clinician update

CLINICIAN UPDATE
Exercise Prescription and Primary Prevention of
Cardiovascular Disease
Thomas S. Metkus, Jr, MD; Kenneth L. Baughman, MD†; Paul D. Thompson, MD
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C
ase presentation: Mr R. is a 48year-old man with hypertension
and dyslipidemia. He is 5⬘8⬙ tall and
weighs 177 lb, with a body mass index
of 26.9 kg/m2. He swam competitively
in college but has performed little
physical activity since. He holds an
office job and has no symptoms of
angina, dyspnea, or palpitations. His
brother recently had a myocardial infarction at 50 years of age. Mr. R. asks
your advice about an exercise program
that will reduce his risk of future myocardial infarction.
Coronary heart disease (CHD) remains a major cause of morbidity and
mortality, and effective strategies for
primary prevention of CHD are critical. Physical inactivity is one of several modifiable risk factors that contribute to CHD risk.1 This article
presents a practical approach to prescribing exercise for primary prevention of CHD.
Benefits of Aerobic and
Anaerobic Exercise
Observational studies have reported
decreased numbers of CHD events in
subjects who perform regular aerobic
activity.2,3 There is a dose-response
relationship between CHD and aerobic
physical activity, and even 1 hour of
walking per week is associated with
lower risk.4 Strength training may impart additional benefit.5 Exercise training positively impacts several cardiac
risk factors (Table 1).6 –11
Target Population, Risks,
and Contraindications
to Exercise
The American Heart Association and
others have issued recommendations
for aerobic exercise and resistance
training for healthy adults 18 to 65
years of age.12,13 The most common
noncardiac risk of exercise training is
musculoskeletal injury, a risk that can
be mitigated by a gradual increase in
the intensity of exercise. Of greater
concern is the risk of exercise-induced
cardiac events. Compared with sedentary activity, vigorous exercise may
increase the risk of sudden cardiac
death as much as 16.9-fold during and
immediately after activity.14 Similarly,
the relative risk of myocardial infarction during vigorous exercise is increased 2- to 10-fold.15 This risk is
highest among chronically sedentary
patients who undertake vigorous exer-
cise abruptly, those with a history of
cardiovascular disease, and those with
prodromal symptoms.16 Despite the increased relative risk with a discrete
episode of exercise, the annual absolute risk of a cardiac event is small and
estimated at 1 sudden death per 15 000
to 18 000 participants.15 Risk can be
decreased by paying attention to new
symptoms and gradually increasing the
intensity of the physical activity. The
risks of exercise for most patients are
outweighed by the potential benefits.
Contraindications to exercise include
decompensated heart failure, severe
aortic stenosis, uncontrolled arrhythmia, and acute coronary syndromes.
Patients with recent acute coronary
syndromes should be restricted from
vigorous exercise training until they
have been asymptomatic for at least 1
week and have been undergoing stable
medical therapy. 17 Such patients
should be referred to a medically supervised cardiac rehabilitation program and should undergo exercise
stress testing to exclude any exerciseinduced abnormalities that would alter
the exercise training program. Patients
who have undergone percutaneous or
open coronary revascularization can
From the Department of Medicine (T.S.M.) and Advanced Heart Disease Center (K.L.B.), Brigham and Women’s Hospital, Boston, Mass; and the
Division of Cardiology, Henry Low Heart Center (P.D.T.), Hartford Hospital, Hartford, Conn.
†Deceased.
Correspondence to Thomas S. Metkus, Jr, MD, 75 Francis St, Boston, MA 02115. E-mail [email protected]
(Circulation. 2010;121:2601-2604.)
© 2010 American Heart Association, Inc.
Circulation is available at http://circ.ahajournals.org
DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.903377
2601
2602
Circulation
June 15, 2010
Table 1.
Effect of Exercise Training on Cardiac Risk Factors
Risk Factor
Effect(s)
Diabetes mellitus
Meta-analysis of exercise programs in diabetic patients demonstrates mean decrease in hemoglobin A1C of 0.8%6
Dyslipidemia
Meta-analysis of exercise programs demonstrated a mean increase in high-density lipoprotein of 2.5 mg/dL7
Hypertension
Meta-analysis of exercise programs demonstrated a reduction in blood pressure of 3.4/2.4 mm Hg8
Cigarette smoking
An exercise program resulted in higher levels of abstinence from smoking at 3 and 12 months9
Obesity
Lifestyle modification including exercise resulted in a mean 6.7-kg weight loss at 1 year10
Psychosocial health
A program of cardiac rehabilitation resulted in significant decreases in depression, anxiety, hostility, somatization, and psychosocial
stress11
also initiate training 1 to 2 weeks after
an uncomplicated procedure.17
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Preparticipation Screening
Sedentary patients should undergo a
preparticipation history and physical
examination that focuses on CHD risk
factors and detects existing cardiac
conditions. The American College of
Cardiology and American Heart Association recommend exercise treadmill
testing for asymptomatic patients with
diabetes mellitus, men older than 45
years of age, and women older than 55
years of age before they undertake
vigorous exercise,18 with the decision
to incorporate myocardial imaging
based on the baseline ECG and the
pretest probability of coronary artery
disease.19 Other organizations recommend no stress testing for asymptomatic patients undertaking a moderateintensity exercise program with gradual
increases in activity.20 Given the low
absolute risk associated with exercise
and the fact that positive exercise tests
in asymptomatic individuals primarily
predict angina and not sudden death or
Table 2.
myocardial infarction,21 we recommend preparticipation exercise testing
in those with possible ischemic symptoms or who need reassurance before
they start an exercise program. All
patients undertaking an exercise program should be educated as to the
importance of symptoms of chest, arm,
or jaw discomfort; syncope or presyncope; palpitations; and dyspnea. Patients experiencing these symptoms
should be evaluated before they continue their program.
