Most vertebrates suffer permanent damage after minutes of anoxia. Many insects however, have part of their life cycle in anoxia or constant hypoxia, such as during their egg-hatching phase, by living as deep burrowers, or at high altitudes. Insects are able to survive in anoxia from hours to days, or even months by developing various strategies through evolution. For example, the locusts (Locusta migratoria) enter a reversible coma during anoxia that is associated with an arrest of ventilation, and a reinitiation of ventilation when returned to normoxia. This coma is correlated with a surge in the concentration of extracellular potassium ions ([K+]o), and recovery from this reversible coma is dependent on re-establishing the functional [K+]o. Prior exposure to a sublethal heatshock (HS)-preconditioning grants locusts a temporary resilience to anoxia; however, the molecular mechanisms of this protection are still unclear. This project investigated the effects of HS-preconditioning on locusts’ ventilation, the total enzymatic activity of the Na+/K+-ATPase, as well as its distribution within the metathoracic ganglion and tested the hypothesis that HS-preconditioning alters locusts’ ventilation and increases the totally Na+/K+-ATPase activity and its concentration within neuronal membranes. I recorded electromyograms of locusts’ ventilatory motor patterns in the presence and absence of anoxic coma by placing a copper wire electrode on ventilatory muscles 161 or 173 in control and HS-preconditioned animals. In addition, I studied the enzymatic activity of the Na+/K+-ATPase using a pyruvate kinase/lactate dehydrogenase assay and the localization of the Na+/K+-ATPase using immunohistochemistry in control and HS-preconditioned locusts at different stages of coma. I found that the ventilatory cycle period was decreased and the ventilatory muscle burst duration was increased after recovery from anoxic coma in HS-preconditioned locusts. I also found that anoxia did not affect the activity or the localization of the Na+/K+-ATPase. However, HS-preconditioning increased the total activity of the Na+/K+-ATPase and the localization of the Na+/K+-ATPase within the neuronal membranes. From this project, I concluded that HSpreconditioning affected locusts’ ventilatory motor pattern after recover from anoxia and increased the total activity and the neuronal membrane localization of the Na+/K+-ATPase. / Thesis (Master, Biology) -- Queen's University, 2011-09-26 13:14:48.472

Introdução: A respiração é um importante processo fisiológico, onde a musculatura inspiratória tem papel fundamental no desempenho de atletas nadadores. O aumento da resistência e força muscular inspiratória, adquiridos a partir do treinamento, tem sido associado a um melhor desempenho em diversas modalidades esportivas. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram: descrever parâmetros de função pulmonar, teste de desempenho, espessura do diafragma e metaborreflexo muscular, suas correlações entre os nadadores de elite e suas especificidades nas modalidades de natação e analisar o efeito de um programa de doze semanas de treinamento muscular inspiratório(TMI), avaliando parâmetros de função pulmonar, espessura do diafragma e teste de desempenho em nadadores de elite. Desenho dos Estudos: Estudo transversal e quase experimento Métodos: 24 nadadores de elite, 16 homens e 8 mulheres, com idade (18±2 anos) entre velocistas, meio-fundistas e fundistas foram selecionados para mensuração de pressões inspiratórias, espessura de diafragma por ultrassonografia, testes de funções pulmonares, metaborreflexo inspiratório e número de respirações durante o teste. Os dados foram comparados entre os diferentes tipos de nadadores e suas diferentes provas natatórias. Para avaliar o efeito do Treinamento muscular inspiratório(TMI), foram recrutados 12 nadadores de elite. Os nadadores realizaram o TMI durante 12 semanas e foram repetidos os testes após TMI, a fim de averiguar as possíveis diminuição nos tempos nas provas de 50m e 200m, na espessura do diafragma e nos testes de função pulmonar. Resultados: O metaboreflexo muscular inspiratório não foi ativado durante 60% da pressão inspiratória máxima nos atletas. Os nadadores apresentaram força do volume expirado no 1s (VEF1s) e capacidade vital observada (CVF) superiores às estimativas de indivíduos não treinados; e as pressões respiratórias máximas (PI e PE) se correlacionaram com VEF1s e CVF destes atletas. Além disso, foi observado que, no teste de 50 metros, o menor número de respirações estava associado a uma maior pressão inspiratória, maior CVF e uma maior espessura diafragmática na posição deitada. Os velocistas apresentavam uma capacidade vital e a espessura do diafragma maior quando comparados a meio-fundistas e fundistas. Diferenças significativas foram observadas na avaliação após o TMI: aumento da capacidade funcional (p ≤0,005); aumento do VEF1s (p =0,019); e aumento do volume corrente (p ≤0,004). O TMI não alterou significativamente a espessura do diafragma. Também foi observada diminuição no número de respirações durante o teste de 50m após o TMI (p≤ 0,002). Já na avaliação do tempo de prova, não foram observadas diferenças após o treinamento. Conclusão: O TMI parece melhorar parâmetros de função pulmonar, o que foi evidenciado pelo menor número de respirações durante o teste de desempenho na prova de 50m de atletas submetidos ao TMI. A fadiga inspiratória (metaborreflexo inspiratório) não foi ativada durante 60% da carga da PIMáx dos nadadores. Nossos achados sugerem que o diafragma e os músculos inspiratórios acessórios podem ser relacionados com a melhora de desempenho de nadadores. Portanto, o treinamento muscular inspiratório poderia ser um recurso ergogênico útil a ser usado em modalidades esportivas, como parte importante a ser acrescentada no treinamento de atletas de elite em períodos pré-competitivos. / Introduction: Breathing is an important physiological process, where the inspiratory muscles has a fundamental role in the performance of swimmers. Increased endurance and muscle strength, acquired from training, has been associated with better performance in several sports. Thus, the objectives of this study were