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Revista médica de Chile

Print version ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile vol.144 no.9 Santiago Sept. 2016

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872016000900008 

ARTÍCULOS DE INVESTIGACIÓN

 

Recuperación cardiovascular durante ejercicio intermitente en pacientes con hipertensión y diabetes tipo 2 altamente adherentes

Cardiovascular recovery during intermittent exercise in highly-adherent partic pants with hypertension and type 2 diabetes mellitus

 

Johnattan Cano-Montoya1,a, Cristian Álvarez2,3,d, Cristian Martínez4,c, Andrés Salas1, Farid Sade5, Rodrigo Ramírez-Campillo2,3,e

1 Hospital Público de Los Lagos
2 Departamento de Ciencias de la Actividad Física, Universidad de Los Lagos, Osorno, Chile.
3 Núcleo de Investigación en Salud, Actividad Física y Deporte, Universidad de Los Lagos, Osorno, Chile.
4 Facultad de Educación, Ciencias Sociales y Humanidades, Departamento de Educación Física, Universidad de la Frontera, Temuco, Chile.
5 Centro de Salud Familiar Tomás Rojas, Los Lagos, Chile.
a Kinesiólogo, MSc en Fisiología Clínica del Ejercicio.
b Profesor de Educación Física.
c Profesor de Educación Física, MSc en Motricidad Humana.
d Profesor de Educación Física, MSc en Entrenamiento Deportivo.
e Phd.

Correspondencia a:


Background: Despite the evidence supporting metabolic benefits of high intensity interval exercise (HIIT), there is little information about the cardiovascular response to this type of exercise in patients with type 2 diabetes (T2D) and hypertension (HTA). Aim: To analyze the changes in heart rate at rest, at the onset and at the end of each interval of training, after twelve weeks of a HIIT program in T2D and HTA patients. Material and Methods: Twenty-three participants with T2D and HTA (20 women) participated in a controlled HIIT program. Fourteen participants attended 90% of more session of exercise and were considered as adherent. Adherent and non-adherent participants had similar body mass index (BMI), and blood pressure. A “1x2x10” (work: rest-time: intervals) HIIT exercise protocol was used both as a test and as training method during twelve weeks. The initial and finishing heart rate (HR) of each of the ten intervals before and after the intervention were measured. Results: After twelve weeks of HIIT intervention, adherent participants had a significant reduction in the heart rate at the onset of exercise, and during intervals 4, 5, 8 and 10. A reduction in the final heart rate was observed during intervals 8 and 10. In the same participants the greatest magnitude of reduction, at the onset or end of exercise was approximately 10 beats/min. No significant changes in BMI, resting heart rate and blood pressure were observed. Conclusions: A HIIT program reduces the cardiovascular effort to a given work-load and improves cardiovascular recovery after exercise.

Key words: Diabetes Mellitus, Type 2; Exercise; Heart Rate; Hypertension; Physical Exertion.


 

La hipertensión arterial (HTA) y la diabetes mellitus tipo 2 (DT2) son enfermedades altamente asociadas con inactividad física y sedentarismo1. Ambas patologías producen alteraciones en el tejido capilar, del músculo esquelético y cardiaco2,3, incluyendo una respuesta exagerada de la frecuencia cardiaca en reposo y ejercicio4.

La recuperación cardiovascular (frecuencia cardiaca y presión arterial) post esfuerzo, es más lenta en personas sedentarias con HTA y DT2, al compararse con personas activas5. La frecuencia cardiaca de recuperación, es un marcador de recuperación cardiovascular post esfuerzo que el ejercicio ha demostrado mejorar en personas de esta cohorte6. En este contexto, el ejercicio endurance (i.e., ejercicio continuo ≥ 30-60 min)7 ha mostrado mejorar (reducir) la frecuencia cardiaca post esfuerzo en personas sanas8, y en pacientes con DT29,10 e HTA11, fenómeno también reportado en atletas como “bradicardia”12. La relevancia clínica de que la frecuencia cardiaca retorne rápidamente a valores basales post esfuerzo en población inactiva físicamente, radica en una reducción de mortalidad por enfermedad cardiovascular13,14.

