Muscle blood flow in heart failure : interaction between central and local factors

A intolerância ao exercício é uma característica marcante da insuficiência cardíaca. Diversos mecanismos, como anormalidades no metabolismo muscular, no consumo de oxigênio do músculo e principalmente no fluxo sangüíneo muscular, têm sido documentados em pacientes com insuficiência cardíaca. Contudo, a relação entre a tolerância ao exercício e perfusão muscular no exercício é ainda controversa neste estado. Diversos mecanismos têm sido propostos na participação da regulação da hiperemia relacionada ao exercício, incluindo os mecanismos neural, endotelial e a bomba muscular. O propósito desta revisão é apresentar as evidências experimentais e clínicas com relação ao controle da perfusão muscular no exercício na insuficiência cardíaca. Existe um consenso geral de que a insuficiência cardíaca crônica esteja associada à vasoconstrição periférica e à marcante elevação da atividade do sistema nervoso autônomo simpático. Evidências recentes sugerem, ainda, que a modulação inadequada da atividade vasoconstritora simpática, a disfunção endotelial e os mecanismos anormais de controle da bomba muscular podem ser responsáveis pela resposta vasodilatadora inadequada ao exercício nesses pacientes. Contudo, a interação entre os mecanismos de controle do fluxo sangüíneo muscular no exercício e, sobretudo, como esses mecanismos afetam a tolerância ao exercício na insuficiência cardíaca ainda precisam ser melhor investigados.Exercise intolerance is a hallmark of heart failure. Several mechanisms, such as abnormalities in muscle metabolism, muscle oxygen uptake and especially muscle blood flow have been documented in patients with heart failure. However, the relation between exercise tolerance and muscle perfusion during exercise is still controversial in this state. Several mechanisms have been proposed to be involved in the regulation of exercise hyperemia, including neural, endothelial and muscle pump mechanisms. The purpose of this review is to present experimental and clinical evidence regarding muscle perfusion control during exercise in heart failure. There is a general consensus that chronic heart failure is associated with peripheral vasoconstriction and marked elevation in sympathetic nervous system activity. Recent evidence also suggests that impaired modulation of sympathetic vasoconstriction, endothelial dysfunction and abnormal muscle pump mechanisms may be responsible for the blunted vasodilator responses to exercise in these patients. However, the interactions between muscle blood flow control mechanisms during exercise and especially how these factors affect exercise tolerance still need to be investigated in heart failure

Atenuação do metaboreflexo muscular em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica

Introdução. As alterações na função muscular esquelética estão bem documentadas na doença pulmonar obstrutiva crônica, mas não existem informações quanto à atividade das fibras aferentes metabosensitivas. Objetivo. Testar a hipótese de que pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica possuem alteração nas respostas reflexas à estimulação das fibras aferentes metabosensitivas no músculo esquelético, quando comparados a sujeitos saudáveis. Métodos e Resultados. Em 16 pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica moderada a grave e 13 sujeitos saudáveis de mesma idade, foram avaliados as respostas da freqüência cardíaca, pressão arterial média, fluxo sanguíneo para a panturrilha, e resistência vascular na panturrilha ao exercício estático de preensão manual realizado a 30% da contração voluntária máxima, seguido por um período de recuperação, com ou sem oclusão circulatória. O controle da resistência vascular na panturrilha mediado pelo metaboreflexo muscular foi estimado por meio da subtração da área sob a curva na situação com oclusão da situação sem oclusão circulatória. As respostas da pressão arterial média e da freqüência cardíaca foram similares nos pacientes e nos sujeitos saudáveis durante o exercício e recuperação. No grupo controle, a resistência vascular na panturrilha aumentou significativamente durante o exercício e permaneceu elevada acima dos valores dos valores basais durante a oclusão circulatória, enquanto que nos pacientes as mudanças nesta variável a partir do repouso não foram significativas nos dois protocolos. A estimativa do controle da resistência vascular na panturrilha mediado pelo metaboreflexo muscular foi significativamente menor nos pacientes (Controles: 31± 22 unidades, Pacientes: 8 ± 31 unidades, p<0.05). Conclusão. Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica apresentam diminuição na resposta da resistência vascular na panturrilha ao exercício de preensão manual e à ativação seletiva do metaboreflexo muscular quando comparados a sujeitos saudáveis. Estes achados são compatíveis com atenuação do da atividade do metaboreflexo muscular em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica.Rationale. Abnormal skeletal muscle function is well documented in chronic obstructive pulmonary disease, but there is no information about the activity of muscle metabosensitive afferents. Objective. To test the hypothesis that patients with chronic obstructive pulmonary disease have abnormal reflex responses to stimulation of metabosensitive afferents in skeletal muscle when compared with healthy-matched subjects. Methods, Measurements, and Main Results. In 16 patients with moderate-to-severe chronic obstructive pulmonary disease and 13 healthy control subjects of similar age, we evaluated heart rate, mean blood pressure, calf blood flow, and calf vascular resistance responses to static handgrip exercise at 30% of maximal voluntary contraction, followed by recovery with or without circulatory occlusion. Muscle metaboreflex control of calf vascular resistance was estimated by subtracting the area under the curve with circulatory occlusion from the area under the curve without circulatory occlusion. Mean blood pressure and heart responses were similar in patients and controls during exercise and recovery. In the control group, calf vascular resistance increased significantly during exercise and remained elevated above baseline during circulatory occlusion, whereas in patients changes from rest were not significantly different in both trials. Estimated muscle metaboreflex control of calf vascular resistance was significantly reduced in the patients (Controls: 31± 22 units, Patients: 8 ± 31 units, p<0.05). Conclusion. Patients with chronic obstructive pulmonary disease have a reduced calf vascular resistance response to handgrip exercise and to selective activation of muscle metaboreflex when compared with healthy subjects, consistent with an attenuated muscle metaboreflex activity

Atenuação do metaboreflexo muscular em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica

Introdução. As alterações na função muscular esquelética estão bem documentadas na doença pulmonar obstrutiva crônica, mas não existem informações quanto à atividade das fibras aferentes metabosensitivas. Objetivo. Testar a hipótese de que pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica possuem alteração nas respostas reflexas à estimulação das fibras aferentes metabosensitivas no músculo esquelético, quando comparados a sujeitos saudáveis. Métodos e Resultados. Em 16 pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica moderada a grave e 13 sujeitos saudáveis de mesma idade, foram avaliados as respostas da freqüência cardíaca, pressão arterial média, fluxo sanguíneo para a panturrilha, e resistência vascular na panturrilha ao exercício estático de preensão manual realizado a 30% da contração voluntária máxima, seguido por um período de recuperação, com ou sem oclusão circulatória. O controle da resistência vascular na panturrilha mediado pelo metaboreflexo muscular foi estimado por meio da subtração da área sob a curva na situação com oclusão da situação sem oclusão circulatória. As respostas da pressão arterial média e da freqüência cardíaca foram similares nos pacientes e nos sujeitos saudáveis durante o exercício e recuperação. No grupo controle, a resistência vascular na panturrilha aumentou significativamente durante o exercício e permaneceu elevada acima dos valores dos valores basais durante a oclusão circulatória, enquanto que nos pacientes as mudanças nesta variável a partir do repouso não foram significativas nos dois protocolos. A estimativa do controle da resistência vascular na panturrilha mediado pelo metaboreflexo muscular foi significativamente menor nos pacientes (Controles: 31± 22 unidades, Pacientes: 8 ± 31 unidades, p<0.05). Conclusão. Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica apresentam diminuição na resposta da resistência vascular na panturrilha ao exercício de preensão manual e à ativação seletiva do metaboreflexo muscular quando comparados a sujeitos saudáveis. Estes achados são compatíveis com atenuação do da atividade do metaboreflexo muscular em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica.Rationale. Abnormal skeletal muscle function is well documented in chronic obstructive pulmonary disease, but there is no information about the activity of muscle metabosensitive afferents. Objective. To test the hypothesis that patients with chronic obstructive pulmonary disease have abnormal reflex responses to stimulation of metabosensitive afferents in skeletal muscle when compared with healthy-matched subjects. Methods, Measurements, and Main Results. In 16 patients with moderate-to-severe chronic obstructive pulmonary disease and 13 healthy control subjects of similar age, we evaluated heart rate, mean blood pressure, calf blood flow, and calf vascular resistance responses to static handgrip exercise at 30% of maximal voluntary contraction, followed by recovery with or without circulatory occlusion. Muscle metaboreflex control of calf vascular resistance was estimated by subtracting the area under the curve with circulatory occlusion from the area under the curve without circulatory occlusion. Mean blood pressure and heart responses were similar in patients and controls during exercise and recovery. In the control group, calf vascular resistance increased significantly during exercise and remained elevated above baseline during circulatory occlusion, whereas in patients changes from rest were not significantly different in both trials. Estimated muscle metaboreflex control of calf vascular resistance was significantly reduced in the patients (Controls: 31± 22 units, Patients: 8 ± 31 units, p<0.05). Conclusion. Patients with chronic obstructive pulmonary disease have a reduced calf vascular resistance response to handgrip exercise and to selective activation of muscle metaboreflex when compared with healthy subjects, consistent with an attenuated muscle metaboreflex activity

