Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC NtFMCsK3XdmhrmjYtyJ3YBc S0066-782X2018001700699 S0066-782X2018005017101 10.5935/abc.20180202 Original Article Vasodilation and Reduction of Systolic Blood Pressure after One Session of High-Intensity Interval Training in Patients With Heart Failure with Preserved Ejection Fraction Lima Juliana Beust de Silveira Anderson Donelli da Saffi Marco Aurélio Lumertz Menezes Márcio Garcia Piardi Diogo Silva Ramm Leila Denise Cardoso Ramos Zanini Maurice Stein Rosane Maria Nery, Ricardo Universidade Federal do Rio Grande do Sul Hospital de Clínicas Porto Alegre RS Brazil Hospital de Clínicas de Porto Alegre - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS - Brazil Mailing Address: Juliana Beust de Lima, R. Ramiro Barcelos, 2350, Postal Code 90035-007, Santa Cecilia, Porto Alegre, RS - Brazil. E-mail: julianabeustdelima@gmail.com

Author contributions

Conception and design of the research: Lima JB, Silveira AD, Zanini M, Nery RM, Stein R; Acquisition of data: Lima JB, Silveira AD, Saffi MAL, Menezes MG, Piardi DS, Ramm LDCR; Analysis and interpretation of the data: Lima JB, Saffi MAL, Menezes MG, Piardi DS, Ramm LDCR, Stein R; Statistical analysis: Lima JB; Writing of the manuscript: Lima JB, Silveira AD, Stein R; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Lima JB, Silveira AD, Saffi MAL, Zanini M, Nery RM, Stein R.

Potential Conflict of Interest

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

 18 10 2018 11 2018 111 5 699 707 27 02 2018 23 05 2018 23 05 2018 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:

Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is a multifactorial syndrome characterized by a limited exercising capacity. High-intensity interval training (HIIT) is an emerging strategy for exercise rehabilitation in different settings. In patients with HFpEF, HIIT subacute effects on endothelial function and blood pressure are still unknown.

 Objective:

To evaluate the subacute effect of one HIIT session on endothelial function and blood pressure in patients with HFpEF.

 Methods:

Sixteen patients with HFpEF underwent a 36-minute session of HIIT on a treadmill, alternating four minutes of high-intensity intervals with three minutes of active recovery. Brachial artery diameter, flow-mediated dilation, and blood pressure were assessed immediately before and 30 minutes after the HIIT session. In all analyses, p <0.05 was considered statistically significant.

 Results:

There was an increase in brachial artery diameter (pre-exercise: 3.96 ± 0.57 mm; post-exercise: 4.33 ± 0.69 mm; p < 0.01) and a decrease in systolic blood pressure (pre-exercise: 138 ± 21 mmHg; post-exercise: 125 ± 20 mmHg; p < 0.01). Flow-mediated dilation (pre-exercise: 5.91 ± 5.20%; post-exercise: 3.55 ± 6.59%; p = 0.162) and diastolic blood pressure (pre-exercise: 81 ± 11 mmHg; post-exercise: 77 ± 8 mmHg; p = 1.000) did not change significantly. There were no adverse events throughout the experiment.

 Conclusions:

One single HIIT session promoted an increase in brachial artery diameter and reduction in systolic blood pressure, but it did not change flow-mediated dilation and diastolic blood pressure.

 Keywords: Heart Failure Arterial Pressure Exercise Vasodilatation Brachial Artery Endothelium/function Introduction

Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is a complex and prevalent clinical syndrome characterized by a significant limitation to exercising capacity, and pharmacological treatment has not evidenced any improvement in mortality rates in this scenario yet.1,2 Therapeutic approaches are limited and they are mainly based on symptom management and control of cardiovascular risk factors, such as high blood pressure (BP).3-5

Hypertension is associated with increased oxidative stress and vascular inflammation, closely related to endothelial dysfunction.6,7 On the other hand, attenuated endothelial function in individuals with HFpEF contributes to intolerance to exercising8-10 and it is an independent predictor of adverse cardiovascular events.11,12 As a non-pharmacological intervention, exercise training appears as a potential strategy to be included in HFpEF's therapeutic arsenal.13,14

High-intensity interval training (HIIT) has emerged as an exercise modality with a positive impact on some cardiovascular outcomes, and it is at least as effective as moderate-intensity continuous training in patients with heart failure with reduced ejection fraction.15-17 Recent meta-analyses have demonstrated that HIIT, in a long-term basis, is more effective in promoting endothelial function improvement and BP reduction in individuals with cardiovascular risk factors.18,19 In previous studies, after one single HIIT session, patients with coronary artery disease and hypertension showed increased brachial artery diameter,20,21 improved endothelial function,20 and reduced BP.21-23

It is well known that HFpEF patients have attenuated vasodilator reserve while exercising and their ventricular-arterial coupling responses are impaired.9,10,24 However, the effect of one HIIT session on endothelial function and BP in these patients is still unknown. Considering this gap in the literature, the aim of this study was to evaluate brachial artery diameter, endothelial function, and BP 30 minutes after one HIIT session in patients with HFpEF.

 Methods Study design and patients

This before-and-after (quasi-experimental) study was conducted between June 2014 and November 2015. Nineteen patients with HFpEF, according to the European Society of Cardiology criteria,25 were sequentially recruited in an outpatient cardiology clinic of a tertiary hospital in southern Brazil. Eligibility criteria were presence of signs and symptoms of heart failure, preserved ejection fraction (> 50%), diastolic dysfunction (left ventricular end-diastolic volume index < 97 mL/m2) with increased filling pressure (E/e' > 8), and in the case of E/e' < 15, at least one diagnostic criterion for HFpEF, according to the abovementioned document. Age between 40-75 years, New York Heart Association (NYHA) functional class I to III, and clinical stability under optimal drug therapy in previous 3 months, was also considered criteria for eligibility. Patients with severe lung disease, moderate-to-severe valvular disease and peripheral arterial disease were excluded. Similarly, autonomic neuropathy, unstable angina, a history of complex arrhythmias induced by stress, patients with implantable cardiac electronic devices and those with cognitive and/or limiting musculoskeletal conditions, were excluded.

Firstly, patients underwent a Doppler echocardiography with color flow mapping to confirm the diagnosis criteria for HFpEF. Then, a maximal cardiopulmonary exercise testing was performed to assess ventilatory thresholds and peak oxygen consumption, as well as heart rate response to exercise. Up to 14 days after the cardiopulmonary exercise testing, brachial artery diameter, flow-mediated dilation (FMD) and endothelium-independent dilation were assessed immediately before and 30 minutes after a HIIT session. In the same experimental session, BP and heart rate were measured at two different moments before and after exercise as described below.

 Measurements and instruments Patients' characteristics at baseline

Demographic and clinical data were collected on the first day through a questionnaire and verified in the medical records of each patient. Anthropometric data were collected at the time the questionnaire was completed.

 Transthoracic echocardiogram

All echocardiographic examinations were performed using equipment Envisor C HD or HD 11 (Philips, USA) with a standard multifrequency sectorial transducer by a trained cardiologist. Images were acquired following a standardized protocol, following recommendations present in the current guidelines.25,26 Cine loops and static images of 3 consecutive beats were recorded on standard 2D, M-mode, Doppler and tissue Doppler echocardiographic views. Left ventricular ejection fraction was calculated using the Teichholz formula from the parasternal long-axis view. For patients with regional wall motion abnormalities, the Simpson rule was used to calculate the ejection fraction. Left atrium volume was measured at ventricular systole, just before mitral valve opening, and calculated from apical 4-and 2-chamber views using the biplane method of disks. Left ventricular diastolic function was evaluated with transmitral pulsed Doppler (peak E velocity, peak A velocity, E/A ratio and deceleration time) and mitral annulus tissue Doppler velocity (early diastolic velocity - e', late diastolic velocity - a').

 Cardiopulmonary exercise test

The test was performed on a treadmill (General Electric T-2100, GE Healthcare, Waukesha, USA), and breath-by-breath expired gas analysis was carried out using a Cortex Metalyzer 3B system (Cortex Medical, Leipzig, Germany). Heart rate was monitored with a 12-lead electrocardiograph (Nihon Kohden Corporation, Tokyo, Japan), with electrode placement as described by Mason and Likar.27 BP was measured with a sphygmomanometer (PA 2001, P.A. MED, São Paulo, Brazil) every 3 minutes during the test and also at the physician's discretion. All tests were performed in the morning, with room temperature between 18 and 22ºC and relative humidity around 60%, and they were conducted always by the same researcher (ADS), a cardiologist with expertise in cardiopulmonary exercise testing, certified by the Department of Exercise Testing and Cardiovascular Rehabilitation of the Brazilian Society of Cardiology. An individualized ramp protocol was used as described elsewhere in this study.28 Tests were considered maximal when the respiratory quotient (R) was equal to or higher than 1.10.

