L’exercice aérobie quotidien améliore L’hyperémie réactive chez les Patients souffrant d’Hypertension essentielle

l’exercice aérobie régulier chez les patients souffrant d’hypertension essentielle est associé à des changements bénéfiques de la pression artérielle, du profil des lipoprotéines, du métabolisme du glucose et de la libération neurohormonale. Des études épidémiologiques récentes ont montré que l’exercice physique réduit la morbidité et la mortalité cardiovasculaires dans la population générale, y compris les personnes souffrant d’hypertension.,12 Cependant, le mécanisme sous-jacent aux effets antihypertenseurs et antiathérogènes de l’exercice reste flou.

plusieurs éléments de preuve indiquent une altération de la vasorélaxation endothéliale-dépendante dans les vaisseaux de l’avant-bras34 et dans la circulation coronaire5 et renal67 des patients souffrant d’hypertension essentielle., Des expériences récentes ont démontré que la poursuite de l’exercice augmentait la vasodilatation évoquée par le vasodilatateur acétylcholine dépendant de l’endothélium chez les chiens8 et les rats9,alors que dans les études cliniques, l’entraînement physique augmentait la vasodilatation dépendante de l’endothélium dans l’avant-bras chez des sujets sains10 et des patients atteints d’insuffisance cardiaque chronique.11 la question de savoir si la vasodilatation dépendante de l’endothélium est restaurée par l’exercice aérobie chez les patients souffrant d’hypertension essentielle est donc importante.,

Tout d’abord, pour déterminer si un dysfonctionnement endothélial est démontrable dans la circulation de l’avant-bras des patients souffrant d’hypertension essentielle, nous avons mesuré les réponses du flux sanguin de l’avant-bras (FBF) à l’hyperémie réactive, un indice de vasodilatation dépendante de l’endothélium, et à la nitroglycérine administrée par sublinguale, un indice de vasodilatation indépendante de l’endothélium. Deuxièmement, nous avons évalué les effets de l’exercice aérobique régulier à long terme sur la fonction endothéliale chez les patients souffrant d’hypertension essentielle légère à modérée., Pour ce faire, nous avons déterminé la vasodilatation dépendante de l’endothélium au début et à la fin d’une période d’exercice régulier de 12 Semaines.

méthodes

protocole D’Étude 1: fonction endothéliale chez les sujets Normotensifs et hypertendus

Nous avons étudié 27 patients Japonais présentant une hypertension essentielle légère à modérée (20 hommes et 7 femmes; âge moyen 52±9 ans) et 17 sujets normotensifs (12 hommes et 5 femmes; âge moyen 49±7 ans)., L’Hypertension a été définie comme une pression artérielle systolique>160 mm Hg et/ou une pression artérielle diastolique>95 mm Hg mesurée en position assise à au moins 3 occasions différentes dans la clinique externe de la Faculté de Médecine de L’Université D’Hiroshima. L’hypertension essentielle légère à modérée a été définie comme une pression systolique comprise entre 140 et 170 mm Hg et une pression diastolique comprise entre 90 et 110 mm Hg, sans signes objectifs de maladie hypertensive., Les Patients présentant des formes secondaires d’hypertension ont été exclus sur la base d’antécédents complets et d’un examen physique, d’examens radiologiques et échographiques et d’analyses d’urine. L’activité plasmatique de la rénine et les concentrations plasmatiques d’aldostérone et de noradrénaline ainsi que les concentrations sériques de créatinine, de potassium, de calcium et de thyroxine libre ont été déterminées, ainsi que l’excrétion urinaire sur 24 heures de 17-hydroxycorticostéroïdes, de 17-stéroïdes cétogènes et d’acide vanillylmandélique., Aucun patient n’avait d’antécédents de maladie cardiovasculaire ou cérébrovasculaire, de diabète sucré, d’hypercholestérolémie, de maladie du foie ou de maladie rénale. Tous les patients étaient essentiellement sédentaires et ne faisaient pas d’exercice régulièrement. La tension artérielle normale est définie comme une pression artérielle systolique <140 mm Hg et une pression artérielle diastolique <80 mm Hg. Les sujets témoins normotensifs n’avaient pas d’antécédents de maladie grave. Une consommation d’alcool supérieure à 30 mL/j d’éthanol était également un critère d’exclusion., Le protocole d’étude a été approuvé par le Comité d’éthique du premier département de Médecine interne de L’Université D’Hiroshima. Le consentement éclairé pour la participation a été obtenu de tous les sujets.