to describe pulmonary function parameters, performance testing, and thickness of the diaphragm muscle metaboreflex, their correlations among elite swimmers and their specificities in terms of swimming and analyze the effect of a twelve-week program inspiratory muscle training (IMT) evaluated pulmonary function parameters, thickness of the diaphragm and test performance in elite swimmers. Study Design: Cross-sectional study and experiment almost. Methods: 24 elite swimmers, 16 men and 8 women, aged (18 ± 2 years), between sprinters and distance runners, and runners were selected for measurement of airway pressures, diaphragm thickness by ultrasound, pulmonary function tests, inspiratory metaboreflex and number of breaths during the test. Data were compared between the different types of swimming, and different their swim tests. To evaluate the effect of inspiratory muscle training (IMT), 12 elite swimmers were recruited. The swimmers performed IMT for 12 weeks and the tests were repeated after TMI, to ascertain the possible decrease in time in the 50m and 200m evidence, the thickness of the diaphragm and lung function tests. Results: The inspiratory muscle metaboreflex was not activated for 60% of maximal inspiratory pressure in athletes. The swimmers showed strength of expiratory volume in 1s (VEF1s) and higher observed vital capacity (FVC) estimates of untrained subjects; and maximal respiratory pressures (PI and PE) correlated with FVC and VEF1s these athletes. Furthermore, it was observed that in the 50-meter test, the minimum number of breaths were associated with a higher inspiratory pressure and higher FVC increased diaphragm thickness in the lying position. The sprinters had a vital capacity and increased diaphragm thickness as compared to the middle and bottom runners. Significant differences were observed in the evaluation after the TMI: increased functional capacity (p ≤0,005); VEF1s increased (p = 0.019); and increased tidal volume (p ≤0,004). The IMT did not significantly alter the thickness of the diaphragm. Was also observed decrease in the number of breaths during the test 50m after IMT (p ≤ 0.002). Already at the time of trial, no differences were observed after training. Conclusion: The TMI seems to improve pulmonary function parameters, which was evidenced by the lower number of breaths during the performance test in the test of 50m of athletes submitted to TMI. The inspiratory fatigue (inspiratory metaboreflex) was not activated for 60% of the burden of MIP swimmers. Our findings suggest that diaphragm and accessory inspiratory muscles may be related to the improved performance of swimmers. Therefore, inspiratory muscle training, could be a useful ergogenic aid to be used in sports as important to be added in elite athletes training at periods of pre-competitive.

Introdução: A respiração é um importante processo fisiológico, onde a musculatura inspiratória tem papel fundamental no desempenho de atletas nadadores. O aumento da resistência e força muscular inspiratória, adquiridos a partir do treinamento, tem sido associado a um melhor desempenho em diversas modalidades esportivas. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram: descrever parâmetros de função pulmonar, teste de desempenho, espessura do diafragma e metaborreflexo muscular, suas correlações entre os nadadores de elite e suas especificidades nas modalidades de natação e analisar o efeito de um programa de doze semanas de treinamento muscular inspiratório(TMI), avaliando parâmetros de função pulmonar, espessura do diafragma e teste de desempenho em nadadores de elite. Desenho dos Estudos: Estudo transversal e quase experimento Métodos: 24 nadadores de elite, 16 homens e 8 mulheres, com idade (18±2 anos) entre velocistas, meio-fundistas e fundistas foram selecionados para mensuração de pressões inspiratórias, espessura de diafragma por ultrassonografia, testes de funções pulmonares, metaborreflexo inspiratório e número de respirações durante o teste. Os dados foram comparados entre os diferentes tipos de nadadores e suas diferentes provas natatórias. Para avaliar o efeito do Treinamento muscular inspiratório(TMI), foram recrutados 12 nadadores de elite. Os nadadores realizaram o TMI durante 12 semanas e foram repetidos os testes após TMI, a fim de averiguar as possíveis diminuição nos tempos nas provas de 50m e 200m, na espessura do diafragma e nos testes de função pulmonar. Resultados: O metaboreflexo muscular inspiratório não foi ativado durante 60% da pressão inspiratória máxima nos atletas. Os nadadores apresentaram força do volume expirado no 1s (VEF1s) e capacidade vital observada (CVF) superiores às estimativas de indivíduos não treinados; e as pressões respiratórias máximas (PI e PE) se correlacionaram com VEF1s e CVF destes atletas. Além disso, foi observado que, no teste de 50 metros, o menor número de respirações estava associado a uma maior pressão inspiratória, maior CVF e uma maior espessura diafragmática na posição deitada. Os velocistas apresentavam uma capacidade vital e a espessura do diafragma maior quando comparados a meio-fundistas e fundistas. Diferenças significativas foram observadas na avaliação após o TMI: aumento da capacidade funcional (p ≤0,005); aumento do VEF1s (p =0,019); e aumento do volume corrente (p ≤0,004). O TMI não alterou significativamente a espessura do diafragma. Também foi observada diminuição no número de respirações durante o teste de 50m após o TMI (p≤ 0,002). Já na avaliação do tempo de prova, não foram observadas diferenças após o treinamento. Conclusão: O TMI parece melhorar parâmetros de função pulmonar, o que foi evidenciado pelo menor número de respirações durante o teste de desempenho na prova de 50m de atletas submetidos ao TMI. A fadiga inspiratória (metaborreflexo inspiratório) não foi ativada durante 60% da carga da PIMáx dos nadadores. Nossos achados sugerem que o diafragma e os músculos inspiratórios acessórios podem ser relacionados com a melhora de desempenho de nadadores. Portanto, o treinamento muscular inspiratório poderia ser um recurso ergogênico útil a ser usado em modalidades esportivas, como parte importante a ser acrescentada no treinamento de atletas de elite em períodos