Réaction de la pression artérielle à la fréquence cardiaque pendant un test d’effort et risque d’hypertension future

L’hypertension est reconnue comme un facteur de risque clé pour la mortalité et la morbidité liées aux maladies cardiovasculaires.1 Des preuves émergentes que les maladies cardiovasculaires non fatales et fatales augmentent progressivement avec des niveaux plus élevés de pression artérielle (PA)2,3 font de l’identification précoce des personnes à risque accru de développer une hypertension une priorité. Il a été suggéré que le développement de l’hypertension est précédé d’un état préhypertensif qui peut se manifester par une réactivité cardiovasculaire anormale à des défis environnementaux et comportementaux, tels que des tâches d’arithmétique mentale4, une immersion dans l’eau froide5 et des tests de stress physique isométrique et dynamique.6-14 L’un des plus utiles pourrait être le test d’effort, car il est désormais largement utilisé dans les hôpitaux pour détecter les maladies coronariennes et dans la médecine sportive et du travail pour évaluer l’aptitude cardiorespiratoire. Cependant, sa fiabilité pour identifier les personnes susceptibles de développer une hypertension et comme test de prédiction de l’apparition de l’hypertension fait encore l’objet de discussions. Les études antérieures qui se sont penchées sur la question ont utilisé différentes définitions de la réponse exagérée de la pression artérielle à l’exercice, dont certaines basées uniquement sur la pression artérielle systolique (PAS)7,11-14 et d’autres sur la pression artérielle systolique et la pression artérielle diastolique (PAD) ensemble.6,8-10 En outre, il a été indiqué que le seuil séparant les réponses normales des réponses anormales devrait être déterminé en fonction du sexe, de l’âge et de la condition physique,15 qui ont tous montré qu’ils affectaient la réponse de la pression artérielle de manière indépendante et significative.13 Cependant, sans tenir compte de l’impact de ces facteurs, la plupart des études ont choisi de définir la réponse exagérée de la PA uniquement en termes de niveau de PA désigné à l’effort maximal et pour des charges de travail submaximales.7-9,11,14 Ces incertitudes méthodologiques peuvent rendre incertaine la valeur des informations recueillies par la mesure de la PA à l’effort pour évaluer le profil de risque hypertensif d’un individu. Ainsi, la validité d’un test d’exercice pour prédire l’hypertension future nécessite un développement méthodologique supplémentaire et une confirmation.

Dans la présente étude, nous avons examiné les données de test d’exercice d’un échantillon d’hommes normotendus d’âge moyen basé sur la population pour déterminer les plages anormales de réponse de la PA pendant l’exercice en fonction de l’augmentation de la fréquence cardiaque (FC), et nous avons évalué l’utilité clinique de la mesure de la PA à l’exercice comme moyen d’identifier tout risque accru de développer une hypertension après ajustement des facteurs de risque importants traditionnels.

Méthodes

Population étudiée

Un total de 2483 hommes a participé à des examens médicaux biannuels réalisés dans notre laboratoire de 1992 à 1995. Parmi eux, 1514 participants ont subi un test ergométrique à vélo. Les sujets ont été exclus s’ils (1) avaient des antécédents de maladies cardiovasculaires ou rénales ou de diabète ; (2) présentaient des signes électrocardiographiques de maladie coronarienne ou d’arythmie cardiaque ; (3) étaient hypertendus, définis par l’utilisation actuelle de tout médicament antihypertenseur ou par une pression artérielle moyenne au repos ≥140/90 mm Hg prise lors de 3 visites distinctes ; (4) étaient âgés de <20 ans ou >59 ans ; ou (5) avaient des données incomplètes de mesure de la pression artérielle à l’effort. Par conséquent, 1 033 sujets exempts de maladie cardiovasculaire et présentant des résultats normaux à l’ECG étaient admissibles à cette étude. Sur la base de leurs résultats aux tests d’effort, les réponses de la PA et de la FC à l’effort ont été évaluées. Les caractéristiques cliniques de l’échantillon de l’étude sont présentées dans le tableau 1.

