abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil ny8gjNMbvGRHjNNSBsdrRxx 00017 S0066-782X2010001200017 S0066-782X(10)09500217 10.1590/S0066-782X2010005000085 Artigos Originais Redução dos níveis pressóricos em indivíduos hiper-reativos após treinamento físico aeróbio Richter Cleusa Maria Panigas Tiago Facchini Bündchen Daiana Cristine Dipp Thiago Belli Kalyse Claudino Viecili Paulo Ricardo Nazário Rio Grande do Sul Instituto de Cardiologia de Cruz Alta Brazil Cruz Alta Rio Grande do Sul Universidade de Cruz Alta Brazil 08 2010 95 2 251 257 08 09 2009 14 01 2009 07 10 2009 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: Alguns indivíduos normotensos sedentários têm aumento exagerado da pressão arterial (PA) durante a atividade física, comportamento esse chamado hiper-reatividade pressórica (HP). OBJETIVO: Verificar o efeito de um programa de exercício físico (PEF) aeróbio sobre a pressão arterial de indivíduos com hiper-reatividade pressórica. MÉTODOS: Dez homens voluntários com HP, 45 ± 10 anos, chamados grupo experimental (GE), foram submetidos a um PEF em esteira, 3x/semana, durante dois meses, comparados a 14 homens com HP, 48 ± 8 anos, chamados grupo controle (GC), que se mantiveram sedentários. Os indivíduos foram avaliados antes e depois do PEF por teste de esforço para fins comparativos. Foram avaliadas as pressões arteriais sistólica (PAS) e diastólica (PAD) e as frequências cardíacas (FC) inicial, de pico e final de teste. RESULTADOS: Houve importante diminuição da PAS inicial (-5 %; p=0,01), da PAD inicial (-4,6 %; p=0,01), da PAS de pico (-12,4 %; p=0,001), da PAD de pico (-14,7%; p=0,03), e da PAS final (-4,6 %; p=0,03) no GE. O GC permaneceu com comportamento hiper-reativo, tendo evoluído com níveis mais exagerados quando comparados pré e pós-estudo (p < 0,04). Na FC, somente a final apresentou aumento de 11,3 bpm após treinamento (p=0,02). O VO2pico do teste aumentou 4,4 ml.kg-1.min-1 no GE (p=0,01) e manteve-se semelhante no GC. CONCLUSÃO: O PEF normalizou o comportamento da hiper-reatividade pressórica em homens sedentários.

 Exercício esforço físico pressão arterial 09 07 2010

ARTIGO ORIGINAL

REABILITAÇÃO CARDIOVASCULAR

Redução dos níveis pressóricos em indivíduos hiper-reativos após treinamento físico aeróbio

Cleusa Maria RichterI; Tiago Facchini PanigasI; Daiana Cristine BündchenI; Thiago DippI; Kalyse Claudino BelliI; Paulo Ricardo Nazário VieciliI,II

IInstituto de Cardiologia de Cruz Alta

IIUniversidade de Cruz Alta - UNICRUZ, Cruz Alta, RS - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: Alguns indivíduos normotensos sedentários têm aumento exagerado da pressão arterial (PA) durante a atividade física, comportamento esse chamado hiper-reatividade pressórica (HP).

OBJETIVO: Verificar o efeito de um programa de exercício físico (PEF) aeróbio sobre a pressão arterial de indivíduos com hiper-reatividade pressórica.

MÉTODOS: Dez homens voluntários com HP, 45 ± 10 anos, chamados grupo experimental (GE), foram submetidos a um PEF em esteira, 3x/semana, durante dois meses, comparados a 14 homens com HP, 48 ± 8 anos, chamados grupo controle (GC), que se mantiveram sedentários. Os indivíduos foram avaliados antes e depois do PEF por teste de esforço para fins comparativos. Foram avaliadas as pressões arteriais sistólica (PAS) e diastólica (PAD) e as frequências cardíacas (FC) inicial, de pico e final de teste.

RESULTADOS: Houve importante diminuição da PAS inicial (-5 %; p=0,01), da PAD inicial (-4,6 %; p=0,01), da PAS de pico (-12,4 %; p=0,001), da PAD de pico (-14,7%; p=0,03), e da PAS final (-4,6 %; p=0,03) no GE. O GC permaneceu com comportamento hiper-reativo, tendo evoluído com níveis mais exagerados quando comparados pré e pós-estudo (p < 0,04). Na FC, somente a final apresentou aumento de 11,3 bpm após treinamento (p=0,02). O VO2pico do teste aumentou 4,4 ml.kg-1.min-1 no GE (p=0,01) e manteve-se semelhante no GC.

CONCLUSÃO: O PEF normalizou o comportamento da hiper-reatividade pressórica em homens sedentários.

Palavras-chave: Exercício/fisiologia, esforço físico, pressão arterial/fisiologia.

Introdução

Os parâmetros de normalidade do comportamento da pressão arterial sistólica (PAS) durante o exercício são flexíveis, pois vários fatores podem modificar a resposta individual. Entre esses: a idade, o sexo, o tipo de atividade física, o estado emocional e o método de aferição empregado1. Para o sexo masculino, consideram-se fisiológicos os incrementos entre 40 a 90 mmHg na PAS, enquanto, para o sexo feminino, a elevação entre 30 a 60 mmHg. Essa resposta hemodinâmica da PAS ocorre em exercício dinâmico máximo, como caminhar ou correr, realizados principalmente em testes ergométricos (TE) com esteira rolante1. Por outro lado, a pressão arterial diastólica (PAD) pode manter-se inalterada ou apresentar ligeira alta ou queda durante a fase do exercício2.