Initiating an
Exercise Program
Exercise recommendations should be
given in conjunction with other health
maintenance advice such as smoking
cessation, weight loss, and moderation
of alcohol use. Present recommendations are for healthy adults to obtain at
least 150 minutes of moderate or 60
minutes of vigorous exercise weekly
(Table 2). Moderate exercise, such as
brisk walking, golfing, shooting a basketball, doubles tennis, and light
swimming, is practically explained to
patients as activity not so intense that
one cannot converse comfortably during exercise.12 Vigorous-intensity activity, such as jogging and running,
singles tennis, shoveling snow, crosscountry skiing, and full-court basketball, is practically defined as a level of
exertion that precludes comfortable
conversation.12 The specific form of
exercise should be enjoyable and sustainable. Treadmills, stair-climbing
machines, and elliptical trainers are
helpful adjuncts for patients who cannot exercise outdoors or who have
difficulty with high-impact activities
such as jogging on asphalt. The exact
intensity level or machine settings during sessions is less important than
ensuring that the patient exercises to
just below the point at which breathing
makes conversation difficult; however,
for most patients, a treadmill setting of 3
to 4 miles per hour or an exercise bicycle
setting of 10 miles per hour approximates moderate-level activity.12
A simple goal is for patients to walk
briskly for 30 minutes daily. For the
previously sedentary patient, this
Recommended Exercise Routines in Addition to Activities of Daily Living5,12,17
Frequency
Intensity
Length
Aerobic: Walking, stair-climbing,
elliptical machine, dancing, light
swimming, cycling on flat
ground
Type of Exercise
At least 5 days per week
Moderate
30 min total in segments of no less than
10 min
Aerobic: Running, singles
tennis, swimming
At least 3 days per week
Vigorous
20 min
Resistance training: Biceps
curls, military presses, shoulder
shrugs, 1-arm bent rowing,
bent-knee pushups, quarter
squats, toe raises, and
bent-knee abdominal crunches
At least 2 days per week
Moderate, allowing for completion of set
without straining
8–12 repetitions per set starting at a single set
twice per week
Moderate and vigorous activities can be combined toward the goal amount of activity.
Metkus et al
Exercise Prescription and Primary Prevention
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Figure. An approach to staged exercise prescriptions: Any enjoyable, moderateintensity activity such as those listed in Table 2 may be substituted for walking. Specific
strength training exercises are also listed in Table 2. Rx indicates prescription.
amount of physical activity may seem
intimidating and may preclude initiation of an exercise program. These
patients should embark on a gradual
approach such as detailed in the Figure. The initial “prescription,” walking
10 minutes per day 5 days per week,
should be given with plans for
follow-up in 4 to 6 weeks. If the
patient has achieved this initial goal,
the length of each session should be
increased in an iterative fashion until
the patient is walking at least 30 minutes on most days of the week. Once
this level of physical activity is
achieved, the patient should be counseled that increased levels of physical
fitness and activity above recommended goals will likely accrue
greater protection against CHD.13 Resistance training should next be added
to develop and preserve skeletal muscle strength (Table 2). If patients are
unable to comply with any stage of this
graded increase, they should be encouraged and reminded that it is normal for behavioral change to be challenging; the last “prescription” that the
patient was able to complete comfortably should then be reinitiated. Repeated failure to achieve anticipated
exercise goals may necessitate a more
careful assessment for occult cardiovascular disease.
Modification of dietary habits may
be synergistic with exercise in preventing CHD. More than 25% of the
population-attributable risk for myocardial infarction is due to physical
inactivity, and approximately 13% of
risk is due to a diet low in fruits and
vegetables.1 A “Mediterranean diet”
rich in fruits and vegetables, nuts and
legumes, low-fat dairy products, fish,
and monounsaturated fatty acids such
as those in olive oil is causally associated with decreased incidence of myocardial infarction.22 The focus at the
initiation of an exercise program, however, should be on instituting sustainable lifestyle changes with respect to
both diet and exercise over time rather
than instituting multiple major lifestyle
changes simultaneously. The patient’s
goals should guide the order in which
dietary changes and initiation of exercise programs are introduced, be it
concurrently or sequentially.
Conclusions
Mr. R. should be screened with history
and physical examination for contrain-
2603
dications to exercise training, and if
none are found, he should begin a
moderate form of exercise, such as
walking. We would recommend he
begin 10 minutes of walking or other
enjoyable moderate exercise 5 times
per week. He should add 5 minutes to
each session as tolerated until reaching
30 minutes per session. At this point,
he should add resistance training of the
major muscle groups of the body (Table 2). Resistance training should be
performed twice weekly with a weight
that allows for 10 to 12 comfortable
repetitions. Increases in activity beyond goal levels should be encouraged
and guided by the patient’s personal
goals and lifestyle preferences.
In conclusion, there is strong evidence
that exercise and physical fitness protect
against CHD. Cardiac risks of physical
activity can be mitigated by appropriate
preparticipation screening, patient counseling, and a gradual, staged approach to
an exercise program. Frequent follow-up
and physician encouragement are essential elements of successful initiation of an exercise program. Finally,
physicians should endeavor to present
themselves as positive role models to
patients by maintaining their own
physical fitness and by participating in
exercise programs.
