FUNDAMENTO: Na população geral, a prática regular de exercícios físicos se associa à melhora da capacidade funcional e à redução de eventos cardiovasculares. Já em portadores de doença renal crônica, uma população com significativo comprometimento da capacidade funcional e elevadas taxas de mortalidade cardiovascular, poucos estudos avaliam os efeitos da atividade física. OBJETIVO: Avaliar o efeito do treinamento aeróbico durante as sessões de hemodiálise, sobre a capacidade funcional e a pressão arterial de pacientes renais crônicos. MÉTODOS: Foram avaliados 14 pacientes portadores de doença renal crônica sob tratamento hemodialítico, antes e depois de 12 semanas de treinamento aeróbico realizado durante as sessões de hemodiálise. Os pacientes foram submetidos a monitorização ambulatorial da pressão arterial de 24 horas, teste de caminhada de 6 minutos e teste cardiopulmonar de exercício antes e depois do período de treinamento. RESULTADOS: Após o treinamento, observou-se aumento significativo da distância percorrida no teste de caminhada de 6 minutos de 509 ± 91,9 m para 555 ± 105,8 m, além de redução significativa da pressão arterial sistólica de 151 ± 18,4 mmHg para 143 ± 14,7 mmHg, da pressão arterial diastólica de 94 ± 10,5 mmHg para 91 ± 9,6 mmHg e da pressão arterial média de 114 ± 13,0 mmHg para 109 ± 11,4 mmHg. CONCLUSÃO: O treinamento aeróbico realizado durante as sessões de hemodiálise contribuiu para a melhora da capacidade funcional e para o controle da hipertensão arterial dos pacientes portadores de doença renal crônica.
REABILITAÇÃO CARDIOVASCULAR
Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brasil
Na população geral, a prática de atividade física (AF) se associa à melhora da capacidade funcional (CF), contribui para o controle da hipertensão arterial (HAS) e reduz o risco relativo (RR) de morte1. Já em pacientes portadores de doença renal crônica (DRC), nos quais mais de 50% dos óbitos são secundários à doença cardiovascular2, a prática de AF é infrequente, não havendo na literatura recomendações específicas quanto à sua realização3.
Vem sendo corroborado, contudo, que a prática de AF reduz a morbimortalidade em pacientes renais crônicos4. Nesse sentido, O'Hare e cols.5 compararam um grupo de pacientes renais crônicos sedentários com outro fisicamente ativo e observaram RR de morte 62% maior no grupo sedentário5. Em concordância, Stack e cols.6 demonstraram que a prática de exercícios físicos de quatro a cinco vezes por semana reduziu em cerca de 30% o risco de morte de pacientes fisicamente ativos em tratamento hemodialítico, quando comparados a pacientes sedentários6. Com base nessas observações, alguns serviços de nefrologia têm estimulado pacientes renais crônicos a se exercitarem, tanto no período interdialítico como durante as sessões de hemodiálise (HD)7,8.
Estabelecer uma rotina de AF durante a HD agrega vantagens como maior aderência ao treinamento, conveniência de horário, redução da monotonia da sessão de HD e facilidade de acompanhamento médico. Além disso, a AF em doentes renais crônicos em HD se associa à melhora da CF, a redução da pressão arterial (PA) e que contribui para a melhora da qualidade de vida8-10. Trabalhos iniciais realizados por nosso grupo confirmam esses benefícios8.
No presente estudo, avaliou-se o impacto de um programa de treinamento aeróbico (TA) individualizado, supervisionado e realizado durante as sessões de HD, sobre a CF e a PA de doentes renais crônicos.
Trata-se de um estudo experimental, no qual foram avaliados 14 pacientes voluntários adultos (10 mulheres e quatro homens) com média de 48 anos, em programa de HD no Serviço de Nefrologia do Hospital Universitário da UFJF, há pelo menos três meses. Para inclusão no estudo, os pacientes deviam estar sedentários há seis meses ou mais. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido, conforme Resolução nº 196/96 do Conselho Nacional de Saúde. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do HU-UFJF sob o parecer número 290/2005 de 15 de dezembro de 2005.
Foram critérios de exclusão, cardiopatia e pneumopatia em fase aguda; quadros infecciosos agudos; hemoglobina < 10 g/dl e hematócrito < 30%; glicemia > 300 mg/dl; deficiência física ou mental que impedisse a realização adequada do protocolo; neoplasias e gravidez.