Apesar do comportamento pressórico fisiológico durante estresse físico, observa-se em alguns indivíduos, sem doença hipertensiva, uma resposta ainda maior em relação ao aumento esperado da PA. Esse tipo de comportamento pressórico tem sido denominado hiper-reatividade pressórica (HP) em face do exercício3. Os mecanismos sugeridos para a resposta pressórica hiper-reativa ao esforço não estão ainda bem definidos, no entanto, são atribuídos ao aumento dos estímulos autonômicos simpáticos ou a uma resposta exagerada do sistema cardiovascular à estimulação adrenérgica e à manutenção da função diastólica3. Também foi relatada uma possível redução da função vasodilatadora do endotélio como um mecanismo que poderia contribuir para o aparecimento da hipertensão durante o exercício e que poderia ser a ligação entre o comportamento da HP e a pior evolução clínica da hipertensão4.

Por outro lado, dados na literatura demonstraram que os exercícios físicos do tipo aeróbio causam inúmeros benefícios, entre os quais a redução de 3 a 15 mmHg na PAS, além de reduzir a carga medicamentosa prescrita1,2,5-16.

Dessa maneira, o propósito desse estudo consistiu em analisar os efeitos do exercício físico aeróbio regular sobre a pressão arterial de indivíduos normotensos com resposta pressórica exagerada durante estresse físico.

Métodos

Foram selecionados, a partir de um banco de dados do Instituto de Cardiologia de Cruz Alta - RS, 24 indivíduos com hiper-reatividade pressórica ao estresse físico, do sexo masculino, que foram distribuídos, de forma randomizada, em dois grupos. O primeiro grupo com dez indivíduos, 45 ± 10 anos, chamado Experimental (GE), foi submetido a um PEF. O segundo grupo, chamado Controle (GC), com 14 indivíduos, 48 ± 8 anos, não realizou exercícios físicos, permanecendo sedentário. Todos foram submetidos a novo TE (antes do PEF), com protocolo de Bruce, para fins de confirmação da resposta hiper-reativa, o que foi reproduzido em todos. Os sujeitos assinaram termo de consentimento livre e esclarecido, tendo este estudo sido aprovado pelo CEP-ICCA-UNICRUZ: 0007/2008 Foram excluídos do estudo indivíduos com diagnóstico de HAS, tendo como método de avaliação a MAPA (Monitorização Ambulatorial da Pressão Arterial) de 24 horas, tomando como critério aqueles com PAS em vigília maior que 135 mmHg e PAD maior que 90 mmHg17.

Na caracterização dos 24 indivíduos, levaram-se em consideração a idade e os fatores de risco cardiovascular. Foi considerado tabagista qualquer indivíduo com o hábito de fumar diariamente, independentemente do número de cigarros/dia. Considerou-se diabético todo o indivíduo que apresentasse aumentos de glicemia de jejum ou de duas horas pós-prandial, diagnosticados por exame laboratorial. Foi taxado sedentário aquele indivíduo sem atividade física regular programada com frequência mínima de duas vezes por semana. Considerou-se estressado o indivíduo portador de queixas tipo angústia, com sobrecarga emocional ou de trabalho ou sob qualquer tensão prolongada. Também foi considerada a presença de história familiar para hipertensão arterial sistêmica (HF-HAS), o que é demonstrado na Tabela 1.

O PEF foi do tipo aeróbio, sendo realizada caminhada ou corrida em esteira ergométrica elétrica, 3x/semana, por 60 dias, com duração e intensidade prescritas de acordo com o VO2pico de pré-teste de cada indivíduo.

O VO2pico foi obtido de forma indireta pela equação sugerida pela ACSM (2000)1, sendo essa calculada por meio do programa de computador ERGO PC, versão 2.2, para homens sedentários. A partir do resultado de cada indivíduo, calcularam-se a unidade metabólica, a fração de treinamento e a intensidade de treino18. Após o PEF, todos os indivíduos de ambos os grupos realizaram TE (depois do PEF), para fins de comparação do tratamento empregado, em que foram levadas em consideração as seguintes variáveis:

• Variáveis antropométricas - A pesagem foi realizada em balança Cauduro Ltda, modelo BB, para 150 kg. A altura foi medida com régua escalonada em cm. O IMC foi obtido pela fórmula padrão (IMC= Peso/Altura2). A circunferência abdominal (CA) foi mensurada com uso de fita métrica na altura da cicatriz umbilical (cm).

• Variáveis hemodinâmicas de TE - Consideraram-se os valores iniciais (repouso), de pico e finais (recuperação até três minutos) da PAS e PAD, as quais foram obtidas pelo método clássico17. A FC foi obtida por monitoramento eletrocardiográfico direto, consideraram-se os valores inicial (repouso), de pico e final (recuperação).