Après l’épreuve d’effort au départ, les sujets ont été suivis pour l’évolution de l’hypertension jusqu’en 1999. Parmi eux, 47 avaient des données manquantes sur les covariables au départ, 84 n’ont pas participé aux examens de suivi semestriels et 139 avaient des informations incomplètes sur la tension artérielle. De plus, 37 sujets ont été éliminés de l’analyse parce qu’ils ont commencé à pratiquer des activités sportives régulières après avoir suivi des programmes éducatifs sur la modification du mode de vie. Il est bien connu que le risque de développer une hypertension peut être réduit par un programme d’exercices aérobiques.2 Par conséquent, l’étude de suivi était basée sur 726 sujets qui disposaient de données complètes sur les tests d’exercice, ainsi que de covariables au départ et du statut d’hypertendu lors du suivi. La durée moyenne du suivi était de 4,7 ans (de 3,6 à 6,9 ans). Les sujets ont subi des examens médicaux standardisés comprenant des mesures anthropométriques, physiologiques et biochimiques sanguines. Ils ont également rempli un questionnaire sur leurs antécédents médicaux personnels et parentaux, les médicaments utilisés et leurs habitudes de vie quotidienne, notamment le tabagisme, la consommation d’alcool et l’activité physique. Un consentement éclairé écrit, incluant l’autorisation d’utiliser les données de l’examen, a été obtenu après une explication des objectifs et des procédures de l’étude.

Mesure de la pression artérielle de repos

La pression artérielle de repos a été mesurée 3 fois en position assise par des médecins bien formés utilisant un sphygmomanomètre à mercure. La moyenne des 3 lectures a été utilisée pour la valeur représentative de l’examen. La mesure a été effectuée dans des conditions contrôlées, dans une pièce calme et en utilisant le même protocole lors de l’examen de base et de l’examen de suivi.

Test d’exercice sur ergomètre

Un test d’exercice maximum limité par les symptômes et gradué a été effectué sur un vélo ergomètre à freinage électronique (Fukuda Denshi, ML-1400). La charge de travail a été progressivement augmentée en utilisant une méthode de pente linéaire à un taux de 12,5 W/min jusqu’à ce que les sujets se plaignent d’épuisement. Tout au long du test, la dérivation V3 de l’ECG et la fréquence cardiaque ont été surveillées en permanence, et la tension artérielle a été enregistrée toutes les minutes de manière non invasive à l’aide d’un sphygmomanomètre automatique (Nippon Colin, STBP-780B). L’appareil était un appareil d’auscultation utilisant la détection des ondes R pour l’identification des sons de Korotkoff.16

Statut hypertensif au cours du suivi

Pendant la période de suivi, l’état hypertensif des sujets a été déterminé sur la base des réponses au questionnaire concernant les antécédents médicaux et les mesures de la PA effectuées lors de l’examen médical semestriel. Un sujet était considéré comme hypertendu si (1) sa PA au repos était ≥140/90 mm Hg et ne diminuait pas à nouveau dans la plage normotensive ou (2) s’il commençait à recevoir des médicaments antihypertenseurs pendant la période de suivi.

Analyses des données

Nous avons évalué les relations individuelles de la réponse de la SBP et de la DBP avec les incréments de la HR à partir des données obtenues pendant un exercice submaximal à des charges de travail de 50, 75 et 100 W. Dans cette analyse, la FC a été exprimée en pourcentage de la réserve maximale de FC (RRF) pour permettre l’évaluation de la même charge de travail métabolique chez des individus ayant des niveaux variables de FC au repos et de FC maximale, qui étaient liés au sexe, à l’âge et à la condition physique. La HRR a été calculée selon la formule suivante : HRR=. Ensuite, les valeurs des 10ème, 25ème, 50ème, 75ème et 90ème percentiles de la SBP et de la DBP ont été calculées pour la HRR dans chaque incrément de 5% par une méthode non paramétrique. Les courbes de percentile de la réponse de la PAS et de la PAD en fonction de la HRR ont été construites en ajustant un modèle polynomial du troisième ordre aux équations de régression de la PAS et de la PAD avec un pourcentage d’augmentation de la HRR en utilisant une analyse de régression multiple. Une réponse exagérée de la pression artérielle à l’exercice a été déterminée en traçant la PAS et la PAD mesurées d’un sujet individuel à une charge de travail de 100 W sur les courbes de percentile de réponse de la pression artérielle par HRR. Un sujet a été considéré comme ayant une réponse BP exagérée si sa SBP ou DBP était égale ou supérieure à la pression sur chacune des courbes de 90e percentile.