O estudo foi dividido em fase pré-TA e fase pós-TA. Na fase pré-TA, cada voluntário foi submetido a avaliações médica e fisioterapêutica acompanhadas de avaliação laboratorial e da realização de eletrocardiograma de repouso (ECG), de ecodopplercardiograma (ECO) e de monitorização ambulatorial da pressão arterial (MAPA). Para avaliação da CF, realizou-se o teste de caminhada de 6 minutos (TC6M) e o teste cardiopulmonar de exercício (TCPE). Após essas avaliações, os voluntários foram submetidos a TA supervisionado, durante as sessões de HD, por um período de 12 semanas. Na fase pós-treinamento, foram repetidos avaliação laboratorial, MAPA, TC6M e TCPE.
A avaliação médica foi composta de anamnese e exame clínico gerais, além da busca ativa de sinais e sintomas relacionados ao esforço físico. Paralelamente, a avaliação do fisioterapeuta objetivou a estruturação do programa de alongamento e aquecimento compatíveis com a condição musculoesquelética dos pacientes.
O ECG convencional foi realizado em eletrocardiógrafo modelo ECG6 da marca ECAFIX e analisado de acordo com os critérios diagnósticos eletrocardiográficos clássicos11. O ECO foi realizado por ecocardiografista titulado pela Sociedade Brasileira de Cardiologia, em aparelho de ultrassonografia da marca GE modelo Logic500.
Para realização da MAPA foi utilizado monitor de pressão arterial oscilométrico (SpaceLabs, 90207) validado pela
O TC6M foi utilizado para avaliação inicial da CF, antes da fase de TA e após a mesma. Nesse teste, o paciente é orientado a caminhar o mais rápido possível, durante 6 minutos, em uma pista plana de 30 m, registrando-se a distância final obtida em metros. O paciente pode diminuir a velocidade, parar e descansar, sem que seja interrompida a contagem do tempo. Não é permitido correr ou andar a meio trote. Foram realizados dois testes no mesmo dia, com intervalo de 30 minutos, sendo considerada para resultado válido a maior distância obtida14.
O TCPE foi realizado em ergômetro tipo esteira rolante, da marca Inbraesporte, com o
Todos os testes foram realizados no maior período interdialítico. Os pacientes que eram submetidos à HD as segundas, quartas e sextas-feiras realizaram MAPA, TC6M e TCPE em uma terça-feira e aqueles dialisados as terças, quintas e sábados o fizeram em uma quarta-feira. Todas as medicações utilizadas regularmente pelo paciente foram mantidas ao longo do estudo.
A intervenção realizada consistiu de realização de TA, durante as sessões de HD, com frequência de três vezes por semana e por um período de 12 semanas. Esse treinamento foi composto de uma fase de aquecimento, da realização de exercício em bicicleta ergométrica e, finalmente, da fase de "resfriamento". Utilizou-se um cicloergômetro eletromagnético horizontal da marca
Na fase de aquecimento, realizaram-se alongamentos passivos de membros inferiores e atividade aeróbica na bicicleta com a menor carga aplicável para o ergômetro utilizado, a qual era 0,5 KPM, e com rotação próxima a 35 RPM por 5 minutos.
Após a fase de aquecimento, foi realizada a fase de condicionamento, com 30 minutos de exercício, durante as duas primeiras horas de HD, a fim de evitar o esforço físico na segunda metade da sessão, quando as condições hemodinâmicas do indivíduo são desfavoráveis. A FC foi acompanhada continuamente por meio de um cardiofrequencímetro, marca Polar modelo F1, e a PA era medida no repouso, a cada 5 minutos de exercício e após o resfriamento.
No resfriamento, após 2 minutos na bicicleta com carga mínima e com rotação de 35 RPM, novamente foram aplicados os exercícios de alongamento passivo de membros inferiores, sendo então encerrada a sessão de TA.
A prescrição da intensidade do treinamento foi individualizada com base na Escala de Percepção Subjetiva de Esforço de Borg18. De acordo com essa escala, o paciente atribui uma nota para a intensidade do cansaço que varia de 6 a 20 pontos. Durante o TA, a cada 5 minutos, o paciente foi indagado a respeito da nota que atribuiria ao cansaço naquele dado momento, e a carga da bicicleta foi mantida com o intuito de atingir um esforço cuja intensidade determinasse uma nota de cansaço entre 11 e 13 pontos, o que corresponde a um exercício de intensidade "leve" a "um pouco intenso" nessa escala. A velocidade de rotação no pedal da bicicleta deveria se manter próxima a 50 RPM durante os 30 minutos do condicionamento, a fim de conseguir uma intensidade estável de exercício.