• Variáveis ergométricas - O tempo total de teste (TTT) foi obtido por meio de TE progressivo máximo, com protocolo de Bruce em esteira rolante IMBRASPORT, modelo Classic, e por programa computadorizado ergo PC, versão 2.2, por MICROMED Biotecnologia Ltda. O VO2pico foi obtido de forma indireta, corrigida por meio do programa de computador ergo PC, versão 2.2, para homens sedentários.

Os resultados obtidos foram reportados a partir das médias e dos desvios-padrão. Para variáveis paramétricas, foram utilizados teste t independente, para comparação entre grupos, e teste t pareado, para comparação intragrupo. Para a análise das variáveis não paramétricas, foi utilizado o teste de Kruscal-Wallis H. O teste qui-quadrado foi utilizado para as variáveis categóricas. As diferenças entre os grupos foram consideradas significativas com valor de p < 0,05. Utilizou-se o programa Statistical Pachage for Social Sciense, versão 11,5, for Windows, para a análise estatística.

Resultados

A Tabela 2 ilustra a distribuição dos indivíduos nas variáveis antropométricas, medidas antes e após o PEF.

Em ambos os grupos, não houve variações significativas nas variáveis peso, altura, IMC, e CA. A Tabela 3 ilustra os resultados da PAS e PAD de repouso (iniciais), de pico e recuperação durante os TE antes e depois do PEF no GE e durante a reavaliação no GC, com as respectivas variações percentuais e os valores de significância estatística.

Os valores de PAS e PAD iniciais no GE sofreram decréscimos de, em média, 6,2 mmHg (-5%) e 3,8 mmHg (-4,6%), respectivamente, após o PEF. Já no GC, observou-se aumento significativo somente nos valores de PAD iniciais de, em média, 6 mmHg (8,2%; p<0,04). Quando se compararam os dados entre os grupos, foi observado que a PAD antes do PEF no GE tinha, em média, 8,9 mmHg mais altos que o GC. Essa diferença foi modificada após o PEF.

A PAS e PAD de pico no GE apresentaram reduções médias de 25,8 mmHg (-12,4%; p<0,001) e de 14,2 mmHg (-14,7 %; p<0,02), respectivamente, modificando o comportamento, antes hiper-reativo, para níveis fisiológicos. No GC, houve um aumento não significativo na PAS de, em média,7 mmHg (3,2%) e um aumento significativo na PAD de 9 mmHg (8,4%; p<0,03). Ao analisar os dados entre os grupos, notou-se que a PAS de pico foi semelhante antes do PEF para ambos os grupos. Porém, o GC apresentou um aumento não significativo, comportamento esse, mais hiper-reativo no final do estudo, enquanto o GE teve comportamento fisiológico depois do PEF. Ao compararmos a PAD de pico antes do PEF, entre os dois grupos, essa foi maior no GC, havendo um incremento pressórico de 9 mmHg (8,4%; p<0,05) após o PEF. Já o GE apresentou valores menores antes do PEF, e houve uma importante redução de 14,2 mmHg (-14,7%; p<0,02) depois do PEF, obtendo, assim, um comportamento dentro dos limites fisiológicos.

No mesmo raciocínio, ao analisarmos as pressões finais, houve redução não significativa da PAS e da PAD no GE com o PEF. Curiosamente, apesar dos níveis mais elevados pré-estudo do GC, tanto para a PAS quanto para a PAD, houve um significativo aumento das pressões, exacerbando ainda mais o comportamento pressórico hiper-reativo. A Figura 1 ilustra melhor o comportamento da PAS e PAD antes e depois do PEF durante TE.

A FC inicial, pico e final de TE antes e depois do PEF, bem como as variáveis ergométricas TTT e VO2pico, em ambos os grupos, mostraram-se semelhantes e estão ilustradas na Tabela 4.

Discussão

Sabe-se que a PA sofre diversas variações tanto no decorrer de um dia quanto de um indivíduo para outro. Essas variações também são observadas durante o TE. Resposta exagerada da PA ao estresse físico, observada em indivíduos normotensos ao repouso, vem formando um novo grupo de indivíduos com resposta da PA diferenciada. Esses indivíduos não são classificados como hipertensos, mas também não apresentam respostas normais da PA nas mais diversas situações. Sendo assim, foram classificados como hiper-reativos3. Ainda se sabe pouco sobre os possíveis fatores que influenciam no desenvolvimento ou desencadeiam esse fenômeno4.

Em um estudo realizado por Rodrígues e cols.19, foi sugerido que os efeitos do cigarro estão relacionados com a HP. Porém, em nosso estudo, apenas 25% do GE e 21% do GC eram tabagistas. Assim, esse fator não pode ser um dos responsáveis por esse fenômeno. Por outro lado, não há descrição na literatura que o abandono do uso do cigarro poderia reverter o comportamento pressórico hiper-reativo para níveis fisiológicos nesse tipo de indivíduos.

Já o sedentarismo foi encontrado em 75% do GE e 86% do GC, estando em acordo com o estudo de Marsaro e cols.3, no qual o comportamento hiper-reativo da PA, em face do esforço, foi atribuído ao fato de os indivíduos analisados terem um baixo nível de atividade física. No entanto, a maior parte da população adulta é sedentária, e a maioria não possuiu comportamento hiper-reativo ao TE, ficando difícil atribuir ao sedentarismo tal comportamento.