Editor’s Note
Kenneth L. Baughman, MD, a coauthor of
this Clinician Update, died of an accidental
cause on November 16, 2009, during the
American Heart Association meeting in
Orlando, Fla. Ken was an expert in advanced heart failure. We remember him as
a warm, caring individual who was an
accomplished triathlete. He mentored many
students, residents, fellows, and faculty colleagues and was always generous with his
time and sage with his advice.
—Samuel Z. Goldhaber, MD, Section Editor
Disclosures
None.
References
1. Yusuf S, Hawken S, Ounpuu S, Dans T,
Avezum A, Lanas F, McQueen M, Budaj A,
Pais P, Varigos J, Lisheng L; INTERHEART
Study Investigators. Effect of potentially
modifiable risk factors associated with myocardial infarction in 52 countries (the
INTERHEART study): case-control study.
Lancet. 2004;364:937–952.
2604
Circulation
June 15, 2010
Downloaded from http://circ.ahajournals.org/ by guest on September 30, 2016
2. Manson JE, Greenland P, LaCroix AZ, Stefanick ML, Mouton CP, Oberman A, Perri
MG, Sheps DS, Pettinger MB, Siscovick DS.
Walking compared with vigorous exercise
for the prevention of cardiovascular events in
women. N Engl J Med. 2002;347:716 –725.
3. Tanasescu M, Leitzmann MF, Rimm EB,
Willett WC, Stampfer MJ, Hu FB. Exercise
type and intensity in relation to coronary
heart disease in men. JAMA. 2002;288:
1994 –2000.
4. Lee IM, Rexrode KM, Cook NR, Manson
JE, Buring JE. Physical activity and coronary
heart disease in women: is “no pain, no gain”
passé? JAMA. 2001;285:1447–1454.
5. Williams MA, Haskell WL, Ades PA,
Amsterdam EA, Bittner V, Franklin BA,
Gulanick M, Laing ST, Stewart KJ; American
Heart Association Council on Clinical Cardiology; American Heart Association Council
on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism. Resistance exercise in individuals with
and without cardiovascular disease: 2007
update: a scientific statement from the
American Heart Association Council on
Clinical Cardiology and Council on Nutrition,
Physical Activity, and Metabolism. Circulation.
2007;116:572–584.
6. Snowling NJ, Hopkins WG. Effects of different modes of exercise training on glucose
control and risk factors for complications in
type 2 diabetic patients: a meta-analysis.
Diabetes Care. 2006;29:2518 –2527.
7. Kodama S, Tanaka S, Saito K, Shu M, Sone
Y, Onitake F, Suzuki E, Shimano H,
Yamamoto S, Kondo K, Ohashi Y, Yamada
N, Sone H. Effect of aerobic exercise
training on serum levels of high-density
lipoprotein cholesterol: a meta-analysis.
Arch Intern Med. 2007;167:999 –1008.
8. Fagard RH. Exercise characteristics and the
blood pressure response to dynamic physical
training. Med Sci Sports Exerc. 2001;33:
S484 –S492.
9. Marcus BH, Albrecht AE, King TK, Parisi
AF, Pinto BM, Roberts M, Niaura RS,
Abrams DB. The efficacy of exercise as an
aid for smoking cessation in women: a randomized controlled trial. Arch Intern Med.
1999;159:1229 –1234.
10. Wadden TA, Berkowitz RI, Womble LG,
Sarwer DB, Phelan S, Cato RK, Hesson LA,
Osei SY, Kaplan R, Stunkard AJ. Randomized trial of lifestyle modification and
pharmacotherapy for obesity. N Engl J Med.
2005;353:2111–2120.
11. Milani RV, Lavie CJ. Reducing psychosocial
stress: a novel mechanism of improving
12.
13.
14.
15.
16.
17.
survival from exercise training. Am J Med.
2009;122:931–938.
Haskell WL, Lee IM, Pate RR, Powell KE,
Blair SN, Franklin BA, Macera CA, Heath
GW, Thompson PD, Bauman A; American
College of Sports Medicine; American Heart
Association. Physical activity and public
health: updated recommendation for adults
from the American College of Sports
Medicine and the American Heart Association. Circulation. 2007;116:1081–1093.
Thompson PD, Buchner D, Pina IL, Balady
GJ, Williams MA, Marcus BH, Berra K, Blair
SN, Costa F, Franklin B, Fletcher GF, Gordon
NF, Pate RR, Rodriguez BL, Yancey AK,
Wenger NK; American Heart Association
Council on Clinical Cardiology Subcommittee
on Exercise, Rehabilitation, and Prevention;
American Heart Association Council on
Nutrition, Physical Activity, and Metabolism
Subcommittee on Physical Activity. Exercise
and physical activity in the prevention and
treatment of atherosclerotic cardiovascular
disease: a statement from the Council on
Clinical Cardiology (Subcommittee on
Exercise, Rehabilitation, and Prevention) and
the Council on Nutrition, Physical Activity,
and Metabolism (Subcommittee on Physical
Activity). Circulation. 2003;107:3109–3116.
Albert CM, Mittleman MA, Chae CU, Lee
IM, Hennekens CH, Manson JE. Triggering
of sudden death from cardiac causes by
vigorous exertion. N Engl J Med. 2000;343:
1355–1361.