 Blood pressure

BP was measured with a digital device (G-Tech MA100, Shenzen, China) at four different points in time: 1) pre-assessment of endothelial function (after 15 minutes seating at rest); 2) immediately before HIIT session; 3) 5 minutes after HIIT session; 4) 30 minutes after HIIT session.

 Endothelial function

Patients were instructed not to do any type of exercise, not to smoke, and not to dear or drink any caffeine or alcohol for 24 hours before the evaluation. The evaluation started after 15 minutes of seated rest in a room with temperature between 18 and 22ºC. Patients stood in the supine position with their left arm positioned comfortably. Noninvasive measurements of endothelial function were performed using a two-dimensional Philips EnVisor Ultrasound system (Philips, USA) with an electrocardiogram module and a high-frequency (7-12 MHz) vascular transducer.

An image of the brachial artery was obtained 2-5 cm from the antecubital fossa on a longitudinal plane. Artery diameter was manually measured from the anterior and posterior intimal layer. Visual inspection of single frames was performed and calipers were placed at discrete points along the long axis of the B-mode image, when means were calculated.

After measurements of brachial artery diameter were taken at baseline, a sphygmomanometer was inflated on patient's left forearm with 50 mmHg above the systolic BP, remaining there for 5 minutes. Sixty seconds after deflation of the sphygmomanometer cuff, a new image was recorded synchronized with the R wave of the electrocardiogram to identify the artery diameter, enabling FMD measurements.

After 15 minutes (for normalization), the artery diameter was measured again. Then, a dose (0.4 mg) of nitroglycerin spray was administered sublingually. After 5 minutes, another image was recorded to measure endothelium-independent dilation. These data were obtained before exercise and 30 minutes after the HIIT session.

FMD was expressed as the relative change in brachial artery diameter during the hyperemic phase, as follows: [(post-hyperemic diameter - baseline diameter) / baseline diameter] × 100.

 High-intensity interval training protocol

The HIIT session was performed on a treadmill according to the protocol recommended by the European Society of Cardiology (ESC).15 The session started with an 8-minute warm-up at moderate intensity followed by four blocks of 4 minutes each at 85-95% maximal heart rate, 15 to 17 on Borg rating of perceived exertion scale,29 alternated with 3 minutes at 60-70% maximal heart rate, 11 to 13 on Borg scale. It ended with 3 minutes of cool-down at moderate intensity, totaling 36 minutes. The heart rate target zone stipulated for each block was based on the maximal heart rate reached at cardiopulmonary exercise testing and was continuously measured during training through 12-lead electrocardiographic monitoring (Nihon Kohden Corporation, Tokyo, Japan).

 Statistical analysis

Data were analyzed using SPSS, version 20.0. Categorical variables are described as absolute frequencies and percentages. Continuous variables with normal distribution are described as means and standard deviations. The only variable without normal distribution (VE/VCO2 slope) was described as median and interquartile range. After meeting the assumptions of normality, the Student t-test for paired samples was used to compare means of the endothelial function variables (brachial artery diameter, FMD, and endothelium-independent dilation) pre- and post-exercise. Generalized estimating equations (GEE) were used to compare mean BP and heart rate between four different moments during the experiment. In all analyses, p <0.05 was considered statistically significant.

 Results

Initially nineteen patients were included in the study. After the first evaluation, two patients who did not complete the cardiopulmonary exercise testing and one who had a limiting medical condition were excluded, as shown in Figure 1.

Study flow diagram.

Table 1 shows the demographic, anthropometric, and clinical characteristics of the sample.

Participants’ characteristics at baseline
Characteristic n = 16
Female 9 (56%)
Age (years) 59 ± 7
Weight (kg) 87 ± 28
Height (cm) 159 ± 10
Body mass index (kg/m2) 34 ± 7
Waist circumference (cm) 110 ± 27
Smoking
Active smoker 2 (12%)
Former smoker 7 (44%)
NYHA functional classification
II 12 (75%)
III 4 (25%)
Comorbidities
Hypertension 16 (100%)
Diabetes 7(44%)
Rheumatic disease (gout) 2 (12%)
Atrial fibrillation 1 (6%)
CRF 4 (25%)
AMI 2 (12%)
Stroke 3 (19%)
Medications
ACEI/ARA 16 (100%)
Beta-blockers 13 (81%)
Diuretics 13 (81%)
Calcium channel blockers 11 (69%)
Statins 10 (62%)
Antiplatelets 9 (56%)
Vasodilators 7 (44%)
Hypoglycemic drugs 7 (44%)

Values are described as mean ± standard deviation or absolute frequency (percentage). Former smoker: more than 1 year without smoking; NYHA: New York Heart Association; CRF: chronic renal failure; AMI: acute myocardial infarction; ACEI: angiotensin-converting enzyme inhibitors; ARA: angiotensin receptor antagonists.

All patients presented normal ejection fraction, reduced left ventricular end-diastolic volume index and increased filling pressure, as shown in table 2. However, eight patients presented 15 > E/e' > 8. Among these individuals at least one diagnostic criterion for HFpEF was confirmed. Reduced functional capacity and increased ventilatory inefficiency were identified by cardiopulmonary exercise testing. The mean peak respiratory exchange ratio > 1.1 was reach as maximality criterion as shown in table 3.

Echocardiographic variables
Variables n = 16
LVEF (%) 68 ± 5
E/e’ 13 ± 4
LAD (cm) 4.22 ± 0.41
LVESV (ml) 37.9 ± 9.10
LVEDV (ml) 124.41 ± 23.24
LVEDVI (ml/m2) 67.09 ± 6.35
IVST (cm) 1.15 ± 0.17
PWT (cm) 1.10 ± 0.19
LVM (g) 244.35 ± 58
LVMI (g/m2) 146.2 ± 35.84
LAVI (ml/m2) 20.81 ± 3.40

Values are described as mean ± standard deviation.LVEF: left ventricular ejection fraction; E/e’: early diastolic peak velocity and diastolic peak velocities of the mitral annulus ratio; LAD: left atrium diameter; LVESV: left ventricular end-systolic volume; LVEDV: left ventricular end-diastolic volume; LVEDVI: left ventricular end-diastolic volume indexed to body surface; IVST: interventricular septum thickness; PWT: posterior wall thickness; LVM: left ventricular mass; LVMI: left ventricular mass indexed by body surface; LAVI: left atrial volume indexed to body surface.

 Cardiopulmonary exercise testing variables
Variables n = 16
VO2 peak (mL.kg-1min-1) 18.40 ± 3.16
HR max. (bpm) 125 ± 23
VE/VCO2 slope 33 ± 6
PET CO2 rest (mmHg) 33 ± 3
Pulse O2 11.36 ± 4.45
R peak 1.16 ± 0.13

Values are described as mean ± standard deviation or median±interquartile range. VO2 peak: peak oxygen consumption; HR max.: maximum heart rate; VE/VCO2 slope: incline of the ventilatory equivalent of carbon dioxide; PET CO2 rest: expired pressure of carbon dioxide; O2 pulse: oxygen pulse; R peak: respiratory quotient.

All patients tolerated exercise and completed the experimental session. Exercise protocol variables are described in table 4.

Exercise protocol variables
Variables Moderate intensity High Intensity
HR (bpm) 98 ± 19 113 ± 24
BORG 13 ± 2 16 ± 2
Speed (km/h) 3 ± 0.3 4.9 ± 0.8
Incline (%) 0.9 ± 0.9 5.5 ± 1.9

Values are described as mean ± standard deviation. HR: heart rate; BORG: scale of perceived exertion.

One single HIIT session promoted subacute increase of 0.37 ± 0.44 mm in brachial artery diameter, as shown in Figure 2. This increase was also observed in brachial artery diameter post-hyperemia. However, when these data were used to calculate pre- and post-HIIT variation in the artery diameter, there was no difference in absolute FMD and relative FMD. Also, there was no difference in the brachial artery diameter pre-NTG (Nitrogen) and post-NTG. Similarly, there was no difference in absolute endothelium-independent dilation and relative endothelium-independent dilation after one HIIT session, as presented in table 5.

Brachial artery diameter pre- and post-high-intensity interval training session. Data are expressed as mean± standard deviation. Lines represent individual values. Probability value indicates within-group significant differences.