Dos indivíduos analisados, 37% do GE e 70% do GC foram classificados como estressados. No mesmo estudo realizado por Marsaro e cols.3, foi observada a influência desse fator sobre o comportamento da HP por meio de testes de estresse laboratoriais, tais como cold pressor test, teste de Stroop, cálculos matemáticos, exercícios isométricos e dinâmicos e MAPA por 24 horas para indivíduos hiper-reativos. Os resultados demonstraram resposta hemodinâmica elevada diante desses e de outros estímulos estressantes durante o dia e maior variabilidade da PA na MAPA. No entanto, a influência desse fator sobre o comportamento da HP no presente estudo ficou prejudicada, uma vez que os indivíduos não foram monitorados por MAPA em diferentes situações estressantes e não foram objetos desta investigação.

A presença de HF-HAS foi observada em um estudo com crianças, em que foi investigada a associação desse fator sobre níveis mais altos de PA, demonstrando-se fortes indícios de que crianças com HF-HAS apresentam níveis mais altos de PA em face do estresse, em comparação a crianças cujos pais tinham PA normal20. O mesmo foi observado em indivíduos adultos normotensos ao repouso e com HF-HAS. Dessa maneira, demonstraram uma maior HP em face do estresse físico e mental do que indivíduos sem HF-HAS3. Assim, de acordo com os dados mencionados, a presença de HF-HAS é um forte preditor de níveis mais altos de PA e reatividade diante de estresses. Apenas 25% do GE e 43% GC do presente estudo apresentaram HF-HAS. Entretanto, apesar dessa diferença, dado ao pequeno número da amostra, não foi possível fazer uma análise mais aprofundada a respeito desses achados.

Quanto ao fator idade, foi demonstrado que uma resposta hipertensiva exagerada ao exercício, em indivíduos de meia idade, aumentou em quatro vezes o risco de hipertensão2. Em outro estudo com indivíduos mais jovens, o risco elevou-se apenas em 1,51 vezes em indivíduos brancos e 1,61 em negros21. No entanto, este presente estudo não teve seguimento e não objetivou analisar se os indivíduos HP poderiam desenvolver hipertensão ao longo de um tempo de observação.

O IMC de ambos os grupos encontrou-se na faixa de classificação de sobrepeso (25 a 30 kg/m2), e a CA de ambos os grupos apresentaram medidas superiores a 94 cm, alcançando, em média, valores próximos de maior risco para doenças coronarianas, uma vez que a medida isolada da CA tem mostrado ser suficiente para estabelecer risco cardiovascular22. Como foi observado, após o PEF, não houve variações significativas nas variáveis antropométricas deste estudo, apesar de importante redução dos níveis pressóricos no GE.

Em estudos do nosso serviço, realizado com hipertensos submetidos a exercício físico, foi possível observar redução significativa de até 15 mmHg para a PAS e 10 mmHg para a PAD13, sem haver, no entanto, mudanças nas medidas antropométricas após três meses de exercícios físicos23. Também foi possível notar que a maior parte da redução da PA, em torno de 90%, ocorreu em um tempo menor que duas semanas13, tempo insuficiente para redução do peso ou CA. Assim, ilustrou-se que a perda de peso pode contribuir muito pouco para a redução da PA, pelo menos em um curto espaço de tempo, no que se refere ao emprego de exercício físico como medida não farmacológica. Além disso, demonstrou-se haver, possivelmente, outros mecanismos na redução da PA, independentemente do peso corporal e da CA23.

Quanto às variáveis hemodinâmicas, Lima e cols.22 realizaram um estudo com indivíduos HP, avaliados por MAPA antes e após um PEF de quatro meses, e demonstraram haver reduções não significativas dos níveis pressóricos e reduções significativas da FC. No entanto, esse estudo não avaliou o comportamento pressórico durante o estresse físico. De fato, por um lado, esses efeitos podem ser resultados dos mecanismos hemodinâmicos ou por efeitos indiretos de mecanismos metabólicos e neurais que ocorrem somente em condições de estresse22. Por outro lado, os dados encontrados no presente estudo demonstraram que houve uma redução muito importante dos níveis pressóricos no GE, o que não foi observado no GC, que apresentou aumento da HP. Essa redução pode ser atribuída à vasodilatação fisiológica em consequência ao estresse físico14. Além do mais, neste estudo, foram analisados os valores pressóricos durante o exercício em esteira, demonstrando, assim, a perda da hiper-reatividade, fato que até então não foi demonstrado na literatura.

Sabe-se que a prática regular de exercícios físicos pode reduzir os níveis pressóricos de repouso em torno de 15 mmHg na PAS e 7 mmHg na PAD em indivíduos hipertensos, além de proporcionar reduções nas doses de medicamentos anti-hipertensivos1,2,9-16. Esse efeito hipotensor do exercício poderia ser, em grande parte, explicado pelas alterações e modificações no endotélio, porém, ainda não há resultados específicos na literatura24. No entanto, existem relatos de que, em indivíduos saudáveis, o exercício aumenta a produção de óxido nítrico derivado do endotélio com consequente efeito vasodilatador prolongado na microcirculação arterial25. Por outro lado, ainda persistem dúvidas quanto aos mecanismos envolvidos na diminuição da PA em hipertensos após um PEF, porém há uma tendência de aceitar que o aumento frequente da força exercida pelo sangue na parede vascular leva a um aumento continuado na liberação de óxido nítrico e, a partir disso, à vasodilatação prolongada. Essa melhora da resposta vasodilatadora endotélio-dependente sugere que o treinamento físico interfere na disfunção endotelial e, consequentemente, no nível da PA de pacientes hipertensos26, o que poderia, de certa forma, justificar o comportamento pressórico observado neste presente estudo. Entretanto, resultados mais conclusivos sobre esses mecanismos ainda precisam ser mais bem demonstrados25.