En los ultimos diez años, diferentes estudios han reportado los efectos del ejercicio intermitente de alta intensidad (HIIT) como método tiempo-efectivo en la mejora de parámetros cardiometabólicos en personas con HTA15 y DT216. El HIIT consiste en cortos períodos de ejercicio de alta intensidad usualmente en bicicleta, separados por intervalos de descanso donde el paciente se recupera a nivel cardiovascular central17. Un protocolo conocido es el 1x1x10, (1 min de ejercicio, 1 min de recuperación, y realizado 10 veces)16. Debido a que el cambio de estilo de vida no es fácil para la población, la adhesión a algunos programas de ejercicio endurance decrece hasta un 50% en los primeros 3 a 6 meses18. Algunos responsables de esta baja adherencia son la duración de la sesión, la presencia de enfermedad o dolor post ejercicio, y la falta de tiempo19. Cuando la población es adherente (i.e., ≥ 90% adherencia), se obtuvieron potentes beneficios cardiometabólicos20. Debido a que no existen reportes del comportamiento y recuperación cardiovascular durante ejercicio HIIT en personas con HTA y DT2 bajo terapia farmacológica, el objetivo del presente estudio fue analizar los cambios en la frecuencia cardiaca en reposo y durante esfuerzo físico tipo HIIT, después de 12 semanas de intervención con HIIT en personas con HTA y DT2 altamente adherentes.

Materiales y Métodos

Veintitrés pacientes, 3 hombres y 20 mujeres (n = 23), con diagnóstico de DT2 y HTA participaron de un programa de HIIT durante 12 semanas. Los pacientes fueron asignados a un grupo adherente (GA, n = 14, adherencia ≥ 90%) a quienes se les solicitó un elevado compromiso con el programa, o a un grupo no adherente (GNA, n = 9, con adherencia < 70%), similar a estudios previos20. El grupo GNA que sirvió como grupo control, se conformó con aquellos pacientes quienes presentaron un menor compromiso con el programa. El promedio de adherencia fue de GA: 99% y GNA: 58%. Los pacientes firmaron un consentimiento informado para participar del estudio, desarrollándose este trabajo considerando la Declaración de Helsinki de estudios con humanos. El estudio fue aprobado por el comité de ética del Centro de Salud Familiar Tomás Rojas, Chile. El diseño de estudio se observa en el Diagrama 1.

Los criterios de inclusión fueron: a) realizar < 150 min/semana de actividad física de baja/moderada intensidad21 o < 75 min/semana de vigorosa intensidad22; b) diagnóstico de DT2 e HTA con terapia farmacológica hipotensora o hipoglicemiante (ver sección tratamiento farmacológico); e) control de salud actualizado y f) electrocardiograma de reposo normal. Los criterios de exclusión fueron a) enfermedad ósea; b) enfermedad isquémica o arritmia y c) enfermedad pulmonar obstructiva crónica. Las características de los pacientes se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1. Características de los participantes

 

Procedimientos de estudio

La primera semana los sujetos completaron un cuestionario de actividad física y se registró el historial de vigencia en el programa de salud cardiovascular. En la segunda semana, se evaluó el peso corporal y la talla con una balanza con estadiómetro marca DETECTO (modelo 3P7044, USA) con una precisión de 0,1 cm y 0,1 kg respectivamente. El índice de masa corporal (IMC) fue calculado en base al peso corporal dividido por la talla al cuadrado. Siguiendo criterios ampliamente utilizados23, la presión arterial sistólica y diastólica, y la frecuencia cardiaca se midieron después de 15 min de reposo con un monitor digital marca OMRON® (modelo HEM-742INT, USA)24. En la tercera semana los sujetos iniciaron el proceso de familiarización al ejercicio (4 sesiones).

Prueba de HIIT 1x2x10

En la sesión número cinco los sujetos realizaron un protocolo HIIT utilizado previamente20, consistente en; 1 min de pedalear en bicicleta, 2 min de recuperación y ejecutado 10 veces (1x2x10), donde se monitoreó la frecuencia cardiaca en reposo (FCRep.), al inicio (FCinicio), y al término (FCtérmino) de cada intervalo.

Durante la prueba 1x2x10, la intensidad de esfuerzo muscular en bicicleta fue de 8 a 10 de acuerdo a la escala de Borg modificada de 10 puntos25, donde cada paciente podía cesar el ejercicio cuando así lo estimara, no siendo una imposición la finalización total de los 10 intervalos. Los pacientes tuvieron 2 min de pausa de recuperación entre cada intervalo. Cuando el paciente no se recuperaba (frecuencia cardíaca > 70% del máximo) en este tiempo de pausa, a este paciente se le permitía un mayor tiempo de descanso hasta lograr el valor esperado (≤ 70% de la FC máxima).