Thompson PD, Franklin BA, Balady GJ, Blair
SN, Corrado D, Estes NA III, Fulton JE,
Gordon NF, Haskell WL, Link MS, Maron BJ,
Mittleman MA, Pelliccia A, Wenger NK,
Willich SN, Costa F; American Heart Association Council on Nutrition, Physical Activity,
and Metabolism; American Heart Association
Council on Clinical Cardiology; American
College of Sports Medicine. Exercise and
acute cardiovascular events: placing the risks
into perspective: a scientific statement from
the American Heart Association Council on
Nutrition, Physical Activity, and Metabolism
and the Council on Clinical Cardiology.
Circulation. 2007;115:2358–2368.
Van Teeffelen WM, de Beus MF, Mosterd
A, Bots ML, Mosterd WL, Pool J,
Doevendans PA, Grobbee DE. Risk factors
for exercise-related acute cardiac events: a
case-control study. Br J Sports Med. 2009;
43:722–725.
Thompson PD. Exercise prescription and
proscription for patients with coronary artery
disease. Circulation. 2005;112:2354 –2363.
18. Gibbons RJ, Balady GJ, Bricker JT, Chaitman
BR, Fletcher GF, Froelicher VF, Mark DB,
McCallister BD, Mooss AN, O’Reilly MG,
Winters WL Jr, Gibbons RJ, Antman EM,
Alpert JS, Faxon DP, Fuster V, Gregoratos G,
Hiratzka LF, Jacobs AK, Russell RO, Smith
SC Jr; American College of Cardiology/
American Heart Association Task Force on
Practice Guidelines (Committee to Update the
1997 Exercise Testing Guidelines). ACC/AHA
2002 guideline update for exercise testing:
summary article: a report of the American
College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines
(Committee to Update the 1997 Exercise
Testing Guidelines). Circulation. 2002;106:
1883–1892.
19. Hendel RC, Berman DS, Di Carli MF, Heidenreich PA, Henkin RE, Pellikka PA,
Pohost GM, Williams KA; American
College of Cardiology Foundation Appropriate Use Criteria Task Force; American
Society of Nuclear Cardiology; American
College of Radiology; American Heart Association; American Society of Echocardiography; Society of Cardiovascular Computed
Tomography; Society for Cardiovascular
Magnetic Resonance; Society of Nuclear
Medicine; American College of Emergency
Physicians. ACCF/ASNC/ACR/AHA/ASE/
SCCT/SCMR/SNM 2009 appropriate use
criteria for cardiac radionuclide imaging: a
report of the American College of Cardiology Foundation Appropriate Use Criteria
Task Force, the American Society of Nuclear
Cardiology, the American College of
Radiology, the American Heart Association,
the American Society of Echocardiography,
the Society of Cardiovascular Computed
Tomography, the Society for Cardiovascular
Magnetic Resonance, and the Society of
Nuclear Medicine: endorsed by the
American College of Emergency Physicians.
J Am Coll Cardiol. 2009;53:2201–2229.
20. US Preventive Services Task Force.
Screening for coronary heart disease: recommendation statement. Ann Intern Med. 2004;
140:569 –572.
21. McHenry PL, O’Donnell J, Morris SN,
Jordan JJ. The abnormal exercise electrocardiogram in apparently healthy men: a predictor of angina pectoris as an initial
coronary event during long-term follow-up.
Circulation. 1984;70:547–551.
22. Mente A, de Koning L, Shannon HS, Anand
SS. Systematic review of the evidence supporting a causal link between dietary factors
and coronary heart disease. Arch Intern Med.
2009;169:659 – 669.
Exercise Prescription and Primary Prevention of Cardiovascular Disease
Thomas S. Metkus, Jr, Kenneth L. Baughman and Paul D. Thompson
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Circulation. 2010;121:2601-2604
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Mise au point clinique
Prescription de l’activité physique dans la prévention primaire
des maladies cardiovasculaires
Thomas S. Metkus, Jr, MD ; Kenneth L. Baughman, MD† ; Paul D. Thompson, MD
bservation clinique : M. R. est un homme de 48 ans
hypertendu et dyslipidémique. Il mesure 1,73 m, pèse
80 kg et son indice de masse corporelle est de 26,9 kg/m2. Il
pratiquait la natation de compétition lorsqu’il était étudiant,
mais a pratiquement cessé toute activité physique par la suite.
Il travaille dans un bureau et ne présente aucun symptôme
à type d’angor, de dyspnée ou de palpitations. Son frère a
récemment été victime d’un infarctus du myocarde à l’âge de
50 ans. M. R. vient donc vous consulter pour savoir s’il
doit entreprendre un programme d’activité physique afin de
réduire son risque de développement futur d’un infarctus du
myocarde.
La maladie coronaire demeurant une importante cause de
morbidité et de mortalité, il est essentiel de recourir à des
stratégies efficaces de prévention primaire de cette affection.
