volunteer in the supine position, the maximal handgrip isometric strength was calculated as the mean of three attempts of maximal voluntary contraction (MVC) performed on the dominant limb. Hemodynamic measurements were subsequently performed during 3 minutes at rest and, subsequently, during 3 minutes of isometric exercise at 30% of the MVC.

Experimental protocol

The evaluations were performed in the afternoon at the Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora (HU-CAS). The volunteers were instructed not to consume alcohol and/or caffeine or perform vigorous physical activity within 24 hours prior to the evaluations, as well as to not ingest fatty foods on the day of the data collection.

During history taking, the volunteers answered questions related to clinical information about themselves and their parents and underwent anthropometric assessment. After the MVC evaluation, the volunteers rested for 10 minutes in the supine position. After that, we simultaneously recorded their heart rate, blood pressure, and forearm blood flow for 3 minutes during rest and, subsequently, for 3 minutes during the handgrip isometric exercise.

 Statistical analysis

The data are presented as mean ± standard deviation of the mean or as median and interquartile range. To verify the normal distribution of the data, we used the Shapiro-Wilk test. We also verified the homogeneity of variance assumption by the Levene test. Possible differences related to the characteristics of the groups were verified using unpaired Student's t test for data with normal distribution, and homogeneity of variance and Mann-Whitney U test for variables violating these assumptions. Sex distribution between the groups is presented in absolute values and percentages. The chi-square test was used to verify a possible difference in sex distribution between the groups.

To test for possible differences between the groups in regards to hemodynamic responses (deltas) during the protocol, we used two-factor analysis of variance for repeated measures (2 X 4 factorial ANOVA, intra- and intersubject; group X exercise time). The Mauchly test was performed and the Greenhouse-Geisser correction was applied in cases in which the sphericity was violated. The main effects and the interaction (group X time) were analyzed with adjustment of the confidence interval by Bonferroni correction. To measure the "effect size," we adopted eta-squared statistics (ɲ2), with subsequent classification of its strength according to the values of 0.01, 0.06, and greater than 0.15, as small, medium, and large, respectively.18

All statistical analyses were performed using the software IBM SPSS® 20 for Windows (Chicago, IL, USA). The statistical significance was set at p < 0.05.

 Results

The demographic and anthropometric characteristics of the FH+ and FH- groups are described in Table 1. No differences were observed in terms of age, sex, weight, height, BMI, waist circumference, and MVC between both groups. In addition, the groups were similar in regards to systolic blood pressure, diastolic blood pressure, mean blood pressure, heart rate, percentage change in muscle blood flow, and forearm vascular resistance (Table 2).

Demographic and anthropometric characteristics of the FH+ and FH- groups
Variables* FH+ (n = 23) FH- (n = 14) p value
Age (years) 24 ± 3 27 ± 5 0.09
Male sex (%) 5 (21.7%) 7 (50.0%) 0.07
Weight (kg) 64 ± 11 69 ± 13 0.17
Height (m) 1.67 (1.57 – 1.77) 1.64 (1.47 – 1.81) 0.68
BMI (kg/m2) 23 ± 3 24 ± 3 0.24
Waist circumference (cm) 74 ± 9 79 ± 11 0.13
MVC (kgf) 35.4 ± 9.5 41.3 ± 11.4 0.10

Values: mean ± standard deviation of the mean for age, weight, BMI, waist circumference, and MVC; median and interquartile range for height; absolute value and percentage for the male sex; BMI: body mass index; MVC: maximum voluntary contraction.

 Comparisons of hemodynamic variables at rest between the groups FH+ and FH-
Variables FH+ (n = 23) FH- (n = 14) p value
SBP (mmHg) 122 ± 11 121 ± 8 0.69
DBP (mmHg) 64 ± 5 65 ± 5 0.72
MBP (mmHg) 83 ± 7 83 ± 5 0.96
HR (bpm) 69 ± 8 66 ± 7 0.18
MBF (mL/min/100 mL) 3.0 ± 0.9 2.7 ± 0.9 0.16
FVR (units) 30 ± 9 34 ± 9 0.21

Values: mean ± standard deviation of the mean; SBP: systolic blood pressure; DBP: diastolic blood pressure; MBP: mean blood pressure; HR: heart rate; MBF: variation in forearm muscle blood flow; FVR: forearm vascular resistance.

During exercise, the responses in systolic, diastolic, and mean blood pressure, as well as the heart rate and forearm muscle blood flow were similar between the groups. In contrast, during the 3 minutes of the exercise, the forearm vascular resistance decreased significantly only in the FH-group (Table 3). The strength of the effect of the interaction between the factors group and time for this variable was average (η2 = 0.10).

Hemodynamic responses (absolute deltas) during isometric exercise
Variable Isometric Exercise F Interaction effect η2
1st min 2nd min 3rd min
SBP (mmHg)
Hypertension+ 1 ± 4 16 ± 8* 16 ± 10* 0.201 0.703 0.006
Hypertension - 0 ± 4 7 ± 7* 15 ± 10*
DBP (mmHg)
Hypertension + 3 ± 3* 9 ± 6* 15 ± 8* 0.234 0.753 0.007
Hypertension - 3 ± 4* 8 ± 6* 14 ± 7*
MBP (mmHg)
Hypertension + 3 ± 3* 9 ± 5* 15 ± 7* 0.098 0.863 0.003
Hypertension - 2 ± 3* 8 ± 6* 14 ± 7*
HR (bpm)
Hypertension + 4 ± 5* 9 ± 6* 12 ± 8* 0.169 0.858 0.005
Hypertension - 5 ± 6* 10 ± 7* 13 ± 7*
MBF (mL/min/100 mL)
Hypertension + 0.5 ± 0.8 0.6 ± 1.0* 0.8 ± 1.2* 1.409 0.251 0.039
Hypertension - 0.8 ± 0.9* 1.2 ± 1.0* 1.4 ± 1.1*
FVR (units)
Hypertension + -2.1 ± 4.6 -2.1 ± 5.0 -0.4 ± 8.6 3.777 0.030 0.97
Hypertension - -7.2 ± 6.4* -7.9 ± 5.0* -7.2 ± 6.3*

Values: mean ± standard deviation of the mean; SBP: systolic blood pressure; DBP: diastolic blood pressure; MBP: mean blood pressure; HR: heart rate; MBF: variation in forearm muscle blood flow; FVR: forearm vascular resistance;

Significant difference relative to resting (p < 0.05; ANOVA).

