INTRODUÇÃO: Os macrófagos são células inflamatórias importantes no desenvolvimento e progressão do enfisema pulmonar e dependendo do estímulo do microambiente estas células podem ser diferenciadas em fenótipos M1 ou fenótipo M2. Os macrófagos de fenótipo M1 são reconhecidos como pró-inflamatórios enquanto que os macrófagos de fenótipo M2 são reconhecidos pela ação anti-inflamatória. O objetivo deste estudo foi caracterizar a polarização dos macrófagos em fenótipos M1 e M2 nos diferentes modelos experimentais de indução de enfisema pulmonar. MÉTODOS: foram utilizados camundongos C57BL/6 machos e foram divididos em quatro grupos experimentais, Grupo PPE (Elastase Pancreática de Porco): Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de PPE (0,667UI) com eutanásia no 28° dia; Grupo Salina: Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de soro fisiológico (SF) (0,9%) com eutanásia no 28° dia; Grupo Fumo: Animais que foram expostos à fumaça de cigarro durante 30 minutos, duas vezes por dia, 5 dias por semana consecutivos durante 12 semanas e Grupo Controle: Animais que foram mantidos no biotério e expostos ao ar ambiente por 12 semanas. Após eutanásia, os pulmões foram removidos, fixados em formaldeído e em seguida, foram feitos cortes para análise do intercepto linear médio (Lm) e contagem de células positivas para os macrófagos totais (MAC-2), interferon-gama (IFN)-gama e fator de necrose tumoral (TNF)-alfa, interleucina (IL)-10, transformação do fator do crescimento (TGF)-beta, metaloproteases (MMP)-9 e -12, no parênquima pulmonar. Pela técnica de ELISA foi avaliado no lavado broncoalveolar (LBA): IFN-gama e IL-12 (fenótipo M1) e IL-4, IL-10 e IL-13 (fenótipo M2). Pela técnica de PCR em tempo-real foi avaliada a expressão gênica para cluster of differentiation 68 (CD68), fator de regulação de interferon (Irf)-5, quimiocinas- CXC (CXCL9) e (CXCL10), o receptor de interleucina (IL)-12b e óxido nítrico sintase (iNOS) (fenótipo M1) e Irf-4, resistin-like molecule alpha (Fizz1), chitinase-3-like protein 3 (Ym1) e arginina-1 (Arg1) (fenótipo M2). RESULTADOS: Nossos resultados demonstraram aumento dos espaços aéreos distais e consequente presença de enfisema pulmonar nos dois grupos avaliados. Observamos redução da expressão gênica para CD68 no grupo PPE em comparação ao seu controle e tendência a aumento da expressão deste gene para o grupo Fumo comparado ao seu controle. A avaliação da expressão gênica para marcadores M1 revelou aumento para CXCL9 e CXCL10 nos grupos PPE, aumento de CXCL9 e redução de CXCL10 no grupo Fumo e redução de IL-12b no grupo Fumo comparados aos seus respectivos controles. A avaliação da expressão gênica para fenótipo M2, demonstrou diminuição de Arg1 e Fizz1 nos grupos PPE comparado ao salina. Pela técnica de ELISA encontramos uma redução de IL-4, IL-10 e IL-13 nos grupos PPE e aumento no grupo Fumo de IL-10, ambos comparados aos seus respectivos controles. Para a contagem de células positivas MAC-2, encontramos o aumento de macrófagos totais nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M1, encontramos aumento de TNF-alfa e IFN-gama nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M2, encontramos aumento de TGF-beta nos dois modelos de enfisema pulmonar avaliado. Entretanto para interleucina-10 encontramos uma redução no grupo PPE e aumento no grupo Fumo, ambos comparados aos seus respectivos controles. CONCLUSÃO: Demonstramos que os modelos induzidos pela exposição a fumaça de cigarro e instilação elastase resultaram em diferentes polarizações de macrófagos devido às diferenças do microambiente e que o modelo experimental de exposição à fumaça de cigarro foi o que melhor representou as características fisiológicas observadas em pacientes DPOC / Macrophages are important inflammatory cells on development and progression of pulmonary emphysema. Depending on microenvironment stimuli, these cells can differentiate into M1 or M2 phenotypes. Macrophages M1 phenotype play proinflammatory role whereas macrophages M2 phenotype play anti-inflammatory role. Our objective was to characterize the polarization of macrophages in M1 and M2 phenotypes in different experimental models of pulmonary emphysema induction. Male C57BL/6 mice were used and divided into four experimental groups. Group PPE (Porcine Pancreatic Elastase): Animals received intranasal instillation of 50 microL of PPE (0.677 IU) with euthanasia on the 28th day; Saline Group: Animals which received intranasal instillation of 50 microL SF (0.9%) with euthanasia on the 28th day; Cigarette Smoke Group: Animals exposed to cigarette smoke for 30 minutes, twice a day, 5 days a week for 12 weeks and Control Group: Animals that were exposed to ambient air for 12 weeks. After euthanasia, the lungs were removed, fixed in formaldehyde and then sectioned for analysis of the mean linear intercept (Lm) and counting of cells positive for total macrophages (MAC-2), interferon gamma (IFN-gama), factor Tumor necrosis (TNF-alfa), interleukin (IL)-10, transforming growth factor beta (TGF)-beta, matrix metalloproteinases- (MMP)-9 