La sédentarité est l’un des facteurs de risque coronaire
sur lesquels il est possible d’agir.1 Cet article traite de la
manière pratique de prescrire l’activité physique dans un but
de prévention primaire des événements coronaires.
sont les plus fréquentes des pathologies non cardiaques
susceptibles d’être engendrées par l’activité physique, ce
risque pouvant toutefois être minoré en augmentant
graduellement l’intensité de l’effort. Beaucoup plus préoccupant est le risque d’accident cardiaque associé à l’activité
physique. Comparativement à une activité sédentaire, un
effort violent peut comporter un risque de mort subite
d’origine cardiaque jusqu’à 16,9 fois supérieur pendant
son accomplissement et dans les suites immédiates de sa
cessation.14 De même, le risque relatif d’infarctus du
myocarde au cours d’un effort intense est deux à dix fois
supérieur.15 Ce risque est maximal chez les patients qui, ayant
un mode de vie sédentaire, font brusquement un effort violent,
chez les individus ayant des antécédents de maladie cardiovasculaire et chez ceux présentant des symptômes prodromiques.16 Bien que tout effort isolé puisse contribuer à
accroître le risque relatif, le risque absolu annuel de survenue
d’un événement cardiaque demeure faible et est estimé à une
mort subite pour 15 000 à 18 000 personnes pratiquant une
activité physique.15 Le risque peut être diminué en prêtant
attention à l’apparition de nouveaux symptômes et en
n’augmentant que progressivement le niveau d’activité
physique. Chez la plupart des patients, les risques liés à
l’activité physique sont inférieurs aux bénéfices potentiels. Les
contre-indications de l’activité physique sont l’insuffisance
cardiaque décompensée, le rétrécissement aortique sévère, les
troubles du rythme cardiaque non contrôlés et les syndromes
coronaires aigus.
Les patients ayant récemment présenté un syndrome
coronaire aigu doivent s’abstenir de toute activité physique
intense jusqu’à ce qu’ils soient asymptomatiques depuis au
moins une semaine et placés sous traitement médical stable.17
Ces patients relèvent d’un protocole de réadaptation
cardiaque sous surveillance médicale et doivent préalablement
effectuer une épreuve d’effort afin de rechercher d’éventuelles
anomalies induites par l’activité physique qui pourraient
nécessiter de modifier le protocole d’entraînement. Les
patients ayant fait l’objet d’une revascularisation coronaire
par voie percutanée ou ouverte peuvent également entreprendre une activité physique une ou deux semaines après
l’intervention si celle-ci a été dénuée de complication.17
O
Effets bénéfiques de l’entraînement
aérobie et anaérobie
Des études observationnelles ont fait état d’une diminution de
l’incidence des événements coronaires chez les patients qui
s’adonnent à une activité aérobie régulière.2,3 L’effet exercé
par un tel entraînement aérobie sur le risque coronaire est
dose-dépendant, de sorte que même une heure de marche
hebdomadaire contribue à diminuer ce dernier.4 La pratique
d’exercices de renforcement musculaire peut avoir une action
bénéfique supplémentaire.5 De même, l’activité physique
influe favorablement sur divers facteurs de risque cardiaque
(Tableau 1).6–11
Population cible, risques et contre-indications
à l’activité physique
L’American Heart Association et d’autres institutions ont
publié des recommandations relatives aux précautions à
prendre lors de la prescription d’un protocole d’entraînement
aérobie et d’exercices de musculation aux adultes en bonne
santé âgés de 18 à 65 ans.12,13 Les lésions ostéo-articulaires
Service de Médecine (T.S.M.) et Centre Cardiologique Spécialisé (K.L.B.), Brigham and Women’s Hospital, Boston, Massachusetts, Etats-Unis ;
et Service de Cardiologie, Centre Cardiologique Henry Low (P.D.T.), Hôpital de Hartford, Hartford, Connecticut, Etats-Unis.
†Décédé.
Correspondance : Thomas S. Metkus, Jr, MD, 75 Francis St, Boston, MA 02115, Etats-Unis. E-mail : [email protected]
(Traduit de l’anglais : Exercise Prescription and Primary Prevention of Cardiovascular Disease. Circulation. 2010;121:2601–2604.)
© 2011 Lippincott, Williams & Wilkins
Circulation est disponible sur http://circ.ahajournals.org
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Metkus et al
Tableau 1.
Prescription de l’activité physique en prévention primaire
Effet de l’activité physique sur les facteurs de risque cardiaque
Bilan préalable
Il est souhaitable de soumettre les patients sédentaires à
un bilan préalable comprenant un recueil des antécédents
médicaux et un examen physique en se concentrant sur les
facteurs de risque coronaire ainsi que sur les pathologies
cardiaques éventuellement présentes. L’American College of
Cardiology et l’American Heart Association recommandent
notamment de réaliser une épreuve d’effort sur tapis roulant
chez les patients asymptomatiques atteints de diabète, chez
les hommes âgés de 45 ans ou plus et chez les femmes à partir
de 55 ans avant de les autoriser à pratiquer toute activité
physique intense,18 une exploration complémentaire par
imagerie myocardique pouvant être décidée au vu des données
électrocardiographiques basales et du degré de probabilité
avec lequel la présence de lésions coronaires est suspectée
avant l’épreuve.19 D’autres institutions, en revanche, ne jugent
pas utile d’effectuer une épreuve d’effort chez les patients
asymptomatiques qui souhaitent s’adonner à une activité
physique d’intensité modérée dès lors qu’ils augmentent leur
activité par paliers successifs.20 Etant donné le faible risque
absolu induit par l’activité physique et dans la mesure où, chez
un individu asymptomatique, une épreuve d’effort positive
est surtout prédictive d’angor plus que de mort subite
ou d’infarctus du myocarde,21 nous préconisons la réalisation d’une telle épreuve préalablement à tout protocole
d’entraînement chez les patients qui présentent des symptômes ayant une possible origine ischémique ou qui ont besoin
d’être tranquillisés avant de commencer leur entraînement.
