A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validado. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência cardíaca e, finalmente, encontramos que a variabilidade ventilatória correlaciona-se inversamente com a fração de ejeção ventricular esquerda em pacientes com insuficiência cardíaca. Estudos futuros deverão analisar o poder prognóstico da variabilidade ventilatória nestes pacientes. / Exercise periodic breathing confers a bad prognosis in patients with heart failure. There is no agreement among proposed criteria to diagnose exercise periodic breathing. The dichotomic interpretation (presence or absence) when diagnosing this phenomenon impairs a more detailed risk stratification in heart failure. Thus, this thesis evaluates the use of established signal variability techniques to quantify ventilatory oscillations during cardiopulmonary exercise test, in healthy individuals, athletes and patients with heart failure. A short protocol used to perform cardiopulmonary exercise test in arm crank was proposes and validated. This protocol was used in the next study, which found that, although timing of breathing was not altered by exercise type, ventilatory variability was greater during arm dynamic exercise when compared to leg exercise. Aerobic capacity of healthy individuals also influences ventilatory variability during cardiopulmonary exercise test. This was proven by the lower time-domain ventilatory variability in athletes when compared to sedentary individuals. The evaluation of these individuals with principal components analysis showed that tidal volume variability is the principal component o minute-ventilation variability in athletes, whilst in sedentary men, respiratory frequency variability is the responsible for minute-ventilation variability. In a randomized controlled study we have found that even healthy individuals reduce their exercise ventilatory variability after 12 weeks exercise training. We have shown that cardiac rehabilitation reverted exercise periodical breathing in a patient with heart failure and, finally, found that exercise ventilatory variability inversely correlates to left ventricle ejection fraction in patients with heart failure. Future studies should evaluate the prognostic value of ventilatory variability in these patients.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3433.pdf: 978848 bytes, checksum: db91e12388088bbce1f290e9a7aeb7b9 (MD5) Previous issue date: 2011-02-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / The dissertation consisted of two works. The aim of the first study was to evaluate respiratory muscle endurance (RME) in post myocardial infarction (MI) patients without respiratory muscle weakness [maximal inspiratory pressure (MIP)&#8805;60% of predicted] and its correlation with exercise tolerance. Participated in this study ten recent post-MI (<1.5 month post-MI [RIG]), nine late post-MI (>6 months post-MI [LIG]) and twelve healthy (control group [CG]) middle-aged men. They underwent spirometric evaluation, cardiopulmonary exercise test and two RME protocols (incremental [IP] and constant pressure [CP]). There were differences (p&#61603;0.05) in endurance pressure (PTHMAX) between the RIG and CG. There was a positive correlation for RIG between PTHMAX and maximal voluntary ventilation (MVV) (r=0.67) and peak oxygen consumption (VO2peak) (r=0.59). We conclude that RME seems to be reduced and related to peak exercise tolerance in recent MI patients without inspiratory muscle weakness. Similarly, in the second study, with nine subjects in RIG, ten in LIG and ten in CG, the aim was to characterize the metabolic and ventilatory behavior during testing of RME with IP and CP. In 70 and 80% of MIP (IL) and in the middle and final of CP test, the RIG had lower MET and higher VE/VCO2 compared CG. At 90% of MIP (IL), the RIG had lower VO2 and MET compared to CG. Moreover, RIG achieved lower pressure and product pressure-time using a similar percentage of VO2peak and oxygen consumption at anaerobic threshold (VO2AT) to sustain a 20% lower pressure than the CG. We conclude that the reduced capacity of RME in recent MI patients without inspiratory muscle weakness seems to occur due to lower ventilatory efficiency in the second part of the protocols, even in the presence of lower pressure overload. / A dissertação constou de 2 estudos descritos a seguir. O estudo I teve por objetivo avaliar a resistência dos músculos respiratórios (RMR) de indivíduos pós-infarto do miocárdio (IM) sem fraqueza muscular inspiratória [pressão inspiratória máxima (PIMAX)&#8805;60% do predito] e sua correlação com a tolerância ao exercício. Participaram deste estudo dez homens pós-IM recente (<1 mês e meio pós-IM [GIR]), nove pós-IM tardio (>6 meses pós-IM [GIC]) e doze homens saudáveis (grupo controle [GC]) de meia-idade. Estes foram submetidos a espirometria, teste cardiopulmonar e a dois protocolos de RMR [pressão incremental (RPI) e constante (RPC)]. Houve diferença (p&#61603;0,05) na pressão de resistência (PTHMAX) entre o GIR e o GC. Houve correlação positiva no GIR entre PTHMAX e ventilação voluntária máxima (VVM) (r=0,67) e o consumo de oxigênio no pico de exercício (VO2pico) (r=0,59). Concluímos que a RMR parece estar reduzida e relacionada a tolerância no pico do exercício em indivíduos pós-IM recente sem fraqueza muscular respiratória. Também foi realizado o estudo II, com nove indivíduos no GIR, dez no GIC e dez no GC, que teve por objetivo caracterizar o comportamento ventilatório e metabólico durante os testes de RPI e RPC. Em 70 e 80% da PIMAx (RPI) e no meio e final do teste de RPC, o GIR apresentou menor MET e maior VE/VCO2 em relação ao GC. Em 90% da PIMAx (RPI), o GIR apresentou menor VO2 e MET em relação ao GC. Além disto, GIR apresentou menor pressão e produto pressãotempo de RMR, utilizando semelhante percentual do VO2pico e do consumo de oxigênio no limiar de anaerobiose (VO2LAV) para pressões 20% menores em relação ao GC. Concluímos que a redução da capacidade de RMR em indivíduos na fase recente pós-IM e sem fraqueza muscular inspiratória parece ocorrer em virtude da menor eficiência ventilatória na segunda metade dos protocolos, mesmo na presença de menor sobrecarga pressórica.

A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validado. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência cardíaca e, finalmente, encontramos que a variabilidade ventilatória correlaciona-se inversamente com a fração de ejeção ventricular esquerda em pacientes com insuficiência cardíaca. Estudos futuros deverão analisar o poder prognóstico da variabilidade ventilatória nestes pacientes. / Exercise periodic breathing confers a bad prognosis in patients with heart failure. There is no agreement among proposed criteria to diagnose exercise periodic breathing. The dichotomic interpretation (presence or absence) when diagnosing this phenomenon impairs a more detailed risk stratification in heart failure. Thus, this thesis evaluates the use of established signal variability techniques to quantify ventilatory oscillations during cardiopulmonary exercise test, in healthy individuals, athletes and patients with heart failure. A short protocol used to perform cardiopulmonary exercise test in arm crank was proposes and validated. This protocol was used in the next study, which found that, although timing of breathing was not altered by exercise type, ventilatory variability was greater during arm dynamic exercise when compared to leg exercise. Aerobic capacity of healthy individuals also influences ventilatory variability during cardiopulmonary exercise test. This was proven by the lower time-domain ventilatory variability in athletes when compared to sedentary individuals. The evaluation of these individuals with principal components analysis showed that tidal volume variability is the principal component o minute-ventilation variability in athletes, whilst in sedentary men, respiratory frequency variability is the responsible for minute-ventilation variability. In a randomized controlled study we have found that even healthy individuals reduce their exercise ventilatory variability after 12 weeks exercise training. We have shown that cardiac rehabilitation reverted exercise periodical breathing in a patient with heart failure and, finally, found that exercise ventilatory variability inversely correlates to left ventricle ejection fraction in patients with heart failure. Future studies should evaluate the prognostic value of ventilatory variability in these patients.