les réponses vasodilatatrices à l’hyperémie réactive et à la nitroglycérine sublinguale ont été évaluées chez des sujets témoins normotenseurs et des patients hypertendus essentiels. L’étude a débuté à 8 h 30. Les sujets ont jeûné la nuit précédente pendant au moins 12 heures et ont été maintenus en décubitus dorsal dans une pièce calme, sombre et climatisée (température constante, 22°C à 25°C) tout au long de l’étude., Après que les sujets se soient reposés pendant 30 minutes en décubitus dorsal, leur FBF basal a été mesuré comme décrit ci-dessous. Ensuite, les effets de l’hyperémie réactive et de la nitroglycérine sublinguale sur la FBF ont été mesurés. Pour obtenir une vasodilatation par écoulement, on a obstrué la FBF en gonflant un brassard sur le bras gauche à une pression de 280 mm Hg pendant 5 minutes. Après la libération de l’occlusion ischémique du brassard, la FBF a été mesurée pendant 3 minutes. Un comprimé de nitroglycérine (0,3 mg, Nihonkayaku Co) a été administré par voie sublinguale et la FBF a de nouveau été mesurée pendant 3 minutes., Ces études ont été effectuées dans un ordre aléatoire, après le retour de la FBF à la valeur initiale; parce que dans une étude préliminaire, la FBF est revenue à la valeur initiale dans les 10 minutes suivant la libération de l’occlusion du brassard ou l’administration sublinguale de nitroglycérine, la réponse à l’hyperémie réactive ou à la nitroglycérine sublinguale a été suivie d’une période de récupération de 15 minutes. Les concentrations sériques à jeun initiales de cholestérol total, de cholestérol HDL, de TG, de créatinine, d’insuline, de glucose, d’électrolytes, d’activité rénine plasmatique et de concentration de noradrénaline ont été obtenues après une période de repos de 30 minutes.,

mesure du débit sanguin de l’avant-bras

la FBF a été mesurée à l’aide d’un pléthysmographe Silastique rempli de mercure (EC-5R, D. E. Hokanson, Inc) comme décrit précédemment.34 brièvement, la jauge de contrainte a été fixée à la partie supérieure du bras gauche, reliée au dispositif de pléthysmographie et soutenue au-dessus du niveau de l’oreillette droite. Une minute avant chaque mesure et tout au long de la mesure de FBF, un brassard a été gonflé à une pression de 50 mm Hg supérieure à la pression artérielle systolique pour exclure la circulation de la main des mesures., Le brassard du bras a été gonflé à 40 mm Hg pendant 7 secondes par cycle de 15 secondes pour obstruer l’écoulement veineux du bras, à l’aide d’un gonfleur de brassard rapide (EC-20, D. E. Hokanson, Inc). Le signal de sortie FBF a été transmis à un enregistreur (U-228, Advance Co). La FBF a été exprimée en millilitres par minute pour 100 mL de volume de tissu de l’avant-bras. Quatre mesures pléthysmographiques ont été moyennées pour obtenir la FBF à l’inclusion et pendant l’hyperémie réactive et l’administration de nitroglycérine sublinguale.