Cela étant, tous les patients qui entreprennent un programme
d’activité physique doivent avoir été informés de l’importance
que revêtent les symptômes à type de gêne au niveau du
thorax, d’un bras ou de la mâchoire, de syncope ou de
lipothymie, de palpitations et de dyspnée. Tout patient ayant
éprouvé de tels symptômes doit être évalué avant de pouvoir
poursuivre son programme d’entraînement.
Comment mettre en place un programme
d’entraînement
Les recommandations en matière d’activité physique doivent
être prodiguées conjointement aux autres conseils d’hygiène
de vie tels que l’arrêt du tabac, la perte de poids et la
modération de la consommation d’alcool. Les présentes
12:25:09:03:11
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recommandations s’appliquent à des adultes en bonne santé
qui souhaitent s’adonner à un minimum hebdomadaire de
150 minutes d’activité physique modérée ou de 60 minutes
d’entraînement intense (Tableau 2). Une façon pratique
d’expliquer au patient ce qu’est une activité modérée, telle que
notamment la marche rapide, le golf, jouer seul au basket-ball,
le tennis en double ou la natation de loisir, consiste à lui dire
qu’il s’agit d’une activité dont le niveau d’intensité lui laisse la
possibilité de parler sans difficulté avec un tiers.12 A l’inverse,
une activité physique intense, telle que le jogging et la course,
le tennis en simple, le déblaiement de la neige à la pelle, le
ski de fond ou le basket-ball en équipe sur deux paniers,
correspond en pratique à un niveau d’effort rendant
impossible toute conversation dans des conditions agréables.12
Le type d’activité physique choisi doit être à la fois plaisant
et aisément praticable. Tapis roulants, steppers et appareils
elliptiques sont des accessoires utiles pour les patients qui
n’ont pas la possibilité de s’entraîner en plein air ou qui ont de
la difficulté à s’adonner à des activités sollicitant fortement les
articulations, comme cela est le cas du jogging sur asphalte.
Il importe moins de rechercher le niveau exact d’activité
physique ou la façon dont les appareils doivent être réglés
pendant les séances que de veiller à ce que le patient s’entraîne
juste en dessous du niveau auquel la respiration rend la conversation difficile ; cela étant, pour la plupart des patients,
travailler sur un tapis roulant au rythme de 3 ou 4 miles
à l’heure (soit environ 5 ou 6 km/h) ou sur un vélo d’intérieur
à raison de 10 miles à l’heure (environ 16 km/h) correspond à
une activité d’intensité modérée.12
Un objectif simple que peuvent se fixer les patients consiste
à effectuer quotidiennement 30 minutes de marche à un
rythme rapide. Pour un individu qui jusqu’alors était
sédentaire un tel niveau d’activité physique peut sembler
intimidant et conduire à renoncer à entreprendre un programme d’entraînement. Un tel patient doit observer une
approche graduelle du type de celle détaillée sur la Figure.
La « prescription » doit, dans un premier temps, consister en
10 minutes de marche quotidienne 5 jours par semaine, une
consultation de suivi étant programmée 4 à 6 semaines plus
tard. Si le sujet a atteint ce premier objectif, la durée de
chaque séance est ensuite progressivement allongée jusqu’à
atteindre un minimum de 30 minutes de marche sur la quasitotalité des jours de la semaine. Une fois ce niveau d’activité
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130
Circulation
Mars 2011
Tableau 2. Protocoles d’activité physique préconisés en complément des activités
quotidiennes5,12,17
Figure. Modèle de prescription d’une activité physique graduelle : la marche peut être remplacée par toute activité récréative d’intensité
modérée du type de celles énumérées dans le Tableau 2. Ce dernier mentionne également différents types d’exercices de renforcement
musculaire. P. : prescription.
physique atteint, il y a lieu d’indiquer au patient qu’en
améliorant encore sa condition physique et son niveau
d’activité au-delà des objectifs recommandés il contribuera
certainement à mieux se prémunir à l’égard d’éventuels
accidents coronaires.13 Des exercices de musculation doivent
ensuite être associés afin de renforcer et d’entretenir la force
des muscles squelettiques (Tableau 2). Si le patient se montre
dans l’incapacité de mener à bien un quelconque palier de ce
protocole d’entraînement progressif, il y a lieu de l’encourager
et de lui rappeler qu’il est normal qu’il éprouve de la difficulté
à modifier son mode de vie ; il lui sera, par ailleurs, conseillé
de réexécuter la dernière « prescription » à laquelle il est
parvenu à se conformer sans avoir à forcer. Si, toutefois,
le sujet se montre itérativement incapable d’atteindre les
objectifs d’entraînement qui lui ont été fixés, cela peut
justifier d’entreprendre une exploration plus approfondie à
la recherche d’une affection cardiovasculaire occulte.
La modification des habitudes alimentaires peut avoir
un effet synergique avec l’activité physique en termes de
12:25:09:03:11
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prévention des affections coronaires. En effet, si le risque
d’infarctus du myocarde dans la population générale est
pour 25 % imputable à l’inactivité physique, il découle
pour 13 % d’une consommation insuffisante de fruits et
légumes.1 Un lien de causalité a d’ailleurs été établi entre
la réduction de l’incidence des infarctus du myocarde et
l’observance d’un régime dit « méditerranéen », riche en
fruits et légumes, en fruits à coques et en légumineuses,
en produits laitiers pauvres en graisses, en poisson et en acides
gras mono-insaturés tels que ceux présents dans l’huile
d’olive.22 L’objectif lors de l’instauration d’un programme
d’activité physique doit toutefois être d’introduire graduellement des modifications tolérables de l’hygiène de vie portant à
la fois sur l’alimentation et sur l’activité physique plutôt que
d’instituer simultanément plusieurs modifications majeures.