Mais recentemente, vem se investigando a relação entre a função vasodilatadora do endotélio e as respostas exageradas da PA durante o exercício. Em um estudo realizado por Stewart e cols.4, foi sugerido que pode haver disfunção da função vasodilatadora do endotélio, havendo mecanismos que contribuam para a manifestação da hiper-reatividade durante o exercício, podendo ser um dos fatores para o desencadeamento desse fenômeno em nossos pacientes. No entanto, como não foi alvo de investigação, não há como comprovar tal fato.

Finalmente, apesar doe VO2pico ter sido obtido de forma indireta, para a prescrição do volume e da intensidade do treinamento físico aeróbio individualizado da amostra, o PEF demonstrou efeito positivo, pois houve aumento da capacidade funcional do miocárdio, atingindo valores mais próximos dos ideais para as atividades desenvolvidas, evidenciando o efeito positivo do programa na condição física geral dos indivíduos do GE.

Limitações do estudo

Pequena aceitação dos voluntários submetidos ao programa de exercícios físicos, fazendo com que a amostra que recebeu o tratamento fosse pequena, apesar de os resultados encontrados demonstrarem um efeito positivo e benéfico.

Conclusão

Indivíduos normotensos com hiper-reatividade em face do estresse físico, submetidos a um PEF regular adequado, tiveram a possibilidade de reduzir os níveis pressóricos exagerados a valores fisiológicos. Dessa forma, sugere-se a realização de novas pesquisas para a confirmação do efeito produzido pelo PEF em amostras maiores e metodologia mais apurada.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo faz parte de dissertação de Mestrado de Cleusa Maria Richter pela Universidade de Passo Fundo-RS e Universidade de Cruz Alta-RS.

Paulo Ricardo Nazário Viecili

Rua Domingos Veríssimo, 636 - Cruz Alta

98005-700 - Cruz Alta, RS - Brasil

E-mail:

vieciliprn@cardiol.br,

vieciliprn@uol.com.br

Artigo recebido em 14/01/09; revisado recebido em 08/09/09; aceito em 07/10/09.

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BACKGROUND: Some normotensive sedentary individuals have an exaggerated increase in blood pressure (BP) during physical activity, which is a behavior that is called blood pressure hyper-reactivity. OBJECTIVE: To investigate the effect of an aerobic exercise program (AEP) on blood pressure in individuals with blood pressure hyper-reactivity (BPH). METHODS: Ten male volunteers with BPH, aged 45 ± 10 years, referred to as the experimental group (EG), took part in an AEP on a treadmill, 3 times a week for two months. They were compared to 14 men with BPH, aged 48 ± 8 years, referred to as the control group (CG), who remained sedentary. The subjects were evaluated before and after the AEP by stress test for comparison purposes. We evaluated the initial, peak and test-end heart rates (HR), systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP). RESULTS: There a significant decrease in the initial SBP (-5%; p=0.01), initial DBP (-4.6%; p=0.01), peak SBP (-12.4%; p=0.001), peak DBP (-14.7%; p=0.03), final SBP (-4.6%, p=0.03) in the EG. The CG continued with its hyper-reactive behavior, which evolved to more exaggerated levels when the results before and after the study were compared (p<0.04). In the HR, there was an increase only in the final HR, of 11.3 bpm, after training (p=0.02). The test-peak VO2 increased by 4.4 ml.kg-1 .min-1 in the EG (p=0.01) and remained similar in the CG. CONCLUSION: The AEP normalized the behavior of the blood pressure hyper-reactivity in sedentary men. (Arq Bras Cardiol. 2010; [online]. ahead print, PP.0-0)

 Exercise physical exertion risk factors blood pressure

Cleusa Maria RichterI; Tiago Facchini PanigasI; Daiana Cristine BündchenI; Thiago DippI; Kalyse Claudino BelliI; Paulo Ricardo Nazário VieciliI,II

IInstituto de Cardiologia de Cruz Alta

IIUniversidade de Cruz Alta - UNICRUZ, Cruz Alta, RS - Brasil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Some normotensive sedentary individuals have an exaggerated increase in blood pressure (BP) during physical activity, which is a behavior that is called blood pressure hyper-reactivity.

OBJECTIVE: To investigate the effect of an aerobic exercise program (AEP) on blood pressure in individuals with blood pressure hyper-reactivity (BPH).

METHODS: Ten male volunteers with BPH, aged 45 ± 10 years, referred to as the experimental group (EG), took part in an AEP on a treadmill, 3 times a week for two months. They were compared to 14 men with BPH, aged 48 ± 8 years, referred to as the control group (CG), who remained sedentary. The subjects were evaluated before and after the AEP by stress test for comparison purposes. We evaluated the initial, peak and test-end heart rates (HR), systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP).