pré-competitivos. / Introduction: Breathing is an important physiological process, where the inspiratory muscles has a fundamental role in the performance of swimmers. Increased endurance and muscle strength, acquired from training, has been associated with better performance in several sports. Thus, the objectives of this study were to describe pulmonary function parameters, performance testing, and thickness of the diaphragm muscle metaboreflex, their correlations among elite swimmers and their specificities in terms of swimming and analyze the effect of a twelve-week program inspiratory muscle training (IMT) evaluated pulmonary function parameters, thickness of the diaphragm and test performance in elite swimmers. Study Design: Cross-sectional study and experiment almost. Methods: 24 elite swimmers, 16 men and 8 women, aged (18 ± 2 years), between sprinters and distance runners, and runners were selected for measurement of airway pressures, diaphragm thickness by ultrasound, pulmonary function tests, inspiratory metaboreflex and number of breaths during the test. Data were compared between the different types of swimming, and different their swim tests. To evaluate the effect of inspiratory muscle training (IMT), 12 elite swimmers were recruited. The swimmers performed IMT for 12 weeks and the tests were repeated after TMI, to ascertain the possible decrease in time in the 50m and 200m evidence, the thickness of the diaphragm and lung function tests. Results: The inspiratory muscle metaboreflex was not activated for 60% of maximal inspiratory pressure in athletes. The swimmers showed strength of expiratory volume in 1s (VEF1s) and higher observed vital capacity (FVC) estimates of untrained subjects; and maximal respiratory pressures (PI and PE) correlated with FVC and VEF1s these athletes. Furthermore, it was observed that in the 50-meter test, the minimum number of breaths were associated with a higher inspiratory pressure and higher FVC increased diaphragm thickness in the lying position. The sprinters had a vital capacity and increased diaphragm thickness as compared to the middle and bottom runners. Significant differences were observed in the evaluation after the TMI: increased functional capacity (p ≤0,005); VEF1s increased (p = 0.019); and increased tidal volume (p ≤0,004). The IMT did not significantly alter the thickness of the diaphragm. Was also observed decrease in the number of breaths during the test 50m after IMT (p ≤ 0.002). Already at the time of trial, no differences were observed after training. Conclusion: The TMI seems to improve pulmonary function parameters, which was evidenced by the lower number of breaths during the performance test in the test of 50m of athletes submitted to TMI. The inspiratory fatigue (inspiratory metaboreflex) was not activated for 60% of the burden of MIP swimmers. Our findings suggest that diaphragm and accessory inspiratory muscles may be related to the improved performance of swimmers. Therefore, inspiratory muscle training, could be a useful ergogenic aid to be used in sports as important to be added in elite athletes training at periods of pre-competitive.

Introdução: A respiração é um importante processo fisiológico, onde a musculatura inspiratória tem papel fundamental no desempenho de atletas nadadores. O aumento da resistência e força muscular inspiratória, adquiridos a partir do treinamento, tem sido associado a um melhor desempenho em diversas modalidades esportivas. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram: descrever parâmetros de função pulmonar, teste de desempenho, espessura do diafragma e metaborreflexo muscular, suas correlações entre os nadadores de elite e suas especificidades nas modalidades de natação e analisar o efeito de um programa de doze semanas de treinamento muscular inspiratório(TMI), avaliando parâmetros de função pulmonar, espessura do diafragma e teste de desempenho em nadadores de elite. Desenho dos Estudos: Estudo transversal e quase experimento Métodos: 24 nadadores de elite, 16 homens e 8 mulheres, com idade (18±2 anos) entre velocistas, meio-fundistas e fundistas foram selecionados para mensuração de pressões inspiratórias, espessura de diafragma por ultrassonografia, testes de funções pulmonares, metaborreflexo inspiratório e número de respirações durante o teste. Os dados foram comparados entre os diferentes tipos de nadadores e suas diferentes provas natatórias. Para avaliar o efeito do Treinamento muscular inspiratório(TMI), foram recrutados 12 nadadores de elite. Os nadadores realizaram o TMI durante 12 semanas e foram repetidos os testes após TMI, a fim de averiguar as possíveis diminuição nos tempos nas provas de 50m e 200m, na espessura do diafragma e nos testes de função pulmonar. Resultados: O metaboreflexo muscular inspiratório não foi ativado durante 60% da pressão inspiratória máxima nos atletas. Os nadadores apresentaram força do volume expirado no 1s (VEF1s) e capacidade vital observada (CVF) superiores às estimativas de indivíduos não treinados; e as pressões respiratórias máximas (PI e PE) se correlacionaram com VEF1s e CVF destes atletas. Além disso, foi observado que, no teste de 50 metros, o menor número de respirações estava associado a uma maior pressão inspiratória, maior CVF e uma maior espessura diafragmática na posição deitada. Os velocistas apresentavam uma capacidade vital e a espessura do diafragma maior quando comparados a meio-fundistas e fundistas. Diferenças significativas foram observadas na avaliação após o TMI: aumento da capacidade funcional (p ≤0,005); aumento do VEF1s (p =0,019); e aumento do volume corrente (p ≤0,004). O TMI não alterou significativamente a espessura do diafragma. Também foi observada diminuição no número de respirações durante o teste de 50m após o TMI (p≤ 0,002). Já na avaliação do tempo de prova, não foram observadas diferenças após o treinamento. Conclusão: O TMI parece melhorar parâmetros de função pulmonar, o que foi evidenciado pelo menor número de respirações durante o teste de desempenho na prova de 50m de atletas submetidos ao TMI. A fadiga inspiratória (metaborreflexo inspiratório) não foi ativada durante 60% da carga da PIMáx dos nadadores. Nossos achados sugerem