Brachial artery diameters and variations pre- and post-high-intensity interval training session.
Variables Pre Post p
Brachial artery diameter (mm) 3.96 ± 0.57 4.33 ± 0.69 < 0.01
Brachial artery diameter post-hyperemia (mm) 4.19 ± 0.61 4.47 ± 0.66 < 0.05
Absolute FMD (mm) 0.23 ± 0.20 0.13 ± 0.26 0.177
Relative FMD (%) 5.91± 5.20 3.55 ± 6.59 0.162
Brachial artery diameter pre-NTG (mm) 4.11 ± 0.65 4.16 ± 0.68 0.528
Brachial artery diameter post-NTG (mm) 4.57 ± 0.65 4.52 ± 0.64 0.541
Absolute NTG (mm) 0.46 ± 0.17 0.35 ± 0.20 0.106
Relative NTG (%) 11.4 ± 4.4 9.0 ± 5.37 0.117

Values are described as mean ± standard deviation. FMD: flow-mediated dilatation; NTG: nitroglycerin.

Baseline systolic and diastolic BP were 138 ± 21 mmHg and 81 ± 11 mmHg, respectively. Figure 3 shows variation in BP at four different points in time of the experiment. A significant reduction in systolic BP was observed 5 and 30 minutes after the HIIT session compared to the first measurement. There was no difference in diastolic BP and mean BP before and after the HIIT session.

Variation of blood pressure pre- and post-high-intensity interval training session. Data are expressed as mean± standard deviation. Lines represent mean values:.1) pre-assessment of endothelial function; 2) immediately before HIIT session; 3) 5 minutes after HIIT session; 4) 30 minutes after HIIT session. SBP, systolic blood pressure; MBP, mean blood pressure; DBP, diastolic blood pressure. Probability value indicates within-group differences between points 3 and 1, and points 4 and 1 of SBP. *p < 0.05, **p < 0.01.

Discussion

To our knowledge, this is the first study to show that one single session of HIIT is effective in promoting a significant subacute increase in brachial artery diameter, which was accompanied by a significant reduction in systolic BP in patients with HFpEF. Borlaug et al.9 demonstrated that these individuals have global dysfunction in cardiovascular reserve, showing an impaired reduction in systemic vascular resistance and a blunted increase in blood flow while exercising. According to the authors, these phenomena are potential contributors to limited functional capacity in this situation.

Patients with HFpEF in our sample showed vasodilation after one single HIIT session suggesting that this type of exercise is a stimulus capable of promoting subacute systemic vasomotor changes, even in patients with impaired ventricular-arterial coupling9-11 and chronic vascular dysfunction.6,8,30 It is important to mention that some acute and subacute physiological responses to exercise may be clinically relevant. These responses can be superimposed after consecutive exercise sessions are carried out as a temporal summation and they may contribute to chronic adaptations of exercise training.31 Thus, successive sessions of exercise that increase blood flow, shear stress and, consequently, bioavailability of nitric oxide, may be a key mechanism for chronic adaptations in peripheral hemodynamics.32 Fu et al. found that after 12 weeks of HIIT, patients with HFpEF increased the VO2peak and improved peripheral hemodynamics, through increased blood distribution and oxygen extraction by the musculature while exercising.33

Exercise-mediated increases in shear stress have a strong and dose-dependent effect on conduit artery dilation.33 Birk et al.34 observed that vasodilation occurred in a greater extent immediately after highly intensive exercising compared to lowly intensive exercise sessions.34 However, it seems that the greater the vasodilation promoted by exercise, the lower the vasodilating response observed by occlusion immediately after the exercise session in healthy individuals.

Although there is no previous publication concerning subacute effect of an exercise session on endothelial function in patients with HFpEF, previous studies have evaluated patients with heart failure with reduced ejection fraction in a similar context.35,36 Those participants responded to a single cycling exercise session with improved forearm endothelium-dependent vasodilation (reactive hyperemia) evaluated by plethysmography up to 30 minutes after exercise.35 Currie et al.20 evaluated coronary artery disease patients after one single HIIT session and found an increase in the endothelial function after 60 minutes.20 In other experiment, the same group showed that only individuals with coronary artery disease with endothelial dysfunction presented augmentation in FMD after 15 minutes of a HIIT session.21 Interestingly, as in our experiment, in both studies the brachial artery diameter was increased.

Some evidence points out that exercising performed at submaximal intensities closer to the peak of exercise promotes a greater and longer reduction in BP after exercising than when exercising less intensively.37,38 The hypotensive effect of HIIT is already well established in the literature, but prior to this study, BP had not been evaluated in patients with HFpEF after a session of any type of exercise. In our experiment, we observed an absolute reduction of 12.7 ± 3.8 mmHg in systolic BP 30 minutes after an exercise session. On a chronic basis, this reduction may have clinical relevance, especially in the case of a syndrome whose strict control of BP pressure is crucial. Interestingly, a recent meta-analysis has demonstrated that HIIT performed at least 3 times a week for 12 weeks resulted in a significant reduction in systolic BP in overweigh/obese individuals.19

It is noteworthy that in this subgroup of individuals with HFpEF and reduced functional capacity, high-intensity exercising was well tolerated, once appropriate overload (speed and slope) was individually prescribed, always considering the target zones established based on maximal cardiopulmonary exercise test results of each individual.

Finally, in a condition characterized by exercise limitation, aerobic exercise training has a significant role and is indicated for all patients capable of performing it. In an acute and subacute setting, HIIT reduced BP and increased brachial artery diameter, suggesting that this training modality could be a beneficial alternative for individuals with HFpEF.

Limitations and future perspectives

This was a small, single-center; before-and-after study with HEpEF patients where the presence of diabetes, atherosclerosis, gout, and use of tobacco may have influenced the study outcomes. However, these characteristics represent the reality of this complex syndrome which have multiple comorbidities. We acknowledge that further studies are necessary to evaluate the effect of a HIIT session, especially after one hour, as well as the long-term efficacy of this exercise strategy as part of a cardiovascular rehabilitation program for these patients. Finally, the presence of a control group of matched individuals without HFpEF could help establishing which responses can be attributed to the syndrome under study. Likewise, comparing a HIIT session with a continuous moderate-intensity training session could help establishing the differences in hemodynamic response among these different exercise protocols.

 Conclusion

One single HIIT session promoted an increase in brachial artery diameter and a reduction in systolic BP, and did not change FMD and diastolic BP 30 minutes after the exercise session.

Sources of Funding

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundo de Incentivo à Pesquisa e Eventos (FIPE) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA).

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Juliana Beust de Lima, from Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Clínicas de Porto Alegre under the protocol number 130471. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