Ao início da HD, a sessão de TA seria cancelada caso o paciente apresentasse PA sistólica > 180 mmHg e/ou PA diastólica > 110 mmHg, ganho de peso interdialítico > 5 kg, dificuldade no acesso vascular ou sintoma que comprometesse a execução do exercício. Uma vez iniciado o TA, foram critérios de interrupção o relato de cansaço físico intenso (escala de Borg > 15), dor torácica, hipoglicemia, vertigem, palidez, lipotímia, pré-síncope, dispneia desproporcional à intensidade do esforço, arritmia, hipotensão ou resposta hipertensiva.
A avaliação da qualidade da diálise foi determinada pelo Kt/V, um índice adimensional, que mede a depuração da ureia, com base na distribuição dessa na água corporal total19. Considera-se como ideal Kt/V
A análise estatística foi feita com a utilização do programa SPSS versão 13.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) e os valores pré e pós-TA foram comparados pelo teste
A pesquisa recebeu apoio financeiro da Capes e da fundação Imepen.
As principais características demográficas e clínicas podem ser vistas na
A aderência média às sessões de treinamento foi de 82% e a meta de 30 minutos de tolerância ao exercício foi atingida pelos pacientes por volta da quarta semana. Na primeira semana de treinamento, a média de tempo nas sessões de exercício foi igual a 21,29 ± 9,19 minutos. Ao término de 12 semanas, o tempo elevou-se para 33 ± 4,22 minutos, com diferença estatisticamente significante em relação à primeira semana de exercício. Vale ressaltar a ausência de complicações clínicas relevantes durante o exercício, com apenas um episódio de pré-síncope, que motivou a interrupção daquela sessão de exercício e o treinamento foi retomado na sessão seguinte de hemodiálise.
Ao ECG de repouso, todos os pacientes apresentavam ritmo sinusal, sete pacientes (50%) apresentaram alterações inespecíficas da repolarização ventricular, e três (21%) com critérios diagnósticos de hipertrofia do ventrículo esquerdo. Por sua vez, no ECO, foi detectada hipertrofia ventricular esquerda em oito pacientes, o que correspondeu a 57% da amostra. Além disso, também nesse exame, identificaram-se ectasia de aorta ascendente em um paciente (7%), aumento do diâmetro diastólico final do VE em dois pacientes (14%) e fração de ejeção inferior a 60% em quatro pacientes (28%).
Ao início do estudo, as médias de 24 horas da PA sistólica, da PA diastólica e da PA média foram respectivamente iguais a 150 ± 18,4 mmHg, 95 ± 10,5 mmHg e 114 ± 13,0 mmHg (
À avaliação da CF, observou-se aumento significante da distância percorrida no TC6M de 509 ± 91,9 m, na fase pré-treinamento, para 555 ± 105,8 m ao término do período de TA o que corresponde a um incremento de cerca de 10%. Apesar do aumento da distância percorrida, a percepção do esforço pela escala de Borg manteve-se estável, tendo sido igual a 12 ± 1,5 antes do TA e 12 ± 1,1 depois do TA, achado indicativo de melhora da tolerância ao esforço.
Após o período de TA, os valores do VO2PICO, obtidos por meio do TCPE, variaram de 20,7 ± 6,91 ml/kg.min-1 na fase pré-TA para 21,3 ± 10,13 ml/kg.min-1 após o TA, não demonstrando diferença estatisticamente significativa. Outra variável avaliada no TCPE, o descenso da frequência cardíaca no primeiro minuto da recuperação aumentou também de modo não significante, de 16 ± 4,2 batimentos, para 18 ± 5,7 batimentos após o período de treinamento.
Após a fase de TA, observou-se aumento estatisticamente significante da hemoglobina e dos níveis de triglicérides, além de redução também significante da creatinina. O aumento da hemoglobina foi acompanhado de ligeira redução da dosagem semanal de eritropoetina necessária para se atingir o alvo de 11 g/l de hemoglobinemia.
No presente estudo, foi possível observar que o treinamento aeróbico realizado durante as sessões de HD se associou a aumento da CF, melhor controle da HA e à melhora da anemia.