Acute and chronic adaptations to intermittent pnemuatic [sic] leg compressions

Title from PDF of title page (University of Missouri--Columbia, viewed on May 31, 2012).The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file.Dissertation advisor: Dr. M. Harold LaughlinVita.Includes bibliographical references.Ph. D. University of Missouri-Columbia 2011."December 2011"[ACCESS RESTRICTED TO THE UNIVERSITY OF MISSOURI AT REQUEST OF AUTHOR.] Few therapies exist that improve functional capacity and quality of life of patients with peripheral arterial disease (PAD). Despite the growing prevalence of this highly debilitating condition in the aging population, the currently available treatment options have a markedly low cost-effectiveness and accessibility. Application of intermittent pneumatic leg compressions (IPC) is emerging as a promising strategy for PAD but the mechanistic basis of action of this approach remains largely unknown. The studies described in this dissertation were designed to gain insights into the acute adjustments and long-term adaptations to IPC application. To accomplish these aims we developed a model in rodents that allowed us to study in depth the essential physiological responses to this therapy in healthy animals and in a preclinical model of peripheral arterial insufficiency. We conducted studies to investigate: 1) the impact of a single session of IPC on limb hemodynamics and skeletal muscle gene expression (Chapters 2 and 3) and 2) the long-term consequences of IPC on exercise tolerance, muscle blood flow, capillarization and oxidative capacity (Chapter 4). We also report the findings of our initial efforts to translate our findings in rodents to humans by studying the chronic effects on forearm compression on blood flow in healthy young subjects (Appendix). Collectively, these studies shed new light on the therapeutic potential of IPC for patients with PAD as well as on the possible mechanisms underlying the clinical benefits associated with this novel therapy

Fluxo sangüineo muscular na insuficiência cardíaca: interação entre fatores centrais e locais

A intolerância ao exercício é uma característica marcante da Insuficiência cardíaca. Diversos mecanismos, como anormalidades no metabolismo muscular, no consumo de oxigênio do músculo e principalmente no fluxo sanguíneo muscular tem sido documentado em pacientes com Insuficiência Cardíaca. Contudo, a relação entre a tolerância ao exercício e perfusão muscular no exercício é ainda controversa neste estado. Diversos mecanismos têm sido propostos na participação da regulação da hiperemia relacionada ao exercício, incluindo os mecanismos neural, endotelial e a bomba muscular. O propósito desta revisão é apresentar as evidências experimentais e clínicas com relação ao controle da perfusão muscular no exercício na insuficiência cardíaca. Existe um consenso geral de que a insuficiência cardíaca crônica está associada à vasoconstrição periférica e à marcante elevação da atividade do sistema nervoso autônomo simpático. Evidências recentes sugerem ainda que a modulação inadequada da atividade vasoconstritora simpática, a disfunção endotelial e os mecanismos anormais de controle da bomba muscular podem ser responsáveis pela resposta vasodilatadora inadequada ao exercício nestes pacientes. Contudo, a interação entre os mecanismos de controle do fluxo sanguíneo muscular no exercício e principalmente como esses mecanismos afetam a tolerância ao exercício na insuficiência cardíaca ainda precisam ser melhor investigados