 Discussion

The finding of this study indicate that normotensive individuals with hypertensive parents, when compared with their peers with normotensive parents, have a vascular dysfunction characterized by the absence of a decrease in peripheral vascular resistance during physical exercise. It is worth noting that the groups comprised individuals who were sedentary, nonsmokers, and with similar demographic, anthropometric, and hemodynamic characteristics.

Although there are a large number of studies on cardiovascular changes in individuals with a family history of hypertension, we found only one study whose objective was to assess the vasodilatory capacity of this population during physical exercise. This study, conducted by Borghi et al.,19 also demonstrated impaired vasodilatory capacity during a handgrip isometric physical exercise at moderate intensity in normotensive participants with a positive family history of hypertension. However, the study did not control for variables influencing the vascular behavior during physical exercise, such as smoking, physical activity, BMI, presence of cardiometabolic diseases, and use of vasoactive medications,20 which were controlled for in the present study. Therefore, we have expanded with this study the knowledge about the vascular function during physical exercise in normotensive individuals with hypertensive parents.

In addition, the inability to decrease peripheral vascular resistance among individuals with a family history of hypertension has also been demonstrated at reactive hyperemia peak,6,7 a maneuver that despite being triggered by a distinctive mechanism, has a vasodilatory response that correlates with the response triggered by exercise.21,22

During physical exercise, the muscle blood flow depends on the balance between dilatory and constrictor forces. In this sense, exacerbation of the sympathetic nervous activity and functional changes in endothelial regulation have been identified as important vasoconstrictor mechanisms responsible for most peripheral vascular resistance observed during exercise in subjects with a history of hypertension.12 Indeed, greater muscle sympathetic nervous activity has been reported in offspring of hypertensive parents when compared with those of normotensive parents during handgrip isometric exercise, when directly assessed by microneurography.9,23 In addition, we observed increased serum norepinephrine levels both at rest and during handgrip exercise in individuals with a positive family history of hypertension in relation to individuals with a negative history of this pathology.10 These factors can explain the results of the present study related to peripheral vascular resistance during exercise.

With regard to the endothelial function, McAllister et al.11 observed no differences in endothelium-dependent and endothelium-independent vasodilation evaluated with the dose-response curve induced by acetylcholine and sodium nitroprusside, respectively, among healthy young adults with and without a family history of hypertension. However, these authors verified in offspring of hypertensive parents a vasoconstrictor response mitigated by NG-monomethyl-L-arginine (L-NMMA), an endothelial nitric oxide synthase (eNOS) inhibitor, demonstrating impaired baseline release of nitric oxide in this population. Additionally, Ciolac et al.12 evaluated women with a family history of hypertension and observed, both at rest and during a maximal incremental treadmill test, reduced levels of nitrite and nitrate, the end products of degradation of nitric oxide, which also suggests a reduction in the production/bioavailability of this important vasodilator.

In addition to reducing the bioavailability of nitric oxide, increased levels of endothelin, an endothelium-derived vasoconstrictor substance, have also been observed in offspring of hypertensive parents when compared with offspring of normotensive parents, both during handgrip exercise,10,13 as well as during incremental exercise test on a treadmill.12 Therefore, it may be hypothesized that the increased vascular resistance observed in offspring of hypertensive parents during exercise may be related, at least in part, to a reduced endothelial production of vasodilatory substances and increased production of vasoconstrictor substances.

Declines in vascular function are associated with the development of atherosclerosis and future cardiovascular events.24 Moreover, with the increased sympathetic tone, vascular dysfunction is involved in the development of hypertension and may be related to the greater predisposition of offspring of hypertensive parents to developing this disease.12

In this study, the responses in blood pressure and heart rate during exercise were similar between the groups. In addition, the groups presented a physiological increase in these variables throughout the test. Our results reproduce the findings of other authors,9,10,25 who also observed similar responses in blood pressure and heart rate during handgrip physical exercise. On the other hand, the study by Greaney et al.23 observed an exacerbated response of the mean blood pressure during exercise in young women with a positive history of hypertension. The different results found may be related to the characteristics of the study population. The sample in the present study comprised sedentary individuals of both sexes, whereas the sample in the study by Greaney et al.23 comprised sedentary and active women. It is worth noting that the studies investigating blood pressure levels during physical exercise involving large muscle groups, such as exercise on a cycle ergometer26,27 and knee extension isokinetic exercise,8 have observed increased blood pressure levels in offspring of hypertensive parents, suggesting that the increased amount of muscle mass involved could be related to the cardiovascular hyperreactive responses observed in this population during these types of exercises.