Pacientes em HD apresentam considerável redução da capacidade funcional em relação a indivíduos sedentários saudáveis do mesmo sexo e da mesma idade20. Embora o TCPE seja o padrão ouro na mensuração da CF17, esse exame envolve custo relativamente elevado, uso de equipamento especial e realização por profissional especialmente treinado, o que compromete seu uso frequente na prática clínica. O TC6M, também foi utilizado nesse estudo, pois é um dos testes mais utilizados na literatura com a finalidade de estimar a CF, uma vez que é de fácil aplicação, baixo custo e representativo das atividades da vida diária14. Esse teste tem sido amplamente utilizado em cardiopatas e pneumopatas, mas sua aplicação em portadores de DRC, na maioria das vezes, limita-se à pesquisa clínica.
A distância média alcançada no TC6M na fase pré-treinamento foi similar àquela alcançada em outros estudos nos quais foram avaliados pacientes com DRC em HD21-23. Assim, após 12 semanas de TA, a distância percorrida no TC6M aumentou em 10%, indicando considerável melhora da CF. Esse resultado é compatível com o estudo de Parsons e cols.23 que observaram aumento de 14% da CF no TC6M após treinamento de 13 pacientes em HD durante 20 semanas.
Paralelamente ao aumento da distância percorrida no TC6M, houve melhora da sensação de cansaço medida pela escala de Borg, na maioria dos pacientes avaliados. Além disso, os pacientes apresentaram incremento de 35% no tempo de tolerância ao exercício aeróbico ao final do período de 12 semanas de TA, achados indicativos do benefício de um programa de exercício supervisionado na melhora da CF.
De forma paradoxal, na amostra, a aplicação do TCPE após o período de TA não mostrou diferença significante no VO2PICO, quando comparado ao resultado do exame antes do treinamento. Esse achado contrapõe-se a algumas publicações, que mostram aumento médio de 20% no VO2PICO em renais crônicos submetidos a TA24-26, contraponde-se também aos achados obtidos no TC6M. Essas discrepâncias podem estar relacionadas a dificuldades técnicas à realização do exame, tais como idade, comorbidades, dificuldade de entendimento pelo paciente. Em concordância, tem sido relatada dissociação entre o valor do VO2pico e o prognóstico de pacientes portadores de cardiopatias graves27-29. Neste estudo, essa hipótese foi reforçada pela intolerância de vários pacientes aos procedimentos necessários para a realização TCPE, intercorrência que, em alguns casos, levou à interrupção do teste. Outro aspecto a ser considerado foi o fato de que o TA foi realizado em bicicleta ergométrica, em razão da necessidade de o paciente permanecer na posição sentada durante as sessões de HD, enquanto o TCPE foi realizado em esteira rolante. Esse fato pode ter influenciado no desempenho dos pacientes, uma vez que as adaptações funcionais musculares imediatas responsáveis por melhoras funcionais precoces estão ligadas ao tipo de treinamento30-32.
Além do VO2PICO, o TCPE foi também utilizado para a avaliação do tônus vagal, por meio da análise do descenso da FC no primeiro minuto da recuperação. Nesse teste, reduções inferiores a 12 batimentos relacionam-se a tônus vagal inadequado e se associam a maior risco relativo de morte16. Na amostra avaliada, o descenso da FC no primeiro minuto da recuperação foi igual a 16 ± 4,2 bpm antes do TA, elevando-se de modo não significante para 18 ± 5,7 bpm após o TA. Esses achados são compatíveis com uma resposta vagal adequada.
A avaliação pressórica foi realizada pela MAPA, que constitui o padrão de referência para medida indireta da PA, e que não tem sido utilizada com frequência na literatura para avaliar comportamento pressórico de renais crônicos33-35. Os achados mostraram que 12 pacientes (85%) eram hipertensos, a maioria dos quais utilizava três ou mais agentes anti-hipertensivos. Após o TA, observou-se importante redução da pressão arterial, a despeito da manutenção do esquema terapêutico anti-hipertensivo e da ausência de alterações no peso seco estimado. Além disso, também foi observado aumento do descenso pressórico do sono na maioria dos pacientes, embora a média de redução da PA durante o sono ainda não tenha atingido valores normais13. Esses achados, também observados em estudo anterior8, são compatíveis com o efeito anti-hipertensivo do treinamento aeróbico e têm sido confirmados por outros autores com medidas isoladas da PA33,34. Em um dos poucos estudos nos quais se utilizou a MAPA para avaliação da PA, Anderson e cols.35 avaliaram 19 pacientes que apresentaram melhora significativa no controle pressórico após três e seis meses de TA. Esses dados são concordantes com os resultados deste estudo e permitem sugerir a MAPA como método eficaz para avaliação pressórica de pacientes renais crônicos.