le Protocole de l’Étude 2., Effet de L’exercice aérobique sur la fonction endothéliale chez les Patients souffrant D’Hypertension essentielle

parmi les 27 patients, 20 (14 hommes et 6 femmes; âge moyen 53±10 ans) ont été randomisés en exercice aérobique régulier. Une période de rodage de 4 semaines a été suivie d’une période d’exercice physique de 12 Semaines. Les 7 autres patients (6 hommes et 1 femme; âge moyen 51±8 ans) ont poursuivi 12 semaines de suivi sans modification du mode de vie.

pendant la période de rodage, la pression artérielle était stable., Les réponses vasodilatatrices à l’hyperémie réactive et à la nitroglycérine sublinguale ont été évaluées selon un protocole identique au Protocole de l’Étude 1 au début et à la fin de la période de suivi de 12 Semaines.

pour examiner l’effet de l’exercice sur la libération d’oxyde nitrique (NO), nous avons mesuré la FBF pendant l’hyperémie réactive et l’administration sublinguale de nitroglycérine en présence de L’inhibiteur de la NO synthase NG-monométhyl-l-arginine (L-NMMA; Sigma Chemical Co) chez 9 des 20 patients hypertendus randomisés à l’exercice aérobie., Les réponses du système vasculaire de l’avant-bras à l’hyperémie réactive et à la nitroglycérine sublinguale après la perfusion de L-NMMA ont été évaluées au début et à la fin de la période d’exercice de 12 Semaines. Un cathéter en polyéthylène de calibre 23 (Hakkow Co) a été inséré dans l’artère brachiale gauche sous anesthésie locale (lidocaïne à 1%) pour perfusion de L-NMMA. Après que le sujet a maintenu la position couchée pendant 30 minutes, nous avons mesuré la FBF basale. Ensuite, les effets de l’hyperémie réactive et de la nitroglycérine sublinguale sur l’hémodynamique de l’avant-bras ont été mesurés. La FBF a été mesurée au cours des 2 dernières minutes de la perfusion., Chaque étude a été lancée après le retour de la FBF à l’état initial. Après une période de récupération de 15 minutes, la L-NMMA a été perfusée par voie intra-artérielle à une dose de 8 µmol/min pendant 5 minutes pour la mesure de la FBF basale. Nous avons effectué une hyperémie réactive et de la nitroglycérine sublinguale après l’initiation d’une perfusion de 5 minutes de L-NMMA; la FBF a été mesurée au cours des 2 dernières minutes de perfusion.

l’Exercice Aérobie

les Sujets ont effectué 30 minutes de marche rapide 5 à 7 fois par semaine pendant 12 semaines., Une période d’échauffement de 5 minutes a été suivie de 30 minutes d’exercice et d’une période de refroidissement de 5 minutes. Nous avons expliqué la méthode d’exercice aérobie en détail (type d’exercice, fréquence, durée et intensité) et démontré la marche rapide pour les sujets. Les Participants ont été invités à enregistrer l’exercice effectué, mais à conserver leurs habitudes comportementales et alimentaires d’origine, en particulier leur consommation de sodium, de potassium, de calories et d’alcool., Pour surveiller la conformité, nous avons vérifié la feuille de performance de l’exercice, mesuré l’excrétion urinaire de sodium et de potassium pendant 24 heures et interrogé tous les sujets toutes les 4 semaines. Dans une étude préliminaire, l’intensité de la marche rapide ordonnée était équivalente à 52±6% de la consommation maximale d’oxygène (n=5).

méthodes analytiques

des échantillons de sang veineux ont été placés dans des tubes contenant de l’EDTA sodique (1 mg / mL) et dans des tubes en polystyrène., Les tubes contenant de l’EDTA ont été refroidis rapidement dans un bain de glace avant la séparation immédiate du plasma par centrifugation à 3100 tr / min à 4°C pendant 10 minutes; le sérum a été séparé à 1000 tr / min à température ambiante pendant 10 minutes. Les échantillons ont été conservés à -80°C jusqu’à leur dosage. Des méthodes chimiques de Routine ont été utilisées pour déterminer les concentrations sériques de cholestérol total, de cholestérol HDL, de TG, de créatinine, de glucose et d’électrolytes. La concentration sérique de lipoprotéines de basse densité (LDL) a été déterminée à l’aide de la méthode de Friedewald.12 PRA (Gamma Coat PRA, Baxter Travenol Co) a été dosé par radioimmunoessai., La concentration plasmatique de noradrénaline a été mesurée par chromatographie liquide à haute performance.