 References 1 Owan TE, Hodge DO, Herges RM, Jacobsen SJ, Roger VL, Redfield MM. Trends in prevalence and outcome of heart failure with preserved ejection fraction.N Engl J Med. 2006;355(3):251-9. Owan TE Hodge DO Herges RM Jacobsen SJ Roger VL Redfield MM Trends in prevalence and outcome of heart failure with preserved ejection fraction N Engl J Med 2006 355 3 251 259 2 Redfield MM. Heart failure with preserved ejection fraction. N Engl J Med. 2016;375(19):1868-77. Redfield MM Heart failure with preserved ejection fraction N Engl J Med 2016 375 19 1868 1877 3 McMurray JJ, Adamopoulos S, Anker SD, Auricchio A, Böhm M, Dickstein K, et al. ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2012: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2012 of the European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur Heart J. 2012;33(14):1787-847. McMurray JJ Adamopoulos S Anker SD Auricchio A Böhm M Dickstein K ESC guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2012: The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2012 of the European Society of Cardiology. Developed in collaboration with the Heart Failure Association (HFA) of the ESC Eur Heart J 2012 33 14 1787 1847 4 McMurray JJ, Carson PE, Komajda M, McKelvie R, Zile MR, Ptaszynska A, et al. Heart failure with preserved ejection fraction: clinical characteristics of 4133 patients enrolled in the I-PRESERVE trial. Eur J Heart Fail. 2008;10(2):149-56. McMurray JJ Carson PE Komajda M McKelvie R Zile MR Ptaszynska A Heart failure with preserved ejection fraction: clinical characteristics of 4133 patients enrolled in the I-PRESERVE trial Eur J Heart Fail 2008 10 2 149 156 5 WRITING COMMITTEE MEMBERS, Yancy CW, Jessup M, Bozkurt B, Butler J, Casey DE Jr, Drazner MH,et al. 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure: A Report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. Circulation. 2013;128(16): e240-e327. WRITING COMMITTEE MEMBERS Yancy CW Jessup M Bozkurt B Butler J Casey DE Jr Drazner MH 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure: A Report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines Circulation 2013 128 16 e240 e327 6 Paulus WJ, Tschöpe C. A novel paradigm for heart failure with preserved ejection fraction. J Am Coll Cardiol. 2013;62(4):263-71. Paulus WJ Tschöpe C A novel paradigm for heart failure with preserved ejection fraction J Am Coll Cardiol 2013 62 4 263 271 7 Lim SL, Lam SPC. Breakthrough in heart failure with preserved ejection fraction: are we there yet? Korean J Intern Med. 2016;31(1):1-14. Lim SL Lam SPC Breakthrough in heart failure with preserved ejection fraction: are we there yet? Korean J Intern Med 2016 31 1 1 14 8 Haykowsky MJ, Kitzman DW. Exercise physiology in heart failure and preserved ejection fraction. Heart Fail Clin. 2014;10(3):445-52. Haykowsky MJ Kitzman DW Exercise physiology in heart failure and preserved ejection fraction Heart Fail Clin 2014 10 3 445 452 9 Borlaug BA, Olson TP, Lam CS, Flood KS, Lerman A, Johnson BD, et al. Global cardiovascular reserve dysfunction in heart failure with preserved ejection fraction. J Am Coll Cardiol. 2010;56(11):845-54. Borlaug BA Olson TP Lam CS Flood KS Lerman A Johnson BD Global cardiovascular reserve dysfunction in heart failure with preserved ejection fraction J Am Coll Cardiol 2010 56 11 845 854 10 Borlaug BA, Melenovsky V, Russell SD, Kessler K, Pacak K, Becker LC, et al. Impaired chronotropic and vasodilator reserves limit exercise capacity in patients with heart failure and a preserved ejection fraction. Circulation. 2006;114(20):2138-47. Borlaug BA Melenovsky V Russell SD Kessler K Pacak K Becker LC Impaired chronotropic and vasodilator reserves limit exercise capacity in patients with heart failure and a preserved ejection fraction Circulation 2006 114 20 2138 2147 11 Akiyama E, Sugiyama S, Matsuzawa Y, Konishi M, Suzuki H, Nozaki T, et al. Incremental prognostic significance of peripheral endothelial dysfunction in patients with heart failure with normal left ventricular ejection fraction. J Am Coll Cardiol.2012;60(18):1778-86. Akiyama E Sugiyama S Matsuzawa Y Konishi M Suzuki H Nozaki T Incremental prognostic significance of peripheral endothelial dysfunction in patients with heart failure with normal left ventricular ejection fraction J Am Coll Cardiol 2012 60 18 1778 1786 12 Matsue Y, Suzuki M, Nagahori W, Ohno M, Matsumura A, Hashimoto Y, et al. Endothelial dysfunction measured by peripheral arterial tonometry predicts prognosis in patients with heart failure with preserved ejection fraction. Int J Cardiol .2013;168(1):36-40. Matsue Y Suzuki M Nagahori W Ohno M Matsumura A Hashimoto Y Endothelial dysfunction measured by peripheral arterial tonometry predicts prognosis in patients with heart failure with preserved ejection fraction Int J Cardiol 2013 168 1 36 40 13 Pandey A, Parashar A, Kumbhani JD, Agarwal S, Garg J, Kitzman D, et al. Exercise training in patients with heart failure and preserved ejection fraction: meta-analysis of randomized control trials. Circ Heart Fail. 2015;8(1):33-40. Pandey A Parashar A Kumbhani JD Agarwal S Garg J Kitzman D Exercise training in patients with heart failure and preserved ejection fraction: meta-analysis of randomized control trials Circ Heart Fail 2015 8 1 33 40 14 Dieberg G, Ismail H, Giallauria F, Smart NA. Clinical outcomes and cardiovascular responses to exercise training in heart failure patients with preserved ejection fraction: a systematic review and meta-analysis. J Appl Physiol. 2015;119(6):726-33. Dieberg G Ismail H Giallauria F Smart NA Clinical outcomes and cardiovascular responses to exercise training in heart failure patients with preserved ejection fraction: a systematic review and meta-analysis J Appl Physiol 2015 119 6 726 733 15 Mezzani A, Hamm LF, Jones AM, McBride PE, Moholdt T, Stone JA, et al. Aerobic exercise intensity assessment and prescription in cardiac rehabilitation: a JOINT POSITION STATEMENT OF THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR CARDIOVASCULAR PREVENTION AND REHABILITATION, THE AMERICAN ASSOCIATION OF CARDIOVASCULAR AND PULMONARY REHABILITATION, AND THE CANADIAN ASSOCIATION OF CARDIAC REHABILITATION. J Cardiopulm Rehabil Prev. 2012;32(6):327-50. Mezzani A Hamm LF Jones AM McBride PE Moholdt T Stone JA Aerobic exercise intensity assessment and prescription in cardiac rehabilitation: a JOINT POSITION STATEMENT OF THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR CARDIOVASCULAR PREVENTION AND REHABILITATION, THE AMERICAN ASSOCIATION OF CARDIOVASCULAR AND PULMONARY REHABILITATION, AND THE CANADIAN ASSOCIATION OF CARDIAC REHABILITATION J Cardiopulm Rehabil Prev 2012 32 6 327 350 16 Wisløff U, Støylen A, Loennechen JP, Bruvold M, Rognmo Ø, Haram PM, et al. Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients: a randomized study. Circulation .2007;115(24):3086-94. Wisløff U Støylen A Loennechen JP Bruvold M Rognmo Ø Haram PM Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients: a randomized study Circulation 2007 115 24 3086 3094 17 Ellingsen Ø, Halle M, Conraads V, Støylen A, Dalen H, Delagardelle C, et al. High-intensity interval training in patients with Heart Failure With Reduced Ejection Fraction. Circulation 2017;135(9): 839-49 Ellingsen Ø Halle M Conraads V Støylen A Dalen H Delagardelle C High-intensity interval training in patients with Heart Failure With Reduced Ejection Fraction Circulation 2017 135 9 839 849 18 Ramos JS, Dalleck LC, Tjonna AE, Beetham KS, Coombes JS.The impact of high-intensity interval training versus moderate-intensity continuous training on vascular function: a systematic review and meta-analysis. Sports Med. 2015;45(5):679-92. Ramos JS Dalleck LC Tjonna AE Beetham KS Coombes JS The impact of high-intensity interval training versus moderate-intensity continuous training on vascular function: a systematic review and meta-analysis Sports Med 2015 45 5 679 692 19 Batacan RB, Duncan MJ, Dalbo VJ,Tucker PS, Fenning AS. Effects of high-intensity interval training on cardiometabolic health: a systematic review and meta-analysis of intervention studies. Br J Sports Med. 2017;51(6):494-503. Batacan RB Duncan MJ Dalbo VJ Tucker PS Fenning AS Effects of high-intensity interval training on cardiometabolic health: a systematic review and meta-analysis of intervention studies Br J Sports Med 2017 51 6 494 503 20 Currie KD, Mckelvie RS, Macdonald MJ. Flow-Mediated Dilation Is Acutely Improved after High-Intensity Interval Exercise. Med Sci Sports Exerc 2012;44(11): 2057-64. Currie KD Mckelvie RS Macdonald MJ Flow-Mediated Dilation Is Acutely Improved after High-Intensity Interval Exercise Med Sci Sports Exerc 2012 44 11 2057 2064 21 Currie KD, McKelvie RS, MacDonald MJ. Brachial artery endothelial responses during early recovery from an exercise bout in patients with coronary artery disease. BioMed Res Int. 2014;2014:591918. Currie KD McKelvie RS MacDonald MJ Brachial artery endothelial responses during early recovery from an exercise bout in patients with coronary artery disease BioMed Res Int 2014 2014 591918 591918 22 Ciolac EG, Guimarães GV, D'Àvila VM, Bortolotto LA, Doria EL, Bocchi EA. Acute effects of continuous and interval aerobic exercise on 24-h ambulatory blood pressure in long-term treated hypertensive patients. Int J Cardiol. 2009;133(3):381-7. Ciolac EG Guimarães GV D'Àvila VM Bortolotto LA Doria EL Bocchi EA Acute effects of continuous and interval aerobic exercise on 24-h ambulatory blood pressure in long-term treated hypertensive patients Int J Cardiol 2009 133 3 381 387 23 Carvalho RST de, Pires CMR, Junqueira GC, Freitas D, Marchi-Alves LM. Hypotensive response magnitude and duration in hypertensives: continuous and interval exercise. Arq Bras Cardiol. 2014;104(3):234-41. Carvalho RST de Pires CMR Junqueira GC Freitas D Marchi-Alves LM Hypotensive response magnitude and duration in hypertensives: continuous and interval exercise Arq Bras Cardiol 2014 104 3 234 241 24 Kawaguchi M, Hay I, Fetics B, Kass DA. Combined ventricular systolic and arterial stiffening in patients with heart failure and preserved ejection fraction implications for systolic and diastolic reserve limitations. Circulation. 2003;107(5): 714-20. Kawaguchi M Hay I Fetics B Kass DA Combined ventricular systolic and arterial stiffening in patients with heart failure and preserved ejection fraction implications for systolic and diastolic reserve limitations Circulation 2003 107 5 714 720 25 Paulus WJ, Tschöpe C, Sanderson JE, Rusconi C, Flachskampf FA, Rademakers FE, et al. How to diagnose diastolic heart failure: a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by the Heart Failure and Echocardiography Associations of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 2007; 28(20): 2539-50. Paulus WJ Tschöpe C Sanderson JE Rusconi C Flachskampf FA Rademakers FE How to diagnose diastolic heart failure: a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by the Heart Failure and Echocardiography Associations of the European Society of Cardiology Eur Heart J 2007 28 20 2539 2550 26 Cheitlin MD, Armstrong WF, Aurigemma GP, Beller GA, Bierman FZ, Davis JL, et al. ACC/AHA/ASE 2003 Guideline Update for the Clinical Application of Echocardiography: Summary Article: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (ACC/AHA/ASE Committee to Update the 1997 Guidelines for the Clinical Application of Echocardiography). Circulation. 2003;108(9):1146-62. Cheitlin MD Armstrong WF Aurigemma GP Beller GA Bierman FZ Davis JL ACC/AHA/ASE 2003 Guideline Update for the Clinical Application of Echocardiography: Summary Article: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (ACC/AHA/ASE Committee to Update the 1997 Guidelines for the Clinical Application of Echocardiography) Circulation 2003 108 9 1146 1162 27 Mason RE, Likar I. A new system of multiple-lead exercise electrocardiography. Am Heart J. 1966; 71(2):196-205. Mason RE Likar I A new system of multiple-lead exercise electrocardiography Am Heart J 1966 71 2 196 205 28 Nery RM, Zanini M, de Lima JB, Bühler RP, da Silveira AD, Stein R. Tai Chi Chuan improves functional capacity after myocardial infarction: A randomized clinical trial. Am Heart J. 2015; 169(6):854-60. Nery RM Zanini M de Lima JB Bühler RP da Silveira AD Stein R Tai Chi Chuan improves functional capacity after myocardial infarction: A randomized clinical trial Am Heart J 2015 169 6 854 860 29 Borg GA. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc. 1982;14(5):377-81. Borg GA Psychophysical bases of perceived exertion Med Sci Sports Exerc 1982 14 5 377 381 30 Maréchaux S, Samson R, van Belle E, Breyne J, de Monte J, Dédrie C, et al. Vascular and microvascular endothelial function in heart failure with preserved ejection fraction. J Card Fail. 2015;22(1):3-11. Maréchaux S Samson R van Belle E Breyne J de Monte J Dédrie C Vascular and microvascular endothelial function in heart failure with preserved ejection fraction J Card Fail 2015 22 1 3 11 31 da Nobrega AC. The subacute effects of exercise: concept, characteristics. Exerc Sport Sci Rev. 2005; 33(2):84-7. da Nobrega AC The subacute effects of exercise: concept, characteristics Exerc Sport Sci Rev 2005 33 2 84 87 32 Dawson EA, Green DJ, Timothy Cable N, Thijssen DH. Effects of acute exercise on flow-mediated dilatation in healthy humans. J Appl Physiol.2013;115(11):1589-98. Dawson EA Green DJ Timothy Cable N Thijssen DH Effects of acute exercise on flow-mediated dilatation in healthy humans J Appl Physiol 2013 115 11 1589 1598 33 Fu TC, Yang NI, Wang CH, Cherng WJ, Chou SL, Pan TL, et al. Aerobic interval training elicits different hemodynamic adaptations between heart failure patients with preserved and reduced ejection fraction. Am J Phys Med Rehabil. 2016;95(1):15-27. Fu TC Yang NI Wang CH Cherng WJ Chou SL Pan TL Aerobic interval training elicits different hemodynamic adaptations between heart failure patients with preserved and reduced ejection fraction Am J Phys Med Rehabil 2016 95 1 15 27 34 Birk GK, Dawson EA, Batterham AM, Atkinson G, Cable T, Thijssen DH, et al. Effects of exercise intensity on flow mediated dilation in healthy humans. Int J Sports Med.2012;34(5):409-14. Birk GK Dawson EA Batterham AM Atkinson G Cable T Thijssen DH Effects of exercise intensity on flow mediated dilation in healthy humans Int J Sports Med 2012 34 5 409 414 35 Umpierre D, Stein R, Vieira PJ, Ribeiro JP. Blunted vascular responses but preserved endothelial vasodilation after submaximal exercise in chronic heart failure. Eur J Cardiovasc Prev Rehabil.2009;16(1):53-9. Umpierre D Stein R Vieira PJ Ribeiro JP Blunted vascular responses but preserved endothelial vasodilation after submaximal exercise in chronic heart failure Eur J Cardiovasc Prev Rehabil 2009 16 1 53 59 36 Guindani G, Umpierre D, Grigoletti SS, Vaz M, Stein R, Ribeiro JP. Blunted local but preserved remote vascular responses after resistance exercise in chronic heart failure. Eur J Prev Cardiol.2012;19(5):972-82. Guindani G Umpierre D Grigoletti SS Vaz M Stein R Ribeiro JP Blunted local but preserved remote vascular responses after resistance exercise in chronic heart failure Eur J Prev Cardiol 2012 19 5 972 982 37 Forjaz CL, Cardoso CG Jr, Rezk CC, Santaella DF, Tinucci T.Postexercise hypotension and hemodynamics: the role of exercise intensity. J Sports Med Phys Fitness. 2004;44(1): 54-62. Forjaz CL Cardoso CG Jr Rezk CC Santaella DF Tinucci T Postexercise hypotension and hemodynamics: the role of exercise intensity J Sports Med Phys Fitness 2004 44 1 54 62 38 Quinn TJ. Twenty-four hour, ambulatory blood pressure responses following acute exercise: impact of exercise intensity. J Hum Hypertens.2000;14(9):547-53. Quinn TJ Twenty-four hour, ambulatory blood pressure responses following acute exercise: impact of exercise intensity J Hum Hypertens 2000 14 9 547 553 Artigo Original Vasodilatação e Redução da Pressão Arterial Sistólica após uma Sessão de Treinamento Intervalado de Alta Intensidade em Pacientes com Insuficiência Cardíaca com Fração de Ejeção Preservada Lima Juliana Beust de Silveira Anderson Donelli da Saffi Marco Aurélio Lumertz Menezes Márcio Garcia Piardi Diogo Silva Ramm Leila Denise Cardoso Ramos Zanini Maurice Nery Rosane Maria Stein Ricardo Hospital de Clínicas de Porto Alegre - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS - Brasil Correspondência: Juliana Beust de Lima, R. Ramiro Barcelos, 2350, CEP 90035-007, Santa Cecilia, Porto Alegre, RS - Brasil. E-mail: julianabeustdelima@gmail.com