Quanto aos dados laboratoriais, vale ressaltar a menor necessidade de eritropoetina para manutenção dos níveis-alvo de hemoglobinemia após o período de TA, indicando o efeito benéfico do TA sobre o controle da anemia na DRC. Benefício semelhante foi relatado por Goldberg e cols.36 após um período de exercícios em um grupo de pacientes em programa de HD crônica. Embora seja conhecido o efeito do exercício em melhorar o perfil lipídico em diferentes populações, incluindo portadores de DRC, os resultados deste estudo mostraram aumento dos níveis de triglicérides e de colesterol LDL. Desta forma, pode-se especular a respeito de fatores dietéticos associados a esses achados, tais como redução do quadro de hiporexia da DRC; contudo, esses aspectos não foram avaliados neste protocolo.
Ao final do período de TA, observou-se discreto aumento do Kt/V acompanhado de redução significante da creatinina indicando tendência na melhora da qualidade de diálise. Embora não tenha sido objetivo avaliar esse aspecto, é possível que a vasodilatação periférica e o aumento do fluxo sanguíneo induzidos pelo exercício tenham facilitado a remoção de toxinas durante a HD23,37.
Em resumo, a realização do TA durante as sessões de HD constitui uma estratégia segura, que se associa à melhora da CF, além de contribuir para o melhor controle pressórico e para a melhora da anemia em portadores de DRC. No entanto, antes de serem extrapolados para a população de portadores de DRC, esses dados carecem de confirmação em amostras com maior número de pacientes.
A aplicação de um programa supervisionado de treinamento aeróbico em pacientes renais crônicos durante as sessões de hemodiálise se associou à melhora da capacidade funcional, do controle da hipertensão arterial e do quadro de anemia.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi financiado pela CAPES e Fundação IMEPEN.
Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Diane Michela Nery Henrique pela Universidade Federal de Juiz de Fora.
Correspondência: Diane Michela Nery Henrique Rua Pasteur, 65 - Centro 36015-420 - Juiz de Fora, MG - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 31/03/09; revisado recebido em 21/08/09; aceito em 16/10/09.
BACKGROUND: In the general population, regular practice of physical exercises is associated with improved physical capacity and reduction of cardiovascular events. Concerning patients with chronic kidney disease, a population with significant impairment of physical capacity and high rates of cardiovascular mortality, few studies have evaluated the effects of physical activity. OBJECTIVE: To evaluate the effect of aerobic exercise during hemodialysis on the physical capacity and blood pressure of patients with chronic renal failure. METHODS: We evaluated 14 patients with chronic kidney disease under hemodialysis, before and after 12 weeks of aerobic exercise performed during hemodialysis sessions. Patients underwent ambulatory blood pressure monitoring for 24 hours, 6-minute walk test and cardiopulmonary exercise test before and after the exercise period. RESULTS: After the exercise, there was a significant increase in the distance walked during the 6-minute walk test from 509 ± 91.9 m to 555 ± 105.8 m, and a significant reduction in systolic blood pressure of 151 ± 18.4 mmHg to 143 ± 14.7 mmHg, diastolic blood pressure of 94 ± 10.5 mmHg to 91 ± 9.6 mmHg and average arterial pressure from 114 ± 13.0 mmHg to 109 ± 11.4 mmHg. CONCLUSION: Aerobic exercise conducted during hemodialysis sessions contributed to the improvement of physical capacity and control of hypertension in patients with chronic kidney disease.
Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brazil
Mailing address
OBJECTIVE: To evaluate the effect of aerobic exercise during hemodialysis on the physical capacity and blood pressure of patients with chronic renal failure.
In the general population, the practice of physical activity (PA) is associated with improved physical capacity (PC), contributing to the control of hypertension (SAH) and reduced relative risk of death (RR)1. In patients with chronic kidney disease (CKD), in which over 50% of deaths are secondary to cardiovascular disease2, the practice of PA is uncommon and the literature does not provide specific recommendations regarding its performance3.
Nevertheless, it has been confirmed that the practice of PA reduces morbidity and mortality in patients with chronic renal failure4. O'Hare et al5 compared a group of sedentary chronic renal patients with a physically active group and observed RR of death 62% higher in the sedentary group5. Stack et al6 also reported that physical exercises performed four to five times a week reduced by about 30% the risk of death of physically active patients under hemodialysis, when compared to sedentary patients6. Based on these observations, some nephrology services have encouraged chronic renal failure patients to exercise, both in the interdialytic period and during hemodialysis sessions (HD)7,8.
