Avaliação das cinéticas do consumo de oxigênio e da reoxigenação muscular esquelética na recuperação do exercício de alta intensidade em pacientes com miopatia mitocondrial: implicações sobre os mecanismos de intolerância ao exercício
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Data
2011-03-31
Autores
Bravo, Daniela Manzoli 
Orientadores
Nery, Luiz Eduardo
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Background: Mitochondrial Myopathy patients (MM) and Progressive External Ophthalmoplegia (PEO) present with respiratory chain dysfunction and inability to increase muscle oxygen extraction and aerobic ATP synthesis, leading to exercise intolerance and slower O2 kinetics. When oxygen extraction is impaired, in an attempt to maintain muscle oxygen uptake, these patients could increase oxygen delivery, thus exhibiting a hyperkinetic cardiovascular and ventilatory response. On the other hand, some evidence of oxygen delivery impairment was found in MM patients, such as a decrease in muscle blood flow in the forearm and a greater capacity for ATP production after oxygen supplementation. Recovery O2 kinetics provides information on tissue oxygen debt repayment and oxygen blood store replenishment after exercise. To our knowledge, recovery O2 kinetics has never been evaluated in MM patients, as well as its integration with the non-invasive cardiovascular and muscle reoxygenation responses. Objective: to contrast oxygen delivery and utilization dynamics on exercise recovery of MM patients and to identify the main pathophysiologic mechanisms of exercise intolerance in these subjects. Methods: Were evaluated in 12 MM patients and 12 healthy controls, the recovery kinetics of: (i) O2 (ii) deoxyhemoglobin variation ([HHb], measured by near-infrared spectroscopy - NIRS) in vastus lateralis, (iii) cardiac output (CO) by transthoracic bioimpedance, after a high-intensity constant work rate test (70% of maximal workload in a previous incremental test) to the limit of tolerance in a cycle ergometer. Results: We detected slower kinetics for [HHb] ([HHb] = 43.7 ± 21.2 vs. 27.5 ± 6.7) and for O2 ( O2 = 58.1 ± 25.1 vs. 38.8 ± 7.6) in MM patients compared to controls, respectively. Additionally, these responses were associated with a faster recovery CO kinetics in relation to O2 kinetics in MM patients compared to controls (T½DC*1,44 / O2 = 1,3 ± 0,4 vs. 1,7 ± 0,6). Conclusion: Patients with MM and PEO present with a higher oxygen debt and slower reoxygenation kinetics in the recovery of a high-intensity exercise test. Those responses were associated with a faster CO recovery in relation to O2 kinetics, indicating a microvascular oxygen transport deficit, besides the characteristic mitochondrial impairment observed in these patients.
Introdução: Os pacientes com Miopatia Mitocondrial (MM) e Oftalmoplegia Externa Progressiva (OEP) apresentam disfunção na cadeia respiratória com incapacidade de aumentar a extração de oxigênio muscular e sintetizar ATP aerobicamente, levando à intolerância ao esforço e lentificação da cinética do O2. Quando a extração de oxigênio é comprometida, na tentativa de se manter o consumo de oxigênio muscular, uma hipótese é que estes pacientes poderiam aumentar compensatoriamente a oferta de oxigênio, apresentando, assim, uma resposta hipercinética cardiovascular e ventilatória. Por outro lado, alguns indícios de menor oferta de oxigênio foram encontrados em pacientes com MM, como um menor fluxo sanguíneo muscular no antebraço e uma maior capacidade de produção de ATP após a suplementação de oxigênio. A cinética do O2 na fase de recuperação (REC) nos fornece, assim, subsídios quanto ao pagamento do débito de oxigênio tecidual e ao reabastecimento do estoque de oxigênio sanguíneo após o exercício. Ao nosso conhecimento, a cinética do O2 REC nunca foi avaliada nos pacientes com MM, assim como a integração desta variável com as respostas não-invasivas cardiovasculares e de extração de oxigênio muscular. Objetivo: contrastar as dinâmicas da oferta e da utilização de oxigênio na recuperação do exercício em pacientes com MM; e identificar os principais mecanismos fisiopatológicos da intolerância ao esforço nestes indivíduos. Métodos: Foram avaliadas em 12 pacientes com MM e 12 controles saudáveis, as cinéticas de recuperação: (i) do O2 pulmonar, (ii) da variação na concentração da deoxiemoglobina ([HHb], mensurada pela espectroscopia de raios quasi infravermelhos - NIRS) no vasto lateral, (iii) do débito cardíaco (DC) por bioimpedância transtorácica, após um teste de carga constante de alta intensidade (70% da carga máxima atingida em teste incremental prévio) até o limite da tolerância em cicloergômetro. Resultados: Foram observadas cinéticas mais lentas de reoxigenação da [HHb], ([HHb] = 43,7 ± 21,2 vs 27,5 ± 6,7) e do O2 ( O2 = 58,1 ± 25,1 vs 38,8 ± 7,6) nos pacientes com MM em relação aos controles, respectivamente. Estas respostas foram associadas a uma cinética de DC mais rápida em relação ao O2, nos pacientes comparados aos controles (T½DC * 1,44 / O2 = 1,3 ± 0,4 vs 1,7 ± 0,6). Conclusão: Os pacientes com MM na forma OEP apresentam, na recuperação do exercício de alta intensidade, um pagamento elevado do débito de oxigênio contraído no exercício e reoxigenação mais lenta da [HHb]. Estas respostas, associadas à cinética mais rápida do DC em relação ao O2 são indícios de que possa haver um déficit no transporte de oxigênio microvascular, além do comprometimento mitocondrial característico desta doença.