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Lima JB, Silveira AD, Zanini M, Nery RM, Stein R; Obtenção de dados: Lima JB, Silveira AD, Saffi MAL, Menezes MG, Piardi DS, Ramm LDCR; Análise e interpretação dos dados: Lima JB, Saffi MAL, Menezes MG, Piardi DS, Ramm LDCR, Stein R; Análise estatística: Lima JB; Redação do manuscrito: Lima JB, Silveira AD, Stein R; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Lima JB, Silveira AD, Saffi MAL, Zanini M, Nery RM, Stein R.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

 Resumo Fundamento:

Insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEP) é uma síndrome multifatorial caracterizada por limitação ao exercício. O treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) é uma estratégia emergente para a reabilitação do exercício em diferentes contextos. Em pacientes com ICFEP, os efeitos subagudos do HIIT sobre a função endotelial e a pressão arterial ainda são desconhecidos.

 Objetivo:

Avaliar o efeito subagudo de uma única sessão do HIIT sobre a função endotelial e a pressão arterial em pacientes com ICFEP.

 Métodos:

Dezesseis pacientes com ICFEP foram submetidos a uma sessão de 36 minutos de HIIT em esteira rolante, alternando quatro minutos de intervalos de alta intensidade com três minutos de recuperação ativa. O diâmetro da artéria braquial, a dilatação mediada pelo fluxo e a pressão arterial foram avaliados imediatamente antes e 30 minutos após a sessão de HIIT. Em todas as análises, p <0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

 Resultados:

Houve aumento do diâmetro da artéria braquial (pré-exercício: 3,96 ± 0,57 mm; pós-exercício: 4,33 ± 0,69 mm; p < 0,01), e diminuição da pressão arterial sistólica (pré-exercício: 138 ± 21 mmHg; pós-exercício: 125 ± 20 mmHg; p < 0,01). A dilatação mediada por fluxo (pré-exercício: 5,91 ± 5,20%; pós-exercício: 3,55 ± 6,59%; p = 0,162) e pressão arterial diastólica (pré-exercício: 81 ± 11 mmHg; pós-exercício: 77 ± 8 mmHg; p = 1,000) não se alteraram significativamente. Não houve eventos adversos durante o experimento.