que o diafragma e os músculos inspiratórios acessórios podem ser relacionados com a melhora de desempenho de nadadores. Portanto, o treinamento muscular inspiratório poderia ser um recurso ergogênico útil a ser usado em modalidades esportivas, como parte importante a ser acrescentada no treinamento de atletas de elite em períodos pré-competitivos. / Introduction: Breathing is an important physiological process, where the inspiratory muscles has a fundamental role in the performance of swimmers. Increased endurance and muscle strength, acquired from training, has been associated with better performance in several sports. Thus, the objectives of this study were to describe pulmonary function parameters, performance testing, and thickness of the diaphragm muscle metaboreflex, their correlations among elite swimmers and their specificities in terms of swimming and analyze the effect of a twelve-week program inspiratory muscle training (IMT) evaluated pulmonary function parameters, thickness of the diaphragm and test performance in elite swimmers. Study Design: Cross-sectional study and experiment almost. Methods: 24 elite swimmers, 16 men and 8 women, aged (18 ± 2 years), between sprinters and distance runners, and runners were selected for measurement of airway pressures, diaphragm thickness by ultrasound, pulmonary function tests, inspiratory metaboreflex and number of breaths during the test. Data were compared between the different types of swimming, and different their swim tests. To evaluate the effect of inspiratory muscle training (IMT), 12 elite swimmers were recruited. The swimmers performed IMT for 12 weeks and the tests were repeated after TMI, to ascertain the possible decrease in time in the 50m and 200m evidence, the thickness of the diaphragm and lung function tests. Results: The inspiratory muscle metaboreflex was not activated for 60% of maximal inspiratory pressure in athletes. The swimmers showed strength of expiratory volume in 1s (VEF1s) and higher observed vital capacity (FVC) estimates of untrained subjects; and maximal respiratory pressures (PI and PE) correlated with FVC and VEF1s these athletes. Furthermore, it was observed that in the 50-meter test, the minimum number of breaths were associated with a higher inspiratory pressure and higher FVC increased diaphragm thickness in the lying position. The sprinters had a vital capacity and increased diaphragm thickness as compared to the middle and bottom runners. Significant differences were observed in the evaluation after the TMI: increased functional capacity (p ≤0,005); VEF1s increased (p = 0.019); and increased tidal volume (p ≤0,004). The IMT did not significantly alter the thickness of the diaphragm. Was also observed decrease in the number of breaths during the test 50m after IMT (p ≤ 0.002). Already at the time of trial, no differences were observed after training. Conclusion: The TMI seems to improve pulmonary function parameters, which was evidenced by the lower number of breaths during the performance test in the test of 50m of athletes submitted to TMI. The inspiratory fatigue (inspiratory metaboreflex) was not activated for 60% of the burden of MIP swimmers. Our findings suggest that diaphragm and accessory inspiratory muscles may be related to the improved performance of swimmers. Therefore, inspiratory muscle training, could be a useful ergogenic aid to be used in sports as important to be added in elite athletes training at periods of pre-competitive.

O consumo máximo de oxigênio (VO2máx), o limiar ventilatório (LV), ponto de compensação respiratória (PCR) e a economia de corrida (EC) são importantes variáveis fisiológicas associadas com a aptidão aeróbia em corrida. Acredita-se que o polimorfismo da enzima conversora de angiotensina (ECA) possa estar influenciando nos valores dessas variáveis. Contudo, essa relação causal não tem sido amplamente estudada durante a corrida. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi investigar a associação entre os genótipos da ECA e o VO2máx, LV, PCR e EC mensuradas durante a corrida em esteira. Cento e cinquenta (n = 150) voluntários fisicamente ativos realizaram os seguintes testes: a) teste incremental máximo para determinação do VO2máx, LV e PCR; b) dois testes de velocidade constante (10 km/h e 12 km/h) em esteira para determinação da EC. Os genótipos apresentaram a frequência de: II = 21% ; ID = 52% e DD = 27%. Os resultados apresentaram uma tendência dos indivíduos com o genótipo II apresentarem maiores valores do VO2máx (p = 0.08), bem como a análise do efeito prático apresentou um possível efeito benéfico desse genótipo. No entanto, não foi constatada diferença entre os valores do LV, PCR, e EC entre os indivíduos. Esses resultados sugerem que o genótipo II da ECA pode estar influenciando nos valores da variável máxima relacionada com o consumo de oxigênio / The maximal oxygen uptake (VO2máx), ventilatory threshold (VT), respiratory compensation point (RCP), and running economy (RE) are important variables associated with running aerobic fitness. However, the influence of Angiotensin Converting Enzyme (ACE) polymorphism on these variables determined in running has not been largely investigated. Therefore, the present study aimed to investigate the relationship between ACE genotypes and maximal oxygen uptake, respiratory compensation point, and running economy measured in running. One hundred and fifty (n = 150) physically active young men performed the following tests: a) a maximal incremental treadmill test to determine VO2máx and RCP, b) two constant-speed running test (10 km.h-1 and 12 km.h-1) to determine the RE. The genotype frequency were II = 21 %; ID = 52 %; DD = 27 %. There were a likely beneficial effect and a tendency for the participants with ACE II genotype to have higher VO2max values than DD or ID genotypes (p = 0.08) and the smallest worthwhile effects show a beneficial effect. There were not associations between the genotypes for RCP and RE. These findings suggest that II ACE genotype would influence in maximal variable correlated with oxygen consumption

Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e de ciclo a ciclo respiratório. Dentro deste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo comparar, em indivíduos sadios do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, usando-se métodos visuais gráficos e métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos. Foram estudados 24 voluntários sadios do sexo masculino, com idade média de 33,8 ± 9,25 anos. Todos eles se submeteram a um ou dois testes de esforço físico dinâmico, segundo um protocolo contínuo do tipo rampa, na posição sentada, em cicloergômetro eletromagnético, acoplado a um sistema ergoespirométrico computadorizado (CPX/D – MedGraphics), que possibilita o cálculo de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PETO2) e do CO2 (PETCO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV em exercício foram calculados por quatro diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da VCO2, da VE e do PET O2 em relação ao tempo ou da VCO2 em relação ao VO2. Estes métodos foram os seguintes: 1- método Visual VCO2 (M. VISUAL VCO2); 2- método Visual PET O2 (M. VISUAL PET O2); 3- método Automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics (M. AUTOMÁTICO); 4- método semi-automático, implementado em nosso Laboratório, baseado no uso de modelos bissegmentados Linear-Linear (M. L-L VCO2) e Linear-Quadrático (M. L-Q VCO2) na condição de resposta da VCO2 em relação ao tempo e em relação ao VO2 (M. L-L VCO2 - VO2 e M. L-Q VCO2 - VO2). Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada ao conjunto de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os valores de LAV calculados pelos métodos visuais VCO2 e PET O2 foram significativamente superiores (p<0,05) aos obtidos pelos métodos Automático e L-L VCO2; 2- o método Visual VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Visual PET O2; 3- os valores do LAV calculados pelos métodos Automático e L-L VCO2 não foram estatisticamente diferentes e ambos subestimaram os valores do LAV, comparativamente aos métodos visuais VCO2 e PET O2 (p<0,05); 4- os métodos baseados em modelos bissegmentados L-L e L-Q mostraram que somente o M. L-L, para o caso da resposta da VCO2 em relação ao tempo, foi útil para medir quantitativamente o LAV; 5- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Automático, quando ambos foram comparados qualitativa e quantitativamente (maior porcentagem de casos em que foi possível aplicar o modelo e melhor comportamento dos parâmetros das regressões lineares do LAV, relacionando potência e VO2); 6- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 se mostrou promissor, no sentido de que possa ser aprimorado e usado, em futuro próximo, como método totalmente automático de determinação do limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício físico dinâmico. / The technological achievements in last decade made possible to use in laboratory facilities digital computerized equipments that allowed the acquisition, storage ande processing of cardiorespiratory variables during exercise on real time basis. Also, as a consequence of these advances, it was possible to apply mathematical models to represent physiological responses under experimental conditions. The present study must be understood in the context above described. It had the the purpose to compare the ventilatory anaerobic threshold (VAT) during dynamic exercise, by four different methods. Two of them are based on visual analyses made on graphic plots of computer monitor, and two others are based on application of mathematical models. Twenty four active and sedentary healthy men were studied in the present project (mean age 33.8 ± 9.2 years). All of them were studied in seated position using an electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 – Quinton), that allowed the application of ramp powers using a computer software incorporated to the ergoespirometric system (MedGraphics – CPX/D). This system allowed the recording and processing of all cardiorespiratory variables usually needed in exercise physiology, as follow: O2 uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalent ratio (RER), VE/VO2, VE/VCO2, and end tidal expiratory values of O2 (PET O2) and CO2 (PET CO2), as well as, power and rotation speed cycle ergometer values. The exercise protocol included a four minute period at a minimum power (3 - 4 Watts) followed by a ramp (15 – 35 Watts) adjustable individually on the basis of sex, age and weight of volunteers – the peak power was limited by the occurrence of unpleasant symptons or when the heart rate reached a target age value. The VAT values during exercise were measured by using four different methods: 1- visual loss of linearity related to time (VCO2 VIS. M.); 2- visual response of PET O2 at lowest value before the progressive increase in exercise; 3- automatic detection using MedGraphics algorithm; 4- semiautomatic method using bisegmentar mathematical models (Linear-Linear and Linear-Quadratic) applied to VCO2 and VE in relation to time (VCO2 L-L M.; VCO2 L-Q M.; VE L-L M.; VE L-Q M.) and to VCO2 in relation to VO2 during exercise (VCO2 vs. VO2 L-L M.; VCO2 vs. VO2 L-Q M.). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, Linear-Linear and Linear-Quadratic, appling the least-square method. After qualitative and quantitative analyses of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- the VAT values measured by VCO2 and PET O2 visual methods were higher (p<0.05) than the ones obtained by Automatic and semi automatic methods; 2- the Visual VCO2 compared to PET O2 method, presented a better performance when VO2 and power values are represented by regression lines; 3- the VAT values obtained by Automatic and semiautomatic methods were not statistically different and have shown lower values when compared to visual methods (VCO2 and PET O2); 4- comparing the performance of the all bisegmentar methods tested, only the VCO2 L-L related to time was useful for measuring the VAT; 5- compared to Automatic method, the VCO2 L-L method could be applied in higher percentage of cases and presented parameters of regression lines (inclination and intercept) closer to visual methods; 6- the semiautomatic method applied to the response VCO2 in relation to time has shown a promising method that if fully automatic may be useful to calculate VAT in men.