RESULTS: There a significant decrease in the initial SBP (-5%; p=0.01), initial DBP (-4.6%; p=0.01), peak SBP (-12.4%; p=0.001), peak DBP (-14.7%; p=0.03), final SBP (-4.6%, p=0.03) in the EG. The CG continued with its hyper-reactive behavior, which evolved to more exaggerated levels when the results before and after the study were compared (p<0.04). In the HR, there was an increase only in the final HR, of 11.3 bpm, after training (p=0.02). The test-peak VO2 increased by 4.4 ml.kg-1 .min-1 in the EG (p=0.01) and remained similar in the CG.

CONCLUSION: The AEP normalized the behavior of the blood pressure hyper-reactivity in sedentary men. (Arq Bras Cardiol. 2010; [online]. ahead print, PP.0-0)

Key words: Exercise/physiology; physical exertion; risk factors; blood pressure/physiology.

Introduction

The parameters of the normal behavior of systolic blood pressure (SBP) during exercise are flexible, because several factors can modify the individual response. These factors include: age, sex, type of physical activity, emotional state and measurement method employed1. For males, the increments between 40 and 90 mmHg in SBP are considered physiological, whereas for females, the increase between 30 and 60 mmHg is considered to be physiological. This hemodynamic response of SBP occurs during maximum dynamic exercise, such as walking or running, carried out mainly in exercise treadmill tests (ETT)1. On the other hand, the diastolic blood pressure (DBP) may remain unchanged, or be slightly higher or drop during the exercise phase2.

Despite the physiological pressure behavior during physical stress, it was possible to notice, in some individuals without hypertension, an even greater response in relation to the expected increase in BP. This type of blood pressure behavior has been termed blood pressure hyper-reactivity (BPH) in response to exercise3. The mechanisms suggested for the hyper-reactive blood pressure response to exercise are not yet well defined. However, they are attributed to an increase in sympathetic autonomic stimuli or to an exaggerated response of the cardiovascular system to adrenergic stimulation and to maintenance of the diastolic function3. There was also indication of a possible reduction in the endothelial vasodilator function as a mechanism that could contribute to the onset of high blood pressure during exercise, and which could be the link between the behavior of BPH and the worst clinical course of high blood pressure4.

On the other hand, data in the literature have demonstrated that aerobic exercise brings numerous benefits, including a reduction of 3 to 15 mmHg in SBP, in addition to a reduction in the amount of medication prescribed1,2,5-16.

Thus, the purpose of this study was to examine the effects of regular aerobic exercise on blood pressure of normotensive individuals with exaggerated blood pressure response during physical stress.

Methods

We selected, from a database of the Cardiology Institute of Cruz Alta, State of Rio Grande do Sul, 24 men with blood pressure hyper-reactivity to physical stress. They were distributed randomly into two groups. The first group with ten individuals, aged 45 ± 10 years, called the Experimental Group (EG), took part in an AEP. The second group, called the Control Group (CG), with 14 individuals, aged 48 ± 8 years, did not do physical exercises and remained sedentary. All patients underwent a new stress test (before the AEP) with Bruce protocol for confirmation of hyper-reactive response. This procedure was reproduced in all of them. The individuals signed an informed consent and this study was approved by CEP-ICCA-UNICRUZ: 0007/2008. The study excluded individuals diagnosed with systemic high blood pressure, with the 24-hour ABPM (Ambulatory Blood Pressure Monitoring) being used as the evaluation method, and adopting, as the criterion, the monitored SBP greater than 135 mmHg and DBP greater than 90 mmHg17.

In the characterization of the 24 individuals, age and cardiovascular risk factors were taken into account. We considered that the individuals were smokers when they smoked on a daily basis, regardless of the number of cigarettes per day. We considered that the individuals were diabetics when their blood glucose levels increased on an empty stomach or two hours after eating a meal, as diagnosed by laboratory examination. We considered that an individual was sedentary when such individual did not do any scheduled regular exercise at least twice a week. Individuals were considered to be stressed when they complained of anxiety, with emotional or work overload or any prolonged tension. We also considered any family history of high blood pressure (FH-systemic blood pressure), as shown in Table 1.

The AEP comprised walking or jogging on an electric treadmill three times a week for 60 days, with duration and intensity being prescribed according to the pre-test peak VO2 of each individual.

The peak VO2 was obtained indirectly by the equation suggested by the ACSM (2000)1, which was calculated by using the computer program ERGO PC, version 2.2, for sedentary men. The result of each individual was used to calculate the metabolic unit, training fraction and training intensity18. After the AEP, all individuals from both groups underwent a stress test (after the AEP), for comparing the treatment used, where we took into account the following variables:

• Anthropometric variables - Weighing was done by using a Cauduro Ltda scale, model BB, for 150 kg. The height was measured with a centimeter ruler. The BMI was calculated by using the standard formula (BMI = weight/height2). The abdominal circumference (AC) was measured with the use of a metric tape at the height of the umbilical scar (cm).

• Hemodynamic variables of the stress test - we considered the initial (at rest), peak and final values (recovery of up to three minutes) of SBP and DBP, which were obtained by the classic method17. The heart rate was calculated by direct electrocardiographic monitoring - we considered the initial (at rest), peak and final values (recovery).