Ce sont les objectifs du patient qui doivent déterminer l’ordre
dans lequel les changements alimentaires et les exercices
physiques sont introduits, que ce soit concurremment ou
successivement.
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Metkus et al
Prescription de l’activité physique en prévention primaire
Conclusions
M. R. doit faire l’objet d’un bilan approfondi comportant
recueil des antécédents et examen physique afin de rechercher
une éventuelle contre-indication à l’activité physique ; s’il n’en
existe aucune, il convient de lui prescrire une activité modérée
telle que la marche. Nous lui recommanderions de commencer
par pratiquer cinq fois par semaine 10 minutes de marche ou
de toute autre activité récréative d’intensité modérée. S’il
tolère bien cette activité, il devra graduellement augmenter la
durée des séances de 5 minutes jusqu’à atteindre 30 minutes
par séance. Parvenu à ce stade, il lui faudra ajouter à cela
des exercices de musculation mettant en jeu les principaux
groupes musculaires du corps (Tableau 2). Ces exercices de
renforcement musculaire devront être pratiqués deux fois par
semaine en sélectionnant une charge permettant d’effectuer
confortablement 10 à 12 mouvements du même type. Le
patient devra être incité à augmenter son activité physique
au-delà des niveaux fixés en s’appuyant sur ses objectifs
propres et sur ses préférences en matière d’hygiène de vie.
En conclusion, de solides données prouvent que l’activité
et la bonne forme physique protègent contre les maladies
coronaires. Le risque cardiaque lié à l’activité physique peut
être minoré en effectuant un bilan préalable approprié,
en conseillant le patient et en lui proposant un protocole
d’activité physique fondé sur une approche par paliers
successifs. Un suivi régulier et une attitude encourageante de
la part du médecin sont des éléments essentiels pour que
l’instauration d’un tel programme d’entraînement soit
couronnée de succès. Enfin, les médecins doivent s’efforcer
d’être des exemples pour leurs patients en se maintenant
en bonne forme et en pratiquant eux-mêmes des activités
physiques.
Commentaire du rédacteur
Le Dr Kenneth L Baughman, co-auteur de cette mise au point
clinique, est décédé accidentellement le 16 novembre 2009 au
cours du congrès organisé par l’American Heart Association
à Orlando (Floride, Etats-Unis). Ken était un spécialiste de
l’insuffisance cardiaque évoluée. Nous nous souviendrons de lui
comme d’un homme chaleureux et attentionné qui était un
triathlète accompli. Il fut le directeur d’études de nombreux
étudiants, internes, chefs de clinique et collègues d’université et
se montra toujours prodigue de son temps et d’excellent conseil.
—Samuel Z. Goldhaber, MD, chef de rubrique
Déclarations
Néant.
Références
1. Yusuf S, Hawken S, Ounpuu S, Dans T, Avezum A, Lanas F, McQueen
M, Budaj A, Pais P, Varigos J, Lisheng L; INTERHEART Study
Investigators. Effect of potentially modifiable risk factors associated
with myocardial infarction in 52 countries (the INTERHEART study):
case-control study. Lancet. 2004;364:937–952.
2. Manson JE, Greenland P, LaCroix AZ, Stefanick ML, Mouton CP,
Oberman A, Perri MG, Sheps DS, Pettinger MB, Siscovick DS. Walking
compared with vigorous exercise for the prevention of cardiovascular
events in women. N Engl J Med. 2002;347:716–725.
3. Tanasescu M, Leitzmann MF, Rimm EB, Willett WC, Stampfer MJ,
Hu FB. Exercise type and intensity in relation to coronary heart disease
in men. JAMA. 2002;288:1994–2000.
12:25:09:03:11
Page 131
131
4. Lee IM, Rexrode KM, Cook NR, Manson JE, Buring JE. Physical
activity and coronary heart disease in women: is “no pain, no gain”
passé? JAMA. 2001;285:1447–1454.
5. Williams MA, Haskell WL, Ades PA, Amsterdam EA, Bittner V,
Franklin BA, Gulanick M, Laing ST, Stewart KJ; American Heart
Association Council on Clinical Cardiology; American Heart
Association Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism.
Resistance exercise in individuals with and without cardiovascular
disease: 2007 update: a scientific statement from the American Heart
Association Council on Clinical Cardiology and Council on Nutrition,
Physical Activity, and Metabolism. Circulation. 2007;116:572–584.
6. Snowling NJ, Hopkins WG. Effects of different modes of exercise
training on glucose control and risk factors for complications in
type 2 diabetic patients: a meta-analysis. Diabetes Care. 2006;29:
2518–2527.
7. Kodama S, Tanaka S, Saito K, Shu M, Sone Y, Onitake F, Suzuki E,
Shimano H, Yamamoto S, Kondo K, Ohashi Y, Yamada N, Sone H.
Effect of aerobic exercise training on serum levels of high-density
lipoprotein cholesterol: a meta-analysis. Arch Intern Med. 2007;167:
999–1008.
8. Fagard RH. Exercise characteristics and the blood pressure response to
dynamic physical training. Med Sci Sports Exerc. 2001;33:S484–S492.
9. Marcus BH, Albrecht AE, King TK, Parisi AF, Pinto BM, Roberts M,
Niaura RS, Abrams DB. The efficacy of exercise as an aid for smoking
cessation in women: a randomized controlled trial. Arch Intern Med.