Les études sur les capacités cardiorespiratoires de femmes atteintes de fibromyalgie (FM) présentent des résultats contradictoires. De plus, aucune étude n’a évalué les capacités à reproduire les mesures physiologiques cardiorespiratoires de cette population, 24 heures suivant un test d’effort maximal. Objectifs : Les objectifs de cette étude étaient les suivants: 1) de décrire la capacité cardiorespiratoire de femmes atteintes de FM et 2) de décrire leurs capacités à reproduire les mesures physiologiques cardiorespiratoires 24 heures suivant une épreuve d’effort cardiorespiratoire maximal. Méthodes : Douze femmes FM ont été soumises à deux épreuves d’effort cardiorespiratoire maximal (T1 et T2) sur tapis roulant (protocole BSU/Bruce ramp) à 24 heures d’intervalle, jusqu’à épuisement. La collecte des échanges gazeux et ECG ont été faites de façon continue tout au long des deux tests. Le lactate sanguin, la pression artérielle, l’intensité de la douleur et la perception de la difficulté à l’effort ont également été évalués. Le Questionnaire révisé sur l’impact de la fibromyalgie (QRIF), l’Échelle de kinésiophobie de Tampa, version canadienne-française (EKT-CF), et le questionnaire international sur le niveau d’activité physique, version canadienne-française (IPAQ) ont été utilisés afin de mieux décrire les caractéristiques des participantes. Des procédures statistiques non paramétriques ont été utilisées pour les besoins d’analyses statistiques. Résultats : En comparant les résultats du volume d'oxygène crête (VO2crête) obtenus au T1 aux valeurs normatives, 75% des participantes se situaient sous la catégorie “Passable”, dont 25% sous le seuil de la catégorie “Très pauvre”. Toutefois, en considérant le niveau de sévérité de la FM et comparant les participantes légèrement et modérément affectées au T1 et T2, les résultats ont démontré une différence significative de la VO2crête au T2 (30,4 ± 3,3 vs 22,9 ± 4,7 ml O2·min−1·kg−1) et de la VO2 au seuil anaérobie ventilatoire (VO2SAV) au T1 (24,0 ± 4,0 vs 18,5 ± 4,4 ml O2·min−1·kg−1) et T2 (24,9 ± 3,2 vs 18,7 ± 4,5 ml O2·min−1·kg−1). Finalement, aucune différence significative au niveau de la VO2crête (25,5 ± 5,3 vs. 26,5 ± 5,3 ml O2·min−1·kg−1, p > 0,05) et de la VO2SAV (21,2 ± 4,8 vs. 21,7 ± 4,8 ml O2·min−1·kg−1, p > 0,05) n’a été observée entre T1 et T2. Conclusion : Soixante-quinze pour cent des participantes avaient une capacité cardiorespiratoire inférieure à celle de la population générale. De plus, les capacités cardiorespiratoires des participantes semblent être affectées par le niveau de sévérité de la FM. Finalement, les résultats de cette étude ne démontrant pas de différence significative des capacités cardiorespiratoires entre T1 et T2, suggèrent qu’il n’y a pas de difficulté à reproduire les mesures physiologiques 24 heures suivant le premier test d’épreuve maximale. / Abstract: Studies on cardiorespiratory fitness (CRF) among women with fibromyalgia (FM) has been documented with some contradictory results. Furthermore, no research has looked at the capacity to reproduce the cardiorespiratory physiology measurements 24 hours following a maximal CRF test, in FM patients. Objectives: The objective of this study was twofold: 1) to describe the cardiorespiratory fitness of women with fibromyalgia (FM); and 2) to describe the reproducibility of cardiorespiratory physiological parameters 24 hours following a maximal exercise test. Method: Twelve FM women underwent two maximal exercise tests (T1 and T2) on a treadmill (BSU/Bruce ramp protocol) 24 hours apart, until volitional exhaustion. Gas exchange and ECG were continuously monitored during both tests. Blood lactate, blood pressure, pain intensity and rate of perceived exertion, were also assessed. The Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQR), the Tampa Scale of Kinesiophobia (TSK-CF) and the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) were used to further characterize the participants. Non-parametric statistical procedures were used for statistical analysis. Results: When comparing the peak oxygen uptake (VO2peak) results to normative values at T1, 75% of the participants were below the “Fair” category, of which 25% were below the “Very Poor” category. However, when taking into consideration the FM severity level and comparing mildly to moderately affected participants at T1 and T2, the results showed a significant difference in VO2peak at T2 (30.4 ± 3.3 vs 22.9 ± 4.7 ml O2·min−1·kg−1) and in VO2 at ventilatory anaerobic threshold (VO2VAT) at T1 (24.0 ± 4.0 vs 18.5 ± 4.4 ml O2·min−1·kg−1) and T2 (24.9 ± 3.2 vs 18.7 ± 4.5 ml O2·min−1·kg−1). Finally, no significant differences in VO2peak (25.5 ± 5.3 vs. 26.5 ± 5.3 ml O2·min−1·kg−1, p > 0.05) and VO2VAT (21.2 ± 4.8 vs. 21.7 ± 4.8 ml O2·min−1·kg−1, p > 0.05) were found between T1 & T2. Conclusion: Seventy-five percent of the participants had a cardiorespiratory fitness level lower than the general population. Furthermore, the cardiorespiratory capacities of the participants seemed to be affected by their FM severity level. Finally, the results of this study showed no significant difference in cardiorespiratory fitness between T1 and T2, therefore indicating no cardiorespiratory difficulty to reproduce the physiological measurements 24 hours following a maximal exercise test.