Variables de frecuencia cardiaca

Durante la prueba HIIT 1x2x10, adicionalmente se midió la frecuencia cardiaca de inicio (FCipre) y la frecuencia cardiaca de término (FCtpre) de cada uno de los 10 intervalos antes y después de 12 semanas de intervención (FCipost) y (FCtpost) respectivamente. Se calcularon los delta biológicos en latidos/minuto (lat/min) de la frecuencia cardiaca de inicio (FCinicio) y término (FCtérmino) de los 10 intervalos de la prueba 1x2x10. Las mediciones de frecuencia cardiaca se realizaron con un reloj cardiómetro marca POLAR® (modelo RS400, Finlandia) utilizado previamente26. Para la realización del programa HIIT, fueron utilizadas bicicletas marca LIFEFITNESS® (modelo C1, USA).

Programa de intervención con ejercicio HIIT

Durante 12 semanas, el programa tuvo una frecuencia de 2 sesiones/semana, 10 min de ejercicio, 20 min de pausa, promediando un tiempo de ~30 min en la bicicleta. Cada paciente desarrollo el protocolo de HIIT 1x2x10 descrito previamente20, el cual fue similar a la prueba HIIT 1x2x10 en bicicleta estática. Cada 2 semanas se debió regular la carga de la bicicleta (incrementar la resistencia a pedalear de la bicicleta), debido a las normales adaptaciones fisiológicas y mejora del umbral de base del paciente, ejercitándose siempre el paciente en cada intervalo de esfuerzo en una intensidad muscular de 8 a 10 puntos según la escala de Borg modificada. Después de cada minuto de esfuerzo pedaleando, los pacientes que no se recuperaban en los 2 min, podían utilizar un mayor tiempo hasta lograr el valor establecido ≤ 70% FC máxima. Debido a que no todos los pacientes fueron capaces de completar los 10 intervalos del protocolo al inicio del estudio, durante el desarrollo del programa los pacientes fueron incrementando el número de intervalos hasta completar el protocolo. Adicionalmente los pacientes quienes no se recuperaban inicialmente dentro de los 2 min establecidos de pausa, con el desarrollo de las sesiones la totalidad de los pacientes logro el valor de recuperación dentro de este tiempo.

Análisis estadísticos

Todos los datos se presentan en media ± desviación estándar. Se utilizó el test de Shapiro-Wilk para determinar la normalidad y el test de Levene para establecer la homocedasticidad. Análisis ANOVA de 2 vías fueron utilizados para determinar diferencias a través del tiempo de inicio y término de cada intervalo de ejercicio antes vs post intervención (FCipre) vs (FCipost) y (FCtpre) vs (FCtpost). Adicionalmente, se aplicó el test de Cohen para conocer si los cambios estadísticos en algunas variables fueron pequeños (0,20), moderados (0,60), largos (1,2) o muy largos (2,0). El nivel para significancia estadística se estableció en p < 0,05. Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software SPSS (versión 18.0).

Resultados

No existieron diferencias significativas en las características basales de la población en ambos grupos (Tabla 1).

Después de 12 semanas de intervención, no se presentaron modificaciones significativas en la frecuencia cardiaca de reposo en ambos grupos (Figura 1). Sin embargo, existieron “moderados” cambios estadísticos en esta variable de acuerdo al test de Cohen (Tabla 1).

 

Figura 1. Frecuencia cardiaca de reposo (FCRep.),
antes (Pre) y después (Post) de 12 semanas de HIIT
en dos grupos de sujetos con hipertensión y diabetes tipo 2.
Grupos se presentan como: (GA) grupo adherente y (GNA)
grupo no adherente.

 

Después de intervención se observó una modificación en la frecuencia cardiaca de inicio y término durante la prueba HIIT 1x2x10, donde el grupo adherente (GA) presentó una reducción significativa (p < 0,05) en la frecuencia cardiaca de inicio de la prueba en los intervalos 4, 5, 8-10 y de término de la prueba de los intervalos 8-10. El grupo GNA no presentó modificaciones estadísticamente significativas (Figura 2a).

Figura 2. Cambios al inicio y término de 10 intervalos de alta intensidad, post 12
semanas de HIIT. Grupos son descritos como: (GA) Grupo adherente y (GNA) Grupo
no adherente. Variables son descritas como: (FC) Frecuencia cardiaca, (FCipre)
Frecuencia cardiaca inicio previo a la intervención, (FCipost) Frecuencia cardiaca
de inicio posterior a la intervención, (FCtpre) Frecuencia cardiaca de término previo a la
intervención y (FCtpost) Frecuencia cardiaca de término posterior a la intervención.