 Conclusões:

Uma única sessão do HIIT promoveu aumento do diâmetro da artéria braquial e redução da pressão arterial sistólica, mas não alterou a dilatação mediada pelo fluxo e a pressão arterial diastólica.

 Palavras-chave: Insuficiência Cardíaca Pressão Arterial Exercício Vasodilatação Arteria Braquial Endotélio/função Introdução

A insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEP) é uma síndrome clínica complexa e prevalente. Caracteriza-se por limitação acentuada ao exercício, sendo que e o tratamento farmacológico ainda não demonstrou melhora na taxa de mortalidade nesse cenário.1,2 As abordagens terapêuticas são limitadas e se baseiam principalmente no controle dos sintomas e no manejo dos fatores de risco cardiovascular, como pressão arterial (PA) elevada.3-5

A hipertensão está associada ao aumento do estresse oxidativo e da inflamação vascular, intimamente relacionados à disfunção endotelial.6,7 Por outro lado, a função endotelial atenuada em indivíduos com ICFEP contribui para a intolerância ao exercício8-10 e é um preditor independente de eventos cardiovasculares adversos.11,12 Como uma intervenção não farmacológica, o treinamento físico aparece como uma estratégia potencial a ser incluída no arsenal terapêutico da ICFEP.13,14

O treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) surgiu como uma modalidade de exercício com impacto positivo em alguns resultados cardiovasculares, sendo pelo menos tão eficaz quanto o treinamento contínuo de intensidade moderada em pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida.15-17 Meta-análises recentes demonstraram que o HIIT, em longo prazo, é superior na promoção da melhora da função endotelial e na redução da PA em indivíduos com fatores de risco cardiovascular.18,19 Em estudos anteriores, após uma única sessão de HIIT, os pacientes com doença arterial coronariana e hipertensão apresentaram aumento do diâmetro da artéria braquial,20,21 melhoraram a função endotelial20 e reduziram a PA.21-23

Sabe-se que pacientes com ICFEP têm a reserva vasodilatadora atenuada durante o exercício, assim como comprometida resposta no acoplamento ventrículo-arterial.9,10,24 Entretanto, o efeito de uma única sessão do HIIT sobre a função endotelial e sobre a PA nesses pacientes ainda é desconhecido. Considerando esta lacuna na literatura, o objetivo do presente estudo foi avaliar o diâmetro da artéria braquial, a função endotelial e a PA 30 minutos após uma única sessão do HIIT em pacientes com ICFEP.

 Métodos Pacientes e desenho do estudo

Este estudo do tipo antes e depois (quase experimental) foi realizado entre junho de 2014 e novembro de 2015. Dezenove pacientes com ICFEP, de acordo com os critérios da Sociedade Europeia de Cardiologia,25 foram recrutados sequencialmente em um ambulatório de cardiologia de um hospital terciário no sul Brasil. Os critérios de elegibilidade foram a presença de sinais e sintomas de insuficiência cardíaca, fração de ejeção preservada (> 50%), disfunção diastólica (índice de volume diastólico final do ventrículo esquerdo < 97 mL/m2) com aumento da pressão de enchimento (E/e' > 8) e, no caso de E/e' < 15, pelo menos outro critério de diagnóstico para ICFEP, de acordo com o documento acima mencionado. Idade entre 40 e 75 anos, classe funcional I a III da New York Heart Association (NYHA), e estabilidade clínica sob terapia medicamentosa ótima nos últimos 3 meses também foram considerados critérios de elegibilidade. Pacientes com doença pulmonar grave, doença valvar e arterial periférica de moderada a grave foram excluídos. Da mesma forma, neuropatia autonômica, angina instável, história de arritmias complexas induzidas por estresse, pacientes com dispositivos eletrônicos cardíacos implantáveis, e aqueles com condições musculoesqueléticas e/ou cognitivas limitantes foram excluídos.

Primeiramente, os pacientes foram submetidos à ecocardiografia Doppler com mapeamento de fluxo em cores para confirmação dos critérios de diagnóstico de ICFEP. Em seguida, um teste cardiopulmonar do exercício foi realizado para avaliar os limiares ventilatórios e consumo de oxigênio de pico, bem como a resposta da frequência cardíaca ao exercício. Até 14 dias após o teste cardiopulmonar do exercício o diâmetro da artéria braquial, a dilatação fluxo-mediada (DFM) e a dilatação independente do endotélio foram avaliados imediatamente antes e 30 minutos após uma sessão de HIIT. Na mesma sessão experimental, a PA e a frequência cardíaca foram medidas em dois momentos diferentes, antes e após o exercício, conforme descrito abaixo.

 Medições e instrumentos Características dos pacientes

Os dados demográficos e clínicos foram coletados no primeiro dia através de um questionário, e verificados nos prontuários de cada paciente. Dados antropométricos foram coletados no momento da conclusão do questionário.

 Ecocardiograma transtorácico

Todos os exames ecocardiográficos foram realizados utilizando equipamento Envisor C HD ou HD 11 (Philips, EUA) com um transdutor setorial multifrequêncial padrão, por um cardiologista treinado. As imagens foram adquiridas segundo um protocolo padronizado, seguindo as recomendações correntes nas diretrizes atuais.25,26 As imagens em formato cine-loop e as imagens estáticas de 3 batimentos consecutivos foram registradas em vistas padrão 2D, M-mode, vistas ecocardiográficas com Doppler e com Doppler tecidual. A fração de ejeção do ventrículo esquerdo foi calculada pela fórmula de Teichholz, a partir da vista paraesternal do eixo longo. Para pacientes com anormalidades regionais de movimento da parede, a regra de Simpson foi utilizada para calcular a fração de ejeção. O volume do átrio esquerdo foi medido na sístole ventricular, imediatamente antes da abertura da válvula mitral, e calculado a partir das incidências apicais de 4 e 2 câmaras usando o método biplano dos discos. A função diastólica do ventrículo esquerdo foi avaliada com Doppler pulsátil transmitral (pico de velocidade E, pico de velocidade A relação E/A e tempo de desaceleração) e velocidade do Doppler tecidual do anel mitral (velocidade diastólica precoce - e', velocidade diastólica final - a').

 Teste cardiopulmonar do exercício

O teste foi realizado em esteira rolante (General Electric T-2100, GE Healthcare, Waukesha, EUA) e a análise dos gases expirados respiração-a-respiração foi realizada utilizando-se um sistema Cortex Metalyzer 3B (Cortex Medical, Leipzig, Alemanha). A frequência cardíaca foi monitorada com um eletrocardiógrafo de 12 derivações (Nihon Kohden Corporation, Tóquio, Japão), com colocação de eletrodos como descrito por Mason e Likar.27 A PA foi medida com um esfigmomanômetro (PA 2001, PA MED, São Paulo, Brasil) a cada 3 minutos durante o teste, e adicionalmente a critério do médico. Todos os testes foram realizados no período da manhã, com temperatura ambiente entre 18 e 22ºC e umidade relativa em torno de 60%, e sempre pelo mesmo pesquisador (ADS), cardiologista com experiência em Teste cardiopulmonar do exercício, certificado pelo Departamento de Ergometria, Exercício e Reabilitação Cardiovascular da Sociedade Brasileira de Cardiologia. Um protocolo de rampa individualizado foi usado como descrito em estudo prévio.28 Os testes foram considerados máximos quando o quociente respiratório (R) era igual ou maior que 1,10.

 Pressão arterial

A PA foi medida com um dispositivo digital (G-Tech MA100, Shenzen, China) em quatro momentos diferentes: 1) pré-avaliação da função endotelial (depois de 15 minutos em repouso); 2) imediatamente antes da sessão de HIIT; 3) 5 minutos após a sessão de HIIT; 4) 30 minutos após a sessão de HIIT.

 Função endotelial

Os pacientes foram instruídos a não realizar qualquer tipo de exercício, não fumar, e a não consumir cafeína ou álcool por 24 horas antes da avaliação. A avaliação foi feita após 15 minutos de descanso em uma sala com temperatura entre 18 e 22ºC. Os pacientes estavam em decúbito dorsal, com o braço esquerdo posicionado confortavelmente. As medidas não invasivas da função endotelial foram realizadas com o sistema bidimensional Philips EnVisor Ultrasound (Philips, EUA) com um módulo de eletrocardiograma e um transdutor vascular de alta frequência (7-12 MHz).

