Acute effects of intradialytic aerobic exercise on solute removal, blood gases and oxidative stress in patients with chronic kidney disease

Joseane Böhm, Mariane Borba Monteiro, Francini Porcher Andrade, Francisco Veríssimo Veronese, Fernando Saldanha Thomé

Hemodialysis contributes to increased oxidative stress and induces transitory hypoxemia. Compartmentalization decreases the supply of solutes to the dialyzer during treatment. The aim of this study was to investigate the acute effects of intradialytic aerobic exercise on solute removal, blood gases and oxidative stress in patients with chronic kidney disease during a single hemodialysis session. Thirty patients were randomized to perform aerobic exercise with cycle ergometer for lower limbs during 30 minutes with intensity between 60-70% of maximal heart rate, or control group (CG). Blood samples were collected prior to and immediately after exercise or the equivalent time in CG. Analysis of blood and dialysate biochemistry as well as blood gases were performed. Mass removal and solute clearance were calculated. Oxidative stress was determined by lipid peroxidation and by the total antioxidant capacity. Serum concentrations of solutes increased with exercise, but only phosphorus showed a significant elevation (p = 0.035). There were no significant changes in solute removal and in the acid-base balance. Both oxygen partial pressure and saturation increased with exercise (p = 0.035 and p = 0.024, respectivelly), which did not occur in the CG. The total antioxidant capacity decreased significantly (p = 0.027). The acute intradialytic aerobic exercise increased phosphorus serum concentration and decreased total antioxidant capacity, reversing hypoxemia resulting from hemodialysis. The intradialytic exercise did not change the blood acid-base balance and the removal of solutes. A hemodiálise contribui para aumentar o estresse oxidativo e induz a hipoxemia transitória. A compartimentalização dos solutos diminui sua oferta para o dialisador durante o tratamento. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos agudos do exercício aeróbio intradialítico sobre a remoção de solutos, gasometria e estresse oxidativo em pacientes com doença renal crônica durante uma sessão de hemodiálise. Trinta pacientes foram randomizados para realizar exercício aeróbio com cicloergômetro para membros inferiores durante 30 minutos com intensidade entre 60-70% da frequência cardíaca máxima, ou grupo controle (GC). Amostras sanguíneas foram coletadas antes e imediatamente após o término do exercício ou no período equivalente no GC. Análises da bioquímica do sangue e dialisato e gasometria foram realizadas. A massa removida e a depuração dos solutos foram calculadas. O estresse oxidativo foi determinado pela peroxidação lipídica e capacidade antioxidante total. As concentrações séricas dos solutos aumentaram com o exercício, mas somente o fósforo mostrou elevação significativa (p = 0.035). Não houve modificações significantes na remoção de solutos e no equilíbrio ácido-básico. A pressão parcial e a saturação de oxigênio aumentaram com o exercício (p = 0.035 e p = 0.024, respectivamente), o que não ocorreu no GC. A capacidade antioxidante total diminuiu significativamente (p = 0.027). O exercício aeróbico intradialítico agudo aumentou a concentração sérica de fósforo e diminuiu a capacidade antioxidante total, revertendo a hipoxemia resultante da hemodiálise. O exercício intradialítico não alterou o equilíbrio ácido-básico e a remoção de solutos.