analyse statistique

les résultats sont présentés sous forme de moyenne±écart-type. Les valeurs de P < 0,05 ont été considérées comme significatives. Le test U de Mann-Whitney a été utilisé pour évaluer les différences entre les sujets hypertendus et les normotensifs concernant les paramètres à l’inclusion. Les comparaisons des paramètres avant et après l’exercice ont été effectuées avec des moyennes ajustées par ANCOVA en utilisant les données de base comme covariables., Les comparaisons des courbes d’évolution temporelle des paramètres au cours de l’hyperémie réactive ont été analysées par ANOVA à 2 voies pour des mesures répétées. Les données ont été traitées à l’aide des progiciels StatView IV (Brainpower) ou Super ANOVA (Abacus Concepts).

Résultats

le Protocole de l’Étude 1., Les effets de L’hyperémie réactive et de la nitroglycérine sublinguale sur le flux sanguin de l’avant-bras chez les patients présentant une Hypertension essentielle et des sujets Normotensifs

Les caractéristiques cliniques initiales chez les 27 patients hypertendus avant l’exercice et les 17 sujets témoins normotensifs sont résumées dans le tableau 1. La pression artérielle systolique et diastolique ainsi que la résistance vasculaire de l’avant-bras (RVF) étaient significativement plus élevées chez les patients hypertendus que chez les sujets normotensifs. D’autres paramètres étaient similaires dans les 2 groupes., La FBF des patients hypertendus pendant l’hyperémie réactive, un indice de vasorélaxation endothéliale-dépendante, était significativement inférieure à celle des sujets normotensifs (Figure 1a), tandis que l’augmentation de la FBF après administration sublinguale de nitroglycérine, un indice de vasodilatation endothéliale-indépendante, était similaire dans les 2 groupes (Figure 1B).

le Protocole de l’Étude 2., Effets de l’exercice aérobie sur les caractéristiques cliniques initiales

Les caractéristiques cliniques initiales des 20 patients hypertendus qui suivent le programme d’exercice aérobie (groupe d’exercices) et des 7 patients hypertendus sans changement d’activité (groupe témoin) sont résumées dans le tableau 2, avant et après la période de 12 Semaines. Les valeurs de base pour tous les paramètres étaient similaires dans les 2 groupes., Une période d’exercice de 12 semaines a considérablement diminué la pression artérielle systolique et diastolique, la concentration de cholestérol LDL et de FVR, et a augmenté de manière significative la concentration de cholestérol HDL, alors qu’aucun changement ne s’est produit dans le groupe témoin. D’autres paramètres, tels que la FBF basale et la glycémie, sont restés inchangés après 12 semaines dans les deux groupes.

effets de l’exercice aérobique sur la fonction endothéliale

à la mesure initiale, l’hyperémie réactive était similaire dans les groupes d’exercice et de contrôle., Après 12 Semaines d’exercice, la réponse FBF maximale dans l’hyperémie réactive a augmenté de manière significative dans le groupe d’exercice, passant de 38,4±4,6 à 47,1±4,9 mL/min par 100 mL de tissu (p<0,05) (Figure 2a), mais aucun changement n’a été détecté dans le groupe témoin. Les changements de FBF après administration sublinguale de nitroglycérine étaient similaires avant et après l’intervalle de 12 semaines dans les deux groupes (Figure 2b).