 

En el grupo GA, la menor reducción en delta de frecuencia cardiaca de inicio (ΔFCinicio) fue de ~4 lat/min, mientras que la máxima reducción en delta fue de ~10 lat/min. En el mismo grupo, la mínima reducción en el delta de frecuencia cardiaca de término (ΔFCtérmino) fue de ~1 lat/min, mientras que la máxima reducción en delta fue de ~10 lat/min, (Figura 3b).

Figura 3. Cambios delta pre-post en la frecuencia cardiaca de inicio (a) y término (b)
durante 10 intervalos de alta intensidad posterior a 12 semanas de HIIT. Grupos son
descritos como: (GA) Grupo adherente y (GNA) Grupo no adherente. Variables son
descritas como: (FC) Frecuencia cardiaca (FCinicio) Frecuencia cardiaca al iniciar un
intervalo y (FCfinal) Frecuencia cardiaca al final de cada intervalo de ejercicio.
(*) Indica reducción significativa (p < 0,05) entre el pre-post intervención.

 

Discusión

Los mayores hallazgos del presente estudio indican que 12 semanas HIIT producen una más pronta recuperación post esfuerzo en pacientes con HTA y DT2 altamente adherentes, quienes presentan una menor frecuencia cardiaca de inicio antes de cada intervalo y una menor frecuencia cardiaca de término después de cada intervalo de la prueba de HIIT 1x2x10.

Es sabido que la frecuencia cardiaca en reposo (FCRep.) de personas sedentarias y enfermas puede disminuir después de ejercicio. Vance y cols27, mostraron que después de un ejercicio endurance este marcador se redujo desde 76 a 67 (-10 lat/min) después de 17 semanas. Por otra parte, Heydari y cols28, mostraron que después de 12 semanas de HIIT, la misma variable se redujo desde 67 a 61 (-6 lat/min). A pesar de no encontrar resultados significativos, nuestros resultados indican que la FCRep. se redujo desde 79 a 75 lat/min, (-4 lat/min), pudiéndose corroborar que en un tiempo de intervención similar, la FCRep. puede ser reducida también en pacientes con HTA y DT2, aunque la intensidad muscular de HIIT aplicado en el presente estudio en bicicleta fue mayor vs el ejercicio endurance de estos autores, aunque requiriendo invertir el paciente un tiempo menor en ejercicio.

Respecto a la FCinicio de cada intervalo, existe limitada evidencia durante ejercicio HIIT29,30, algunos estudios han sido aplicados sólo en sujetos entrenados, en personas con sobrepeso, pero no en población con HTA y DT2, y mucho menos en pacientes bajo farmacoterapia, donde conociéndose la masificación de estos programas por sus beneficios cardiometabólicos, es relevante reportar estos efectos. Nosotros observamos que la FCinicio se redujo en mayor magnitud vs la FC término, lo cual refleja que los pacientes iniciaron cada nuevo intervalo de la prueba 1x2x10 más recuperados. En este sentido, además de sus efectos benéficos reduciendo la presión arterial31, y mejorando el control glicémico20, cuando la población es adherente también se mejora la recuperación post esfuerzo acelerándose el retorno de la FC a sus valores basales.

La relevancia clínica de retornar la frecuencia cardiaca rápidamente a sus valores basales post esfuerzo, radica en una reducción de mortalidad por enfermedad cardiovascular13,14,32. Reducir ≥ 28 latidos en el segundo minuto de recuperación post esfuerzo indica una menor mortalidad por accidente cardiovascular32, dándose estos hallazgos en similitud al presente estudio. Esta situación se puede evidenciar al observar la figura 2a, contrastando la frecuencia cardiaca de término de cada intervalo después de intervención (FCtpost, cuadrados negros) que fue de 132,9 ± 19,5 lat/min vs la frecuencia cardiaca de inicio (FCipost, círculos negros) de 91,8 ± 14,1 lat/min, donde existió una reducción de Δ -41,1 lat/min después de 2 min de recuperación.