• Exercise test variables - The total test time (TTT) was obtained by a maximal graded exercise test with Bruce protocol on an IMBRASPORT treadmill, model Classic, and by a computer program called ERGO PC, version 2.2., by MICROMED Biotecnologia Ltda. The Peak VO2 was obtained indirectly and it was corrected by computer program ERGO PC, version 2.2, for sedentary men.

The results reported were based on means and standard deviations. For parametric variables, an independent t test was used, for comparing one group to the other, a paired t test for comparisons within the groups. For analyzing the nonparametric variables, the Kruscal-Wallis H test was carried out. The chi-square test was used for categorical variables. The differences between the groups were considered significant, at p < 0.05. For the statistical analysis, we used the program called Statistical Package for Social Sciences, version 11.5, for Windows.

Results

Table 2 illustrates the distribution of individuals in the anthropometric variables, measured before and after the AEP.

In both groups, there was no significant change in height, weight, BMI and WC variables. Table 3 illustrates the rest (initial), peak and recovery results of SBP and DBP during the exercise test, before and after the AEP in the EG and during the re-evaluation in the CG, with the respective percentage variations and the statistical significance values.

After the AEP, there was a decrease in initial SBP and DBP values in the EG, of 6.2 mmHg (-5%) and 3.8 mmHg (-4.6%), on average, respectively. As for the CG, we observed a significant increase only in the initial values of DBP, of 6 mmHg (8.2%, p <0.04), on average. When we compared data between the groups, it was possible to notice that, before the AEP, the SBP in the EG was 8.9 mmHg higher than in the CG, on average. This difference changed after the AEP.

In the EG, there was a reduction of 25.8 mmHg (-12.4%, p<0.001) in peak SBP values and 14.2 mmHg (-14.7%, p <0.02) in DBP values, on average, thereby changing the previously hyper-reactive behavior to physiological levels. In the CG, there was an insignificant increase in SBP of 7 mmHg (3.2%), on average, and a significant increase in DBP of 9 mmHg (8.4%; p<0.03). When we compared data of the groups, it was possible to note that the peak systemic blood pressure was similar before the AEP for both groups. However, there was no significant increase in the CG, whose behavior was more hyper-reactive at the end of the study, whereas the EG's behavior was physiological after the AEP. When we compared the peak DBP before the AEP, between the two groups, it was higher in the CG, with an increase in pressure of 9 mmHg (8.4%, p<0.05) after the AEP. The EG's values were already lower before the AEP, and there was a significant reduction of 14.2 mmHg (-14.7%, p<0.02) after the AEP. So, the resulting behavior was within physiological limits.

On the same line of thought, when we analyzed the final pressures, there was no significant reduction in SBP or DBP in the experimental group with the AEP. Interestingly, despite the CG's higher levels before the study, both for SBP and DBP, there was a significant increase in pressure, thereby exacerbating even more the blood pressure hyper-reactive behavior. Figure 1 illustrates the behavior of SBP and DBP before and after the AEP during the exercise test.

The initial, peak and final HR of the exercise test, before and after the AEP, as well as the other exercise variables - TTT and peak VO2 - in both groups, were similar and are shown in Table 4.

Discussion

BP is known to vary a lot, both in the course of a day and from one individual to another. And these variations are also noticed during the exercise test. The exaggerated BP response to physical stress, as observed in normotensive individuals at rest, has been forming a new group of individuals with different BP response. These individuals are not classified as hypertensive, but the response of their BP in different situations is not normal, either. So, they were classified as hyper-reactive3. Little is known about the possible factors that influence the development of or trigger this phenomenon4.

In a study conducted by Rodrígues et al19, it was suggested that the effects of smoking are related to blood pressure hyper-reactivity. However, in our study, only 25% of the EG and 21% of the CG were smokers. Thus, this cannot be one of the factors that are responsible for this phenomenon. On the other hand, there is no mention in the literature that giving up smoking could cause the blood pressure hyper-reactive behavior to revert to physiological levels in such individuals.

The sedentary lifestyle was found in 75% of the EG and 86% of the CG, in harmony with the study of Marsaro et al3, in which the hyper-reactive behavior of BP, during exercise, was attributed to the fact that the subjects examined led a lifestyle that included little physical activity. However, most of the adult population is sedentary, but the behavior of the majority of such people is not hyper-reactive to exercise test. So, it is difficult to attribute this behavior to a sedentary lifestyle.

Among the individuals studied, 37% of the EG and 70% of CG were classified as stressed. In the same study conducted by Marsaro et al3, the influence of this factor on blood pressure hyper-reactivity was noted in stress tests carried out in laboratories, such as the cold pressor test, Stroop test, mathematical calculations, dynamic and isometric exercises and 24-hour ABPM for hyper-reactive individuals. The results demonstrated a high hemodynamic response to these and other stressful stimuli during the day and greater variability of BP in ABPM. However, the influence of this factor on the blood pressure hyper-reactivity behavior in this study was impaired, since individuals were not monitored by ABPM in different stressful situations and they were not objects of this investigation.