e -12 in the lung parenchyma through the immunohistochemistry technique. In order to evaluate the expression of proteins we used ELISA technique for IFN-gama and IL-12 (M1 phenotype) and IL-4, IL-10 and IL-13 (M2 phenotype) by bronchoalveolar lavage (BAL). They were also evaluated by gene expression analysis by the Real Time-PCR technique for cluster of differentiation 68 (CD68), interferon regulating factor (Irf-5), chemokines CXC (CXCL9) and (CXCL10), subunit beta of interleukin 12 (IL-12b) and nitric oxide synthase (iNOS) and for M2 phenotypes were analyzed Irf4, found in inflammatory zone- 1(Fizz1), chitinase type-1 (Ym1) and arginine-1 (Arg1) molecules. RESULTS: Our results demonstrated an increase in distal air spaces and consequent presence of pulmonary emphysema in both groups. Also, we observed reduction of CD-68 gene expression in PPE group compared to his control and tendency to increase the expression on Cigarette Smoke group (CS) compared to his Control. The evaluation of gene expression for M1 markers revealed an increase for CXCL9 and CXCL10 in the PPE groups, increase of CXCL-9 and reduction of CXCL10 on CS group and reduction of IL-12b on CS group compared to their respective controls. The evaluation of gene expression for M2 phenotype demonstrated a decrease of Arg1 and Fizz1 in PPE groups compared to saline group. By ELISA technique, we found reduction of IL-4, IL-10 and IL-13 on PPE groups, while we did not observe statistical difference in CS group, both compared to their respective controls. The TNF-alfa and IFN-gama positive cells counts showed an increase for both groups in the two models evaluated, for M2 phenotype we found an increase for TGF-beta in both emphysema models whereas for IL-10 we found a reduction in PPE group and increase on CS group, both compared to their respective controls. CONCLUSIONS: We demonstrated that the models induced by exposure to cigarette smoke and elastase instillation resulted in different macrophages polarizations due to differences in the microenvironment and that the experimental model of exposure to cigarette smoke was the one that best represented the physiological characteristics observed in COPD patients

A avaliação das propriedades mecânicas do sistema respiratório é tipicamente realizada oscilando-se um fluxo nos pulmões através da traquéia, medindo-se a pressão resultante gerada na traquéia e relacionando-se os dois sinais em termos de alguns modelos matemáticos. Se o sinal de fluxo de perturbação tem seu espectro em banda larga e não apresenta uma amplitude muito elevada, assume-se que o sistema respiratório está se comportando de forma linear e calcula-se sua impedância de entrada. Alternativamente, alguns pesquisadores tem utilizado sinais de fluxo que apresentam um espectro em banda estreita, mas com altos valores de amplitude, e aplicam modelos paramétricos não-lineares para quantificar as relações entre fluxo e pressão. Pouco tem sido feito, entretanto, para considerar dados relativos ao sistema respiratório quando a excitação é de banda larga e o sistema reflete não-linearidades. Nesta pesquisa, esta categoria de dados foi considerada realizando-se experimentos com camundongos. Para interpretar estes dados, desenvolveu-se uma aproximação no domínio do tempo de um modelo muito empregado para descrever a impedância respiratória de entrada. Este modelo foi então estendido para incluir termos de resistência e elastância não-lineares. Descobriu-se que o modelo com termo de elastância não-linear estima melhor os dados experimentais quando amplitudes altas são utilizadas, relativamente ao modelo linear e ao modelo com termo resistivo não-linear. Este modelo pode também ser útil para detecção de hiperinsuflação dos pulmões durante a ventilação mecânica. / The assessment of the mechanical properties of the respiratory system is typically done by oscillating flow into the lungs via the trachea, measuring the resulting pressure generated at the trachea, and relating these two signals to each other in terms of some suitable mathematical model. If the perturbing flow signal is broadband and not too large in amplitude, linear behavior is usually assumed and the input impedance calculated. Alternatively, some researchers have used flow signals that are narrow band but large in amplitude, and invoked nonlinear lumped-parameter models to account for the relationship between flow and pressure. There has been little attempt, however, to deal with respiratory data that is both broadband and reflective of system nonlinearities. In the present study, it was collected such data from mice. To interpret these data, it was first developed a time-domain approximation to a widely used model of respiratory input impedance. It was then extended this model to include nonlinear resistive and elastic terms. It was found that the nonlinear elastic term fit the data better than the linear model or the nonlinear resistance model when amplitudes were large. This model may also be useful for detecting over inflation of the lung during mechanical ventilation.