This study showed that healthy young individuals without cardiovascular risk factors besides a family history of hypertension have impaired vasodilation during exercise. The increased peripheral vascular resistance during physical exercise may explain, at least in part, the blood pressure hyperreactivity in normotensive individuals during physical exercise. It has been documented that the exacerbated blood pressure response during exercise stress testing associated with increased total peripheral vascular resistance28,29 is a prognostic factor for cardiovascular events and mortality in middle-aged men30 and hypertensive individuals,29 in addition to being related to cardiac remodeling in pre-hypertensive individuals.28 However, until the present moment, there have been no longitudinal studies designed with the intention of investigating the prognostic application of the vascular behavior in offspring of hypertensive parents during physical exercise and the possible development of hypertensive disease.

Thus, the results of this study emphasize the importance of a preventive intervention with measures aimed at reducing vascular resistance and, consequently, acting in the prevention of hypertension in this population. In this regard, physical exercise has been implicated as an important strategy for prevention of hypertension in offspring of hypertensive parents,3 considering the beneficial results of training on pathophysiological factors involved in the emergence of this pathology, such as the sympathetic hyperactivity and vascular dysfunction,31 which are often present in susceptible individuals, even before the increase in blood pressure levels.

Limitations

This study has some limitations that should be mentioned. The diagnosis of hypertension in the volunteers’ parents was reported by the volunteers themselves (self-report). Although this information has been self-reported in several studies,6,23,32 future research should include a detailed medical assessment of the parents. In addition, the women in this study were not evaluated during the same period of the menstrual cycle, a fact that could also configure a limitation of this study. However, Jarvis et al.33 and Carter et al.34 found no influence in young women of the ovarian cycle phase on sympathetic nervous activity, heart rate, and blood pressure during handgrip exercise and mental stress, respectively.

 Conclusion

We conclude that young normotensive individuals with hypertensive parents have impaired vasodilation during isometric physical exercise.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the especialization course submitted by Natália Portela, from Universidade Federal de Juiz de Fora.

 Acknowledgments

We thank the Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora, for the availability of space to conduct this study and the volunteers, for their contribution.

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American College of Sports Medicine Diretrizes do ACSM para os testes de esforço e sua prescrição 2007 7ª ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 17 Mano GM, Souza VS, Pierin AM, Lima JC, Ignes EC, Ortega KC, et al. Assessment of the DIXTAL DX-2710 automated oscillometric device for blood pressure measurement with the validation protocols of the British Hypertension Society (BHS) and the Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI). Arq Bras Cardiol. 2002;79(6):606-10. Mano GM Souza VS Pierin AM Lima JC Ignes EC Ortega KC Assessment of the DIXTAL DX-2710 automated oscillometric device for blood pressure measurement with the validation protocols of the British Hypertension Society (BHS) and the Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI) Arq Bras Cardiol 2002 79 6 606 610 18 Cohen, J. Statistical power analysis for the behavioral sciences. 2nd ed. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates; 1988. Cohen J Statistical power analysis for the behavioral sciences 2nd ed Hillsdale, NJ Lawrence Erlbaum Associates 1988 19 Borghi C, Costa FV, Boschi S, Ambrosioni E. Impaired vasodilator capacity and exaggerated pressor response to isometric exercise in subjects with family history of hypertension. Am J Hypertens. 1988;1(3 Pt 3):106S-9S. Borghi C Costa FV Boschi S Ambrosioni E Impaired vasodilator capacity and exaggerated pressor response to isometric exercise in subjects with family history of hypertension Am J Hypertens 1988 1 3 Pt 3 106S 109S 20 Lundberg JO, Gladwin MT, Weitzberg E. Strategies to increase nitric oxide signalling in cardiovascular disease. Nat Rev Drug Discov. 2015;14(9):623-41. Lundberg JO Gladwin MT Weitzberg E Strategies to increase nitric oxide signalling in cardiovascular disease Nat Rev Drug Discov 2015 14 9 623 641 21 Gaenzer H, Neumayr G, Marschang P, Sturm W, Kirchmair R, Patsch JR. 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Greaney JL Matthews EL Wenner MM Sympathetic reactivity in young women with a family history of hypertension Am J Physiol Heart Circ Physiol 2015 308 8 H816 H822 24 Roque FR, Hernanz R, Salaices M, Briones AM. Exercise training and cardiometabolic diseases: focus on the vascular system. Curr Hypertens Rep. 2013;15(3):204-14. Roque FR Hernanz R Salaices M Briones AM Exercise training and cardiometabolic diseases: focus on the vascular system Curr Hypertens Rep 2013 15 3 204 214 25 Lopes HF, Bortolotto LA, Szlejf C, Kamitsuji CS, Krieger EM. Hemodynamic and metabolic profile in offspring of malignant hypertensive parents. Hypertension. 2001;38(3 Pt 2):616-20. Lopes HF Bortolotto LA Szlejf C Kamitsuji CS Krieger EM Hemodynamic and metabolic profile in offspring of malignant hypertensive parents Hypertension 2001 38 3 Pt 2 616 620 26 Bond V, Millis RM, Adams RG, Williams D, Obisesan TO, Oke LM, et al. 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Fazio S Palmieri EA Izzo R Affuso F Romano M Riccio G An exaggerated systolic blood pressure response to exercise is associated with cardiovascular remodeling in subjects with prehypertension Ital Heart J 2005 6 11 886 892 29 Fagard RH, Pardaens K, Staessen JA, Thijs L. Prognostic value of invasive hemodynamic measurements at rest and during exercise in hypertensive men. Hypertension. 1996;28(1):31-6. Fagard RH Pardaens K Staessen JA Thijs L Prognostic value of invasive hemodynamic measurements at rest and during exercise in hypertensive men Hypertension 1996 28 1 31 36 30 Filipovský J, Ducimetière P, Safar, ME. Prognostic significance of exercise blood pressure and heart rate in middle-aged men. Hypertension. 1992;20(3):333-9. Filipovský J Ducimetière P Safar ME Prognostic significance of exercise blood pressure and heart rate in middle-aged men Hypertension 1992 20 3 333 339 31 Ciolac EG, Bocchi EA, Bortolotto LA, Carvalho VO, Greve JM, Guimarães GV. 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Goldberg M Boutcher S Boutcher Y The effect of 4 weeks of aerobic exercise on vascular and baroreflex function of young men with a family history of hypertension J Hum Hypertens 2012 26 11 644 649 33 Jarvis SS, VanGundy TB, Galbreath MM, Shibata S, Okazaki K, Reelick MF, et al. Sex differences in the modulation of vasomotor sympathetic outflow during static handgrip exercise in healthy young humans. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2011;301(1):R193-200. Jarvis SS VanGundy TB Galbreath MM Shibata S Okazaki K Reelick MF Sex differences in the modulation of vasomotor sympathetic outflow during static handgrip exercise in healthy young humans Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2011 301 1 R193 R200 34 Carter JR, Lawrence JE. Effects of the menstrual cycle on sympathetic neural responses to mental stress in humans. J Physiol. 2007;585(2):635-41. Carter JR Lawrence JE Effects of the menstrual cycle on sympathetic neural responses to mental stress in humans J Physiol 2007 585 2 635 641 Artigos Originais Prejuízo da Resistência Vascular Periférica durante o Exercício Físico Isométrico em Indivíduos Normotensos Filhos de Hipertensos Portela Natália 1 Amaral Josária Ferraz 1 Mira Pedro Augusto de Carvalho 1 Souza Livia Victorino de 2 Martinez Daniel Godoy 1 Laterza Mateus Camaroti 1 Unidade de Investigação Cardiovascular e Fisiologia do Exercício - Faculdade de Educação Física e Desportos - Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brasil Disciplina de Nefrologia - Faculdade de Medicina - Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Correspondência: Natália Portela Pereira, Universidade Federal de Juiz de Fora - Faculdade de Educação Física e Desportos. Campus Universitário, S/N. CEP 36036-900, Martelos, Juiz de Fora, MG - Brasil. E-mail: natportela_jf@hotmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Portela N, Souza LV, Laterza MC; Obtenção de dados: Portela N, Souza LV; Análise e interpretação dos dados: Portela N, Amaral JF, Mira PAC, Martinez DG, Laterza MC; Análise estatística: Amaral JF; Redação do manuscrito: Portela N, Amaral JF; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Portela N, Amaral JF, Mira PAC, Souza LV, Martinez DG, Laterza MC.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