En ventilation assistée, l’inadéquation entre l’activité des muscles respiratoires du patient et l’assistance délivrée par le ventilateur se traduit par la survenue d’une dysharmonie patient-ventilateur potentiellement associée avec la survenue d’asynchronies patient-ventilateur et d’une dyspnée. Minimiser cette dysharmonie est un objectif majeur de la ventilation assistée. Le Neuro Asservissement de la Ventilation Assistée (NAVA) et la Ventilation Assistée Proportionnelle (PAV) sont deux nouveaux modes qui pourraient améliorer l’harmonie patient-ventilateur. Nous avons montré que, de façon similaire, le NAVA et la PAV diminuent le nombre d’asynchronie patient-ventilateur, préviennent la surdistension pulmonaire, restaurent la variabilité cycle à cycle du comportement ventilatoire et améliorent l’équilibre charge-capacité et le couplage neuromécanique. De plus, l’utilisation du mode NAVA en ventilation non invasive pourrait également permettre d’améliorer la synchronisation patient-ventilateur. Nous avons également montré aux cours de différents travaux sur la dyspnée en ventilation mécanique que celle ci était fréquente mais néanmoins difficile à identifier, en particulier chez les patients non communicants. L’EMG de surface des muscles inspiratoires extra-diaphragmatiques pourrait constituer un outil simple et objectif pouvant permettre au clinicien de diagnostiquer une dyspnée en ventilation mécanique et optimiser les réglages du ventilateur dans le but de minimiser la dysharmonie patient-ventilateur. Ces données permettent de progresser vers une meilleure connaissance de la dysharmonie patient- ventilateur. L’impact clinique de l’utilisation des modes proportionnels et d’une détection précoce de la dyspnée doit maintenant être évalué par des essais cliniques. / Ventilatory support must be tailored to the load capacity balance of the respiratory system to avoid patient-ventilator dysharmony as it may lead to patient-ventilator asynchronies and dyspnea. Minimizing this dysharmony is crucial. Neurally Ventilatory Assist Ventilation (NAVA) and Proportional Assist Ventilation (PAV) modes may improve patient-ventilator interaction. We showed in this work that PAV and NAVA both prevents overdistension, restores breath by breath variability of the breathing pattern and improves neuromechanical coupling and patient- ventilator asynchrony in fairly similar ways compared to pressure support ventilation. In addition the use of NAVA with non-invasive ventilation may also improve patient-ventilator interaction. We also demonstrated that dyspnea is a frequent issue in mechanically ventilated ICU patients and it can be difficult to assess when the patient is unable to report it. Surface electromyograms of extradiaphragmatic inspiratory muscles provides a simple, reliable and non-invasive indicator of respiratory muscle loading/unloading in mechanically ventilated patients. Because this EMG activity is strongly correlated to the intensity of dyspnea, it could be used as a surrogate of respiratory sensations in mechanically ventilated patients, and might, therefore, provide a monitoring tool in patients in whom detection and quantification of dyspnea is complex if not impossible. These data provide a better understanding of patient-ventilator dysharmony. Further studies are needed to evaluate the possible clinical benefits of NAVA and PAV on clinical outcomes and the impact of an early detection of dyspnea in mechanical ventilation.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-17T21:13:23Z No. of bitstreams: 1 Jessica Julioti Urbano.pdf: 3065396 bytes, checksum: 1e38f15e601296f027d3fd4cd280d051 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessica Julioti Urbano.pdf: 3065396 bytes, checksum: 1e38f15e601296f027d3fd4cd280d051 (MD5) Previous issue date: 2016-11-30 / The actual scientific approach to bioengineering organs is based on the use of natural extracellular matrix of decellularized lung as initial departure for subsequent reconstruction of the organ for recellularization in a bioreactor. The decellularization technique can be performed by two infusion ways, one through the trachea and other by pulmonary artery. The aim of this studies was to investigate in an experimental animal model, by the occlusion at the end of inspiration (OEI) and movement equation (ME), the behavior of the elastic, viscous and viscoelastic mechanical properties, of mice lungs after the process of decellularization through the trachea and the pulmonary artery. Were used 30 male mice C57BL/6, weighing 17-18 g (7-8 weeks of age), anesthetized and euthanized by exsanguination through the abdominal aorta. The decellularization protocol comprised the following steps: collecting, cleaning, freezing and thawing, rinsing with sodium dodecyl sulfate and phosphate buffered saline. For the studies I and II, the lungs were divided into the control group (GC = 10), the decellularization group by the trachea (TDG = 10) and the pulmonary artery decellularization group (PDG = 10), 5 lungs in each group for the study I that had the analysis through the technique of OEI and 5 lungs in each group for the study II with analysis through the ME. In the study I, the values of static elastance (Eest = CG: 226.9 ± 4.1, PDG: 162.6 ± 3.9, TDG: 154.8 ± 1.7) and dynamics (Edyn = CG: 240 , 9 ± 6.7, PDG: 176 ± 5.4, TDG: 177.6 ± 1.6) were significantly lower in TDG and PDG when compared to CG. In study II, the value of lung resistance presented in TDG was significantly lower in relation