Os médicos têm solicitado grande número de formulações diferenciadas, sob a forma de cápsulas de liberação lenta ou prolongada, aos farmacêuticos magistrais, com o objetivo de atender as necessidades específicas dos pacientes. Considerando que, praticamente, não há estudos sobre a liberação de fármacos a partir de formas magistrais de liberação prolongada, neste estudo, cápsulas de liberação modificada com 100 mg de teofilina foram preparadas com diferentes polímeros como os derivados celulósicos (Methocel® K100MPRCR, K15MPRCR e E4MCR) em diferentes concentrações, 15-35%. As cápsulas foram manipuladas, empregando o método volumétrico de enchimento de cápsulas. A lactose, de natureza hidrofílica, foi utilizada como diluente, quando necessário. Para o controle de qualidade das cápsulas, determinações de peso médio e teor de fármaco foram realizados nas 17 formulações desenvolvidas. A avaliação da dissolução das cápsulas foi feita de acordo com a Farmacopéia Americana 26 ed., para cápsulas de liberação prolongada (Teste 8), empregando aparato 1 (cesta), rotação de 100 rpm e temperatura mantida a 37ºC ± 0,5 em 900 mL de meio fluido intestinal sem enzimas (pH 7,5). Os perfis de dissolução foram comparados ao de duas especialidades farmacêuticas, sob a forma de cápsulas liberação prolongada. A formulação obtida com 35% da capacidade em volume de Methocel® E4MCR para cápsulas de tamanho 01 e lactose como diluente, evidenciou perfil de liberação de acordo com as especificações estabelecidas, sendo possível obter resultados reprodutíveis com 10 lotes da mesma formulação, através da padronização dos procedimentos adotados durante a manipulação dos mesmos. Por outro lado, as formulações comerciais de cápsulas de liberação prolongada contendo 100 mg de teofilina sob a forma de microgrânulos, quando submetidas ao mesmo ensaio de dissolução, apresentaram rápida liberação do fármaco, indicando que nestas formulações a liberação do fármaco não é fator limitante para a absorção. Para a avaliação da cinética de liberação do fármaco foram aplicados os modelos matemáticos de ordem zero, primeira ordem e Higuchi. Concluiu-se que as matrizes obtidas com os polímeros foram capazes de modular a liberação de teofilina envolvendo os mecanismos de difusão e erosão, prevalecendo o modelo de ordem um. / Pharmacists are called upon by physicians to compound a wide range of different products, including extended-release and slow-release capsules, when patients require specific individualized therapy. Considering that, practically, there aren\'t studies about compounded extended-release dosage forms, in this study, extended-release capsules of theophylline (100 mg) were prepared with different polymers as cellulose (Methocel® K100MPRCR, K15MPRCR e E4MCR) at different concentrations (15-35%). A hand filling relative volume process was used to prepare the matrix capsules. Lactose was used as hydrophilic diluent. For the quality control of capsules, average weight and assay were performed in 17 formulations. Dissolution rate of these capsules were evaluated according to United States Pharmacopeia 26 ed., dissolution method for theophylline extended-release capsules (Test 8). Determinations were performed with apparatus 1 (basket), agitation at 100 rpm and 900 mL of intestinal medium without enzimes (pH 7,5) were kept at 37ºC ± 0,5ºC. Dissolution profiles were compared to two other commercial extended-release capsules. The batch of capsules compounded with 35% volume capacity to capsules size number 1 of Methocel® E4MCR and with lactose as excipient showed dissolution profile according to the especifications and it was possible to reproduce the same results with more ten batches, through the standardized compounding procedure. On the other hand, commercial extended-release capsules containing theophylline pellets (100 mg) showed quick drug release, indicating that the drug release is not a limitant factor to the absorption. Mathematical models like zero¬-order, first-order and Higuchi were applied in kinetic studies of theophylline release from the capsules. The evaluation indicated that the polymers were efficient to control the release of theophylline in capsules and the involved mechanisms were diffusion and erosion and first-order was the model that better fitted for theophylline matrix capsules.