Les associations entre la réponse BP à l’exercice et le développement futur de l’hypertension ont été évaluées par estimation avec les courbes de survie Kaplan-Meier. Dans cette analyse, les réponses de la SBP et de la DBP à l’exercice ont été arbitrairement divisées en sous-catégories basées sur chacune des valeurs de quartile qui ont été dérivées des courbes de percentile de réponse de la BP par HRR. Un modèle de survie à risque proportionnel de Cox a été utilisé pour estimer la force et l’indépendance de la réponse de la PA à l’exercice dans la détermination du risque d’hypertension future. Le risque relatif avec l’intervalle de confiance correspondant à 95 % a été estimé dans le modèle et utilisé pour quantifier les risques d’hypertension. Les réponses de la TAS et de la TAD à l’exercice ont été évaluées séparément au moyen d’analyses non ajustées, ajustées à l’âge et ajustées aux covariables cliniques. Les covariables cliniques étaient l’âge d’entrée, l’indice de masse corporelle, la capacité de travail physique (en tant que capacité de performance cardiorespiratoire), la TAS et la TAD au repos, la glycémie à jeun, le cholestérol total, le cholestérol HDL, les triglycérides, la consommation d’alcool, l’activité physique et les antécédents parentaux d’hypertension. En outre, une analyse secondaire multivariée de Cox a été réalisée pour identifier les facteurs indépendants significativement associés à l’évolution de l’hypertension à partir d’un état normotendu. Les principaux facteurs de risque d’hypertension reconnus suivants ont été intégrés dans le modèle de Cox pas à pas en tant que variables indépendantes : réponse exagérée de la pression artérielle à l’exercice, pression artérielle au repos élevée, âge d’entrée, indice de masse corporelle, capacité de travail physique, glycémie à jeun, indice athérogène, consommation d’alcool et antécédents parentaux d’hypertension. Les niveaux de référence pour une pression artérielle au repos normale et élevée étaient des pressions de <130/85 mm Hg. L’hypothèse nulle a été rejetée à P<0,05 comme niveau de signification. L’analyse des données a été effectuée à l’aide du progiciel statistique SPSS 10.0 pour Windows (SPSS Software).

Résultats

Réponse de la pression sanguine pendant l’exercice

Les valeurs de la moyenne±SD de la SBP, de la DBP et de la HR de l’échantillon d’étude mesurées en position assise au repos et pendant un exercice submaximal à des charges de travail ergométriques de 25, 50, 75, 100 et 125 W par groupes d’âge de 10 ans sont présentées dans le tableau 2. Une comparaison des sujets de différents groupes d’âge a montré que les sujets plus âgés présentaient des augmentations plus importantes de la PAS et de la PAD pendant l’exercice, malgré l’absence de différences significatives apparentes lorsque les sujets étaient au repos. Les associations entre la TAS et la PAD à l’effort et d’autres variables physiologiques et biochimiques sanguines après ajustement pour l’effet de la TAS et de la PAD au repos sont présentées dans le tableau 3. Toutes les variables, à l’exception de l’indice de masse corporelle et du cholestérol HDL, étaient significativement corrélées avec la TAS et la TAD à l’effort. Le coefficient de corrélation le plus élevé a été trouvé dans l’augmentation en pourcentage de la HRR pour la TAS à l’effort (r=0,53, P<0,01) et la TAD (r=0,50, P<0,01). Les courbes des percentiles (10e, 25e, 50e, 75e et 90e) des réponses de la PAS et de la PAD en fonction de la HRR sont illustrées à la figure 1.

Analyse de suivi

Sur les 3427 personnes-années de suivi, 114 sujets (15,7%) ont évolué vers l’hypertension. Les courbes de survie ont démontré des associations dose-réponse du développement de l’hypertension avec les réponses SBP et DBP à l’exercice dans les quartiles sur les courbes de réponse de la BP par HRR, avec une propension significativement plus élevée à développer l’hypertension étant observée chez ceux avec le quartile le plus élevé de réponse SBP et DBP à l’exercice (Figure 2). Les modèles de Cox non ajustés ont révélé que les réponses exagérées de la PAS et de la PAD à l’exercice étaient significativement associées à une hypertension future. Après ajustement pour l’âge, le risque de développer une hypertension était accru pour les deux pressions. Un ajustement supplémentaire pour les facteurs de confusion potentiels n’a pas modifié efficacement l’association, les sujets qui présentaient une réponse exagérée de la pression artérielle ayant un risque presque 3 à 4 fois plus élevé de développer une hypertension par rapport à ceux qui présentaient une réponse normale de la pression artérielle (tableau 4).

Une analyse secondaire de Cox par étapes a révélé que les variables indépendantes suivantes étaient associées de manière significative à l’incidence de l’hypertension : réponse exagérée de la PA (P<0,001), PA normale élevée au repos (P<0,001), âge d’entrée (P=0,008) et indice de masse corporelle (P=0,023). Une réponse exagérée de la pression artérielle était plus fortement associée à l’issue de l’hypertension que la pression artérielle normale au repos et d’autres variables sélectionnées (R=0,21) (tableau 5).