Reducir la FC de término de cada intervalo se relaciona con adaptaciones del sistema cardiovascular al ejercicio. Después de intervención al repetir la prueba HIIT 1x2x10 usando la misma intensidad y cadencia del período pre-intervención (Figura 2a), observamos que era necesario utilizar menor reserva cardiaca para mantener el mismo trabajo. Similares adaptaciones han sido reportadas en estudios previos10 donde después de 16 semanas de ejercicio endurance, al lograr reducir solo 1 lat/min, los autores reportaron una relación con la mejora en la modulación autonómica de la frecuencia cardiaca de reposo. Asimismo los estudios de Pagkalos9 y Braz11 han reportado mejoras en la respuesta cardiovascular al ejercicio relacionada a una mejora en la función autonómica. Esta mejor respuesta estaría asociada a una mayor reactivación del sistema parasimpático y una rápida caída de la función simpática, sobre todo en los primeros minutos de recuperación4.

Un reciente estudio concluyo que HIIT tiene efectos positivos sobre el funcionamiento del sistema cardiovascular33. Estos estarían determinados por una mayor eficiencia en el transporte, extracción y utilización de oxigeno por el músculo esquelético. En cuanto al transporte se ha observado una mejora en estructura y función vascular34, y un aumento de la densidad microvascular muscular35. Este aumento de la densidad capilar, facilitaría la extracción de oxígeno por parte del músculo esquelético36,37. También, se ha demostrado que HIIT aumenta los marcadores de biogénesis y actividad mitocondrial38, procesos mediados por la activación de proteínas claves en los procesos de transcripción como AMPK, MAPK, p38, p53 y PGC1α quienes juegan un rol clave en la síntesis de nuevas proteínas16,29,39. En cuanto a la adherencia y la magnitud de los beneficios de HIIT, Mancilla y cols.20 observaron mejores beneficios cardiometabólicos en aquellos pacientes más adherentes (≥ 70% del total de sesiones), destacando aún más que el ejercicio es una terapia efectiva y potente, pero cuando esta es aplicada y evaluada de manera regular en los pacientes.

A pesar de la ausencia de cambios significativos en el peso, IMC, presión arterial y frecuencia cardiaca de reposo, la reducción significativa de la frecuencia cardiaca de inicio y término en algunos de los 10 intervalos de la prueba HIIT 1x2x10, hace recomendable la utilización de HIIT en este tipo de pacientes para mejorar la recuperación post esfuerzo. Bien es sabido que los pacientes con HTA y/o DT2 presentan usualmente edad avanzada, y desarrollan actividades diarias de pequeños esfuerzos, donde practicar HIIT ofrecería una mejor calidad de vida a estos estímulos, al margen de los conocidos beneficios metabólicos.

Una fortaleza del presente estudio fue registrar la frecuencia cardiaca de cada intervalo en la prueba 1x2x10 de HIIT. Algunas debilidades fueron el bajo número de la muestra de estudio y el no control de los patrones de actividad física ni dieta posterior a las sesiones de ejercicio, sin embargo, se recordó a los participantes de mantener los mismos patrones declarados inicialmente. Un sesgo de este estudio fue el uso de atenolol por parte de 2 sujetos del GA y propanolol por 1 sujeto del GNA.

En conclusión, los pacientes altamente adherentes al programa HIIT mejoran la respuesta cardiovascular al ejercicio, necesitándose menos esfuerzo cardiovascular para mantener un trabajo determinado durante el desarrollo de un esquema de ejercicio como el protocolo 1x2x10 en bicicleta.

Agradecimientos: Al personal del Hospital Público de Los Lagos, a la Sra. Amanda Piel y al Sr. Alan Cofré, tecnólogos médicos. A Francisca Estefó, Margarita Ruiz, Sandra Vicencio, Nicole Seguel, Mauricio González, Eduardo Pineda, Daniela Jofré y Jorge Betanzo, internos de Kinesiología del Hospital de Los Lagos, a las nutricionistas Paulina Carrasco y Elizabeth Mariangel por su compromiso con la derivación de pacientes al programa.

 

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Recibido el 23 de diciembre de 2015, aceptado el 29 de julio de 2016.

Fuente de financiamiento: Este proyecto de investigación fue financiado con Fondos del Centro de Salud Familiar Tomás Rojas, perteneciente a la Ilustre Municipalidad de Los Lagos, con fondos del Hospital de Los Lagos. No se declaran conflicto de intereses entre las fuentes de financiamiento en el diseño del presente estudio.

Correspondencia a: Cristian Álvarez MsC
Departamento de Ciencias de la Actividad Física, Universidad de Los Lagos. Av. Fuchslocher 1305 Osorno, Chile.
cristian.alvarez@ulagos.cl

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