INTRODUÇÃO: A região de Guarapari e Anchieta, ao sul do estado do Espírito Santo apresenta um parque industrial em crescimento que gera na população local uma preocupação em relação à piora da qualidade do ar e aos efeitos adversos sobre a população residente. Neste estudo avaliamos os impactos da exposição à poluição do ar gerada por uma mineradora e pelotizadora de ferro sobre a saúde respiratória de crianças e adolescentes residentes no entorno do empreendimento. MÉTODOS: Estudo de painel com 121 escolares entre 8 e 16 anos de idade, matriculados em escolas de Anchieta, área exposta às emissões industriais, e Guarapari, área não exposta, no estado do Espírito Santo. Mensalmente, entre maio de 2008 e maio de 2009 foram realizados exames de espirometria. Foram aplicados questionários para obtenção de dados biodemográficos e um questionário validado - ISAAC, para investigar informações referente a presença de asma e alergias respiratórias e cutâneas. Rede de monitoramento da qualidade do ar que mede material particulado forneceu informações diárias sobre as concentrações deste poluente para o período analisado. A correlação entre a exposição aos poluentes do ar e os parâmetros de função respiratória (razão entre valores medidos e preditos) foi analisada através de duas abordagens. Na primeira, foram comparadas as médias mensais de volume expiratório forçado no primeiro segundo, capacidade vital forçada, pico de fluxo expiratório, razão entre volume expiratório forçado e capacidade vital forçada, fluxo expiratório forçado de 25 e 75% da manobra de capacidade vital forçada e tempo de expiração forçada entre os dois grupos. Para esta análise, foi adotado o teste-t de student. Na segunda abordagem, a associação entre os parâmetros respiratórios e o material particulado inalado foi investigada através de modelos de regressão de efeitos mistos, incluindo-se nos modelos controles para: variáveis meteorológicas, presença de asma e alergias respiratórias e, quando necessário, índice de massa corpórea. RESULTADOS: 86 crianças concluíram o estudo. As médias mensais da razão entre volume expiratório forçado no primeiro segundo e capacidade vital forçada e pico de fluxo expiratório, em alguns meses, foram menores na área exposta enquanto que o inverso ocorreu para o tempo expiratório final. Houve relação inversamente proporcional entre a variação do material particulado e todos os parâmetros de espirometria exceto o tempo expiratório. Para uma variação de 14,03 ?g/m3 no PM10 foram observadas reduções de 1,13% (IC 95%: 0,13; 2,14) no volume expiratório forçado no primeiro segundo (média móvel de cinco dias), de 0,95% (IC 95%: 0,32; 1,58) na relação entre volume expiratório forçado no primeiro segundo e capacidade vital forçada (média móvel de três dias), e de 2,96% (IC 95%: 1,46; 4,46) no pico de fluxo expiratório (média móvel de cinco dias). Em relação ao tempo expiratório houve um efeito diretamente proporcional, com um acréscimo de 3,54% (IC 95%: 0,88; 6,20) na média móvel de três dias. CONCLUSÃO: Mesmo com níveis de material particulado dentro dos padrões nacionais de qualidade do ar foi observada piora da função respiratória em crianças e adolescentes residentes nos Municípios de Anchieta e de Guarapari (ES) / INTRODUCTION: The region of Guarapari and Anchieta, in the South of the State of Espírito Santo has a growing industrial park that generates in the local population a concern to either the worsening of air quality and the adverse effects on the resident population. In this study we evaluated the impacts of exposure to air pollution generated by a mining company and iron idles on the respiratory health of children and adolescents living in the vicinity of the enterprise. Methods: Panel study with 121 students between 8 and 16 years of age, enrolled in schools of Anchieta, exposed area to industrial emissions, and Guarapari, unexposed area, in the State of Espírito Santo. Every month, between May 2008 and May 2009 spirometry tests were carried out. Questionnaires were applied to data acquisition on biodemographic issues and a validated questionnaire to investigate information on the presence of asthma and respiratory and skin allergies (ISAAC). PM10 monitoring network provided daily information on this pollutant concentrations for the period under examination. The correlation between exposure to air pollutants and lung function parameters (ratio between measured and predicted values) were analyzed through two approaches. In the first, monthly averages of forced expiratory volume in one second, forced vital capacity, peak expiratory flow, ratio of forced expiratory volume and forced vital capacity, forced expiratory flow 25 and 75 of the maneuver forced vital capacity and forced expiration time were compared between the two groups. For this analysis, was adopted the student\'s t-test. In the second approach, the association between respiratory parameters and the inhaled particulate matter was investigated via mixed effects regression models, including controls for meteorological variables, the presence of asthma and respiratory allergies and, when necessary, body mass index. Results: 86 children completed the study. Monthly averages of the ratio of forced expiratory volume in one second and forced vital capacity and peak expiratory flow, in a few months, were