Discussion

L’objectif principal de cette étude était d’évaluer la signification clinique d’une réactivité pressive anormale à l’effort physique, considérée comme un marqueur précoce d’une future hypertension. Nous avons constaté qu’une réponse exagérée de la PA à l’augmentation de la FC pendant un exercice ergométrique était associée à un risque 3 à 4 fois plus élevé de développer une hypertension, après contrôle des facteurs de risque traditionnels. Par conséquent, cette approche apporte un soutien supplémentaire au concept selon lequel la mesure de la PA à l’effort est un moyen précieux d’identifier un risque accru d’hypertension future chez des adultes normotendus apparemment en bonne santé.

On a émis l’hypothèse que le stress induit par l’exercice pourrait démasquer une tendance latente à l’hypertension.12 En conséquence, une réponse exagérée de la PA à l’exercice chez des sujets normotendus a été examinée de manière approfondie en relation avec le risque d’hypertension future.6-14 La plupart des études précédentes traitant de cette question se sont concentrées uniquement sur la PAS7,11-14 plutôt que sur la PAS et la PAD ensemble.6,8-10 Parce que l’effort physique entraîne une augmentation du débit cardiaque, une augmentation de la PAS est une conséquence naturelle de l’exercice dynamique. En revanche, la PAD reste inchangée ou ne présente qu’une légère augmentation, conséquence de la vasodilatation métabolique des vaisseaux périphériques.17 Cependant, certains chercheurs11,17,18 ont observé une augmentation significative de la PAD même chez des sujets normotendus, ce qui suggère une résistance vasculaire périphérique au repos accrue11,19 et une capacité réduite de vasodilatation induite par l’exercice.20,21 Ce schéma hémodynamique peut s’expliquer par une hyperréactivité des nerfs sympathiques et une réponse vasculaire accrue à la stimulation adrénergique ou par un épaississement de la paroi artériolaire qui modifie sa capacité à répondre aux stimuli vasoconstricteurs.18 Chez les sujets présentant de telles caractéristiques vasculaires, un débit cardiaque plus élevé augmente non seulement la TAS mais provoque également des élévations marquées de la TAD, comme celles qui se produisent dans l’hypertension établie. Par conséquent, la TAD et la TAS semblent être des critères importants pour déterminer une réactivité cardiovasculaire anormale à un stress physique. De plus, les définitions de la réponse exagérée de la PA à des niveaux maximaux d’effort8,9,11,13 peuvent être problématiques. Pendant un exercice ergométrique, la sphygmomanométrie manuelle ou automatisée est couramment utilisée pour mesurer la PA car il s’agit d’une procédure non invasive, relativement peu coûteuse et simple. On s’accorde généralement à dire que les mesures indirectes donnent des lectures de la PAS qui ne diffèrent pas de manière significative des mesures intravasculaires directes.22 Inversement, des différences statistiquement significatives apparaissent dans les lectures indirectes de la PAD mesurées en particulier pendant un exercice maximal16,22,23 parce que le travail ergométrique maximal exige des contractions musculaires isométriques qui produisent une augmentation marquée de la résistance périphérique totale.11,17,18 Cependant, il a été démontré que les mesures directes et indirectes de la PAD présentent une corrélation satisfaisante sous la charge de travail d’un exercice léger ou modéré.17,18,22,23 De plus, plusieurs études ont montré que les personnes entraînées en endurance sont plus susceptibles de présenter des augmentations significativement plus élevées de la PAS pendant un exercice maximal que les personnes non entraînées, malgré leur risque réduit de développer une hypertension.24,25 Ces résultats conduisent à l’idée qu’une réponse exagérée de la PA à l’exercice devrait être déterminée sur la base de la PAS et de la PAD ensemble à partir de données obtenues pendant une charge de travail d’exercice submaximal relativement faible. Ce niveau d’exercice présente l’avantage supplémentaire de nécessiter un minimum de coopération de la part des sujets, et il limite l’influence de la durée de l’exercice et du conditionnement physique.