O histórico familiar para hipertensão arterial está relacionado a anormalidades vasculares e autonômicas, bem como disfunções no comportamento neuro-hemodinâmico durante o exercício físico.

 Objetivo:

Testar a hipótese de que indivíduos normotensos com histórico familiar de hipertensão arterial apresentam resposta prejudicada da resistência vascular periférica durante o exercício físico.

 Métodos:

Foram avaliados 37 normotensos de ambos os sexos, sedentários, eutróficos e não tabagistas, sendo 23 com histórico familiar positivo (HF+, 24 ± 3 anos) e 14 com histórico familiar negativo (HF-, 27 ± 5 anos) para hipertensão arterial. Foram identificados pressão arterial, frequência cardíaca (DIXTAL®), fluxo sanguíneo muscular do antebraço e resistência vascular periférica local (Hokanson®) por 3 minutos durante o repouso e, em seguida, 3 minutos durante exercício isométrico de preensão palmar a 30% da contração voluntária máxima (Jamar®).

 Resultados:

Em repouso, os grupos HF+ e HF- apresentaram valores semelhantes de pressão arterial média (83 ± 7 mmHg versus 83 ± 5 mmHg, p = 0,96), frequência cardíaca (69 ± 8 bpm versus 66 ± 7 bpm, p = 0,18), fluxo sanguíneo muscular (3 ± 1 mL/min/199 mL versus 2,7 ± 1 mL/min/100 mL, p = 0,16) e resistência vascular periférica (30 ± 9 unidades versus 34 ± 9 unidades, p = 0,21), respectivamente. Durante o exercício, HF+ e HF- mostraram aumento significativo e semelhante da pressão arterial média (∆ = 15 ± 7 mmHg versus 14 ± 7 mmHg, p = 0,86), frequência cardíaca (∆ = 12 ± 8 bpm versus 13 ± 7 bpm, p = 0,86) e fluxo sanguíneo muscular (∆ = 0,8 ± 1,2 mL/min/100 mL versus 1,4 ± 1,1 mL/min/100 mL, p = 0,25), respectivamente. Entretanto, no grupo HF+ não houve redução significativa da resistência vascular periférica durante o exercício, fato que ocorreu no grupo HF- (∆ = -0,4 ± 8,6 unidades versus -7,2 ± 6,3 unidades, p = 0,03).

 Conclusão:

Indivíduos normotensos com histórico familiar de hipertensão arterial apresentam resposta prejudicada da resistência vascular periférica durante o exercício físico.