The family history of systemic high blood pressure was observed in a study with children, in which we investigated the association of this factor with higher levels of BP, thereby demonstrating that children with family history of systemic high blood pressure have higher levels of BP during stress, compared to children whose parents had normal BP20. The same was observed in normotensive adults at rest and with family history of systemic high blood pressure. Thus, their blood pressure hyper-reactivity was higher due to physical and mental stress than among individuals without family history of systemic high blood pressure3. Thus, according to the data mentioned, the family history of systemic high blood pressure is a strong predictor of higher levels of BP and reactivity in the event of stress. Only 25% of the EG and 43% of the CG in this study had a family history of systemic high blood pressure. However, despite this difference, due to the small sample size, it was not possible to conduct a more in-depth analysis of such findings.

As for the age factor, it was demonstrated that an exaggerated hypertensive response to exercise, in middle-aged individuals, multiplied the risk of high blood pressure by four2. In another study with younger individuals, the risk increased 1.51 times in white individuals and 1.61 in black individuals21. However, this study was interrupted and there was no intention of analyzing whether individuals with blood pressure hyper-reactivity could develop high blood pressure over a period of observation.

The BMI of both groups fell within in the overweight classification range (25-30 kg/m2), and in both groups, the abdominal circumference was larger than 94 cm, reaching values that were, on average, close to the highest risk of coronary disease, since the isolated measurement of AC has proved to be sufficient to establish cardiovascular risk22. As noted, after the AEP, there were no significant changes in the anthropometric variables of this study, despite a significant reduction in the EG's blood pressure levels.

In studies of our service, conducted with hypertensive individuals that did exercises, we observed a significant reduction of up to 15 mmHg in the SBP and 10 mmHg in the DBP13, but there were no changes in anthropometric measurements after three months of exercise23. It was also noted that most of the BP reduction, around 90%, occurred within a period that was shorter than two weeks13, an amount of time that is insufficient to reduce weight or abdominal circumference. Thus, it was demonstrated that weight loss may contribute little to BP reduction, at least in a short period of time, with respect to the use of physical exercise as a non-pharmacological measure. In addition, it was demonstrated that there could be other mechanisms in the BP reduction, regardless of body weight and abdominal circumference23.

With respect to the hemodynamic variables, Lima et al22 conducted a study with subjects with blood pressure hyper-reactivity, evaluated by ABPM before and after a four-month-long AEP. They demonstrated that there were no significant reductions in blood pressure levels and there were significant reductions in HR. However, this study did not evaluate the pressure behavior during physical stress. In fact, on the one hand, these effects may be the result of hemodynamic mechanisms or indirect effects of metabolic and neural mechanisms that occur only under stress conditions22. Moreover, the data found in this study demonstrated that there was a considerable reduction in blood pressure in the EG, which was not seen in the CG, which showed an increase in blood pressure hyper-reactivity. This reduction can be attributed to the physiological vasodilatation as a result of physical stress14. Moreover, this study analyzed blood pressure values during treadmill exercise, thereby demonstrating the loss of hyper-reactivity, a fact that had not been demonstrated in the literature.

It is known that regular physical exercise can cause a reduction in resting blood pressure levels (around 15 mmHg in SBP and 7 mmHg in DBP) in hypertensive individuals, besides allowing the reduction in doses of antihypertensive drugs1,2,9-16.This hypotensive effect of exercise could be largely explained by changes and modifications in the endothelium, however, the literature does not mention any specific results24. However, there are reports that, in healthy subjects, exercise increases the production of endothelium-derived nitric oxide with consequent prolonged vasodilator effect on blood microcirculation25. On the other hand, there are still doubts as to the mechanisms involved in the BP reduction in hypertensive patients after an AEP. However, there is a tendency to accept that the frequent increase in the force exerted by blood on the vascular wall leads to a continued increase in the release of nitric oxide, and then, to prolonged vasodilatation. This improvement in the endothelium-dependent vasodilator response suggests that exercise training interferes with endothelial dysfunction and, consequently, with the level of BP in hypertensive patients26,which could somehow justify the blood pressure behavior observed in this study. However, more conclusive results about these mechanisms still need to be further demonstrated25.

More recently, there have been investigations of the relationship between the vasodilatation function of the endothelium and the exaggerated responses of BP during exercise. In a study conducted by Stewart et al4, it was suggested that there may be a dysfunction of the endothelial vasodilator function, and there are mechanisms that contribute to the manifestation of hyper-reactivity during exercise, which may be one of the factors that help trigger this phenomenon in our patients. However, as such fact has not been investigated, it is not possible to prove it.

Finally, even though the peak VO2 was obtained indirectly, to prescribe the volume and intensity of the individualized aerobic exercise training of the sample, the AEP's effect proved to be positive, because there was an increase in the functional capacity of the myocardium, with final values that were closer to the ideal ones for the activities carried out. This demonstrated the positive effect of the program on the general physical condition of individuals that were part of the EG.

Study limitations

There was little acceptance of volunteers that participated in the aerobic exercise program. That is why the sample that received treatment was small, although the results found demonstrated a positive and beneficial effect.

Conclusion

Normotensive subjects with hyper-reactivity resulting from physical stress, who took part in a proper regular aerobic exercise program, were able to reduce extremely high blood pressure levels to physiological values. Thus, we suggest conducting further research to confirm the effect produced by the AEP on larger samples and with a more accurate methodology.

Potential Conflict of Interest

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

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Cleusa Maria Richter, from Universidade de Passo Fundo-RS and Universidade de Cruz Alta-RS.

References