Beta-Blocker Type Effect on Substrate Oxidation during HIIE in Heart Failure Patients: Pilot Data

Ribeiro, Paula Aver Bretanha; Normandin, Eve; Meyer, Philippe; Juneau, Martin; White, Michel; Nigam, Anil; Gayda, Mathieu

Abstract The effect of third and second-generation type of beta-blocker on substrate oxidation especially during high-intensity exercises are scarce. The objective of the study is to explore differences of beta-blocker regimens (vasodilating vs. non-vasodilating beta-blockers) for substrate oxidation during in high-intensity intermittent exercise (HIIE) in chronic heart failure and reduced ejection fraction (HFrEF). Eighteen CHF males (58.8 ± 9 years), 8 under use of β1 specific beta-blockers+alfa 1-blocker and 10 using β1 non-specific beta-blockers, were randomly assigned to 4 different HIIE, in a cross-over design.

The 4 protocols were:

30 seconds (A and B) or 90 seconds (C and D) at 100% peak power output, with passive (A and C) or active recovery (50% of PPO; B and D). Energy expenditure (EE; kcal/min), quantitative carbohydrate (CHO) and lipid oxidation (g/min) and qualitative (%) contribution were calculated. Two-way ANOVA and Bonferroni post-hoc test were used (p-value ≤ 0.05) to compare CHO and lipid oxidation at rest and at 10min. Total exercise time or EE did not show differences for beta-blocker use. The type of beta-blocker use showed impact in CHO (%) and lipid (g/min and %) for rest and 10 min, but absolute contribution of CHO (g/min) was different just at 10min (Interaction p = 0.029). Higher CHO oxidation was found in vasodilating beta-blockers when comparing to non-vasodilating. According to our pilot data, there is an effect of beta-blocker type on substrate oxidation during HIIE, but no influence on EE or exercise total time in HFrEF patients.

Resumo Os dados sobre efeito do tipo de betabloqueador de terceira e segunda geração na oxidação do substrato, especialmente durante exercícios de alta intensidade, são escassos. O objetivo do estudo é explorar as diferenças de tratamentos com betabloqueadores (betabloqueadores vasodilatadores vs. não-vasodilatadores) na oxidação de substratos durante exercícios intermitentes de alta intensidade (HIIE) na insuficiência cardíaca crônica e fração de ejeção do ventrículo esquerdo reduzida (ICFEr). Dezoito pacientes do sexo masculino com ICC (58,8 ± 9 anos), 8 em uso de betabloqueadores β1 específicos + bloqueador α-1 e 10 utilizando betabloqueadores β1 não-específicos, foram aleatoriamente designados para 4 diferentes HIIE, em um desenho cruzado.

Os 4 protocolos foram:

30 segundos (A e B) ou 90 segundos (C e D) a 100% da potência de pico de saída (PPO), com recuperação passiva (A e C) ou ativa (50% de PPO; B e D). O gasto energético (GE; kcal/min), a ingestão de carboidratos quantitativos (CHO) e oxidação lipídica (g/min) e qualitativa (%) foram calculados. Anova de dois fatores e teste post-hoc de Bonferroni foram usados (p-valor ≤ 0,05) para comparar a oxidação de CHO e lipídios em repouso e aos 10 minutos. O tempo total de exercício ou GE não mostraram diferenças de acordo com o uso de betabloqueadores. O tipo de betabloqueador mostrou impacto em CHO (%) e lípides (g/min e %) para repouso e aos 10 min, mas a contribuição absoluta de CHO (g/min) foi diferente apenas aos 10 minutos (Interação p = 0,029). Foram encontradas maiores oxidações de CHO com betabloqueadores vasodilatadores quando comparados com os não-vasodilatadores. De acordo com nossos dados piloto, há um efeito do tipo do betabloqueador na oxidação do substrato durante o HIIE, mas nenhuma influência no GE ou no tempo total de exercício nos pacientes com ICFEr.