Muscle blood flow in heart failure : interaction between central and local factors

A intolerância ao exercício é uma característica marcante da insuficiência cardíaca. Diversos mecanismos, como anormalidades no metabolismo muscular, no consumo de oxigênio do músculo e principalmente no fluxo sangüíneo muscular, têm sido documentados em pacientes com insuficiência cardíaca. Contudo, a relação entre a tolerância ao exercício e perfusão muscular no exercício é ainda controversa neste estado. Diversos mecanismos têm sido propostos na participação da regulação da hiperemia relacionada ao exercício, incluindo os mecanismos neural, endotelial e a bomba muscular. O propósito desta revisão é apresentar as evidências experimentais e clínicas com relação ao controle da perfusão muscular no exercício na insuficiência cardíaca. Existe um consenso geral de que a insuficiência cardíaca crônica esteja associada à vasoconstrição periférica e à marcante elevação da atividade do sistema nervoso autônomo simpático. Evidências recentes sugerem, ainda, que a modulação inadequada da atividade vasoconstritora simpática, a disfunção endotelial e os mecanismos anormais de controle da bomba muscular podem ser responsáveis pela resposta vasodilatadora inadequada ao exercício nesses pacientes. Contudo, a interação entre os mecanismos de controle do fluxo sangüíneo muscular no exercício e, sobretudo, como esses mecanismos afetam a tolerância ao exercício na insuficiência cardíaca ainda precisam ser melhor investigados.Exercise intolerance is a hallmark of heart failure. Several mechanisms, such as abnormalities in muscle metabolism, muscle oxygen uptake and especially muscle blood flow have been documented in patients with heart failure. However, the relation between exercise tolerance and muscle perfusion during exercise is still controversial in this state. Several mechanisms have been proposed to be involved in the regulation of exercise hyperemia, including neural, endothelial and muscle pump mechanisms. The purpose of this review is to present experimental and clinical evidence regarding muscle perfusion control during exercise in heart failure. There is a general consensus that chronic heart failure is associated with peripheral vasoconstriction and marked elevation in sympathetic nervous system activity. Recent evidence also suggests that impaired modulation of sympathetic vasoconstriction, endothelial dysfunction and abnormal muscle pump mechanisms may be responsible for the blunted vasodilator responses to exercise in these patients. However, the interactions between muscle blood flow control mechanisms during exercise and especially how these factors affect exercise tolerance still need to be investigated in heart failure

Objetividade da medida do limiar ventilatório

Vários critérios têm sido utilizados na detecção do limiar ventilatório (LV). Três dos mais empregados são: (1) aumento do equivalente ventilatório de O2 (VE/VO2), (2) quebra da linearidade do aumento da ventilação-minuto (VE) e, (3) quebra da linearidade da relação entre os aumentos do VCO2 e VO2 (V-slope). O objetivo deste estudo foi verificar a objetividade da medida do LV, assim como verificar a consistência intra-avaliador do LV a partir dos diferentes critérios. Foram avaliados 16 homens jovens fisicamente ativos. Estes foram submetidos a teste de esforço progressivo até exaustão voluntária em cicloergômetro. O LV foi identificado independentemente por três avaliadores mediante os critérios (1), (2) e (3). A concordância inter-avaliadores no que se refere à aplicação dos diferentes critérios foi relativamente baixa (entre 18,0 a 62,5%) em praticamente todos os casos, sendo que a concordância em torno do critério (1) foi superior em comparação aos outros. Houve alta consistência intra-avaliador na determinação do LV, evidenciado pela ausência de diferenças entre critérios. Ao considerar a mediana dos resultados apresentados pelos três avaliadores, foram obtidos, em média, 132,5 ± 30 W para o critério (1), 135,0 ± 33,1 W para o critério (2), e 135,0 ± 36,1 W para o critério (3), sem diferenças significantes entre os critérios (p > 0,05). A correlação intra-classe entre todos os pares de critérios foi igual a 0,94. Em conclusão, o critério (1) parece ser o mais objetivo, e a adoção da mediana entre as estimativas dos avaliadores parece eliminar o problema do viés intra-avaliador