 Palavras-chave: Resistência Vascular Exercício Seleção de Pacientes Hipertensão Hereditariedade Introdução

A hipertensão arterial sistêmica (HAS) é um fator de risco independente para morbidade e mortalidade cardiovascular, afetando aproximadamente 32,5% da população brasileira.1,2 Portanto, a prevenção primária tem sido recomendada para os indivíduos com risco aumentado para o desenvolvimento de HAS, dentre os quais se destacam os indivíduos com histórico familiar positivo para a doença.1

Estudos demonstram que indivíduos normotensos filhos de pai e/ou mãe hipertensos possuem risco aumentado para o desenvolvimento de HAS.3-5 Wang et al.5 investigaram o impacto do histórico familiar para HAS no risco de desenvolvimento desta doença em 1160 homens normotensos durante 54 anos de seguimento. No estudo, os riscos relativos de desenvolvimento de HAS foram de 1,5, 1,8 e 2,4 entre indivíduos que possuíam, respectivamente, somente a mãe, somente o pai e ambos os progenitores hipertensos comparativamente aos indivíduos cujos pais eram normotensos.5

A razão para a maior suscetibilidade de desenvolvimento de HAS entre descendentes de hipertensos não está completamente elucidada. Entretanto, anormalidades vasculares6,7 e autonômicas,8-10 presentes nessa população mesmo antes das alterações nos níveis pressóricos, têm sido consideradas relevantes no surgimento desta patologia.

De fato, estudos têm demonstrado atividade nervosa simpática aumentada tanto em repouso quanto durante exercício físico em filhos de hipertensos quando comparados a filhos de normotensos.9,10 Do mesmo modo, foram observados em indivíduos com histórico familiar de HAS, redução da biodisponibilidade de óxido nítrico11,12 e níveis elevados de endotelina,10,12,13 substâncias vasodilatadora e vasoconstritora derivadas do endotélio, respectivamente.

Durante o exercício físico, o aumento do fluxo sanguíneo muscular, que ocorre em resposta ao aumento das necessidades metabólicas, é dependente de mecanismos vasodilatadores, sobretudo fatores endoteliais e metabólicos produzidos no músculo exercitado, os quais sobrepujam os mecanismos vasoconstritores.14 Todavia, mecanismos vasoconstritores exacerbados, como a hiperatividade simpática, podem prejudicar os mecanismos vasodilatadores durante o exercício.14 Assim, devido às alterações endoteliais e resposta exacerbada da atividade nervosa simpática muscular presentes em normotensos com histórico familiar de HAS, é possível que a resposta vasodilatadora dessa população esteja prejudicada durante o exercício físico. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi testar a hipótese de que indivíduos normotensos com histórico familiar de HAS apresentam resposta da resistência vascular periférica prejudicada durante o exercício físico.

 Métodos Amostra

A partir de um cálculo amostral realizado com base em uma diferença de resistência vascular periférica de 2,2 unidades entre as médias dos grupos com e sem histórico familiar para HAS,15 desvio padrão de 2 unidades, erros alfa de 5% e beta de 20%, seriam necessários 14 indivíduos em cada grupo. Assim, a amostra foi constituída por 37 voluntários, subdivididos de acordo com o histórico familiar de HAS entre os pais em um grupo com histórico familiar positivo (HF+, n = 23) e outro com histórico familiar negativo (HF-, n = 14).

O histórico familiar positivo de HAS foi definido como pai, mãe ou ambos com diagnóstico de HAS, o qual foi avaliado por meio de questionário. O histórico familiar negativo foi definido como ausência de HAS (pressão arterial menor que 140 X 90 mmHg) ou diagnóstico de doença cardiovascular em ambos os pais, também avaliado por meio de questionário.

Como critérios de inclusão, foram adotados idade entre 18 e 40 anos, pressão arterial sistólica menor que 140 mmHg, pressão arterial diastólica menor que 90 mmHg e não envolvimento em exercícios físicos sistematizados por no mínimo 6 meses antes da pesquisa. Não foram incluídos indivíduos obesos, com doenças cardiometabólicas, tabagistas ou em tratamento com drogas que pudessem interferir no sistema cardiovascular, bem como os indivíduos com qualquer prejuízo osteomioarticular que pudesse interferir na realização do protocolo de exercício. Não foram também incluídos indivíduos cujos pais apresentassem diagnóstico para qualquer doença além da HAS.

Após esclarecimento prévio e concordância, todos os voluntários assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Humana do HU/UFJF sob o parecer nº 0119/2010.

 Medidas e procedimentos Antropometria

Para medir a massa corporal e estatura dos participantes, foram utilizados, respectivamente, balança com precisão de 0,1 kg e estadiômetro escalonado com precisão de 0,5 cm acoplado à mesma (Líder®, Brasil). No momento da avaliação, os voluntários trajavam roupas leves e estavam descalços. O índice de massa corporal (IMC) foi calculado dividindo-se a massa corporal pela estatura ao quadrado (kg/m2). A circunferência da cintura foi mensurada com uma fita métrica inextensível (Cescorf®) com precisão de 0,1 cm. Todas as variáveis acima foram aferidas segundo os critérios estabelecidos pelo American College of Sports Medicine.16

Pressão arterial e frequência cardíaca

A pressão arterial foi aferida no membro inferior direito pelo método automático oscilométrico, por meio do monitor multiparamétrico DIXTAL®, modelo 2023.17 A frequência cardíaca foi registrada continuamente por meio de cinco eletrodos cutâneos, posicionados de acordo com a derivação padrão fornecida pelo cabo de cinco vias do mesmo monitor multiparamétrico.17

Fluxo sanguíneo muscular do antebraço e resistência vascular periférica local

O fluxo sanguíneo muscular do antebraço foi avaliado pela técnica de pletismografia de oclusão venosa com o pletismógrafo Hokanson® (Bellevue, WA, EUA). O voluntário era posicionado em decúbito dorsal com o antebraço não dominante elevado acima do nível do coração para garantir adequada drenagem venosa.