l’augmentation de la FBF maximale avec hyperémie réactive après 12 Semaines d’exercice est significativement corrélée à la diminution du cholestérol LDL dans le groupe d’exercice (r=-0.,46, P <0.05); (Figure 3). Aucune corrélation significative n’a été observée entre la FB maximale avec l’hyperémie réactive et les modifications de la pression artérielle ou d’autres paramètres.

effets de la L-NMMA sur L’avant-bras réponse vasculaire à L’hyperémie réactive et à la nitroglycérine avant et après la période D’exercice de 12 Semaines

la réponse FBF a été évaluée à la fois en l’absence et en présence de L-NMMA. Chez 9 des 20 patients hypertendus effectuant des exercices aérobiques, l’hyperémie réactive avait augmenté de manière significative après 12 Semaines (Figure 4A)., La perfusion Intra-artérielle de l-NMMA, inhibiteur de la NO synthase, a diminué significativement la FBF basale, passant de 4,8±1,1 à 3,0±0,6 mL/min par 100 mL de tissu (p<0,05). Le changement dans les réponses vasculaires basales de l’avant-bras à la L – NMMA était similaire aux points temporels de 0 et 12 Semaines. Aucun changement significatif de la pression artérielle ou de la fréquence cardiaque n’a été détecté pendant la perfusion de L-NMMA à 0 et 12 Semaines.,

la perfusion intra-artérielle de L-NMMA a diminué la réponse à l’hyperémie réactive aux deux moments et a aboli l’amélioration de l’hyperémie réactive induite par 12 Semaines d’exercice (Figure 4B).,

Discussion

dans la présente étude, les caractéristiques du mode de vie, y compris le contrôle du poids corporel, La consommation d’alcool (<30 mL par jour d’éthanol), la consommation de sodium, la consommation de potassium et le tabagisme étaient similaires dans les groupes d’exercice et de contrôle tout au long de l’étude, suggérant qu’une activité physique régulière accrue augmentait la vasodilatation dépendante de l’endothélium, réduisait la pression artérielle et améliorait le profil des lipoprotéines.,

l’exercice aérobique à Long terme chez les patients hypertendus a amélioré l’hyperémie réactive, un indice de vasorélaxation endothéliale-dépendante, grâce à une augmentation de la libération de NO. Dans la présente étude, la L-NMMA, un inhibiteur de la NO synthase, a considérablement inhibé la réponse améliorée de la FBF à l’hyperémie réactive par l’exercice, indiquant que la vasodilatation dépendante de l’endothélium améliorée par l’exercice résultait probablement d’une libération accrue de NO.,

récemment, nous avons signalé que les patients souffrant d’hypertension essentielle présentaient une altération de la relaxation vasculaire rénale dépendante de l’endothélium.67 l’hyperémie réactive dans les artères de l’avant-bras a également été significativement émoussée chez les patients souffrant d’hypertension essentielle par rapport aux sujets témoins normotensifs dans la présente étude. Nos résultats concordent avec les résultats d’études antérieures montrant que la vasodilatation de l’avant-bras dépendante de l’endothélium en réponse à l’acétylcholine vasodilatatrice dépendante de l’endothélium est réduite chez les patients hypertendus.,34 ces résultats suggèrent que la dysfonction endothéliale est importante dans l’augmentation de la résistance vasculaire observée chez les patients hypertendus.

l’exercice aérobie à Long terme a amélioré la vasodilatation dépendante de l’endothélium avec hyperémie réactive mais pas la vasodilatation indépendante de l’endothélium en réponse à la nitroglycérine. Ces résultats suggèrent que l’exercice a rétabli la fonction normale principalement dans l’endothélium vasculaire, et non dans le muscle lisse vasculaire., Bien que la présente étude n’ait pas déterminé le mécanisme par lequel l’amélioration de la fonction endothéliale résultait d’un exercice aérobie régulier, certaines possibilités pourraient être envisagées. Tout d’abord, l’exercice aérobie augmente la contrainte de cisaillement, ce qui déclenche la libération de NO. Les augmentations répétitives du flux sanguin ou la contrainte de cisaillement avec l’exercice peuvent augmenter L’absence de libération dans l’endothélium vasculaire; en effet, les niveaux physiologiques de la contrainte de cisaillement peuvent induire aucune libération des cellules endothéliales cultivées.,14 Sessa et al ont récemment démontré que l’augmentation de la contrainte de cisaillement endothélial par l’exercice continu peut augmenter la production de NO et les niveaux de codage de l’ARNm NO synthase, ce qui peut contribuer aux effets bénéfiques de l’exercice dans les artères coronaires épicardiques des chiens.15 Il a également été démontré que L’augmentation du flux sanguin et la contrainte de cisaillement ont des effets bénéfiques sur la structure vasculaire et la réactivité.16