lower in the area exposed while the reverse occurred for the forced expiratory time. There were inversely proportional relationships between the variation of particulate matter and all the spirometry parameters except the expiratory time. For a variation of 14.03 ?gm3 in PM10 a 1.13% (CI 95: 0.13; 2.14) reduction was observed in forced expiratory volume in one second (fiveday moving average), 0.95% (CI: 0.32; 95 1.58) on the relationship between forced expiratory volume in one second and forced vital capacity (three-day moving average), and 2.96% (95 CI: 1.46; 4.46) in peak expiratory flow (fiveday moving average). In relation to the expiratory time there was a directly proportional effect, with an additional 3.54% (Ci: 0.88; 6.20) in three-day moving average. Conclusion: even with levels of particulate matter inside the national air quality standards was observed worsening of respiratory function in children and adolescents living in the municipalities of Anchieta and Guarapari (ES)

Os médicos têm solicitado grande número de formulações diferenciadas, sob a forma de cápsulas de liberação lenta ou prolongada, aos farmacêuticos magistrais, com o objetivo de atender as necessidades específicas dos pacientes. Considerando que, praticamente, não há estudos sobre a liberação de fármacos a partir de formas magistrais de liberação prolongada, neste estudo, cápsulas de liberação modificada com 100 mg de teofilina foram preparadas com diferentes polímeros como os derivados celulósicos (Methocel® K100MPRCR, K15MPRCR e E4MCR) em diferentes concentrações, 15-35%. As cápsulas foram manipuladas, empregando o método volumétrico de enchimento de cápsulas. A lactose, de natureza hidrofílica, foi utilizada como diluente, quando necessário. Para o controle de qualidade das cápsulas, determinações de peso médio e teor de fármaco foram realizados nas 17 formulações desenvolvidas. A avaliação da dissolução das cápsulas foi feita de acordo com a Farmacopéia Americana 26 ed., para cápsulas de liberação prolongada (Teste 8), empregando aparato 1 (cesta), rotação de 100 rpm e temperatura mantida a 37ºC ± 0,5 em 900 mL de meio fluido intestinal sem enzimas (pH 7,5). Os perfis de dissolução foram comparados ao de duas especialidades farmacêuticas, sob a forma de cápsulas liberação prolongada. A formulação obtida com 35% da capacidade em volume de Methocel® E4MCR para cápsulas de tamanho 01 e lactose como diluente, evidenciou perfil de liberação de acordo com as especificações estabelecidas, sendo possível obter resultados reprodutíveis com 10 lotes da mesma formulação, através da padronização dos procedimentos adotados durante a manipulação dos mesmos. Por outro lado, as formulações comerciais de cápsulas de liberação prolongada contendo 100 mg de teofilina sob a forma de microgrânulos, quando submetidas ao mesmo ensaio de dissolução, apresentaram rápida liberação do fármaco, indicando que nestas formulações a liberação do fármaco não é fator limitante para a absorção. Para a avaliação da cinética de liberação do fármaco foram aplicados os modelos matemáticos de ordem zero, primeira ordem e Higuchi. Concluiu-se que as matrizes obtidas com os polímeros foram capazes de modular a liberação de teofilina envolvendo os mecanismos de difusão e erosão, prevalecendo o modelo de ordem um. / Pharmacists are called upon by physicians to compound a wide range of different products, including extended-release and slow-release capsules, when patients require specific individualized therapy. Considering that, practically, there aren\'t studies about compounded extended-release dosage forms, in this study, extended-release capsules of theophylline (100 mg) were prepared with different polymers as cellulose (Methocel® K100MPRCR, K15MPRCR e E4MCR) at different concentrations (15-35%). A hand filling relative volume process was used to prepare the matrix capsules. Lactose was used as hydrophilic diluent. For the quality control of capsules, average weight and assay were performed in 17 formulations. Dissolution rate of these capsules were evaluated according to United States Pharmacopeia 26 ed., dissolution method for theophylline extended-release capsules (Test 8). Determinations were performed with apparatus 1 (basket), agitation at 100 rpm and 900 mL of intestinal medium without enzimes (pH 7,5) were kept at 37ºC ± 0,5ºC. Dissolution profiles were compared to two other commercial extended-release capsules. The batch of capsules compounded with 35% volume capacity to capsules size number 1 of Methocel® E4MCR and with lactose as excipient showed dissolution profile according to the especifications and it was possible to reproduce the same results with more ten batches, through the standardized compounding procedure. On the other hand, commercial extended-release capsules containing theophylline pellets (100 mg) showed quick drug release, indicating that the drug release is not a limitant factor to the absorption. Mathematical models like zero¬-order, first-order and Higuchi were applied in kinetic studies of theophylline release from the capsules. The evaluation indicated that the polymers were efficient to control the release of theophylline in capsules and the involved mechanisms were diffusion and erosion and first-order was the model that better fitted for theophylline matrix capsules.