to the other two groups (R = CG: 5.32 ± 0.26; PDG: 5.94 ± 0.24; TDG: 2.85 ± 0.14) and GC elastance was significantly higher in comparison with TDG and PDG, and in PDG the difference was significantly lower in relation to TDG (E = CG: 279 ± 13.81; PDG: 146 ± 19.04, TDG: 209.6 ± 12.06). We can observe in both the two-way decellularization are effective to provide a scaffold ideal for pulmonary later recellularization when evaluated by the OEI and ME. Furthermore, the decellularized lungs through the pulmonary artery may be used to create a pulmonary scaffold in less time, because the protocol can be performed in a day, which facilitates the process for obtaining functional lungs scaffolds. / A abordagem científica atual para a bioengenharia de órgãos é baseada na utilização da matriz extracelular natural do pulmão descelularizado como partida inicial para posterior reconstrução do órgão por recelularização em um biorreator. A técnica de descelularização pode ser realizada por duas vias de perfusão, uma através da traqueia e a outra pela artéria pulmonar. O objetivo deste estudo foi investigar em um modelo experimental animal, através da técnica de oclusão ao final da inspiração (OFI) e equação do movimento (EM), o comportamento das propriedades mecânicas elásticas, viscosas e viscoelásticas de pulmões descelularizados de camundongos pelos métodos de perfusão através da traqueia e da artéria pulmonar. Foram utilizados 30 camundongos machos da raça C57BL/6, com peso de 17-18 g (7-8 semanas de idade), anestesiados e eutanasiados por exsanguinação pela aorta abdominal. O protocolo de descelularização seguiu as etapas de coleta, limpeza, congelamento e descongelamento, lavagem com dodecil-sulfato de sódio e tampão fosfato-salino. Para a realização dos estudos I e II, os pulmões foram divididos em grupo controle (GC = 10), grupo descelularização pela traqueia (TDG = 10) e grupo descelularização pela artéria pulmonar (PDG = 10), sendo 5 pulmões em cada grupo para o estudo I que teve a análise através da técnica de OFI e 5 pulmões em cada grupo para o estudo II com análise através da EM. No estudo I, os valores de elastância estática (Eest = CG: 226,9 ± 4,1; PDG: 162,6 ± 3,9; TDG: 154,8 ± 1,7) e dinâmica (Edyn = CG: 240,9 ± 6,7; PDG: 176 ± 5,4; TDG: 177,6 ± 1,6) foram significativamente menores em TDG e PDG quando comparados com o CG. Já no estudo II, o valor da resistência pulmonar apresentado no TDG foi significativamente menor em relação aos outros dois grupos (R = CG: 5,32 ± 0,26; PDG: 5,94 ± 0,24; TDG: 2,85 ± 0,14) e o valor da elastância de CG apresentou-se maior de forma significativa em comparação com a TDG e PDG, e no PDG a diferença foi menor significativamente em relação à TDG (E = CG: 279 ± 13,81; PDG: 146 ± 19,04; TDG: 209,6 ± 12,06). Podemos observar que, quando avaliadas pelas técnicas de OFI e EM, as duas vias de descelularização foram eficazes na geração de um scaffold pulmonar ideal para posterior recelularização. Além disso, a técnica de descelularização através da artéria pulmonar mostrou-se eficaz para a obtenção de um scaffold pulmonar em menor período de tempo, uma vez que o protocolo pode ser realizado em um dia, o que facilita o processo de obtenção de pulmões funcionais.

Submaximal exercise performance is, in part, limited by the accumulation of metabolic byproducts and energy system capacities. Curcumin and the combination of curcumin and fenugreek soluble fiber (CurQfen®) have been shown to increase endogenous antioxidants and metabolic byproduct clearance as well as reduce inflammation and lipid peroxidation, and therefore, may enhance submaximal aerobic thresholds. In addition, there is evidence that the galactomannan component of fenugreek, used to enhance bioavailability of curcumin, may also have potential physiological effects related to the up regulation of free fatty acid oxidation Therefore, the purpose of this study was to examine the effects of curcumin and fenugreek soluble fiber supplementation on the ventilatory threshold (VT), respiratory compensation point (RCP), maximal oxygen consumption (O2 peak), and time to exhaustion (Tlim)derived from a graded exercise test (GXT). Forty-five untrained, college-aged, male (n = 24) and female (n = 21) subjects (mean age ± SD: 21.2 ± 2.5 yr) were randomly assigned to one of three supplementation groups; placebo (PLA, n=13), 500 mg·day-1 CurQfen® (CUR, n=14), or 300 mg·day-1 fenugreek soluble fiber (FEN, n=18). All of the subjects completed a maximal GXT on a cycle ergometer to determine the VT, RCP, O2 peak, and Tlim before (PRE) and after (POST) 28 days of daily supplementation. The VT and RCP were determined from the V-slope method for the ventilation (E)vs. O2 and E vs. CO2, respectively. Separate, one-way ANCOVAs were used to examine the between group differences for adjusted POST VT, RCP, O2 peak, and Tlim values, with the respective PRE test value as the covariate. The adjusted POST VT-O2 for the CUR (mean ± SD= 1.593 ± 0.157 L·min-1) and FEN (1.597 ± 0.157L·min-1) groups were greater than (p= 0.04 and p= 0.03, respectively) the PLA (1.465 ± 0.155L·min-1) group, but the FEN and CUR groups were not different (p = 0.94). The one-way ANCOVAs for RCP (F = 3.177, p = 0.052), O2 peak (F = 0.613, p = 0.547), and Tlim (F = 0.654, p = 0.525) indicated there were no significant differences among groups. These findings suggested that CurQfen® and/or fenugreek soluble fiber may improve submaximal, but not maximal, aerobic performance indices in untrained subjects.