Introdução: Os pacientes com Miopatia Mitocondrial (MM) e Oftalmoplegia Externa Progressiva (OEP) apresentam disfunção na cadeia respiratória com incapacidade de aumentar a extração de oxigênio muscular e sintetizar ATP aerobicamente, levando à intolerância ao esforço e lentificação da cinética do O2. Quando a extração de oxigênio é comprometida, na tentativa de se manter o consumo de oxigênio muscular, uma hipótese é que estes pacientes poderiam aumentar compensatoriamente a oferta de oxigênio, apresentando, assim, uma resposta hipercinética cardiovascular e ventilatória. Por outro lado, alguns indícios de menor oferta de oxigênio foram encontrados em pacientes com MM, como um menor fluxo sanguíneo muscular no antebraço e uma maior capacidade de produção de ATP após a suplementação de oxigênio. A cinética do O2 na fase de recuperação (REC) nos fornece, assim, subsídios quanto ao pagamento do débito de oxigênio tecidual e ao reabastecimento do estoque de oxigênio sanguíneo após o exercício. Ao nosso conhecimento, a cinética do O2 REC nunca foi avaliada nos pacientes com MM, assim como a integração desta variável com as respostas não-invasivas cardiovasculares e de extração de oxigênio muscular. Objetivo: contrastar as dinâmicas da oferta e da utilização de oxigênio na recuperação do exercício em pacientes com MM; e identificar os principais mecanismos fisiopatológicos da intolerância ao esforço nestes indivíduos. Métodos: Foram avaliadas em 12 pacientes com MM e 12 controles saudáveis, as cinéticas de recuperação: (i) do O2 pulmonar, (ii) da variação na concentração da deoxiemoglobina ([HHb], mensurada pela espectroscopia de raios quasi infravermelhos - NIRS) no vasto lateral, (iii) do débito cardíaco (DC) por bioimpedância transtorácica, após um teste de carga constante de alta intensidade (70% da carga máxima atingida em teste incremental prévio) até o limite da tolerância em cicloergômetro. Resultados: Foram observadas cinéticas mais lentas de reoxigenação da [HHb], ([HHb] = 43,7 ± 21,2 vs 27,5 ± 6,7) e do O2 ( O2 = 58,1 ± 25,1 vs 38,8 ± 7,6) nos pacientes com MM em relação aos controles, respectivamente. Estas respostas foram associadas a uma cinética de DC mais rápida em relação ao O2, nos pacientes comparados aos controles (T½DC * 1,44 / O2 = 1,3 ± 0,4 vs 1,7 ± 0,6). Conclusão: Os pacientes com MM na forma OEP apresentam, na recuperação do exercício de alta intensidade, um pagamento elevado do débito de oxigênio contraído no exercício e reoxigenação mais lenta da [HHb]. Estas respostas, associadas à cinética mais rápida do DC em relação ao O2 são indícios de que possa haver um déficit no transporte de oxigênio microvascular, além do comprometimento mitocondrial característico desta doença.
Descrição
Citação
BRAVO, Daniela Manzoli. Avaliação das cinéticas do consumo de oxigênio e da reoxigenação muscular esquelética na recuperação do exercício de alta intensidade em pacientes com miopatia mitocondrial: Implicações sobre os mecanismos de intolerância ao exercício. 2011. 94 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2011.