A avaliação das propriedades mecânicas do sistema respiratório é tipicamente realizada oscilando-se um fluxo nos pulmões através da traquéia, medindo-se a pressão resultante gerada na traquéia e relacionando-se os dois sinais em termos de alguns modelos matemáticos. Se o sinal de fluxo de perturbação tem seu espectro em banda larga e não apresenta uma amplitude muito elevada, assume-se que o sistema respiratório está se comportando de forma linear e calcula-se sua impedância de entrada. Alternativamente, alguns pesquisadores tem utilizado sinais de fluxo que apresentam um espectro em banda estreita, mas com altos valores de amplitude, e aplicam modelos paramétricos não-lineares para quantificar as relações entre fluxo e pressão. Pouco tem sido feito, entretanto, para considerar dados relativos ao sistema respiratório quando a excitação é de banda larga e o sistema reflete não-linearidades. Nesta pesquisa, esta categoria de dados foi considerada realizando-se experimentos com camundongos. Para interpretar estes dados, desenvolveu-se uma aproximação no domínio do tempo de um modelo muito empregado para descrever a impedância respiratória de entrada. Este modelo foi então estendido para incluir termos de resistência e elastância não-lineares. Descobriu-se que o modelo com termo de elastância não-linear estima melhor os dados experimentais quando amplitudes altas são utilizadas, relativamente ao modelo linear e ao modelo com termo resistivo não-linear. Este modelo pode também ser útil para detecção de hiperinsuflação dos pulmões durante a ventilação mecânica. / The assessment of the mechanical properties of the respiratory system is typically done by oscillating flow into the lungs via the trachea, measuring the resulting pressure generated at the trachea, and relating these two signals to each other in terms of some suitable mathematical model. If the perturbing flow signal is broadband and not too large in amplitude, linear behavior is usually assumed and the input impedance calculated. Alternatively, some researchers have used flow signals that are narrow band but large in amplitude, and invoked nonlinear lumped-parameter models to account for the relationship between flow and pressure. There has been little attempt, however, to deal with respiratory data that is both broadband and reflective of system nonlinearities. In the present study, it was collected such data from mice. To interpret these data, it was first developed a time-domain approximation to a widely used model of respiratory input impedance. It was then extended this model to include nonlinear resistive and elastic terms. It was found that the nonlinear elastic term fit the data better than the linear model or the nonlinear resistance model when amplitudes were large. This model may also be useful for detecting over inflation of the lung during mechanical ventilation.

INTRODUÇÃO: As infecções do aparelho respiratório inferior (IARI) constituem importante causa de morbi-mortalidade nas crianças abaixo dos cinco anos de idade e são responsáveis por um grande número de hospitalizações. Os vírus são os seus principais agentes causadores. A maioria das IARI, na criança, tem um único agente viral identificado. Com o advento de técnicas moleculares, tornou-se possível a identificação de mais de um agente viral numa mesma amostra de secreção respiratória. No que diz respeito à gravidade da doença entre crianças infectadas por um único vírus em relação às crianças infectadas por dois ou mais vírus (coinfecção), a literatura científica revela-se conflitante. No presente estudo, os autores comparam a gravidade da infecção entre um ou mais agentes virais em crianças até 24 meses de idade hospitalizadas com infecção aguda do aparelho respiratório inferior e os possíveis fatores associados à evolução clinica. CASUÌSTICA E MÉTODOS: em estudo de coorte retrospectivo foram analisadas 304 crianças hospitalizadas com infecção respiratória aguda no período de fevereiro a novembro de 2005. Foram avaliadas as características demográficas dos pacientes (idade, sexo), diagnóstico de alta, presença de fatores de risco para gravidade (prematuridade, displasia broncopulmonar, cardiopatia, imunodepressão, neuropatia) e os seguintes desfechos de gravidade: tempo de internação, necessidade e tempo de oxigênio, necessidade e tempo de internação em UTI, necessidade e tempo de ventilação mecânica. A técnica de PCR ou RT-PCR foi utilizada para identificação de oito vírus respiratórios: vírus sincicial respiratório (VSR), metapneumovírus humano (MPV-h), parainfluenza 1, 2 e 3 (PIV), Influenza A e B (IV A e B) e adenovírus (AdV). RESULTADOS: Foram identificados agentes virais em 219 (72%) crianças sendo que 158 (72%) crianças apresentaram infecção por um único agente viral (IU) e 61 (28%) apresentaram co-infecção (CI). O VSR foi o vírus mais freqüente em ambos os grupos. No grupo IU, o VSR esteve presente em 121 amostras (76,6%), seguido do AdV em 20 amostras (12,6%) e pelo MPV-h em 11 amostras (7%). No grupo CI, o agente mais identificado em associação com o VSR foi o AdV, presente em 24 amostras (39%) seguido do MPV-h em 16 amostras (26%). Não foi encontrada diferença entre os grupos IU e CI quanto à idade (p=0,66), sexo (p=0,84), história de prematuridade (p=0,87). A distribuição das infecções virais, segundo o mês de ocorrência, foi semelhante nos grupos IU e CI, predominando nos meses de abril, maio e junho. As infecções virais foram mais frequentes nas crianças menores de 1 ano de idade tanto no grupo IU como no grupo CI. A bronquiolite foi o diagnóstico mais freqüente em ambos os grupos (42% IU e 33% CI). Não houve diferença, entre os dois grupos, quanto à necessidade de UTI (p=0,12), necessidade de oxigênio (p=0,71), necessidade de ventilação mecânica (p=0,35), tempo de internação (p=0,18), tempo de UTI (p=0,8), tempo de ventilação mecânica (p=0,8), tempo de oxigênio (p=0,81). CONCLUSÃO: A gravidade das infecções virais do aparelho respiratório inferior em lactentes hospitalizados foi semelhante tanto em pacientes com coinfecção como nos pacientes com infecção por um único agente. / BACKGROUND: Lower acute respiratory tract infections are a major cause of morbidity and mortality in children under five years of age and lead to a large number of hospitalizations. Acute bronchiolitis and pneumonia correspond to the main manifestations of these infections and viruses are the major ethiologic agents. Whether the infections caused by one or more virus are associated with the disease severity is still controversial . OBJECVIVES: to compare the severity of the infection by one or more viral agents in children up to 24 months of age hospitalized with acute lower respiratory tract infection and the possible associated factors with clinical outcome. PATIENTS AND METHODS: A retrospective study of 304 children hospitalized with acute respiratory disease from February to November 2005. We evaluated the demographics (age, sex), disease severity risk factors (prematurity, bronchopulmonary dysplasia, heart disease, immunosuppression, neuropathy, absence of breastfeeding) and the following outcomes: lengh of hospitalization, oxygen therapy, admission in the ICU, need of mechanical ventilation. The PCR or RT-PCR was used to identify eight respiratory viruses: respiratory syncytial virus (RSV), human metapneumovirus (h- MPV), parainfluenzavirus 1, 2 and 3 (PIV), influenza A and B (IV A and B) and adenovirus (AdV). RESULTS: Viral agents were identified in 219 (72%) children. Among them 158 (72%) were infected with a single viral agent and 61 (28%) had co-infection. RSV was the main ethiologic agent in 121 samples (76.6%) in the patients with a single agent , followed by AdV in 20 samples (12.6%) and the h-MPV in 11 samples (7%). In the patients with co-infection, the most common association was the RSV and AdV (39%) followed by the RSV and h-MPV (26%). There was no statistically significant difference between the group with single viral agent and the group with co-infection regarding age (p=0.66), gender (p=0.84), history of prematurity (p=0.87) and history of breastfeeding until 6 months of age (p=0.36). The monthly distribution of viral infections was similar in both groups, predominantly in April, May and June. Children under one year of age were the most afected by acute lower respiratory tract infection in both groups. Bronquiolitis was the most frequent diagnosis in both groups. There was no difference between the groups regarding the need for ICU (p=0.12), oxygen requirement (p=0.71), need for mechanical ventilation (p=0.35), length of hospitalization (p= 0.18), ICU stay (p= 0.8), duration of mechanical ventilation (p=0.8), oxygen therapy (p=0.81). CONCLUSION: In children hospitalized with acute respiratory low tract infection caused by one or more type of virus configure the same disease severity profile.

O objetivo desse estudo foi avaliar o comprometimento de pequenas vias aéreas na Fibrose Pulmonar Idiopática (FPI) analisando curvas Pressão- Volume (PV) do sistema respiratório. Coletamos curvas PV de doze pacientes antes da biopsia pulmonar, que confirmou FPI em sete pacientes e Pneumonite de Hipersensibilidade em cinco. Todas as curvas foram ajustadas com modelo sigmóide, V = a + b / (1 + e -(P-c/d)), e exponencial V = A - B . e -k.P (aplicado apenas à parte superior). O modelo exponencial, apesar do bom ajuste à parte superior, não representou a parte inicial da curva, gerando parâmetros sem significado. O modelo sigmóide ajustou bem toda a curva e gerou parâmetros com significado fisiológico, que sugerem a presença de colapso de pequenas vias aéreas na FPI. / The objective of this study was to evaluate small airways compromise in Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) using pressure-volume (PV) curves of the respiratory system. We collected PV curves from twelve patients before lung biopsy, which confirmed IPF in seven patients and Hipersensitivity Pneumonia in five. All curves were fitted with a sigmoid model, V = a + b / (1 + e -(P-c/d)), and an exponential model, V = A - B . e -k.P (applied only to the superior part of the curve). The exponential model, despite having a good fit to the superior part of the curve, did not represent the initial part, and yielded parameters with no physiological meaning. The sigmoid model had a good fit to the entire curve and yielded parameters with physiological meaning, suggesting the presence of small airways collapse in IPF.

