Papel de aferências musculares ativadas pelo exercício físico para o controle cardiorrespiratório em pacientes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica

Abstract

Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) apresentam intolerância ao exercício físico, que é caracterizada por limitação ventilatória e dispneia, assim como por disfunção de músculos esqueléticos. Visto que as respostas cardiorrespiratórias ao exercício são, em parte, determinadas por reflexos deflagrados pela ativação de fibras aferentes tipo III (mecanorreflexo) e IV (metaborreflexo) em músculos esqueléticos, é plausível que a disfunção muscular na DPOC seja acompanhada por alteração em reflexos musculares, o que, no entanto, ainda não é bem conhecido. Os objetivos desta tese foram: i) investigar a contribuição isolada do mecanorreflexo e metaborreflexo muscular ativada pelo exercício físico para o controle cardiorrespiratório em pacientes com DPOC e sujeitos controles e ii) investigar alterações dos antioxidantes celulares de fibras musculares relacionadas com a ativação de aferências musculares em pacientes com DPOC e sujeitos controles. O mecanorreflexo foi ativado por flexão e extensão passiva unilateral de joelho através do dinamômetro isocinético em 28 pacientes e 14 controles. O metaborreflexo foi ativado por oclusão circulatória pós exercício de carga constante em cicloergômetro em 10 pacientes e 9 controles. Foi realizado uma biopsia muscular no vasto lateral para análises celulares. Pacientes com DPOC apresentaram maior resposta de fluxo respiratório médio (razão entre volume corrente e tempo inspiratório) quando foi realizado a ativação de ambos os reflexos. Além disso, pacientes apresentaram maiores respostas de ventilação minuto e padrão de resposta ventilatória frente a ativação do mecanorreflexo muscular. Pacientes com DPOC apresentaram maior estresse oxidativo nos músculos estriados esqueléticos. Em contrapartida, pacientes com DPOC são menos responsivos à dispneia durante a ativação do metaborreflexo muscular. Não foram encontradas diferenças significativas para as variáveis cardiovasculares. Diante desse contexto, parece que pacientes com DPOC são mais responsivos à ativação de aferências musculares mecânicas e metabólicas em relação ao grupo controle para o controle da ventilação.

Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) have exercise intolerance, which is characterized by ventilatory limitation and dyspnea, as well as by skeletal muscle dysfunction. Given that the cardiorespiratory responses to exercise are partly determined by reflexes triggered by activation of type III (mechanoreflex) and IV (metaboreflex) afferents in skeletal muscles, it is plausible that the muscle dysfunction in COPD is accompanied by altered muscle reflexes, which, however, is still unclear. The purposes this study were: i) to investigate the isolated contribution of the mechanoreflex and muscle metaboreflex activated by physical exercise to the cardiorespiratory control in patients with COPD and control subjects and ii) to investigate differences between the cellular antioxidants of muscle fibers related to the activation of muscle afferents in COPD patients and control subjects. The mechanoreflex was activated by flexion and unilateral passive knee extension using an isokinetic dynamometer in 28 patients and 14 controls. The metaborreflex was activated by circulatory occlusion after constant load exercise on a cycle ergometry in 10 patients and 9 controls. A vastus lateralis muscle biopsy was performed for molecular analyses. COPD patients had a higher mean respiratory flow response (ratio between tidal volume and inspiratory time) when both reflexes were activated. In addition, patients showed greater responses of minute ventilation and pattern of ventilatory response to activation of muscle mechanoreflex. COPD patients presented higher oxidative stress in the skeletal striated muscles. In contrast, COPD patients are less responsive to dyspnea during activation of the muscle metaboreflex. No significant differences were found for the cardiovascular variables. Given this context, it appears that patients with COPD are more responsive to the activation of mechanical and metabolic muscle afferents compared to the control group to the regulation of ventilation.