Um tubo silástico preenchido com mercúrio, conectado ao transdutor de baixa pressão e ao pletismógrafo, era colocado ao redor do antebraço do voluntário, a 5 cm de distância da articulação úmero-radial. Um manguito foi posicionado ao redor do punho e outro na parte superior do braço do voluntário. O manguito posicionado no punho foi insuflado a um nível pressórico suprassistólico (200 mmHg) 1 minuto antes de se iniciar as medidas e foi mantido insuflado durante todo o procedimento. Em intervalos de 15 segundos, o manguito posicionado no braço era insuflado a um nível pressórico supravenoso (60 mmHg) pelo período de 7 a 8 segundos e, em seguida, desinsuflado rapidamente e mantido pelo mesmo período de tempo. Esse procedimento totalizou 4 ciclos por minuto.

O aumento da tensão no tubo silástico refletiu o aumento de volume do antebraço e, de forma indireta, o aumento do fluxo sanguíneo muscular do antebraço, reportado em mL/min/100 mL. O sinal da onda de fluxo sanguíneo muscular do antebraço foi adquirido em tempo real em um computador por meio do programa Non Invasive Vascular Program 3.

A resistência vascular periférica local foi calculada pela divisão da pressão arterial média pelo fluxo sanguíneo muscular do antebraço e reportada em unidades.

 Protocolo de exercício físico isométrico

Para a avaliação das respostas da pressão arterial, da frequência cardíaca e do fluxo sanguíneo muscular do antebraço, foi utilizado um protocolo de exercício físico isométrico de preensão manual utilizando um dinamômetro (Jamar®, São Paulo, Brasil). Inicialmente, com o voluntário na posição supina, a força isométrica máxima de preensão manual foi calculada pela média de três tentativas de contração voluntária máxima (CVM) realizada no membro dominante. Posteriormente, foram realizadas medidas hemodinâmicas por 3 minutos durante o repouso e, em seguida, por 3 minutos durante o exercício isométrico a 30% da CVM.

 Protocolo experimental

As avaliações foram realizadas no período da tarde no Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora (HU-CAS). Os voluntários foram instruídos a não ingerir álcool e/ou cafeína e não realizar atividades físicas vigorosas nas 24 horas antecedentes às avaliações, bem como a não ingerir alimentos gordurosos no dia da coleta de dados.

Os voluntários responderam à anamnese que contemplou os dados clínicos dos mesmos e de seus pais e foram submetidos à avaliação antropométrica. Após a avaliação da CVM, os voluntários permaneceram 10 minutos em repouso em posição supina e, em seguida, foi iniciado o registro simultâneo da frequência cardíaca, da pressão arterial e do fluxo sanguíneo do antebraço por 3 minutos durante o repouso e, em seguida, por 3 minutos durante o exercício isométrico de preensão manual.

 Análise estatística

Os dados estão apresentados como média ± desvio padrão da média ou como mediana e intervalo interquartil. Para verificar se os dados apresentavam distribuição normal, utilizou-se o teste de Shapiro-Wilk. Foi também verificado o pressuposto de homogeneidade de variância pelo teste de Levene. As possíveis diferenças relacionadas às características dos grupos foram verificadas por meio do teste t de Student não pareado para os dados que apresentaram distribuição normal e homogeneidade de variância e U de Mann-Whitney para as variáveis que violaram esses pressupostos. A distribuição dos sexos entre os grupos é apresentada em valores absolutos e percentuais. O teste do qui-quadrado foi empregado para verificar uma possível diferença quanto às proporções dos sexos entre os grupos.

Para testar possíveis diferenças entre os grupos nas respostas hemodinâmicas (deltas) durante o protocolo, foi utilizada a análise de variância de dois fatores para medidas repetidas (ANOVA fatorial 2 X 4, intra- e intersujeitos; grupo X tempo de exercício). O teste de Mauchly foi realizado e a correção de Greenhouse-Geisser foi aplicada nos casos em que a esfericidade foi violada. Os efeitos principais e os de interação (grupo X tempo) foram analisados com ajuste do intervalo de confiança por Bonferroni. Para mensuração do “tamanho do efeito” adotou-se eta-squared statistics (ɲ2), com posterior classificação de sua força segundo os valores de 0,01, 0,06 e maior que 0,15, como força pequena, média e grande, respectivamente.18

Todas as análises estatísticas foram realizadas com o software IBM SPSS® 20 for Windows (Chicago, IL, EUA). A significância estatística adotada foi de p < 0,05.

 Resultados

As características demográficas e antropométricas dos grupos HF+ e HF- estão descritas na Tabela 1. Não foram observadas diferenças quanto à idade, sexo, peso, estatura, IMC, circunferência da cintura e CVM entre ambos os grupos. Além disso, os grupos foram semelhantes em relação à pressão arterial sistólica, pressão arterial diastólica, pressão arterial média, frequência cardíaca, variação percentual do fluxo sanguíneo muscular e resistência vascular do antebraço (Tabela 2).

Características demográficas e antropométricas dos grupos HF+ e HF
Variáveis* HF+ (n = 23) HF- (n = 14) Valor de p
Idade (anos) 24 ± 3 27 ± 5 0,09
Sexo masculino (%) 5 (21,7%) 7 (50,0%) 0,07
Peso (kg) 64 ± 11 69 ± 13 0,17
Estatura (m) 1,67 (1,57 – 1,77) 1,64 (1,47 – 1,81) 0,68
IMC (kg/m2) 23± 3 24 ± 3 0,24
Circunferência da cintura (cm) 74 ± 9 79 ± 11 0,13
CVM (kgf) 35,4 ± 9,5 41, 3 ± 11,4 0,10

Valores: média ± desvio padrão da média para idade, peso, IMC, circunferência da cintura e CVM; mediana e intervalo interquartil para estatura; valor absoluto e percentual para sexo masculino; IMC: índice de massa corpórea; CVM: contração voluntária máxima.