Bien que les études précédentes aient défini la réponse exagérée de la PA uniquement en termes de niveau de PA désigné, il a été indiqué que le point de coupure séparant la réactivité pressive normale de la réactivité pressive anormale devrait être déterminé en fonction du sexe, de l’âge et de la condition physique.15 Cela signifie que certains ajustements sont nécessaires pour les différences dans le niveau de stress métabolique d’un sujet à une charge de travail pour laquelle une réponse exagérée de la PA est déterminée. Dans cette étude, la corrélation la plus élevée entre la PAS et la PAD pendant un exercice submaximal a été observée dans les augmentations de la FC à la charge de travail, qui a été exprimée relativement en pourcentage de la FC. Il est communément admis que la surveillance de la réponse de la FC pendant l’exercice joue un rôle important dans l’évaluation de l’intensité de l’exercice car elle répond linéairement à la charge de travail et est étroitement associée à l’absorption d’oxygène.26 Cependant, malgré l’utilité de l’évaluation par la réponse de la FC, les différences individuelles de la FC au repos et de la FC maximale doivent être prises en compte.27 Des études antérieures ont montré que la FC relative, définie par le pourcentage de la plage de FC entre la FC au repos et la FC maximale, peut compenser les différences individuelles et fournir des estimations plus précises de l’intensité de l’exercice chez les athlètes et les non athlètes.27,28 Par conséquent, nous avons évalué la réponse de la SBP et de la DBP à l’exercice sur la base de l’augmentation de la FC relative à la charge de travail. Cette approche peut permettre une comparaison des individus avec différents niveaux de conditionnement qui sont liés au sexe, à l’âge et à la condition physique et peut donc contribuer à une diminution de la mauvaise classification de la réactivité anormale de la PA et identifier plus clairement son association avec le risque d’hypertension future.

Les résultats de notre modèle multivarié par étapes ont montré un risque significatif et indépendant de développer une hypertension dans un groupe spécifique avec une PA au repos normale élevée. Ce résultat confirme clairement les affirmations d’études antérieures selon lesquelles la prééminence de la PA de repos de base est elle-même fortement associée à l’hypertension future. Toutefois, le modèle a également révélé une association plus forte entre la réponse de la TA à l’effort et l’hypertension ultérieure qu’avec la TA au repos. Nos résultats sont soutenus par certaines études,6,8,9,11 alors que plusieurs autres ont suggéré que la valeur prédictive de la PA mesurée pendant l’exercice pour l’hypertension future est plus faible que celle mesurée au repos.7,10,14 Par conséquent, quelle pression est plus informative et plus valable comme marqueur précoce de l’hypertension reste encore à élucider. L’incohérence peut provenir des différences de méthodologie, des caractéristiques de la population étudiée et des covariables cliniques prises en compte dans l’analyse. Cependant, la constatation que le risque relatif individuel de développer une hypertension chez des adultes normotendus ayant une TA au repos légèrement élevée est considérablement augmenté s’ils présentent une réponse exagérée de la TA à l’effort indique que la mesure de la TA à l’effort peut fournir des informations supplémentaires importantes concernant le risque de développer une hypertension qui ne peut être estimée par la seule TA au repos. De plus, les mesures de la PA au repos montrent souvent des valeurs faussement élevées en raison de l’anxiété, ce qui diminue la reproductibilité des résultats et leur utilité pour prédire l’hypertension future. Il a été indiqué qu’une meilleure fiabilité test-retest peut être obtenue par l’évaluation de la PA au cours d’une épreuve d’effort.29,30 Ainsi, les informations fournies par cette évaluation relativement simple pourraient être plus utiles que celles obtenues par la mesure répétée, standardisée et minutieuse de la PA au repos.

En conclusion, pour réduire l’impact des complications cardiovasculaires ultérieures, l’identification précoce d’un sous-groupe plus susceptible de développer une hypertension est une préoccupation essentielle. Nos résultats ont montré que le risque relatif individuel d’hypertension chez les sujets normotendus était fortement augmenté s’ils présentaient une réponse exagérée de la PA à l’exercice. Cette constatation confirme la contribution supplémentaire et incrémentielle de la réponse de la TA à l’exercice par rapport à la TA au repos dans la prédiction de l’hypertension ultérieure. Bien que les tests d’exercice de masse de routine ne soient pas recommandés pour identifier les futurs hypertendus, il est possible d’obtenir les résultats des tests d’exercice car ces tests sont maintenant largement utilisés pour évaluer la capacité de performance cardio-respiratoire dans le sport et la médecine du travail ainsi que pour détecter les maladies coronariennes en milieu hospitalier ou en cabinet. Ces données peuvent fournir des informations importantes sur un profil de risque d’hypertension dans une population d’adultes normotendus apparemment en bonne santé.

Notes de bas de page