O objetivo desse estudo foi avaliar o comprometimento de pequenas vias aéreas na Fibrose Pulmonar Idiopática (FPI) analisando curvas Pressão- Volume (PV) do sistema respiratório. Coletamos curvas PV de doze pacientes antes da biopsia pulmonar, que confirmou FPI em sete pacientes e Pneumonite de Hipersensibilidade em cinco. Todas as curvas foram ajustadas com modelo sigmóide, V = a + b / (1 + e -(P-c/d)), e exponencial V = A - B . e -k.P (aplicado apenas à parte superior). O modelo exponencial, apesar do bom ajuste à parte superior, não representou a parte inicial da curva, gerando parâmetros sem significado. O modelo sigmóide ajustou bem toda a curva e gerou parâmetros com significado fisiológico, que sugerem a presença de colapso de pequenas vias aéreas na FPI. / The objective of this study was to evaluate small airways compromise in Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) using pressure-volume (PV) curves of the respiratory system. We collected PV curves from twelve patients before lung biopsy, which confirmed IPF in seven patients and Hipersensitivity Pneumonia in five. All curves were fitted with a sigmoid model, V = a + b / (1 + e -(P-c/d)), and an exponential model, V = A - B . e -k.P (applied only to the superior part of the curve). The exponential model, despite having a good fit to the superior part of the curve, did not represent the initial part, and yielded parameters with no physiological meaning. The sigmoid model had a good fit to the entire curve and yielded parameters with physiological meaning, suggesting the presence of small airways collapse in IPF.

A análise exergética é aplicada ao corpo humano a fim de determinar o comportamento exergético padrão do corpo e do seu sistema respiratório para um indivíduo saudável em diferentes condições ambientais e intensidades de atividade física. Para isso, são calculadas as taxas de exergia destruída e as eficiências exergéticas do pulmão e do corpo como um todo para diferentes altitudes, períodos de aclimatação, temperaturas, umidades relativas e intensidades de atividade física. São utilizados modelos do corpo e do sistema respiratório disponíveis na literatura, assim como um modelo exergético do corpo. Para a análise exergética do sistema respiratório é proposto um modelo exergético baseado no modelo de transferência de calor e massa presente na literatura. A análise exergética é aplicada a dois volumes de controle: o corpo e o sistema respiratório, que compreende as vias aéreas e os pulmões. No primeiro volume de controle ocorre transferência de exergia para o ambiente através de convecção e radiação, assim como fluxos de exergia através da respiração e evaporação, além da geração de exergia pelo metabolismo exergético. No volume de controle relativo ao sistema respiratório, os fluxos de exergia estão associados ao ar inspirado e expirado e ao sangue venoso e arterial. A transferência de exergia ocorre através do calor gerado pelo metabolismo e do trabalho dos músculos respiratórios. Há também uma variação da exergia relativa ao metabolismo exergético do pulmão. Os resultados obtidos indicam que a eficiência exergética do pulmão diminui com a altitude e atividade física, enquanto a do corpo aumenta para ambos os parâmetros. Com relação à aclimatação, o período no qual as eficiências exergéticas são máximas é a partir de vinte dias. No que diz respeito à variação da temperatura e da umidade relativa, observa-se que quanto maior a intensidade da atividade física, menor a temperatura próxima do conforto. Nota-se que as eficiências do corpo e do pulmão têm comportamentos distintos, sendo o corpo mais influenciado pela intensidade da atividade física, enquanto o sistema respiratório é mais suscetível a alterações das condições ambientais. / Exergy analysis is applied to human body in order to determine the exergy behavior pattern of the body and its respiratory system for a healthy subject under different environmental conditions and physical activity intensities. In order to do so, destroyed exergy rate and exergy efficiencies are calculated for different altitudes, acclimatization periods, temperatures, relative humidities and exercise intensities. An integrated model of the body and its respiratory system and an exergy model of the body are utilized. To perform the exergy analysis of respiratory system, an exergy model based on that available in literature is proposed. Exergy analysis is applied to two control volumes: the human body as a whole and the respiratory system, which comprises the lungs and the airways. In the first control volume, the exergy rate transferred to the environment due to convection and radiation is considered, as well as the exergy flow rate associated with respiration and transpiration and the internal exergy generation caused by the exergy metabolism. In the second one, the exergy rates and flow rates are associated with the venous blood and the inspired air in the inlet and the arterial blood and expired air in the outlet. An internal exergy variation due to the exergy metabolism of the lung, an exergy transfer associated with the metabolism of the lung and the work performed by the respiratory muscles were also taken into account. The results indicate that the exergy efficiency of the lung decreases as the altitude and exercise intensity increase, while the exergy efficiency of the body increases for both parameters. Regarding acclimatization period, the greatest exergy efficiencies are obtained after twenty days. Concerning temperature and humidity variations, the higher the activity level, the lower the thermal comfort temperature. It is also possible to observe distinct behaviors between body and lung. The body is more influenced by the physical activity intensity, while the respiratory system is more affected by environmental parameters.