Establishing a PA routine during HD brings advantages such as greater patient's willingness to practice exercise, convenient schedules, reducing the boredom of HD sessions and ease of medical care. In addition, PA in chronic renal failure patients under HD is associated with improved physical capacity (PC) and reduced blood pressure (BP). It also contributes to improving patients' quality of life8-10. Early works performed by our group confirm these benefits8.
In this study, we assessed the impact of an individualized aerobic exercise program (AE) supervised and carried out during HD sessions, on PC and BP of chronic renal failure patients.
This is an experimental study in which 14 adult volunteering patients were evaluated (10 women and four men) with an average age of 48 years under hemodialysis in the Department of Nephrology of the University Hospital of
Exclusion criteria were acute heart and lung disease; acute infectious diseases; hemoglobin < 10 g/dl and hematocrit < 30%; glucose > 300 mg/dl; physical or mental disability preventing the proper performance of the protocol; cancer and pregnancy.
The study was divided into pre and post AE phase. In the pre-AE phase, each volunteer underwent medical evaluations and physical therapy followed by laboratory tests and an electrocardiogram at rest (ECG), Doppler echocardiography (ECO) and ambulatory blood pressure monitoring (ABPM). For evaluation of PC, a 6-minute walk test (6MWT) and cardiopulmonary exercise test (CPET) were performed. After these assessments, the volunteers underwent supervised AE during HD sessions for 12 weeks. In the post-exercise phase, laboratory tests, ABPM, 6MWT and CPET were repeated.
The medical evaluation consisted of anamnesis and clinical general examinations and active search for signs and symptoms related to physical stress. Meanwhile, the physical therapy evaluation aimed at designing a stretching and warm-up program that would be consistent with the musculoskeletal condition of patients.
Conventional ECG was performed in Ecafix electrocardiograph model ECG6 and analyzed according to the classic electrocardiographic diagnostic criteria11. The ECG was performed by an echocardiographer accredited by the Brazilian Society of Cardiology in a GE-branded ultrasound equipment model Logic500.
For ABPM, an oscillometric blood pressure monitor (SpaceLabs, 90207) validated by the British Society of Hypertension was used12. The examination was performed and evaluated according to the Guideline for Ambulatory Blood Pressure Monitoring13. During this examination, patients were instructed to maintain their usual activities and medications.
The 6MWT was used for initial assessment of PC, before and after the AE phase. In this test, patients are instructed to walk as fast as possible for 6 minutes on a flat track of 30 m, recording the final distance in meters. Patients can slow down, stop and rest, without stopping the clock. Running or jogging is not allowed. Two tests were performed on the same day with an interval of 30 minutes. For the purposes of valid result, the longest distance achieved was considered14.
The CPET was performed on a treadmill ergometer, Inbraesporte brand, with Micromed's Elite software. We used the ramp protocol according to the Guideline on Techniques and Equipment to Perform Ergometry and Ergospirometry Tests15. For the analysis of exhaled gases (airflow and volume and exhaled fractions of O2 and CO2), the gas analyzer VO2000 was used. During the test, ECG and heart rate (HR) were recorded continuously through CM5. The variables evaluated through CPET were peak oxygen consumption (VO2PEAK), which expresses the physical capacity15 and the decrease of HR in the first minute of recovery, which evaluates the vagal tone16. The values considered normal for VO2PEAK vary according to sex and age and are calculated using mathematical equations17. Regarding the decrease of HR, a reduction greater than 12 beats in the first minutes of recovery is considered appropriate16.
All tests were performed at the greatest interdialytic period. Those patients who were submitted to dialysis on Mondays, Wednesdays and Fridays performed ABPM, 6MWT and CPET on Tuesday and those receiving dialysis on Tuesdays, Thursdays and Saturdays performed it on Wednesday. All drugs used regularly by the patient were maintained throughout the study.
The intervention consisted of performance of AE during HD sessions three times a week and for 12-week period. Such exercise consisted of a warm-up phase, performance of aerobic exercise on stationary bicycle and, finally, the "cooling" stage. We used a Moviment-branded horizontal electromagnetic cycle ergometer, model BM 4000.
In the warming up, patients underwent passive stretching of lower limbs and aerobic activity on the bicycle with the lowest load applicable to the ergometer used, which was 0.5 KPM, and rotation close to 35 rpm for 5 minutes.
After the warm-up phase, we performed a conditioning phase, with 30 minutes of exercise during the first two hours of HD in order to avoid physical stress in the second half of the session, when patients' hemodynamic conditions are unfavorable. HR was monitored continuously using a Polar-branded heart rate monitors model F1, and BP was measured at rest every 5 minutes of exercise and after cooling.