 Comparações das variáveis hemodinâmicas de repouso entre os grupos HF+ e HF-
Variáveis HF+ (n = 23) HF- (n = 14) Valor de p
PAS (mmHg) 122 ± 11 121 ± 8 0,69
PAD (mmHg) 64 ± 5 65 ± 5 0,72
PAM (mmHg) 83 ± 7 83 ± 5 0,96
FC (bpm) 69 ± 8 66 ± 7 0,18
FSM (mL/min/100 mL) 3,0 ± 0,9 2,7 ± 0,9 0,16
RVA (unidades) 30 ± 9 34 ± 9 0,21

Valores: média ± desvio padrão da média; PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; PAM: pressão arterial média; FC: frequência cardíaca; FSM: variação do fluxo sanguíneo muscular para o antebraço; RVA: resistência vascular do antebraço.

Durante o exercício físico, as respostas das pressões arteriais sistólica, diastólica e média, assim como da frequência cardíaca e do fluxo sanguíneo muscular do antebraço foram semelhantes entre os grupos. Por outro lado, ao longo dos 3 minutos de exercício físico, a resistência vascular do antebraço reduziu significativamente apenas no grupo HF- (Tabela 3). A força do efeito da interação entre os fatores grupo e tempo para essa variável foi considerada média (η2 = 0,10).

Respostas hemodinâmicas (deltas absolutos) durante o exercício isométrico
Variável Exercício Isométrico F Efeito interação η2
1º min 2º min 3º min
PAS (mmHg)
HF+ 1 ± 4 16 ± 8* 16 ± 10* 0,201 0,703 0,006
HF- 0 ± 4 7 ± 7* 15 ± 10*
PAD (mmHg)
HF+ 3 ± 3* 9 ± 6* 15 ± 8* 0,234 0,753 0,007
HF- 3 ± 4* 8 ± 6* 14 ± 7*
PAM (mmHg)
HF+ 3 ± 3* 9 ± 5* 15 ± 7* 0,098 0,863 0,003
HF- 2 ± 3* 8 ± 6* 14 ± 7*
FC (bpm)
HF+ 4 ± 5* 9 ± 6* 12 ± 8* 0,169 0,858 0,005
HF- 5 ± 6* 10 ± 7* 13 ± 7*
FSM (mL/min/100 mL)
HF+ 0,5 ± 0,8 0,6 ± 1,0* 0,8± 1,2* 1,409 0,251 0,039
HF- 0,8 ± 0,9* 1,2 ± 1,0* 1,4 ± 1,1*
RVA (unidades)
HF+ -2,1 ± 4,6 -2,1 ± 5,0 -0,4 ± 8,6 3,777 0,030 0,97
HF- -7,2 ± 6,4* -7,9 ± 5,0* -7,2 ± 6,3*

Valores: média ± desvio padrão da média; PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; PAM: pressão arterial média; FC: frequência cardíaca; FSM: variação do fluxo sanguíneo muscular para o antebraço; RVA: resistência vascular do antebraço;

Diferença significativa em relação ao repouso (p < 0,05; ANOVA).

 Discussão

O achado deste estudo indica que indivíduos normotensos filhos de pais hipertensos, quando comparados aos seus pares filhos de normotensos, apresentam disfunção vascular, caracterizada pela ausência de queda da resistência vascular periférica durante o exercício físico. Vale ressaltar que os grupos foram compostos por indivíduos sedentários, não tabagistas e com características demográficas, antropométricas e hemodinâmicas de repouso semelhantes.

Embora exista um grande número de estudos acerca das alterações cardiovasculares em indivíduos com histórico familiar de HAS, encontramos apenas um estudo cujo objetivo foi avaliar a capacidade vasodilatadora dessa população durante o exercício físico. Tal estudo, conduzido por Borghi et al.,19 também demonstrou capacidade vasodilatadora comprometida durante exercício físico isométrico de preensão manual de moderada intensidade em participantes normotensos com histórico familiar positivo para HAS. No entanto, o estudo não relatou o controle de variáveis que influenciam o comportamento vascular durante o exercício físico, como tabagismo, nível de atividade física, IMC, presença de doenças cardiometabólicas e uso de medicamentos vasoativos,20 as quais foram controladas no presente estudo. Portanto, com essa investigação, expandimos o conhecimento sobre a função vascular durante o exercício físico em indivíduos normotensos filhos de hipertensos.

Além disso, a incapacidade dos indivíduos com histórico familiar de HAS de reduzir a resistência vascular periférica também foi demonstrada durante o pico de hiperemia reativa,6,7 manobra que, embora desencadeada por mecanismos distintos, apresenta resposta vasodilatadora correlacionada à resposta desencadeada pelo exercício.21,22

Durante o exercício físico, o fluxo sanguíneo muscular depende do equilíbrio entre as forças dilatadoras e as constritoras. Neste sentido, a exacerbação da atividade nervosa simpática e alterações funcionais na regulação endotelial têm sido apontadas como importantes mecanismos vasoconstritores responsáveis pela maior resistência vascular periférica observada durante o exercício em indivíduos com histórico de HAS.12 De fato, tem sido reportada maior atividade nervosa simpática muscular em filhos de hipertensos quando comparados a filhos de normotensos durante exercício isométrico de preensão manual, avaliada de forma direta por meio da técnica de microneurografia.9,23 Além disso, foram observados níveis séricos elevados de norepinefrina tanto no repouso quanto durante o exercício de preensão manual em indivíduos com histórico familiar positivo de HAS em relação aos indivíduos com histórico negativo dessa patologia.10 Esses fatores podem explicar os resultados do presente estudo relativos à resistência vascular periférica durante o exercício físico.