1999;159:1229–1234.
10. Wadden TA, Berkowitz RI, Womble LG, Sarwer DB, Phelan S, Cato
RK, Hesson LA, Osei SY, Kaplan R, Stunkard AJ. Randomized trial of
lifestyle modification and pharmacotherapy for obesity. N Engl J Med.
2005;353:2111–2120.
11. Milani RV, Lavie CJ. Reducing psychosocial stress: a novel mechanism
of improving survival from exercise training. Am J Med. 2009;122:
931–938.
12. Haskell WL, Lee IM, Pate RR, Powell KE, Blair SN, Franklin BA,
Macera CA, Heath GW, Thompson PD, Bauman A; American College
of Sports Medicine; American Heart Association. Physical activity and
public health: updated recommendation for adults from the American
College of Sports Medicine and the American Heart Association.
Circulation. 2007;116:1081–1093.
13. Thompson PD, Buchner D, Pina IL, Balady GJ, Williams MA, Marcus
BH, Berra K, Blair SN, Costa F, Franklin B, Fletcher GF, Gordon NF,
Pate RR, Rodriguez BL, Yancey AK, Wenger NK; American Heart
Association Council on Clinical Cardiology Subcommittee on Exercise,
Rehabilitation, and Prevention; American Heart Association Council on
Nutrition, Physical Activity, and Metabolism Subcommittee on Physical
Activity. Exercise and physical activity in the prevention and treatment
of atherosclerotic cardiovascular disease: a statement from the Council
on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Rehabilitation, and
Prevention) and the Council on Nutrition, Physical Activity,
and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity). Circulation.
2003;107:3109–3116.
14. Albert CM, Mittleman MA, Chae CU, Lee IM, Hennekens CH,
Manson JE. Triggering of sudden death from cardiac causes by vigorous
exertion. N Engl J Med. 2000;343:1355–1361.
15. Thompson PD, Franklin BA, Balady GJ, Blair SN, Corrado D, Estes
NA III, Fulton JE, Gordon NF, Haskell WL, Link MS, Maron BJ,
Mittleman MA, Pelliccia A, Wenger NK, Willich SN, Costa F;
American Heart Association Council on Nutrition, Physical Activity,
and Metabolism; American Heart Association Council on Clinical
Cardiology; American College of Sports Medicine. Exercise and acute
cardiovascular events: placing the risks into perspective: a scientific
statement from the American Heart Association Council on Nutrition,
Physical Activity, and Metabolism and the Council on Clinical Cardiology. Circulation. 2007;115:2358–2368.
16. Van Teeffelen WM, de Beus MF, Mosterd A, Bots ML, Mosterd WL,
Pool J, Doevendans PA, Grobbee DE. Risk factors for exercise-related
acute cardiac events: a case-control study. Br J Sports Med. 2009;43:
722–725.
17. Thompson PD. Exercise prescription and proscription for patients with
coronary artery disease. Circulation. 2005;112:2354–2363.
18. Gibbons RJ, Balady GJ, Bricker JT, Chaitman BR, Fletcher GF,
Froelicher VF, Mark DB, McCallister BD, Mooss AN, O’Reilly MG,
Winters WL Jr, Gibbons RJ, Antman EM, Alpert JS, Faxon DP, Fuster
Page 132
132
Circulation
Mars 2011
V, Gregoratos G, Hiratzka LF, Jacobs AK, Russell RO, Smith SC Jr;
American College of Cardiology/American Heart Association Task
Force on Practice Guidelines (Committee to Update the 1997 Exercise
Testing Guidelines). ACC/AHA 2002 guideline update for exercise
testing: summary article: a report of the American College of
Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice
Guidelines (Committee to Update the 1997 Exercise Testing Guidelines).
Circulation. 2002;106:1883–1892.
19. Hendel RC, Berman DS, Di Carli MF, Heidenreich PA, Henkin RE,
Pellikka PA, Pohost GM, Williams KA; American College of
Cardiology Foundation Appropriate Use Criteria Task Force; American
Society of Nuclear Cardiology; American College of Radiology;
American Heart Association; American Society of Echocardiography;
Society of Cardiovascular Computed Tomography; Society for Cardiovascular Magnetic Resonance; Society of Nuclear Medicine; American
College of Emergency Physicians. ACCF/ASNC/ACR/AHA/ASE/
SCCT/SCMR/SNM 2009 appropriate use criteria for cardiac radio-
12:25:09:03:11
Page 132
nuclide imaging: a report of the American College of Cardiology
Foundation Appropriate Use Criteria Task Force, the American Society
of Nuclear Cardiology, the American College of Radiology, the
American Heart Association, the American Society of Echocardiography, the Society of Cardiovascular Computed Tomography,
the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance, and the Society
of Nuclear Medicine: endorsed by the American College of Emergency
Physicians. J Am Coll Cardiol. 2009;53:2201–2229.
20. US Preventive Services Task Force. Screening for coronary heart disease:
recommendation statement. Ann Intern Med. 2004;140:569–572.
21. McHenry PL, O’Donnell J, Morris SN, Jordan JJ. The abnormal exercise
electrocardiogram in apparently healthy men: a predictor of angina
pectoris as an initial coronary event during long-term follow-up.
Circulation. 1984;70:547–551.
22. Mente A, de Koning L, Shannon HS, Anand SS. Systematic review
of the evidence supporting a causal link between dietary factors and
coronary heart disease. Arch Intern Med. 2009;169:659–669.