On cooling, after 2 minutes on the bicycle with minimal load and rotation of 35 RPM, passive stretching of lower limbs were applied again. Then, the AT session was discontinued.
The prescription of exercise intensity was based on Borg's Perceived Exertion Scale18. According to this scale, patients assign a score to the intensity of fatigue that varies from 6 to 20 points. During the AE, at every 5 minutes, patients were asked about the score they would assign to their fatigue at that moment, and the bicycle load was maintained to achieve an intensity of stress enough to determine a score of fatigue between 11 and 13 points, which corresponds to an exercise of "mild" intensity to "quite hard" in this scale. The rotation speed on the bicycle pedal should remain close to 50 rpm within the 30 minutes of exercise in order to achieve a stable exercising intensity.
At the beginning of HD, the AE session would be discontinued if the patient presented systolic BP > 180 mmHg and/or diastolic BP > 110 mmHg, interdialytic weight gain > 5 kg, difficult vascular access or any symptom that could impair the exercise. Once the AE started, the criteria for discontinuing the exercise were reports of intense physical fatigue (Borg scale > 15), chest pain, hypoglycemia, dizziness, paleness, fainting, pre-syncope, dyspnea disproportionate to the intensity of exercise, arrhythmia, hypotension or hypertensive response.
The evaluation of dialysis quality was determined by Kt/V, a dimensionless index that measures the clearance of urea, based on the distribution of urea in total body water19. An index of Kt/V
Statistical analysis was performed using SPSS version 13.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) and the pre and post AE values were compared by Student t test. Differences were considered statistically significant when the p value was
The research received financial support from Capes and Imepen foundation.
The average number of patients willing to take exercise sessions was 82% and the goal of 30 minutes of tolerance to exercise was achieved by patients around the fourth week. In the first week of exercise, the average time in exercise sessions was equal to 21.29 ± 9.19 minutes. At the end of 12 weeks, this time increased to 33 ± 4.22 minutes, with a statistically significant difference compared to the first week of exercise. It is worth noting the absence of relevant clinical complications during the exercise, with only one episode of pre-syncope, which led to the discontinuation of that exercise session and exercise was resumed at the next session of hemodialysis.
Upon ECG at rest, all patients had sinus rhythm, seven patients (50%) presented abnormal ventricular repolarization, and three (21%) with diagnostic criteria for left ventricular hypertrophy. ECG detected left ventricular hypertrophy in eight patients, which accounted for 57% of the sample. In addition, it also detected ascending aorta ectasia in one patient (7%), increased end-diastolic diameter of LV in two patients (14%) and ejection fraction smaller than 60% in four patients (28 %).
At baseline, 24-hour average systolic BP, diastolic BP and mean BP were respectively equal to 150 ± 18.4 mmHg, 95 ± 10.5 mmHg and 114 ± 13.0 mmHg (
Upon PC assessment, there was a significant increase in 6MWT distance of 509 ± 91.9 m in the pre-exercise to 555 ± 105.8 m at the end of the AE period corresponding to an increase of about 10%. Despite the increase in the distance run, the perceived exertion according to the Borg scale was stable and was equal to 12 ± 1.5 before the AE and 12 ± 1.1 after the AE, a finding that suggests improved tolerance to exercise.
After the AE period, the VO2PEAK values determined by CPET ranged from 20.7 ± 6.91 ml/kg.min-1 in the pre-AT phase to 21.3 ± 10.13 ml/kg.min-1 after the AE with no statistically significant difference. Another variable assessed in the CPET, the decrease of heart rate in the first minute of recovery, also presented non-significant increase of 16 ± 4.2 beats to 18 ± 5.7 beats after the exercise period.
After the AE phase, there was a statistically significant increase in hemoglobin and triglyceride levels, and significant reduction in creatinine levels. The increase in hemoglobin was combined with a slight reduction of weekly dosage of erythropoietin required to achieve the target of 11 g/l of hemoglobinemia.
In this study, we observed that aerobic exercise sessions held during HD was associated with increased PC, better control of hypertension and improved anemia.
Patients under HD have significant reduction of physical capacity compared to healthy sedentary individuals of the same sex and same age20. While CPET is the gold standard in PC measurement17, this test involves relatively high costs, use of special equipment and performance by specially trained professional, which impairs its frequent use in clinical practice. The 6MWT has also been used in this study because it is one of the tests most commonly used in literature to estimate PC, since it is easy to use, inexpensive and it represents daily activities14. This test has been widely used in patients with cardiac and lung diseases, but its application in patients with CKD is often limited to clinical research.