un deuxième mécanisme possible est basé sur des observations selon lesquelles le LDL oxydé interfère avec la formation de NO17 et même inactive directement le NO.,18 plusieurs éléments de preuve ont montré que la thérapie hypocholestérolémiante et antioxydante peut restaurer une vasodilatation dépendante de l’endothélium altérée dans les artères de l’avant-bras.19 bien que nous n’ayons pas mesuré directement les taux de LDL oxydés dans la présente étude, l’augmentation de la réponse FBF à l’hyperémie réactive était corrélée à une diminution du cholestérol LDL après 12 Semaines d’exercice. La réduction des LDL peut entraîner une diminution de la suppression de la formation de NO par les LDL oxydés.,

Enfin, plusieurs résultats expérimentaux suggèrent que la fonction endothéliale est altérée par rapport à la gravité de l’élévation de la pression artérielle.20 ainsi, la réduction de la pression artérielle en soi peut améliorer la fonction endothéliale. Cependant, nous n’avons trouvé aucune corrélation significative entre la réduction de la pression artérielle par l’exercice et l’augmentation de la réponse FBF à l’hyperémie réactive. Des études antérieures ont également conclu que la diminution de la pression artérielle n’améliore pas directement la fonction endothéliale dans l’artère brachiale et les petites artères des patients souffrant d’hypertension essentielle.,2122 nous doutons donc de cette dernière possibilité.

on pense que l’hyperémie réactive a des composantes de dépendance et d’indépendance de l’endothélium et qu’elle est multifactorielle. Dans la présente étude, aucun inhibiteur de synthase L-NMMA n’a aboli l’hyperémie réactive d’environ 40% avant l’exercice. L’hyperémie réactive a été réduite par l’antagoniste des récepteurs de l’adénosine, la théophylline23, mais pas par l’aspirine, inhibiteur de la cyclooxygénase.24 le facteur hyperpolarisant dérivé de L’endothélium peut également contribuer à l’hyperémie réactive., Étant donné que la réponse accrue du système vasculaire de l’avant-bras à l’hyperémie réactive par l’exercice dans le groupe d’exercice a été inhibée substantiellement par la L-NMMA, nous considérons que l’augmentation de la libération de NO est impliquée dans l’hyperémie réactive améliorée par l’exercice. Il est rapporté que cette vasodilatation endothéliale-dépendante évoquée par perfusion intra-artérielle d’agents vasoactifs a été substituée par des réponses vasculaires à l’hyperémie réactive, une méthode non invasive.,2526 l’utilisation d’agonistes tels que l’acétylcholine ou la méthacholine pour stimuler la libération de NO permettrait de tirer des conclusions plus précises concernant le rôle de la libération basale et stimulée de NO par l’exercice dans la circulation de l’avant-bras.

En conclusion, l’activité physique aérobique régulière modérément intense a empêché l’altération de l’hyperémie réactive chez les patients souffrant d’hypertension essentielle, probablement en raison d’une augmentation de la production de NO induite par l’exercice., L’exercice aérobique devrait être recommandé pour aider à la prévention de l’hypertension, pour réduire la pression artérielle dans l’hypertension établie, et pour réserver le dysfonctionnement endothélial lié à l’hypertension.