No que se refere à função endotelial, McAllister et al.11 não observaram diferenças na vasodilatação dependente e independente do endotélio, avaliada por meio da curva dose-resposta induzida por acetilcolina e nitroprussiato de sódio, respectivamente, entre jovens saudáveis com e sem histórico familiar de HAS. No entanto, os referidos autores verificaram resposta vasoconstritora atenuada ao NG-monometil-L-arginina (L-NMMA), substância inibidora da óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) nos filhos de pais hipertensos, demonstrando prejuízo na liberação basal de óxido nítrico nessa população. Adicionalmente, Ciolac et al.12 avaliaram mulheres com histórico familiar de HAS e observaram, tanto no repouso quanto durante teste máximo incremental em esteira, níveis reduzidos de nitrito e nitrato, produtos finais da degradação do óxido nítrico, o que também sugere redução da produção/biodisponibilidade desse importante vasodilatador.

Além da redução da biodisponibilidade do óxido nítrico, níveis elevados de endotelina, substância vasoconstritora derivada do endotélio, também têm sido observados em filhos de hipertensos quando comparados a descendentes de normotensos, tanto durante exercício de preensão manual,10,13 quanto durante teste incremental em esteira.12 Desta forma, pode-se supor que a maior resistência vascular observada em filhos de hipertensos durante o exercício pode estar relacionada, pelo menos em parte, à redução na produção endotelial de substâncias vasodilatadoras e à elevação na produção de substâncias vasoconstritoras.

A piora na função vascular está associada ao desenvolvimento de aterosclerose e eventos cardiovasculares futuros.24 Além disso, assim como o aumento de tônus simpático, a disfunção vascular está envolvida no desenvolvimento da HAS e pode estar relacionada à maior predisposição dos filhos de hipertensos em desenvolver essa patologia.12

Neste estudo, as respostas da pressão arterial e da frequência cardíaca durante o exercício foram semelhantes entre os grupos. Além disso, os grupos apresentaram resposta fisiológica de aumento dessas variáveis ao longo do teste. Nossos resultados reproduzem os de outros autores,9,10,25 os quais também observaram respostas semelhantes da pressão arterial e da frequência cardíaca durante exercício físico de preensão manual. Por outro lado, o estudo de Greaney et al.23 observou resposta exacerbada da pressão arterial média durante exercício físico em mulheres jovens com histórico positivo para HAS. Os diferentes resultados encontrados podem estar relacionados às características da população estudada. A amostra do presente estudo foi composta por indivíduos sedentários de ambos os sexos, enquanto que a amostra do estudo de Greaney et al.23 foi composta por mulheres sedentárias e ativas. Vale ressaltar que os estudos que investigaram níveis pressóricos durante exercícios físicos que envolviam grandes grupos musculares, tais como exercício em cicloergômetro26,27 e exercício isocinético de extensão do joelho,8 observaram maiores níveis pressóricos nos filhos de hipertensos em relação aos filhos de normotensos, sugerindo que a maior quantidade de massa muscular envolvida poderia estar relacionada às respostas cardiovasculares hiper-reativas observadas nessa população durante esses tipos de exercícios.

Este estudo demonstrou que jovens saudáveis e sem fatores de risco cardiovascular, à exceção do histórico familiar de HAS, apresentam vasodilatação prejudicada durante o exercício. O aumento da resistência vascular periférica durante o exercício físico pode justificar, pelo menos em parte, a hiper-reatividade pressórica de indivíduos normotensos durante o exercício físico. Já foi documentado que a exacerbada resposta da pressão arterial durante o teste de esforço associada à maior resistência vascular periférica total,28,29 é fator prognóstico para eventos cardiovasculares e mortalidade em homens de meia-idade30 e hipertensos,29 além de estar relacionada ao remodelamento cardíaco em pré-hipertensos.28 No entanto, até o presente momento, não existem trabalhos longitudinais desenhados com a intenção de investigar a aplicação prognóstica do comportamento vascular em filhos de hipertensos durante o exercício físico e o possível desenvolvimento da doença hipertensiva.

Assim, os resultados deste estudo ressaltam a importância de intervenção de caráter preventivo com medidas que visem reduzir a resistência vascular e, consequentemente, atuar na prevenção da HAS nessa população. Nesse sentido, o exercício físico tem sido apontado como importante estratégia de prevenção da HAS em descendentes de hipertensos,3 tendo em vista os resultados benéficos do treinamento sobre fatores patofisiológicos envolvidos no surgimento dessa patologia, tais como a hiperatividade simpática e a disfunção vascular31 que, frequentemente, estão presentes nos indivíduos suscetíveis, mesmo antes da elevação dos níveis pressóricos.

Limitações

Este estudo tem limitações que devem ser mencionadas. O diagnóstico de HAS dos pais dos voluntários foi relatado pelos próprios voluntários (autorrelato). Apesar do autorrelato ter sido utilizado em muitos estudos,6,23,32 futuras pesquisas devem incluir avaliação médica detalhada dos pais. Adicionalmente, as mulheres deste estudo não foram avaliadas no mesmo período do ciclo menstrual, fato que também pode se configurar uma limitação deste trabalho. No entanto, Jarvis et al.33 e Carter et al.34 não observaram em mulheres jovens, influência da fase do ciclo ovariano sobre a atividade nervosa simpática, frequência cardíaca e pressão arterial durante exercício de preensão manual e estresse mental, respectivamente.

 Conclusão

Conclui-se que jovens normotensos filhos de hipertensos apresentam vasodilatação prejudicada durante o exercício físico isométrico.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte do trabalho de conclusão de curso de especialização de Natália Portela pela Universidade Federal de Juiz de Fora.

 Agradecimentos

Agradecemos ao Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora pela disponibilização do espaço para a realização dessa pesquisa e aos voluntários, pela contribuição.