The average distance achieved in the 6MWT in the pre-exercise phase was similar to that achieved in other studies, which evaluated patients with CKD under HD21-23. Then, after 12 weeks of AE, the distance run in the 6MWT increased by 10%, indicating considerable improvement in PC. These findings are consistent with the study by Parsons et al23, who observed a 14% increase of PC in 6MWT after exercise of 13 patients under HD for 20 weeks.
Along with the increased distance run in the 6MWT, most patients assessed have an improved feeling of fatigue as measured by the Borg scale. Furthermore, the patients showed a 35% increase in the time of tolerance to aerobic exercises at the end of 12 weeks of AE. These findings suggest the benefit of a supervised exercise program on the improvement of PC.
Paradoxically, in the sample, the application of CPET after the AE period showed no significant difference in VO2PEAK when compared to test results before exercise. These findings contrast with some publications reporting an average increase of 20% in the VO2PEAK in chronic renal patients undergoing AE24-26, which is also opposite to the findings obtained in the 6MWT. These discrepancies may be related to technical difficulties for examination, such as age, comorbidities, difficult to understand. Accordingly, there have been reports of dissociation between the value of VO2PEAK and the prognosis of patients with severe heart disease27-29. In this study, this hypothesis was reinforced by the intolerance of many patients to the procedures required to perform CPET. These complications have often led to discontinuation of the test. Another aspect to be considered was the fact that the AT was carried out on a stationary bicycle, because patients are required to remain seated during HD sessions, while the CPET was performed on a treadmill. This fact may have influenced patients' performance, once immediate functional muscle adaptations responsible for early physical capacity improvements are linked to the type of exercise30-32.
In addition to VO2PEAK, CPET was also used to assess vagal tone, by analyzing the decrease of HR in the first minute of recovery. In this test, reductions smaller than 12 beats relate to improper vagal tone and are associated with higher relative risk of death16. In the sample studied, the decrease of HR in the first minute of recovery was equal to 16 ± 4.2 bpm before the AE, with a non-significant rise to 18 ± 5.7 bpm after the AE. These findings are consistent with an appropriate vagal response.
The pressure evaluation was performed by ABPM, which is the reference standard for indirect measurement of BP, which has been frequently used in literature to assess the pressure behavior of chronic renal patients33-35. The findings showed that 12 patients (85%) were hypertensive, most of which used three or more antihypertensive agents. After the AT, there was significant reduction in blood pressure, despite the maintenance of anti-hypertensive therapy and absence of changes in estimated dry weight. In addition, we also observed decreased nocturnal sleep blood pressure in most patients, although the average reduction in BP during sleep has not yet reached normal values13. These findings, also observed in a previous study8, are compatible with the antihypertensive effect of aerobic exercise and have been confirmed by other authors with individual measures of BP33,34. In one of the few studies that used ABPM to assess BP, Anderson et al35 studied 19 patients who had significant improvement in blood pressure control after three and six months of AE. These data are consistent with the results of this study and suggest the ABPM as an effective method for pressure evaluation of patients with chronic renal failure.
As for laboratory data, it is worth mentioning the smaller need for erythropoietin to maintain target levels of hemoglobinemia after the AE period, suggesting the beneficial effect of AE on the control of anemia in CKD. A similar benefit was reported by Goldberg et al36 after a period of exercise in a group of patients under chronic hemodialysis. Although we know the effect of exercise in improving lipid profiles in different populations, including CKD, the results of this study showed increased levels of triglycerides and LDL cholesterol. Thus, we can speculate about dietary factors associated with these findings, such as reduction of appetite loss among CKD patients, however, these aspects were not evaluated in this study.
At the end of the AE period, there was a slight increase of Kt/V accompanied by a significant reduction in creatinine indicating a trend of improvement in the quality of dialysis. Although this study was not focused on evaluating this aspect, it is possible that peripheral vasodilation and increased blood flow induced by the exercise have helped removing toxins during HD23,37.
In summary, AE during HD sessions is a safe strategy associated with PC improvement. It also contributes to better blood pressure control and improvement of anemia in CKD patients. However, before being extrapolated to the population of CKD patients, these data require confirmation in samples with larger number of patients.
The application of a supervised program of aerobic exercise in chronic renal patients during hemodialysis was associated with improvement in physical capacity, control of hypertension and anemia.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was funded by CAPES and IMEPEN.
This article is part of the thesis of master submitted by Diane Michela Nery Henrique, from