Uma imagem da artéria braquial foi obtida a 2-5 cm da fossa antecubital em um plano longitudinal. O diâmetro da artéria foi medido manualmente a partir da camada íntima anterior e posterior. A inspeção visual de quadros isolados foi realizada, e os marcadores foram colocados em pontos discretos ao longo da imagem em modo B, quando as médias foram calculadas.

Após a medição basal do diâmetro da artéria braquial, um esfigmomanômetro foi inflado no antebraço esquerdo do paciente 50 mmHg acima da PA sistólica, permanecendo por 5 minutos. Sessenta segundos após a desinsuflação do manguito do esfigmomanômetro, uma nova imagem foi registrada sincronizada com a onda R do eletrocardiograma para identificação do diâmetro da artéria, possibilitando a mensuração da DFM.

Após 15 minutos (para normalização), o diâmetro da artéria foi medido novamente. Em seguida, administrou-se sublingualmente uma dose (0,4 mg) de nitroglicerina em spray. Após 5 minutos, outra imagem foi gravada para medir a dilatação independente do endotélio. Esses dados foram coletados antes do exercício e 30 minutos após a sessão de HIIT.

A DFM foi expressa como a mudança relativa no diâmetro da artéria braquial como segue: [(diâmetro pós-hiperemia - diâmetro basal) / diâmetro basal] × 100.

 Protocolo de treinamento intervalado de alta intensidade

A sessão de HIIT foi realizada em esteira rolante de acordo com o protocolo recomendado pela European Society of Cardiology (ESC).15 A sessão começou com um aquecimento de 8 minutos com intensidade moderada, seguido de quatro blocos de 4 minutos cada, a 85-95% da frequência cardíaca máxima, 15 a 17 na classificação de Borg de escala de esforço percebido,29 alternando com 3 minutos com a 60-70% da frequência cardíaca máxima, 11 a 13 na escala de Borg. O treinamento terminou com 3 minutos de desaquecimento com intensidade moderada, totalizando 36 minutos. A zona alvo da frequência cardíaca estipulada para cada bloco se baseou na frequência cardíaca máxima atingida no teste cardiopulmonar do exercício, e que foi continuamente medida durante o treinamento através de monitorização eletrocardiográfica de 12 derivações (Nihon Kohden Corporation, Tóquio, Japão).

 Análise estatística

Os dados foram analisados no programa SPSS, versão 20.0. As variáveis categóricas são descritas como frequências absolutas e porcentagens. As variáveis contínuas com distribuição normal são descritas como médias e desvios padrão. A única variável sem distribuição normal (VE/VCO2 slope) foi descrita como mediana e intervalo interquartil. Após o cumprimento das suposições de normalidade, o teste t de Student para amostras pareadas foi utilizado para comparar as médias das variáveis de função endotelial (diâmetro da artéria braquial, DFM, e dilatação independente do endotélio) pré e pós-exercício. Equações de estimativas generalizadas (GEE) foram usadas para comparar a média da pressão arterial e a frequência cardíaca entre quatro momentos diferentes durante o experimento. Em todas as análises, p < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

 Resultados

Inicialmente, dezenove pacientes foram incluídos no estudo. Após a primeira avaliação, dois pacientes que não completaram o teste cardiopulmonar do exercício, e um que tinha uma condição médica limitante, foram excluídos, como mostrado na Figura 1.

Diagrama do fluxo do estudo.

A Tabela 1 mostra as características demográficas, antropométricas e clínicas da amostra.

Características basais dos participantes
Característica n = 16
Sexo feminino 9 (56%)
Idade (anos) 59 ± 7
Peso (kg) 87 ± 28
Altura (cm) 159 ± 10
Índice de massa corporal (kg/m2) 34 ± 7
Circunferência da cintura (cm) 110 ± 27
Tabagista
Tabagista ativo 2 (12%)
Ex-tabagista 7 (44%)
Classificação funcional NYHA
II 12 (75%)
III 4 (25%)
Comorbidades
Hipertensão 16 (100%)
Diabetes 7(44%)
Doença reumática (gota) 2 (12%)
Fibrilação atrial 1 (6%)
IRC 4 (25%)
IAM 2 (12%)
Acidente vascular encefálico 3 (19%)
Medicamentos
IECA/ARA 16 (100%)
Betabloqueadores 13 (81%)
Diuréticos 13 (81%)
Bloqueadores dos canais de cálcio 11 (69%)
Estatinas 10 (62%)
Antiagregantes plaquetários 9 (56%)
Vasodilatadores 7 (44%)
Medicamentos hipoglicêmicos 7 (44%)

Os valores são descritos como média ± desvio padrão ou frequência absoluta (porcentagem). Ex-tabagista: mais de 1 ano sem fumar; NYHA: New York Heart Association; IRC: insuficiência renal crônica; IAM: infarto agudo do miocárdio; IECA: inibidores da enzima conversora de angiotensina; ARA: antagonistas do receptor angiotensina.

Todos os pacientes apresentaram fração de ejeção normal, redução do volume diastólico final do ventrículo esquerdo e aumento da pressão de enchimento, como mostrado na tabela 2. Entretanto, oito pacientes apresentaram 15 > E/e' > 8. Nestes últimos, pelo menos outro critério diagnóstico para ICFEP foi confirmado. Redução da capacidade funcional e aumento da ineficiência ventilatória foram identificados no teste cardiopulmonar do exercício. A razão de trocas respiratórias máximas > 1,1 foi alcançada como critério de maximalidade, como mostrado na tabela 3.

Variáveis ecocardiográficas
Variáveis n = 16
FEVE (%) 68 ± 5
E/e’ 13 ± 4
DAE (cm) 4,22 ± 0,1
VSFVE (ml) 37,9 ± 9,10
VDFVE (ml) 124,41 ± 23,24
VDFVEI (ml/m2) 67,09 ± 6,35
ESIV (cm) 1,15 ± 0,17
EPP (cm) 1,10 ± 0,19
MVE (g) 244,35 ± 58
MVEI (g/m2) 146,2 ± 35,84
VAEI (ml/m2) 20,81 ± 3,40

Os valores são descritos como média ± desvio padrão. FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; Razão entre a velocidade diastólica precoce do fluxo mitral e a velocidade diastólica precoce do anel mitral; DAE: diâmetro do átrio esquerdo; VSFVE: volume sistólico final do ventrículo esquerdo; VDFVE: volume diastólico final do ventrículo esquerdo; VDFVEI: volume diastólico final do ventrículo esquerdo indexado pela superfície corporal; ESIV: espessura do septo interventricular; EPP: espessura da parede posterior; MVE: massa ventricular esquerda; MVEI: massa ventricular esquerda indexada pela superfície corporal; VAEI: volume atrial esquerdo indexado à superfície corporal.

 Variáveis do teste cardiopulmonar do exercício
Variáveis n = 16
VO2 pico (mL.kg-1min-1) 18,40 ± 3,16
FC máx. (bpm) 125 ± 23
VE/VCO2 slope 33 ± 6
PET CO2 de repouso (mmHg) 33 ± 3
Pulso O2 11,36 ± 4,45
R pico 1,16 ± 0,13

Os valores são descritos como média ± desvio padrão ou mediana ± intervalo interquartílico. VO2 pico: consumo de oxigênio de pico; FC máx.: frequência cardíaca máxima; VE/VCO2 slope: inclinação do equivalente ventilatório do dióxido de carbono; PET CO2 de repouso: pressão expirada do dióxido de carbono; Pulso O2: pulso de oxigênio; R pico: quociente respiratório.

Todos os pacientes toleraram o exercício e completaram a sessão experimental. As variáveis do protocolo de exercício se encontram descritas na tabela 4.

Variáveis do protocolo de exercício
Variáveis Intensidade moderada Alta intensidade
FC (bpm) 98 ± 19 113 ± 24
Escala BORG 13 ± 2 16 ± 2
Velocidade (km/h) 3 ± 0,3 4,9 ± 0,8
Inclinação (%) 0,9 ± 0,9 5,5 ± 1,9

Os valores são descritos como média ± desvio padrão. FC: frequência cardíaca; BORG: escala de esforço percebido.

Uma única sessão do HIIT promoveu um aumento subagudo de 0,37 ± 0,44 mm no diâmetro da artéria braquial, como mostrado na Figura 2. Esse aumento também foi observado no diâmetro da artéria braquial pós-hiperemia. Entretanto, quando esses dados foram utilizados para calcular a variação pré e pós-HIIT no diâmetro da artéria, não houve diferença na DFM absoluta e na DFM relativa. Além disto, não houve diferença no diâmetro da artéria braquial pré-NTG (Nitroglicerina) e pós-NTG. Da mesma forma, não houve diferença na dilatação absoluta independente do endotélio e na dilatação relativa independente do endotélio após uma única sessão do HIIT, conforme apresentado na tabela 5.

Diâmetro da artéria braquial pré e pós-sessão de treinamento intervalado de alta intensidade. Os dados são expressos como média ± desvio padrão. Linhas representam valores individuais. O valor da probabilidade indica diferenças significativas dentro do grupo.

Diâmetros e variações da artéria braquial pré e pós-sessão de treinamento intervalado de alta intensidade
Variáveis Pré Pós p
Diâmetro artéria braquial (mm) 3,96 ± 0,57 4,33 ± 0,69 < 0,01
Diâmetro artéria braquial pós hiperemia (mm) 4,19 ± 0,61 4,47 ± 0,66 < 0,05
DFM absoluta (mm) 0,23 ± 0,20 0,13 ± 0,26 0,177
DFM relativa (%) 5,91± 5,20 3,55 ± 6,59 0,162
Diâmetro 4,11 ± 0,65 4,16 ± 0,68 0,528
Diâmetro artéria braquial pós-NTG (mm) 4,57 ± 0,65 4,52 ± 0,64 0,541
NTG absoluto (mm) 0,46 ± 0,17 0,35 ± 0,20 0,106
NTG relativo (%) 11,4 ± 4,4 9,0 ± 5,37 0,117

Os valores são descritos como média ± desvio padrão. DFM: dilatação fluxo mediada; NTG: nitroglicerina.

A pressão arterial sistólica e diastólica no basal foi de 138 ± 21 mmHg e 81 ± 11 mmHg, respectivamente. A Figura 3 mostra a variação na PA em quatro diferentes momentos do experimento. Uma redução significativa na PA sistólica foi observada 5 e 30 minutos após a sessão de HIIT em comparação com a primeira aferição. Não houve diferença na PA diastólica e na PA média antes e depois da sessão de HIIT.

Variação da pressão arterial antes e depois da sessão de treinamento intervalado de alta intensidade. Os dados são expressos como média ± desvio padrão. As linhas representam valores médios.1) pré-avaliação da função endotelial; 2) imediatamente antes da sessão HIIT; 3) 5 minutos após a sessão HIIT; 4) 30 minutos após a sessão HIIT; SBP, pressão arterial sistólica; MBP, pressão arterial média; DBP, pressão arterial diastólica. O valor da probabilidade indica diferenças intragrupo entre os pontos 3 e 1 e os pontos 4 e 1 da SBP * p < 0,05, ** p < 0,01

Discussão

Até onde temos conhecimento, este é o primeiro estudo que mostra que uma única sessão de HIIT é eficaz em promover aumento subagudo significativo no diâmetro da artéria braquial, que foi acompanhado por uma redução significativa na PA sistólica em pacientes com ICFEP. Borlaug et al.,9 demonstraram que esses indivíduos apresentam disfunção global na reserva cardiovascular, demonstrando tanto prejuízo na diminuição da resistência vascular sistêmica, quanto no aumento do fluxo sanguíneo durante o exercício. Segundo os autores, esses fenômenos são potenciais contribuintes para a capacidade funcional limitada nesta condição clínica.

Pacientes com ICFEP em nossa amostra demonstraram vasodilatação após uma única sessão do HIIT, sugerindo que esse tipo de exercício é um estímulo capaz de promover alterações vasomotoras sistêmicas subagudas, mesmo em pacientes com comprometimento do acoplamento ventrículo-arterial9-11 e disfunção vascular crônica.6,8,30 É importante mencionar que algumas respostas fisiológicas agudas e subagudas ao exercício podem ser clinicamente relevantes. Essas respostas podem ser sobrepostas após a realização de sessões consecutivas de exercícios como uma somação temporal, assim contribuindo para adaptações crônicas do exercício físico no sistema cardiovascular.31 Assim, sessões sucessivas de exercícios que aumentam o fluxo sanguíneo, a tensão de cisalhamento e, consequentemente, a biodisponibilidade do óxido nítrico, podem ser um mecanismo-chave para adaptações crônicas na hemodinâmica periférica.32 Fu et al.,33 verificaram que, após 12 semanas de HIIT, pacientes com ICFEP aumentaram o VO2 pico e melhoraram a hemodinâmica periférica, através do aumento da distribuição sanguínea e da extração de oxigênio pela musculatura durante o exercício.33

Aumentos mediados pelo exercício na tensão cisalhamento têm um efeito forte e dose-dependente na dilatação arterial.33 Birk et al.,34 observaram que a vasodilatação ocorreu de forma mais significativa imediatamente após o exercício com intensidades mais altas em comparação às sessões de exercício com intensidades mais baixas.34 Entretanto, parece que quanto maior a vasodilatação promovida pelo exercício, menor a resposta vasodilatadora observada pela oclusão imediatamente depois da sessão de exercício com indivíduos saudáveis.

Embora não haja publicações anteriores sobre o efeito subagudo de uma sessão de exercício sobre a função endotelial em pacientes com ICFEP, estudos anteriores avaliaram pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida em um contexto semelhante.35,36 Esses participantes responderam a uma única sessão de exercício de ciclismo com melhora da vasodilatação dependente do endotélio do antebraço (hiperemia reativa) avaliada por pletismografia até 30 minutos após o exercício.35 Currie et al.,20 avaliaram pacientes com doença arterial coronariana após uma única sessão de HIIT e encontraram um aumento na função endotelial após 60 minutos.20 Em outro experimento, o mesmo grupo mostrou que apenas indivíduos com doença arterial coronariana com disfunção endotelial apresentaram aumento da DFM após 15 minutos de uma sessão de HIIT.21 Curiosamente, como em nosso experimento, em ambos os estudos o diâmetro basal da artéria braquial aumentou.

Algumas evidências apontam que o exercício realizado com intensidades submáximas próximas ao pico do exercício promove uma redução da PA maior e mais longa depois do exercício do que quando o exercício é realizado em intensidades mais baixas.37,38 O efeito hipotensivo de HIIT já está bem estabelecido na literatura, mas antes do presente estudo, a PA não havia sido avaliada em pacientes com ICFEP após uma sessão de qualquer tipo de exercício. Em nosso experimento, observamos uma redução absoluta de 12,7 ± 3,8 mmHg na PA sistólica 30 minutos após uma sessão de exercício.

Em uma situação crônica, esta redução pode ter relevância clínica, especialmente no caso de uma síndrome cujo controle rigoroso da PA é crucial. Curiosamente, uma meta-análise recente demonstrou que o HIIT realizado pelo menos 3 vezes por semana durante 12 semanas resultou em uma redução significativa na PA sistólica em indivíduos com sobrepeso/obesidade.19

É interessante notar que neste subgrupo de indivíduos com ICFEP e reduzida da capacidade funcional, o exercício de alta intensidade foi bem tolerado, pois a sobrecarga adequada (velocidade e inclinação) foi prescrita individualmente, considerando sempre as zonas-alvo estabelecidas com base nos resultados teste cardiopulmonar do exercício de cada indivíduo.

Finalmente, em uma situação caracterizada pela limitação ao exercício, o treinamento com exercícios aeróbicos tem um papel significativo, e é indicado para todos os pacientes capazes de realizá-lo. Em um cenário agudo e subagudo, o HIIT reduziu a PA e aumentou o diâmetro da artéria braquial, sugerindo que essa modalidade de treinamento pode ser uma alternativa benéfica para indivíduos com ICFEP.

Limitações e perspectivas futuras

Este foi um pequeno estudo antes e depois, unicêntrico, com pacientes com ICFEP, nos quais a presença de diabetes, aterosclerose, gota e o uso de tabaco podem ter influenciado os seus resultados. Entretanto, estas características representam a realidade dessa complexa síndrome que se apresenta com múltiplas comorbidades. Reconhecemos que mais estudos são necessários para avaliar o efeito de uma sessão de HIIT, especialmente após uma hora, bem como a eficácia de longo prazo desta estratégia de exercício como parte de um programa de reabilitação cardiovascular para estes pacientes. Finalmente, a presença de um grupo controle de indivíduos pareados sem ICFEP poderia ajudar a estabelecer quais respostas podem ser atribuídas à síndrome em estudo. Da mesma forma, a comparação de uma sessão de HIIT com uma sessão de treinamento contínuo de moderada intensidade poderia ajudar a estabelecer as diferenças na resposta hemodinâmica entre estes diferentes protocolos de exercício.

 Conclusão

Uma única sessão de HIIT promoveu aumento no diâmetro da artéria braquial e redução na PA sistólica, sem alterar a DFM e a PA diastólica 30 minutos após a sessão de exercício.

Fontes de financiamento

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundo de Incentivo à Pesquisa e Eventos (FIPE) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA).

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Juliana Beust de Lima pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital de Clínicas de Porto Alegre sob o número de protocolo 130471. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O termo de consentimento livre e esclarecido foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.